用于化学工艺的通用基础设施制造技术

本发明专利技术涉及用于进行化学工艺的成套设备，其至少包括用于直接进行转化的构件，其以产物开发构件的形式和／或以至少一个用于产物的连续工业生产的反应器、用于接收和／或提供反应物和／或产物的设备、以及控制转化的装置的形式，它们组合为单一的集成且可运输的功能单元而起基础设施作用，所述成套设备优选地为标准运输集装箱的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学工艺的通用基础设施本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于进行化学工艺的成套设备 (Anlage)。在EP 0 754 084 Bl中描述了类似的成套设备。
技术介绍
从例如化学和制药工业、生物技术等不同工业领域中理论上已知提供可移动的、 与位置无关的单元(ortsunabhSngigen Einheiten)形式的生产成套设备的独立模块。例如，从US 2008/0029447 Al已知由相同尺寸的多个模块构成的模块化乙醇生产 成套设备。各个模块在各情况中设置为集装箱。例如，从US 5，656，491已知用于生产生物技术产品的模块化生产成套设备。所述 成套设备包括至少两个可以相互连接以形成功能单元的可移动模块。例如，从DE 199 58 142 Al已知用于生产和利用生物气的可运输的模块化成套设 备。该成套设备的各部件，例如发酵器和能源部件设置在至少两个单独的结构元件中，所述 结构元件各自容纳在标准运输容器架构中。由于在上述文献中所描述的生物化学工艺是在低压和低温下进行的，所以所述用 于这些工艺的成套设备不能符合任何严格的安全要求。在微反应
中已知利用模块成套设备进行化学工艺的成套设备可设置为 微空间尺度。由此，通用性的文献EP 0 754 084 Bl描述了在起基础设施作用的装配板 (assembly slab)的基础上构建的模块化化学反应成套设备。所有的成套设备部件设置为 可相互组合的功能化模块；对于在所述单元之间的质量传递，所述装配板提供集成的流体 路径。WO 01/89681 A2也描述了用于设置微反应成套设备的模块化成套设备。连接以 形成所述成套设备的设备设计为具有标准化尺寸的统一功能化模块，并将其插入安装框架 中。所述安装框架没有集成的流体路径；相反，组织所述设备的接口以使在安装框架中位置 相邻的所述模块的各进口和/或出口彼此相邻，以便在模块之间进行直接的质量传递。上述两种模块化成套设备都是仅为了在微型尺度上的生产能力而设计的。由于吞 吐量小和壁厚大，微反应技术可控制有害材料在高温和高压下的危险反应。实际上，这样的 微反应成套设备具有一件家具般的尺寸，使其在实验室中可以直立。所需要的安全设施，如 灭火单元、抽气或地下水保护、以及能量供应由实验室建筑整体成套设备提供。由于在微 空间尺度下的反应所带来的低危险性，实验室中通常所提供的安全基础设施的能力是充分 的。因此，将模块化成套设备用于微反应成套设备，而不需要专用的安全设施。相比传统的大尺度化学成套设备，微反应技术在理论上的缺点是微型成套设备的 低生产能力。技术问题根据该现有技术，本专利技术提出了开发在本申请开始处所提及类型的成套设备的问 题，从而可以超过实验室规模的产量进行化学反应，同时保持严格的安全预防措施。技术方案权利要求1所述的成套设备解决了该技术问题。在从属权利要求中描述了本专利技术 的优选实施方案。因此，本专利技术提供用于进行化学工艺的成套设备，其a)具有至少一个接收和/或提供原料的装置，b)具有至少一个接收和/或提供产物的装置，c)具有至少一个将所述原料转化为产物的反应器，d)具有至少一个控制和/或调节所述转化的装置，e)其中，所述成套设备是基于基础设施构造的，f)其中，所述基础设施提供能够通过在所述装置之间和/或所述装置和所述反应 器之间交换物质和/或能量和/或信息的集成管道，g)其中，所述基础设施具有至少一个安装区域，在该安装区域中可固定所述装置 和/或反应器和/或辅助设备，h)其中，所述基础设施是可运输的，i)其中，所述基础设施在空间上限定出至少一个步入空间(begetibaren Raum),k)其中，所述安装区域设置于所述空间内，并且1)其中，所述基础设施具有灭火剂分配装置。本专利技术的基本构想是将所述基础设施放置在一定空间中，在所述基础设施上构件 所述成套设备，人可以走入所述空间中，但仍可以低物流成本运输，并同时在所述基础设施 中集成所需安全装置，如在所述基础设施中集成灭火剂分配装置。