處理單元和多個(gè)處理單元的使用
【專利說明】處理單元和多個(gè)處理單元的使用
[0001] 產(chǎn)生本發(fā)明的工作在歐盟的第七框架計(jì)劃RP7/2007-2013的過程中根據(jù)228867 號(hào)授權(quán)協(xié)議受到資助。
[0002] 本發(fā)明涉及處理單元并且也涉及多個(gè)這樣的處理單元的使用，使用這些處理單 元，過程工程單元操作可被執(zhí)行或者至少得到支持，以執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)。
[0003] 為了生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的目的，必須組裝被個(gè)別地設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)以進(jìn)行要生產(chǎn)的化 學(xué)產(chǎn)品的期望合成，從而能夠執(zhí)行必須的工程工藝步驟。當(dāng)不再想生產(chǎn)這種產(chǎn)品時(shí)，所述設(shè) 備結(jié)構(gòu)通常再被拆除或拆卸，以在同一位置組裝不同的被個(gè)別地設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，利用該 不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)可生產(chǎn)不同的化學(xué)產(chǎn)品。
[0004] 一直需要降低執(zhí)行不同的化學(xué)反應(yīng)的花費(fèi)。
[0005] 本發(fā)明的目的是具體說明允許以低花費(fèi)執(zhí)行不同的化學(xué)反應(yīng)的措施。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的解決方案通過具有權(quán)利要求1的特征的處理單元以及具有權(quán)利要 求10的特征的用途來進(jìn)行。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被具體說明，每個(gè)從屬 權(quán)利要求可單獨(dú)地或者組合地代表本發(fā)明的一個(gè)方面。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種處理單元以支持和/或執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的過程工程單元操 作，具有為該過程工程單元操作提供貢獻(xiàn)的操作單元和用于容納該操作單元的框架，其中 該框架在縱向方向上具有大小其基本上對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的內(nèi)部的縱向方向上的大 小U的不可分割部分N J勺整數(shù)倍Z μ尤其是如DIN ISO 668明確說明的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱， 和/或該框架在橫向方向上具有大小dQ，其基本上對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的內(nèi)部的橫向方向 上的大小Lq的不可分割部分Nq的整數(shù)倍Z Q，尤其如DIN ISO 668明確說明的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝 箱。
[0008] 標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱，其尤其是在DIN ISO 668中具體說明的的ID型（"10英尺集裝 箱"）或在DIN ISO 668中具體說明的IC型（"20英尺集裝箱"）的運(yùn)輸集裝箱，是國際通用 標(biāo)準(zhǔn)，其在縱向方向、橫向方向和高度上的大小在國際上基本上是標(biāo)準(zhǔn)化的。在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集 裝箱的內(nèi)部的矩形基部區(qū)域的情況下，更長的側(cè)邊限定了縱向方向且較短的側(cè)邊限定了橫 向方向。這種標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱可尤其被用于利用卡車和/或海運(yùn)集裝箱船運(yùn)輸。例如，IC 型標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的內(nèi)部具有的5867mm長度k、2330mm的寬度1^和2197mm的高度Lh，而 ID型的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的內(nèi)部具有2802mm的長度k、2330mm的寬度1^和2197mm的高度 LH。這種標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的可用存儲(chǔ)空間被劃分成多個(gè)等大的名義邏輯區(qū)域。處理單元的 占地面積基本上精確地對(duì)應(yīng)這個(gè)邏輯區(qū)域或這個(gè)邏輯區(qū)域的整數(shù)倍，其中，在由所述框架 限定的所述處理單元的占地面積的尺寸中，可在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的鄰近邏輯區(qū)域之間提供 一定空隙("間隙")。
[0009] 優(yōu)選地，IC型的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱在縱向方向上被分成隊(duì)=10份并且在橫向方向 上被分成Nq = 4份，以這種方式使得對(duì)于該框架當(dāng)& = 1且& = 1時(shí)，可得到縱向方向 上的1^，- = 570謹(jǐn)± 15謹(jǐn)?shù)淖钚〈笮〔⑶铱傻玫綑M向方向上dQ，min = 570謹(jǐn)± 5mm的最小大小。因此，由該處理單元支持和/或執(zhí)行的過程工程單元操作理論上尤其需 要在dUmin X damin的區(qū)域上進(jìn)行。如果這個(gè)區(qū)域?qū)τ诖四康膩碚f是不足夠的，那么該框 架在縱向方向上和/或橫向方向上可被放大整數(shù)倍，以這種方式使得由該處理單元支持和 /或執(zhí)行的過程工程單元操作能夠在最大為（Adumin) X (ZQ damin)的區(qū)域上進(jìn)行，其中 Zl彡隊(duì)且Zq彡Nq。