微通道压缩反应器系统技术方案

技术编号:5537814 阅读:247 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
第一微通道组件包括具有与第一入口物流和第一出口物流流体连通的微通道的第一单元操作(22),和具有与第一单元操作热连通并与第二入口物流和第二出口物流流体连通的微通道的第二单元操作(26)。加压容器(18)至少部分包含第一微通道组件且被与第一微通道组件热连通的压缩介质(10)占据。本发明专利技术还包括可拆卸的微通道单元,其包括与分布在整个微通道单元内的多个微通道流体连通的入口孔和出口孔,和加压容器适合具有安装在其上的微通道单元,其中加压容器含有在微通道单元外部至少部分上产生正表压的加压流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请公开内容涉及单元操作,其中至少部分单元操作处于压缩中;更具体地,涉及单元操作,其中至少部分单元操作包含在压力容器内并保持压缩状态。
技术介绍
现有技术的公开内容,例如美国专利No.5167930公开了包封反应器的密封室,其中在密封室内的压力等于反应器的压力。通过提供适应这种变化的可膨胀反应器和可膨胀的密封室来维持在反应器和室之间的压力相等。其它现有技术的公开内容,例如美国专利No.3515520公开了一种反应器,其具有适合接收催化剂和/或在其内的腐蚀性反应物的内部耐腐蚀套筒。通过非腐蚀性反应物的较高压力流动对套筒形成夹套,以抑制套筒内的渗漏处泄漏腐蚀性反应物和/或催化剂并与外部反应器壁接触。非腐蚀性反应物通过开口进入套筒,并通过与催化剂/腐蚀性反应物流体连通的另一开口流出,之后通过正常的反应工艺消耗。另外的现有技术的公开内容,例如美国专利No.2462517公开了一种多壁反应器,其中内部第一壁确定反应室,第二壁确定由加压大气占据的空腔,第三壁确定由冷却流体占据的空腔。使用加压大气调节外部反应器的容器压力,同时使用冷却流体调节在加压容器和反应器内部的热能。
技术实现思路
本公开内容涉及单元操作,其中至少部分单元操作处于压缩中;更具体地,涉及单元操作,其中至少部分单元操作包含在压力容器内并通过压缩介质保持压缩状态,所述压缩介质可以包括但不限于惰性介质和化学反应物。介质的压缩性质确保在单元操作内的泄漏导致介质进入单元操作并抑制任何材料流出该单元操作。单元操作可包括一个或多个化学反应器、混合器、化学分离单元和换热器。化学分离单元可进行蒸馏、提取、吸收和吸附,但不限于此。进一步详细的实施方案使得可获得通常与单元操作等温的惰性介质,以便同时维持单元操作的压缩并提供充足的惰性介质源以供在反应器停车工序过程中吹扫单元操作的化学反应器。本公开内容还涉及化学反应器,所述化学反应器利用微通道技术,至少部分反应在该微通道内发生。更具体地,本公开内容利用化学反应器,所述化学反应器包括由在其外部的压缩、可能惰性的介质维持压缩的多个微通道。甚至更具体地,惰性介质可提供微通道的加热或冷却,和当应用时,若牺牲反应器的完整性和/或在停车工序过程中吹扫反应器,则抑制反应物和/或产物流出化学反应器的断流介质。本专利技术公开了至少部分包含在加压容器内的微通道基化学处理单元操作。当在工艺单元外部产生的压力接近于通过在微通道内进行的工艺在工艺单元内部产生的压力时,该容器的加压性质起到在微通道的工艺单元上平衡压力的作用。另外,本专利技术包括从加压容器上可拆卸的微通道处理单元。此处公开的例举实施方案提供加压容器,所述加压容器具有适合携带材料出入微通道结构单元的管道。按照该方式,与容器相连的平台(docking)结构使处理单元能拆卸、更换和/或重新安装且不要求全部或部分破坏加压容器、管道或微通道处理单元。例如在其中一个或多个微通道处理单元包括在微通道内保留催化剂的微通道反应器的情况下,可在远离容器的位置处发生催化剂的整修且没有利用容器的管道或要求构造附加的管道以提供通过容器到达反应器的通路。总之,从压力容器中拆卸和/或重新安装微通道处理单元的能力简化了在加压环境内例如通过容器提供的加压环境内操作单元之前改进、测试和更换单元的工艺。本专利技术还包括在至少部分容纳于加压容器内的固定或可拆卸的微通道处理单元内进行费-托合成的例举实施方案。费-托合成使一氧化碳和氢气在催化剂存在下反应,生成较高分子量的烃。这些较高分子量的烃提供部分固化的可能性,若物流中的固体含量太大,则这种部分固化可堵塞微通道处理单元的微通道。