專利名稱：供應環(huán)境氣體的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種供應環(huán)境氣體(ambient gas)的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及向在制備、貯存或加工過程中需要嚴格環(huán)境氣體調節(jié)的化合物例如(甲基)丙烯酸或其酯所用的生產設備或貯存設備中穩(wěn)定無誤地供應具有給定構成的環(huán)境氣體的方法。
背景技術：
(甲基)丙烯酸(本說明書中術語(甲基)丙烯酸是指“丙烯酸或甲基丙烯酸”)或其酯，是易于聚合的化合物，而且，它們是能夠在普通溫度(通常是在0-50℃)附近形成爆炸性組合物(explosive composition)的化合物。因此，有必要保持這類化合物所用的生產或貯存設備中氣相部分中氧濃度處于某給定范圍內的數(shù)值。也就是說，環(huán)境氣體中氧濃度低于給定范圍，會導致聚合反應的發(fā)生，而其中氧濃度高于范圍，則會導致爆炸性組合物的形成。
本發(fā)明的一個目的是提供供應環(huán)境氣體的方法，經由這種方法，具有給定構成的環(huán)境氣體，就可穩(wěn)定地供應到在制備、貯存或加工過程中需要嚴格環(huán)境氣體調節(jié)的化合物所用的生產設備或貯存設備之中，這種化合物如(甲基)丙烯酸或其酯，它們是易于聚合的，而且在普通溫度下能形成爆炸性的組合物，是以不受所用氣體數(shù)量波動影響的方式進行的。
發(fā)明公開本發(fā)明的供應環(huán)境氣體的方法，是經由供應管道從氣體供應源向至少一種化合物所用的生產設備和/或貯存設備中供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于，對設備中氣相部分中的氣體消耗進行檢測，并根據(jù)檢測結果，以補償在氣相部分中氣體消耗的數(shù)量，從供應管道中供入環(huán)境氣體，并且還對供應管道中氣體消耗進行檢測，根據(jù)檢測結果，以補償在供應管道中氣體消耗的數(shù)量，從氣體供應源供應環(huán)境氣體到供應管道之中。
在本發(fā)明中，環(huán)境氣體是基于氣相部分中氣體消耗以補償這種氣體消耗的數(shù)量進行供應的。鑒于此，環(huán)境氣體的供應可以使得這種氣相部分的壓力保持在恒定數(shù)值。而且，由于環(huán)境氣體是基于在供應管道中氣體消耗以補償這種氣體消耗的數(shù)量從氣體供應源進行供應的，所以，環(huán)境氣體的供應可以使得這種供應管道中的壓力保持在恒定數(shù)值。這樣，氣相部分的環(huán)境氣體壓力和供應管道中的環(huán)境氣體壓力，就能夠保持恒定，而且，在環(huán)境氣體中的氧濃度，也可以通過調節(jié)不易燃氣體(incombustible gas)的流速(flow rate)與空氣或氧的流速的比值，而調節(jié)達到恒定。其結果是，具有給定構成的環(huán)境氣體就可按照所用環(huán)境氣體的數(shù)量波動而穩(wěn)定地進行供應。
在本發(fā)明中，環(huán)境氣體優(yōu)選是含有不易燃氣體，優(yōu)選氮氣，和空氣或氧的混合氣體。
至少一種化合物(它是在供應有這類環(huán)境氣體的生產設備或貯存設備中生產或貯存的，此后，這種化合物有時稱作“待密封化合物”)的實例包括那些易于聚合并且在0-50℃能夠形成爆炸性組合物的化合物，或那些可被環(huán)境氣體中存在的氧阻止發(fā)生聚合的易聚合化合物。特別優(yōu)選的為(甲基)丙烯酸或其酯。
在本發(fā)明中，優(yōu)選通過測量氣相部分的壓力或供應管道中的壓力，而對氣相部分或供應管道中氣體消耗進行檢測。
