[发明专利]压力控制器

说明书

技术领域

本发明涉及用于操作并行反应器的系统中的压力控制。

背景技术

并行反应器广泛地用于化学反应的研究中，特别地用于高通量实验。在高通量实验中，多个相对小型的反应器被并行放置。在每个反应器中，进行不同的实验。通常，不同反应器上的条件和/或反应物略有改变。例如，所有反应器以相同的压力和温度操作，但是均容纳不同的反应物。在执行实验之后，将实验结果彼此比较，并且例如识别感兴趣的反应物(例如，催化剂)。并行执行实验使得得到实验结果所花费的时间明显减少。

通常，在高通量实验中，反应器较小，如所使用的反应物量那样。通常，使用流通式反应器，并且流体流的流速也较低。典型的反应器的大小为直径不超过1cm，并且当例如测试催化活性时，在每个反应器中典型地存在几克潜在催化剂(potential catalyst)。有时甚至使用更少的潜在催化剂，例如在0.005克和1克之间。对于液体而言，流率通常小于10ml/h，和/或对于气体而言小于150Nml/min。在高通量反应中使用的典型低流率使得难以控制通过各个反应器的流体流。

为能够对在不同反应器中执行的实验的结果进行相互比较，准确地控制各实验的工艺条件是重要的。这些工艺条件包括例如温度、压力和流率。

并行反应器在化学上的不同用途是使用微型反应器生产化合物。微型反应器的尺寸类似于或略大于在高通量实验中使用的反应器。当已经证明某一化合物能够使用小型反应器进行小规模生产时，多个这种小型反应器被并行布置。然后在这些反应器中使用与在原始的单个反应器中相同的反应条件生产化合物。

因此，同样在此并行反应器的这种应用中，所有反应器中的反应条件相同是重要的。

EP 1888224描述了用于高通量实验的系统。在该已知的系统中，存在多个并行流通式反应器。在各流通式反应器中，存在包含潜在催化剂的固定床。所有反应器从流体源接收反应流体。来自流体源的流体流分成多股流体流，各流体流行进到反应器。在反应器中，可以发生反应。然后分析反应器流出物，例如为了确定潜在催化剂是否是用于进一步的调查的良好备选物。

在EP 1888224的系统中，反应器中的压力通过背压调节器控制。该背压调节器包括多个流动通道。每个流动通道从其自己专用反应器接收反应器流出物流。流动通道延伸通过共用的压力控制室，在该共用的压力控制室中存在参考压力的控制气体。流动通道具有柔性壁，以便共用的控制室中的压力能够影响流动通道的横截面面积，并且由此控制反应器中流动通道上游的压力。压力控制室中的参考压力通过单个压力控制器控制。

在EP 1888224的系统中，压力被控制为使得所有反应器的背压是相同的。但是，这并不总是期望的。EP 1888224的背压调节器能够被修改，以使共用的压力控制室被分割成多个隔室，该多个隔室中的参考压力能够被单独控制。因此，不同隔室可具有不同的参考压力。可替代地，能够在每个反应器下游使用单独的圆顶调节器(dome regulator)。

然而，这种设置将需要多个压力控制器，每个压力控制器专用于压力控制室的一个隔室。这是不利的，因为压力控制器通常是庞大且昂贵的设备。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于操作并行反应器的压力控制器。

在根据本发明的压力控制器中，存在流动通道，压力待被控制的流体流过该流动通道。该流体可以是反应器流出物，但是可替代地，其可以是反应流体、稀释流体或者清洗流体。流动通道可以例如从流体源、反应器供给通道、反应器出口、反应器流出物管路接收流体流。

压力控制器进一步包括可移动的阀构件。该可移动的阀构件控制流动通道的横截面面积的大小。移动阀构件减小或扩大流动通道的横截面面积，由此增加或减小压力。

阀构件可以采用许多可替代实施例。例如，阀构件可以是柔性膜，其形成流动通道的壁的一部分。可替代地，例如，阀构件可以是滑块，例如针状物或者其它类型的实心体，其延伸到流动通道中并且能够占据至少部分地阻塞流动通道的位置。

可选地，阀构件能移动，以使横截面面积的大小能连续变化，至少在一定范围内能连续变化。根据本发明的压力控制器优选地是允许在一压力范围内连续地或者逐步地调节压力的压力控制器。可移动的阀构件能够采取比仅完全打开的流动通道和完全闭合流动通道更多的位置。完全打开流动通道和完全闭合流动通道之间的位置也可由阀构件采取。