为了降低堵塞可能性,例举实施方案注入升温流体到微通道处理单元的下游部分,以提高携带费-托合成产品的产品物流的温度,维持流体在微通道内流动。在升温流体进入微通道处理单元之前,在携带升温流体的管道和携带费-托合成产品的管道之间建立逆流换热器,以便产品管道的更远的下游部分接触较高升温的流体,以确保流体流动。例举实施方案还利用放热费-托合成,以便在化学设施内提供该工艺或其它工艺用蒸汽。根据下述公开内容,本专利技术的这些和其它方面将更明显。尽管部分解释了权利要求,以提供本专利技术的概述,但应理解本专利技术的概述不限制或受限于权利要求或此处包含的作为利用本专利技术基础的清楚的例举实施方案。附图说明 图1是本专利技术第一个例举实施方案的示意图; 图2是本专利技术第二个例举实施方案的示意图; 图3是本专利技术第三个例举实施方案的示意图; 图4是按本专利技术进行的第一个例举反应工艺的示意图; 图5是按本专利技术进行的第一个可供替代的例举反应工艺的示意图; 图6是本专利技术第一个例举加压容器的右侧视图; 图7是本专利技术第一个例举的加压容器的顶视图; 图8是本专利技术第一个例举的加压容器的端视图; 图9是本专利技术第一个例举的加压容器的截面视图; 图10是流体流经本专利技术的微通道组件的例举区段的示意图; 图11是流体流经本专利技术的微通道组件的例举重复单元的示意图; 图12是本专利技术第二个例举的加压容器的放大透视图; 图13是本专利技术第二个例举的加压容器的顶视图; 图14是本专利技术第二个例举的加压容器的右侧视图; 图15是本专利技术第二个例举的加压容器的右侧剖视图; 图16是本专利技术第二个例举的实施方案的截面视图; 图17是本专利技术第一个例举的实施方案的放大透视图; 图18是第一个例举实施方案的放大透视图和微通道处理单元、法兰和垫片的分解图; 图19是第一个例举实施方案的截面视图; 图20是用于装配第一个例举实施方案的第一个例举结构的放大透视图; 图21是用于装配第一个例举实施方案的第二个例举结构的放大透视图; 图22是用于装配第一个例举实施方案的第三个例举结构的放大透视图; 图23是用于装配第一个例举实施方案的第四个例举结构的放大透视图; 图24是用于装配第一个例举实施方案的第五个例举结构的放大透视图; 图25是用于装配第一个例举实施方案的第六个例举结构的放大透视图; 图26是用于装配第一个例举实施方案的第七个例举结构的放大透视图; 图27是用于装配第一个例举实施方案的第八个例举结构的放大透视图; 图28是没有安装微通道处理单元的第一个例举实施方案的放大透视图; 图29是第一个可供替代的例举实施方案的放大截面视图; 图30是第二个例举实施方案的放大透视图; 图31是图30的第二个例举实施方案的右侧视图; 图32是图30的第二个例举实施方案的主视图; 图33是图30的第二个例举实施方案的右侧截面视图; 图34是图30的第二个例举实施方案的截面主视图; 图35是在拆除压力容器外壳的情况下,图30的第二个例举实施方案正面的放大透视图; 图36是在拆除压力容器外壳的情况下,图30的第二个例举实施方案背面的放大透视图。具体实施例方式以下以进行所需工艺的步骤、工序和装置阐述和描述本专利技术的例举实施方案。根据该例举的步骤、工序和装置,利用描述本专利技术元件所使用的不同取向、位置和参考术语。但为了清楚和精确起见,只利用单一的取向或位置标准;因此,应理解只是使用描述本专利技术的例举实施方案所使用的位置和取向标准来相对于彼此描述各元件。因此,本领域技术人员预见到的各种变化应当同时落在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学工艺系统,其包括:适合与入口物流和出口物流流体连通的第一单元操作;在其内至少部分包含第一单元操作的压力容器,该压力容器同时适合被惰性介质占据,以压缩第一单元操作;和适合与惰性介质源流体连通的吹扫物流,以供从惰 性介质源选择性传输惰性介质并与第一单元操作流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:WA罗格斯CP维尔RD利特RC帕萨蒂恩GB史密斯CR米勒TP伏特JG佩尔哈姆PW尼格勒MA马驰安多
申请(专利权)人:维洛塞斯公司
类型:发明
国别省市:US[]

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