此外，對于含有不易燃氣體和空氣或氧氣的混合氣體作為環(huán)境氣體進行供應的情形，優(yōu)選不易燃氣體和空氣或氧氣單獨供應到供應管道以得到給定的比例。在這種情形下，不易燃氣體的流速與空氣或氧氣的流速的比值，就可進行調節(jié)，或者，可調節(jié)在供應管道中的不易燃氣體的濃度或氧的濃度。
附圖簡要說明

圖1為說明本發(fā)明供應環(huán)境氣體方法的一種實施方式的系統(tǒng)示意圖。
圖2為說明本發(fā)明供應環(huán)境氣體方法的另一種實施方式的系統(tǒng)示意圖。
順便要提及的是，在附圖中的數(shù)字和標記如下1表示罐，2表示混合容器，10表示比例調節(jié)器(proportion regulator)，P-1、P-2和P-5表示壓力計(manometer)，O-5表示氧濃度測量計(oxygen concentration)，V-3和V-4表示流量控制閥(flow control valve)，V-6和V-7表示截止閥(on-off valve)。
實施發(fā)明的最佳方式下面將對實施本發(fā)明供應環(huán)境氣體方法的方式作詳細的說明。
本發(fā)明待密封化合物優(yōu)選是能夠在0-50℃形成爆炸性組合物的易聚合化合物，或者是可被環(huán)境氣體中存在的氧阻止發(fā)生聚合的易聚合化合物。這類化合物的實例包括(甲基)丙烯酸或其酯。盡管如此，待密封化合物無論如何不應解釋為局限于這些實例。(甲基)丙烯酸酯的實例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等等。
待密封化合物可為由兩種或多種上述所示種類的易聚合化合物構成的混合物，也可為為由一種或多種這種易聚合化合物與一種或多種其它化合物構成的混合物。
通常地，易聚合化合物是以組合物形式制得的，它是帶有其聚合抑制劑(polymer inhibitor)和/或聚合抑止劑(polymer retarder)和任選帶有其溶劑的混合物，而且這種組合物是作為產品貯存的。至于聚合抑制劑，是采用酚化合物如氫醌或甲氧基氫醌(methoquinone)(氫醌單甲醚)，或者采用酚噻嗪化合物如酚噻嗪、二(α-甲基芐基)酚噻嗪、3，7-二辛基酚噻嗪或二(α-二甲基芐基)酚噻嗪。聚合抑制劑或聚合抑止劑無論如何不應解釋為局限于實例所示的這些化合物。這些化合物中的二種或多種也可結合使用。
至于聚合抑制劑或聚合抑止劑的溶劑，可以采用能夠溶解這些化合物于其中的任意液體。由于酚類化合物聚合抑制劑如氫醌和甲氧基氫醌可溶于水、乙酸、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、芳族化合物、酮、醇、一種或多種這些物質的混合物等之中，所以，可以從這些物質之中選擇合適的溶劑并使用。
特別地，甲氧基氫醌用于許多情形之中，作為(甲基)丙烯酸或其酯的聚合抑制劑。由于甲氧基氫醌能溶于(甲基)丙烯酸或其酯之中，所以，甲氧基氫醌通常是以這樣的方式進行使用的，即將其加入到并溶解在(甲基)丙烯酸或其酯之中，而不再單獨使用溶劑。
適合于(甲基)丙烯酸或其酯的環(huán)境氣體，優(yōu)選為種含有空氣或氧和不可燃氣體的混合氣體，而且它具有調節(jié)的氧濃度。不可燃氣體的實例包括氮氣、二氧化碳、氬等。盡管如此，通常是采用氮氣。
含有空氣或氧和不可燃氣體且供應用作(甲基)丙烯酸或其酯的環(huán)境氣體的混合物氣體中的氧濃度，從聚合抑制和防止爆炸性組合物形成的角度考慮，優(yōu)選為2-10％，尤其優(yōu)選為5-8％。如果混合氣體中氧濃度低于2％，就有可能會發(fā)生聚合反應。如果其中的氧濃度超過10％，那么，待密封的化合物就可能形成爆炸性組合物。在環(huán)境氣體中較高的氧濃度對于聚合抑制作用是優(yōu)選的原因，在于當氧存在于(甲基)丙烯酸或其酯之中時，添加到(甲基)丙烯酸或其酯中的聚合抑制劑和/或聚合抑止劑如甲氧基氫醌，能更為有效地發(fā)揮作用。