因此，本专利技术提供的该类 型基础设施独立于上级安全成套设备，并因此不必在实验室环境中安装。因为可独立于其中所进行的工艺而将所述基础设施标准化，所以可将相同的所述 基础设施用于多种成套设备。由此减少了资本成本并同时提高了质量。因此，这样的基础 设施也是本专利技术的目的之一。根据本专利技术的成套设备的特殊优势是得益于其通用的基础设施，它可用于多种 产品开发阶段；由此，在任何化学工艺开始开发时，都存在在非连续工艺中以小吞吐量评价 工艺步骤和参数的实验室阶段。在此，所需工艺的化学性质是关注点。然后进一步开发中 试阶段，其中对工程部分进行研究。在相比实验室阶段增大但仍较小的吞吐量下，建立使用 与将来的全尺寸成套设备的那些设备功能上相应的设备的连续工艺。其后是“扩大”阶段， 在该阶段中使中试工厂中研发的工艺进入生产规模。常规地在此解决相似问题。这三个阶段可以在相同的基础设施上进行其初始作为实验室。因此，以实验室规 模设置接收和/或提供原料和产物的装置及反应器。在用于测量/控制/调节的装置中收 集来自实验室反应的测量结果。然后所述基础设施起到中试工厂的作用。用与大规模设备 在功能上相对应的小型设备替代实验室装置。为此还利用用于测量/控制/调节的装置， 并继续收集相应于中试工厂的学习过程的数据。最后，所述基础设施起到大规模成套设备 的基础的作用。为此，所述设备可根据它们的容量进行扩大，但这导致相似的问题。可选 地，根据以相同方式配备的第二基础设施简单复制(gespiegelt)所述成套设备，并设置在 所述成套设备旁。同样，还将所得数据复制，使得由于平行化而无需担心相似性问题。因此，本专利技术还提供使用这里所讨论的成套设备制备产品的方法，其具有以下步5骤a)在第一时间段制备第一产物量，并记录控制或调节所述装置的反应器中的反应 所需的信息以控制或调节反应；b)在保留所述基础设施和用于控制或调节反应的装置的同时，增大所述成套设备 的容量；c)在第二时间段制备第二产物量，并读取控制或调节所述装置的反应器中反应所 需的信息以控制或调节反应；其中，所述第二量大于所述第一量，并且所述第二时间段在所述第一时间段之后。因此，所述基础设施对于化学产品的开发和连续生产都是集成解决方案，其包括 原料、副产物和最终产物的供应和处置、控制/调节/空气调节的功能。所述灭火剂分配装置优选地使在所述空间中分布灭火剂，所述空间还具有所述成 套设备的部件的安装区域。如果在此发生火情，利用所述灭火剂分配装置可进行灭火。所述灭火剂分配装置还可包括围绕所述基础设施的环式管道，其具有多个彼此相 隔一段距离设置的喷嘴，用于向所述成套设备喷洒液体。如果在所述空间爆发火情，可向整 个成套设备喷洒灭火剂，以使火情不能破坏所述基础设施的周围。所述基础设施优选地具有至少一个灭火剂连接器，其可从外部接入，并可向灭火 剂分配装置添加灭火剂。因此，赶到的消防队仅需向燃烧中的所述基础设施添加灭火剂，而 不必装配额外的灭火装备。这加快了灭火速度。为了使得在所述基础设施的空间中进行包含有毒气体的反应，所述基础设施优选 地配有强制通风。如果环境空气不利于所述空间中的反应，则必须将所述空间设计为密封的。所述基础设施的空间可下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于进行化学工艺的成套设备，其ａ）具有至少一个接收和／或提供原料的装置，ｂ）具有至少一个接收和／或提供产物的装置，ｃ）具有至少一个将所述原料转化为产物的反应器，ｄ）具有至少一个控制和／或调节所述转化的装置，ｅ）其中，所述成套设备是基于基础设施构造的，ｆ）其中，所述基础设施提供集成管道，借助所述集成管道可以在所述装置之间和／或所述装置和所述反应器之间交换物质和／或能量和／或信息，ｇ）其中，所述基础设施具有至少一个安装区域，在该安装区域中可固定所述装置和／或反应器和／或辅助设备，其特征在于，ｈ）其中，所述基础设施是可运输的，ｉ）其中，所述基础设施在空间上限定出至少一个步入空间，ｋ）其中，所述安装区域设置于所述空间内，并且ｌ）其中，所述基础设施具有灭火剂分配装置。

【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：J·E·朗，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：DE