因此，對(duì)于縱向方向上的框架大小，4 = Zl dL，min，其中A = 1···隊(duì)， 而對(duì)于橫向方向上的框架大小，dQ = Zq damin，其中Zq = l...NQ。而且，Nu Nq，Zq,優(yōu)選地，2彡隊(duì)彡40,尤其是3彡隊(duì)彡20,優(yōu)選地4彡隊(duì)彡10,并且特別優(yōu)選 地5彡隊(duì)彡8。優(yōu)選地，2彡Nq彡10,尤其是3彡Nq彡8,并且特別優(yōu)選地4彡Nq< 6。如果間隙&被提供在縱向方向上的鄰近處理單元之間，和/或間隙提供在橫向 方向上，優(yōu)選地這個(gè)間隙S在確定4和d ^寸被考慮，以這種方式使得能夠保持標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集 裝箱的恒定階梯式增量。在這種情況下，尤其是，4 = Zlj dUmin + (Zlj - I) Slj，其中Zlj = 1. · · Nl，和 / 或 dQ = Zq dQ，min + (? - I) Sq，其中 Zq = L · · Nq。
[0010] 尤其是，框架在縱向方向和橫向方向上的大小被選擇成，在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱內(nèi)的 最大可能數(shù)量的處理單元的情況下，該標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的可用存儲(chǔ)空間的超過95%都被處 理單元使用。優(yōu)選地，〇·9彡（Nl dL，min)/LL彡1.0,尤其是Ο·%彡（Nl dL，min)/LL彡Ο." 并且特別優(yōu)選地0.97彡（Nl dL，min)/LL彡0.98。對(duì)應(yīng)地，尤其是0.9彡（Nq dQ，min)/LQ彡 1.0,尤其是 0.95 彡（Nq dQ，min)/LQ 彡 0.99,并且特別優(yōu)選地 0.97 彡（Nq dQ，min)/LQ 彡 0.98。優(yōu)選地 0.95 彡[(Nl dL，min) (Nq dQ，min)] ALl Lq)彡 1.0,并且特別優(yōu)選地 0.97 彡 [(Nl dL，min) (Nq dQ，min)V(LL Lq)彡 0.99。尤其是 450 mm 彡 dL，min 彡 650 mm，優(yōu)選地 500 臟彡dUmin彡600 mm，并且特別優(yōu)選地dUmin =° 570 mm ± 15 mm。對(duì)應(yīng)地，尤其是450 臟 < dQ，min < 650 mm，優(yōu)選地 500 mm < dQ，min < 600 mm，并且特別優(yōu)選地 dQ，min =° 570 mm ± 5 mm0 toon] 通過處理單元的尺寸設(shè)置的這種標(biāo)準(zhǔn)化，可以在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱內(nèi)以有序結(jié)構(gòu)放 置多個(gè)處理單元，這些處理單元在該標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱內(nèi)支持和/或執(zhí)行所計(jì)劃的化學(xué)反應(yīng) 的不同的過程工程單元操作，尤其是化學(xué)間隙反應(yīng)和/或連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)，并且可以將它 們彼此連接，尤其是用于質(zhì)量轉(zhuǎn)移和/或能量交換和/或信息交換。在該標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱 內(nèi)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的處理單元組成，這些處理單元彼此連接使得例如可以 在池中具有可用于各種不同的過程工程單元操作的各種不同的處理單元，并且取決于必要 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱內(nèi)以模塊方式靈活地組裝這些處理單元以合成某種化 學(xué)產(chǎn)品，因此允許以低花費(fèi)執(zhí)行不同的化學(xué)反應(yīng)，尤其是連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)。
[0012] 使用過程工程單元操作來原則上指任何過程，這該過程中至少一個(gè)材料在類型、 特性和/或組成方面被改變，尤其是通過使用物理化學(xué)或生物過程。優(yōu)選地，在處理單元 中，僅進(jìn)行一個(gè)過程工程單元操作，因此改善了對(duì)于不同的化學(xué)反應(yīng)的可交換性和可重復(fù) 使用性。過程工程單元操作例如是混合、分離、聚集、粉碎、加熱、冷卻、干燥、過濾、蒸餾、氧 化、氫化。聚合、發(fā)酵、電鍍。由處理單元的操作單元支持和/或執(zhí)行的過程工程單元操作 尤其是延伸超過純質(zhì)量運(yùn)輸，并且不限于存儲(chǔ)或運(yùn)輸。
[0013] 尤其是，該框架具有基本上垂直延伸的支撐柱。優(yōu)選地，提供四個(gè)支撐柱，它們被 布置在具有邊緣長度4和dQ的名義矩形的角部中。所述支撐柱可通過基本上水平延伸的 基部和/或基本上垂直延伸的側(cè)壁和/或連接柱彼此連接。該框架可限定了容積，操作單 元被定位在該容積內(nèi)。該操作單元可被基本上不可移動(dòng)地連接到該框架。尤其是，在該框 架內(nèi)設(shè)置合適的凹部，這些凹部允許操作單元連接到不同的處理單元的至少一個(gè)另外的操 作單元。
[0014] 尤其是，該框架具有高度dH，其基本上對(duì)應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱的內(nèi)部的縱向方向 上的大小U的不可分割部分N j勺整數(shù)倍Z H或者橫向方向上的大小L Q的不可分割部分N Q的整數(shù)倍Zh。這尤其允許處理單元的尺寸基本上以立方體的方式被構(gòu)造和/或由名義立方 體組成。尤其是，dH = Zh Ll/Nl或 dH = Zh LQ/NQ。優(yōu)選地，dH = Zh dL，min或 dH = Zh dQ，min， 其中丸^和/或^^在確定時(shí)尤其考慮了間隙S。而且，ZH,S。優(yōu)選地，I < Zh彡5并 且特別優(yōu)選地2 < Zh < 4。而且，這種尺寸設(shè)置允許框架的高度在處理單元上方和/或 下方在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸集裝箱內(nèi)留出了空余空間，該空余空間的大小在