順便提及的是，易聚合化合物如(甲基)丙烯酸或其酯，能夠吸收存在于環(huán)境氣體中的水份達到較高的水份含量，而這將會引起產品質量下降。為了防止水含量的增加，希望將要用于作為環(huán)境氣體的混合氣體的氣體，是具有露點在+10至-50℃之間的干燥氣體，優(yōu)選具有的露點為-20至-40℃。所以，尤其是采用空氣時，最好是采用具有這些露點的干燥空氣，如用于檢測儀表的空氣。
在本發(fā)明中，諸如含有不可燃氣體如氮氣和空氣或氧氣的混合氣體的環(huán)境氣體，是按下述方式供應到用于待密封的化合物如(甲基)丙烯酸或其酯的生產設備或貯存設備之中。對氣相部分中的氣體消耗進行檢測，根據(jù)該檢測結果，以補償消耗的數(shù)量，從供應管道中供應環(huán)境氣體到氣相部分。而且，對供應管道中氣體消耗進行檢測，根據(jù)檢測結果，以補償消耗的數(shù)量，從氣體供應源供應環(huán)境氣體到供應管道之中。環(huán)境氣體將要供應到的區(qū)域，可以是生產設備或貯存設備的任意氣相部分和/或液相部分。從防止聚合反應的角度考慮，優(yōu)選是供應到液相部分。
順便要提及的是，用于待密封化合物的生產設備或貯存設備，包括各種各樣的待密封化合物在其中進行加工的設備，如用于待密封的未純化化合物或待密封的已純化化合物的貯存罐，用于來自純化塔或高煮沸處理塔的高沸點殘油的貯存設備，諸如含有一種待密封化合物，例如(甲基)丙烯酸或其酯，其數(shù)量為10重量％或更大的塔，一種用于混合聚合抑制劑之類與待密封化合物的混合容器，和其它包括輸送管道的設備。
對于本發(fā)明供應環(huán)境氣體的方法，下面將借助于附圖，進行更詳細的解釋說明。
圖1和2是說明本發(fā)明環(huán)境氣體供應方法實施方式的系統(tǒng)示意圖。圖1和2圖示說明了這些方法，在其中，按照本發(fā)明方法，由干燥空氣和氮氣構成的混合氣體，作為密封環(huán)境氣體，被供應到(甲基)丙烯酸或其酯(如丙烯酸甲酯)所用的貯存罐中和混合容器中(例如，用來混合丙烯酸甲酯與作為聚合抑制劑的甲氧基氫醌的容器)。但是，理所當然地，本發(fā)明中的待密封化合物、環(huán)境氣體和其供應方式，無論如何都不應解釋為局限于如附圖所示的這些，否則它們則遠離了本發(fā)明的精神。
在圖1和2中，1表示罐，2表示混合容器。由經管道3供應的干燥空氣和經管道4供應的氮氣構成的混合氣體，流過管道5，并分別經由支管6和7被供應到罐1和混合容器2中。用于檢測罐1中氣相部分壓力的壓力計P-1，設置在罐1之中，這樣，設置在支管6之中的截止閥V-6(經由它混合氣體被供應到罐1之中)，就可根據(jù)此壓力計P-1檢測結果，而打開/關閉。此外，用于檢測混合容器2中氣相部分壓力的壓力計P-2，設置在混合容器2中，這樣，設置在支管7之中的截止閥V-7(經由它混合氣體被供應到混合容器2之中)，就可根據(jù)此壓力計P-2檢測結果，而打開/關閉。而且，用于檢測混合氣體供應管道5中壓力的壓力計P-5，設置在此管道5之中，這樣，根據(jù)此壓力計P-5檢測結果，就可對設置在干燥空氣供應管道3中的流量控制閥V-3的打開程度進行調節(jié)。還配置有比例調節(jié)器10，它可根據(jù)流量控制閥V-3的打開程度，對設置在氮供應管道4中的流量控制閥V-4的打開程度進行調節(jié)。
在如圖1所示方法中，具有給定氧濃度的混合氣體(它由比例調節(jié)器10通過調節(jié)流量比例而獲得的)，根據(jù)在罐1和混合容器2中的混合氣體消耗，以補償氣體消耗的數(shù)量，被供應到罐1和混合容器2之中。
也就是說，如果在罐1或混合容器2中的氣相部分中的環(huán)境氣體被排放和消耗，并且罐1或混合容器2中氣相部分壓力從而降低到低于設定壓力的事實被壓力計P-1或P-2檢測到，那么，根據(jù)這些結果，截止閥V-6或V-7就會打開，以給定數(shù)量供應混合氣體到罐1或混合容器2之中。如果由于混合氣體供應使得罐1或混合容器2中氣相部分壓力已經達到設定壓力的事實被P-1或P-2檢測到，那么，根據(jù)這些結果，截止閥V-6或V-7就會關閉，以停止供應混合氣體。
