使用拉曼光譜的過(guò)程控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及用于提高1，4-丁二醇的生產(chǎn)效率的系統(tǒng)與方法，更 具體而言，本文所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及用于在生產(chǎn)1，4_ 丁二醇的過(guò)程中監(jiān)測(cè)進(jìn)料流和排 出物流的系統(tǒng)與方法。更具體地，本文所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及使用拉曼光譜在生產(chǎn)1，4_ 丁 二醇的過(guò)程中檢測(cè)進(jìn)料流和排出物流的系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 這部分介紹了本領(lǐng)域的信息，所述信息可能涉及到或提供關(guān)于本文所述技術(shù)和/ 或下面所要求保護(hù)的技術(shù)的一些方面的背景。此信息是利于更好地理解本文中公開(kāi)內(nèi)容的 背景。這是關(guān)于"相關(guān)"技術(shù)的討論。這種技術(shù)根本不意味著它也是"先前"技術(shù)。相關(guān)技 術(shù)可以是或不是先前技術(shù)。應(yīng)當(dāng)從這個(gè)角度來(lái)解讀所述討論，并不作為對(duì)先前技術(shù)的承認(rèn)。
[0003] 在1，4_ 丁二醇的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)料和流出物進(jìn)行監(jiān)測(cè)以優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程， 并且確保操作符合安全法規(guī)。通常，使用氣相色譜和/或者質(zhì)譜分析對(duì)進(jìn)料和流出物進(jìn)行 監(jiān)測(cè)。
[0004] 氣相色譜儀可以分析入口和出口反應(yīng)器進(jìn)料流和排出物流。當(dāng)使用氣相色譜儀 時(shí)，從系統(tǒng)提取流體的物理試樣并且將其傳送到氣相色譜儀。在提取以及將試樣從系統(tǒng)輸 送到氣相色譜儀期間，在分析之前試樣可能會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。此外，氣相色譜可能需要較長(zhǎng) 測(cè)試時(shí)間，例如多達(dá)且超過(guò)15分鐘。因此，當(dāng)取得試樣以及得到結(jié)果時(shí)，系統(tǒng)條件會(huì)存在遲 滯時(shí)間。
[0005] 因此，一直需要監(jiān)測(cè)1，4-丁二醇的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)料和排出物的性質(zhì)的系統(tǒng)和方 法。本文所公開(kāi)的技術(shù)涉及解決或至少減少上述提及的問(wèn)題的一個(gè)或全部。此外，本領(lǐng)域 一直易于接受改進(jìn)或替代裝置、方法和配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在一個(gè)方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及在用于生產(chǎn)1，4-丁二醇的反應(yīng)系統(tǒng)中 實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的方法，所述方法包括使用拉曼光譜確定反應(yīng)系統(tǒng)的試樣的至少一種性質(zhì)。 所述方法還包括響應(yīng)于所述至少一種確定的性質(zhì)調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)。
[0007] 另一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種生產(chǎn)1，4- 丁二醇的方法，所述方法包 括在溶劑和催化劑的存在下使烯丙醇與一氧化碳和氫氣發(fā)生反應(yīng)以生產(chǎn)反應(yīng)器流體。所述 方法還可以包括對(duì)反應(yīng)進(jìn)行取樣，使用拉曼光譜確定所述試樣的至少一種性質(zhì)，并且響應(yīng) 于所述至少一種性質(zhì)調(diào)整反應(yīng)。
[0008] 上述給出了本發(fā)明的簡(jiǎn)化概述以提供對(duì)本發(fā)明一些方面的基本理解。此概述并不 是本發(fā)明的窮盡性概括。這并不旨在標(biāo)識(shí)重要或關(guān)鍵元件或描述出本發(fā)明的范圍。它惟一 目的是以簡(jiǎn)化形式給出一些概念，所述概念作為之后討論的更加詳細(xì)的說(shuō)明書的前序。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 可以參考下面說(shuō)明書并結(jié)合附圖來(lái)理解所要求保護(hù)的主題，其中相同的參考標(biāo)記 表示相同元件，其中：
[0010] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，用于將烯丙醇轉(zhuǎn)化成1，4_ 丁二醇的系統(tǒng)的示意 圖。
[0011] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，用于在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中確定甲苯中烯丙醇重量百分 數(shù)的校正曲線。
