進行化學反應(yīng)的生產(chǎn)布局和標準運輸集裝箱的使用
【專利說明】進行化學反應(yīng)的生產(chǎn)布局和標準運輸集裝箱的使用
[0001]產(chǎn)生本發(fā)明的工作得到了作為歐盟的第七框架計劃RP7/2007-2013的一部分的228867號財政資助協(xié)議的贊助。
[0002]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)布局，在該生產(chǎn)布局的幫助下可進行化學反應(yīng)，并且還涉及使用標準運輸集裝箱，例如可尤其被用于利用卡車和/或遠洋集裝箱船運輸?shù)臉藴蔬\輸集裝箱。
[0003]為了生產(chǎn)化學產(chǎn)品的目的，必須組裝被個別地構(gòu)造的設(shè)備結(jié)構(gòu)以進行要生產(chǎn)的化學產(chǎn)品的期望合成，從而能夠執(zhí)行所要求的化學工程工藝步驟。當不再期望生產(chǎn)這種產(chǎn)品時，該設(shè)備結(jié)構(gòu)通常再被拿下或拆卸以在同樣的位置構(gòu)造另一被個別地構(gòu)造的設(shè)備結(jié)構(gòu)，該另一被個別地構(gòu)造的設(shè)備結(jié)構(gòu)可被用于生產(chǎn)不同的化學產(chǎn)品。
[0004]總是需要減少在執(zhí)行不同的化學反應(yīng)期間所需要的花費。
[0005]本發(fā)明的目的是提供使以小花費執(zhí)行不同的化學反應(yīng)成為可能的措施。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，這由帶有權(quán)利要求1的特征的用于執(zhí)行化學反應(yīng)的生產(chǎn)布局和使用帶有權(quán)利要求10的特征的標準運輸集裝箱來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選改進被記載在從屬權(quán)利要求中，這些從屬權(quán)利要求的每一個或者它們的組合代表了本發(fā)明的一個方面。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供了用于執(zhí)行化學反應(yīng)的生產(chǎn)布局，包括標準運輸集裝箱，尤其是根據(jù)DIN ISO 668的標準運輸集裝箱，以接收多個處理單元，這些處理單元布置在該標準運輸集裝箱內(nèi)，以輔助和/或執(zhí)行基本化學工程操作，以及供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)布置在該標準運輸集裝箱內(nèi)，以給該處理單元供應(yīng)材料和/或能量和/或信息。
[0008]該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)使得能夠在該標準運輸集裝箱內(nèi)給處理單元供應(yīng)材料和/或能量和/或信息，使得可在該標準運輸集裝箱內(nèi)基本上自主地執(zhí)行化學間隙反應(yīng)和/或尤其是連續(xù)反應(yīng)。該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可尤其給處理單元提供連接可能性，這些處理單元可能被布置成它們在該標準運輸集裝箱的整個基部區(qū)域上分布。例如，該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可具有壓縮空氣管線，該管線可從蓄壓器移除壓縮空氣，該蓄壓器尤其被設(shè)置在該標準運輸集裝箱外部，并且該管線被連接到在標準運輸集裝箱的基部區(qū)域上和/或內(nèi)部容積內(nèi)分布的多個壓縮空氣連接，使得要求壓縮空氣的處理單元可被定位在該標準運輸集裝箱內(nèi)的幾乎任何期望位置處。如果供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有例如供應(yīng)水的給水管線、用于供應(yīng)電能的電力線、用于供應(yīng)反應(yīng)物和/或賦形劑和/或用于移除產(chǎn)品和/或副產(chǎn)品和/或廢品的材料管線、用于交換與處理單元相關(guān)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線、尤其是用于控制操作處理單元的控制器的數(shù)據(jù)線、用于供冷或除熱的冷卻管線和/或用于供熱或除冷的加熱管線，那么這也對應(yīng)地適用。附加地或替換地，可在標準運輸集裝箱內(nèi)提供用于材料、能量和/或信息的存儲裝置，該存儲裝置被連接到供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，例如，壓縮空氣蓄積器、液體、固體和/或氣體的材料的存儲容器和/或數(shù)據(jù)載體，使得可在該標準運輸集裝箱內(nèi)完全或部分地自主地且獨立于外部供應(yīng)地執(zhí)行該化學反應(yīng)。供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可被用于運輸，尤其是，單相或多相狀態(tài)的固體、液體和/或氣體材料或材料混合物，例如作為懸濁液或乳濁液。