順便要提及的是，罐1和混合容器2每一個都配置有具有通氣閥的排氣管。如果在罐1和混合容器2中氣相部分壓力超過設定壓力，該通氣閥就會釋放多余氣體作為排放氣。根據(jù)需要，對所釋放的氣體進行處理，并最終采用焚化爐之類進行處理，從而將其轉化為無害且無氣味的物質。
在混合氣體供應管道5中的壓力，隨著混合氣體向罐1或混合容器2中的供應而降低。其結果是，如果管道5中的壓力(它是由壓力計P-5檢測到的)已經降低到低于設定壓力，則設置在干燥供應管道3中流量控制閥V-3的打開程度，就會根據(jù)此檢測結果而提高，以供應干燥空氣。與此同時，設置在氮氣供應管道4中的流量控制閥V-4的打開程度，可以由比例調節(jié)器10進行調節(jié)，使之與流量控制閥V-3的打開程度呈一定比例，從而得到給定的比例。這樣，干燥空氣和氮氣就可以給定流量比例被供應到混合氣體供應之中，從而得到具有給定氧濃度的混合氣體。當混合氣體供應管道5中壓力由于具有給定氧濃度的混合氣體的供應而達到設定壓力的事實，被壓力計P-5檢測到時，則流量控制閥V-3就會關閉，而且流量控制閥V-4也會同時關閉，停止供應干燥空氣和氮氣圖2所示方法，除了以下不同之外，其余與圖1所示方法相同。在混合氣體供應管道5中還設置有氧濃度測量計O-5，這樣，干燥空氣的流速與氮氣流速的比值，就可根據(jù)氧濃度測量計O-5檢測的結果而得到細致的調節(jié)。在這種方法中，混合氣體中的氧濃度從而也就得到更為精確的調節(jié)。
在圖2所示方法中，當罐1或混合容器2中壓力已經降低時，混合氣體就可以與圖1所示方法相同的方式供應到罐1或混合容器2中。與此同時，當混合氣體供應管道5中壓力已經降低到低于設定壓力的事實被壓力計P-5檢測到時，流量控制閥V-3的打開程度就會提高，以供應干燥空氣，氮氣以與干燥空氣流速成比例的數(shù)量供應，如圖1所示方法。另外，在圖2所示方法中，在混合氣體供應管道5中混合氣體中的氧濃度，采用氧濃度測量計O-5進行檢測，根據(jù)檢測結果，對流量控制閥V-4的打開程度進行細致調節(jié)，這樣，在混合氣體中氧濃度就會變成給定濃度。由于此，在混合氣體中氧濃度就可得到更為精確的調節(jié)。
盡管在圖1和2中所供應的是由干燥空氣和氮氣構成的混合氣體，但是，氧氣可以用來替代干燥空氣。這種情形下，就要對混合氣體中的氮氣濃度進行測量，而不是測量其中的氧濃度。而且，在圖2所示方法中，待供應的干燥空氣和氮氣的數(shù)量，僅僅根據(jù)氧濃度測量計的測量結果，進行調節(jié)，也是可行的。
盡管本發(fā)明業(yè)已經詳細且參照其具體實施方式
進行了描述，但是，對本領域技術人員來說，在那些不遠離本發(fā)明精神和范圍之處，對本發(fā)明進行各種各樣的變化和改進，是顯而易見的。
本申請以2001年11月21日申請的日本專利申請(申請?zhí)枮?001-356288)為基礎，其內容可并入本申請以供參考。
工業(yè)應用性如上面詳細說明，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)境氣體供應方法，具有給定構成的環(huán)境氣體可以穩(wěn)定地供應到在生產、貯存或加工過程中需要嚴格環(huán)境氣體的化合物如(甲基)丙烯酸或其酯所用的生產設備或貯存設備之中，這些化合物是易于聚合的并且能在普通溫度下形成爆炸性組合物，其是以不會因所用氣體數(shù)量波動而受影響的方式進行的。
權利要求