[0012] 雖然下面所要求保護(hù)的主題容許各種修改和替代形式，但所述附圖通過(guò)實(shí)施例的 方式對(duì)本文所述特定實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里對(duì)特定實(shí)施方式 的說(shuō)明并不旨在要將本發(fā)明限制于所公開(kāi)的特定形式，而是正好相反，旨在覆蓋落入本發(fā) 明精神和范圍的所有修改、等效和替代方式，本發(fā)明的精神和范圍由所附的權(quán)利要求書所 限定。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 將在下面說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方式。本發(fā)明并不局限于在此包含的 實(shí)施方式和說(shuō)明，而是包括這些實(shí)施方式的改進(jìn)形式，所述這些實(shí)施方式包括上述實(shí)施方 式的各部分以及不同實(shí)施方式的元素的組合，只要這些實(shí)施方式落入所附權(quán)利要求的范圍 內(nèi)即可。在任何此類實(shí)際實(shí)施過(guò)程的開(kāi)發(fā)中，正如任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須做出多 個(gè)實(shí)施過(guò)程特定的決定以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合系統(tǒng)相關(guān)的限制條件以及商業(yè) 相關(guān)的限制條件，而這些限制條件將隨著不同的實(shí)施方式而不同。而且，這樣的開(kāi)發(fā)工作可 能是復(fù)雜且耗時(shí)的，然而，對(duì)于從本發(fā)明受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)仍將是設(shè)計(jì)、制作 和制造的例行任務(wù)。
[0014] 在一方面，本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及用于提高1，4-丁二醇的生產(chǎn)效率的系統(tǒng)和 方法。在其他方面，本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及在1，4-丁二醇的生產(chǎn)期間監(jiān)測(cè)進(jìn)料流和排出 物流系統(tǒng)和方法。在其他方面，本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及使用拉曼光譜在1，4_ 丁二醇的生 產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)進(jìn)料流和排出物流的系統(tǒng)和方法。
[0015] 本發(fā)明的實(shí)施方式能夠更高效地生產(chǎn)1，4-丁二醇，1，4-丁二醇是用于制造各種 各樣的工業(yè)產(chǎn)物和商業(yè)產(chǎn)物的普通中間體成分。1，4-丁二醇發(fā)生反應(yīng)以生成例如工程塑 料、聚氨酯體系，并且將其用作油墨和清潔劑中的載體溶劑。
[0016] 拉曼光譜是已知的，例如，參見(jiàn)美國(guó)專利號(hào)7, 505, 127。它是用于化學(xué)表征、化學(xué)定 量和化學(xué)鑒定的公認(rèn)的分析技術(shù)。拉曼光譜提供有關(guān)分子振動(dòng)-旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息。當(dāng)輻射 照射到分子上引起這個(gè)分子的電子云極化率的改變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生拉曼位移。在拉曼光譜中，將 分子從基態(tài)激發(fā)到虛態(tài)，并且當(dāng)其從起始處弛豫回到不同的振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)射出光 子。大多數(shù)的入射輻射以與源相同的波長(zhǎng)被彈性散射（瑞利散射），然而，一小部分是非彈 性散射的。這種非彈性散射是拉曼散射并且包括Stokes散射（發(fā)射的散射能量比吸收的 光子能量低）以及反Stokes散射（發(fā)射的散射能量比吸收的光子能量高）。在初始狀態(tài)和 此新?tīng)顟B(tài)之間的這些能量差異會(huì)引起發(fā)射光子的頻率遠(yuǎn)離激發(fā)波長(zhǎng)的位移，這就是拉曼位 移。拉曼光譜通常顯示為強(qiáng)度（任意單位）對(duì)拉曼位移的曲線圖，拉曼位移通常以波數(shù)表 示。在光譜中，波數(shù)表示為厘米倒數(shù)（cnT1)。
[0017] 用于收集和處理拉曼數(shù)據(jù)的儀器由拉曼光譜儀系統(tǒng)、透光度系統(tǒng)、控制回路和處 理器組成。拉曼光譜儀系統(tǒng)包含光源、用于瑞利散射排斥的濾光器、單色儀以及檢測(cè)器。光 源提供了通過(guò)探針被傳輸?shù)讲蓸訁^(qū)域的激發(fā)輻射。散射的輻射通過(guò)探針收集回來(lái)，從瑞利 散射中將其過(guò)濾，并通過(guò)單色儀進(jìn)行色散。然后將色散的拉曼散射成像到檢測(cè)器上，隨后在 處理器內(nèi)進(jìn)行處理。
[0018] 典型地，光源是一種可見(jiàn)激光器，例如倍頻Nd:YAG激光（532nm)、氦-氖激光器 (633nm)或固態(tài)二極管激光（例如785nm)。激光器可以是脈沖激光器或連續(xù)波（CW)激光 器，可根據(jù)需要進(jìn)行偏振或