1.一種經由供應管道從氣體供應源向至少一種化合物所用的生產設備和/或貯存設備中供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于，對所述設備中所述氣相部分中的氣體消耗進行檢測，并根據(jù)該檢測結果，以補償在所述氣相部分中所述氣體消耗的數(shù)量，從所述供應管道中供入所述環(huán)境氣體，并且還對所述供應管道中氣體消耗進行檢測，根據(jù)該檢測結果，以補償在所述供應管道中氣體消耗的數(shù)量，從所述氣體供應源供應所述環(huán)境氣體到所述供應管道之中。
2.權利要求1所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述環(huán)境氣體是含有不可燃氣體和空氣或氧的混合氣體。
3.權利要求2所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述不可燃氣體為氮氣。
4.權利要求1-3任一所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述化合物是易聚合的且在0-50℃能夠形成爆炸性組合物的化合物。
5.權利要求1-4任一所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述化合物是能被所述環(huán)境氣體中存在的氧抑制而不會發(fā)生聚合的易聚合化合物。
6.權利要求4或5所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述化合物為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯或(甲基)丙烯酸丁酯。
7.權利要求1-6任一所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述氣相部分的氣體消耗是通過測量所述氣相部分的壓力而進行檢測的。
8.權利要求1-7任一所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于所述供應管道中氣體消耗是通過測量所述供應管道中壓力而進行檢測的。
9.權利要求2-8任一所述供應環(huán)境氣體的方法，其特征在于不可燃氣體與空氣或氧氣被單獨供應到所述供應管道之中以得到給定的比例。
10.權利要求9所述方法，其特征在于調節(jié)所述不可燃氣體流速與所述空氣或氧氣流速的比值。
11.權利要求9或10所述方法，其特征在于調節(jié)被供應到所述供應管道的所述氣體中的所述不可燃氣體濃度或氧濃度。
12.權利要求1-11任一所述方法，其特征在于所述環(huán)境氣體具有2％-10％的氧濃度。
全文摘要
本發(fā)明主題是關于穩(wěn)定供應具有給定構成的環(huán)境氣體到在生產、貯存、或加工過程中需要嚴格環(huán)境氣體的化合物如(甲基)丙烯酸或其酯所用的生產設備或貯存設備之中的方法，所述化合物是易于聚合的且能夠在普通溫度下形成爆炸性的組合物，是以不受所用數(shù)量的波動影響的方式進行的。在本發(fā)明中，罐(1)或混合容器(2)中的氣相部分的壓力是采用壓力計(P－1)或(P－2)進行檢測的，向所述罐(1)或混合容器(2)之中供應干燥空氣/氮氣的混合氣體以補償所述氣體消耗的數(shù)量。在混合氣體供應管道(5)中的壓力采用壓力計(P－5)進行檢測，向所述管道(5)之中供應干燥空氣/氮氣的混合氣體以補償所述氣體消耗的數(shù)量。對用于氮氣的流量控制閥(V－4)的打開程度進行調節(jié)，使之與用于干燥空氣的流量控制閥(V－3)的打開程度成比例。這樣，就可以供應具有給定氧濃度的混合氣體。
文檔編號C07C67/62GK1589252SQ02823200
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權日2001年11月21日
發(fā)明者矢田修平, 強力正康 申請人:三菱化學株式會社