處理單元可例如具有用于加熱和/或冷卻和/或混合和/或分離和/或控制壓力和/或通風和/或排氣的功能使得可執(zhí)行化學反應(yīng)并控制預(yù)期反應(yīng)條件。布置在標準運輸集裝箱內(nèi)的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)允許確保在該標準運輸集裝箱的較大區(qū)域上可獲得材料和/或能量和/或信息，使得可以將帶有同一供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的同一標準運輸集裝箱重復用于不同的處理單元構(gòu)造，并且在進行改進以執(zhí)行不同的化學反應(yīng)的情況下，僅更換處理單元，使得可以小花費執(zhí)行不同的化學反應(yīng)。
[0009]標準運輸集裝箱，其尤其是根據(jù)DIN ISO 668的ID型(“10英尺集裝箱”)或根據(jù)DIN ISO 668的IC型(“20英尺集裝箱”)的運輸集裝箱，代表了世界上廣泛使用的標準，其在縱向方向、橫向方向和高度上的大小在世界上基本上是標準化的。對于標準運輸集裝箱的內(nèi)部空間的矩形基部區(qū)域，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。這種標準運輸集裝箱可尤其被用于利用卡車和/或遠洋集裝箱船運輸。因此，IC型的標準運輸集裝箱的內(nèi)部空間具有5867mm的長度1^、2330mm的寬度1^和2197mm的高度Lh，而ID型的標準運輸集裝箱的內(nèi)部空間具有2802mm的長度k、2330mm的寬度1^和2197mm的高度Lh。這種標準運輸集裝箱的可用下放區(qū)域被劃分成多個等大的虛構(gòu)邏輯區(qū)域。處理單元的站立面積基本上精確對應(yīng)于這種邏輯區(qū)域或這種邏輯區(qū)域的整數(shù)倍，所述處理單元的站立面積的尺寸設(shè)置允許在標準運輸集裝箱的鄰近邏輯區(qū)域之間提供一定距離(“間隙”)。
[0010]所述供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)尤其被固定地連接到標準運輸集裝箱并且作為該標準運輸集裝箱的在要改變生產(chǎn)布局以進行不同的反應(yīng)時不會被更換的一體部分。尤其是，該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的至少多個部分被基本上不可拆卸地連接到該標準運輸集裝箱。該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)尤其具有用于材料和/或能量和/或信息的多條線。相應(yīng)的線優(yōu)選地具有入口和多個出口，所述多個出口通過所述線被連接到公共入口。這使得能夠從單個源和/或接口供應(yīng)全部的處理單元。尤其是，可以規(guī)定提供特定的線以供應(yīng)多于一個的處理單元。附加地或替換地，一種特定類型的線可被提供不止一次，使得個別的線可被對應(yīng)地制造得更小并用于更低的額定加載，同時對于對應(yīng)地更大的需求可以通過多于一條的線來滿足這種需求。例如，多于一條的相同壓縮空氣管線可被提供，從而多個相同的壓縮空氣管線可被設(shè)計成用于更小的最大量體積流。如果要求的話，當要執(zhí)行的特定化學反應(yīng)有對應(yīng)的低需求時，不需要的管線可被關(guān)閉。
[0011]該供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)尤其被布置在處理單元的上方，在重力的方向上，以從上方供應(yīng)處理單元。結(jié)果，尤其可以重力輔助的方式執(zhí)行從供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)到處理單元的材料運輸。例如，可能僅控制在一條線的一個出口處的閥的打開截面和/或打開持續(xù)時間就足以計量到處理單元的材料的定義量。尤其是，供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的線和/或連接到線的存儲容器可被固定在標準運輸集裝箱的天花板的下方。
[0012]標準運輸集裝箱優(yōu)選地具有多路聯(lián)接器以聯(lián)接到主干結(jié)構(gòu)的對接站以進行材料和/或能量和/或信息的交換，所述多路聯(lián)接器可連接到處理單元，尤其是通過供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。對于材料和/或能量和/或信息的供應(yīng)，尤其優(yōu)選的是所述多路聯(lián)接器僅直接連接到供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，使得向處理單元的供應(yīng)僅通過供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生。對于產(chǎn)品和/或副產(chǎn)品和/或中間產(chǎn)品和/或廢品的移除，處理單元可被連接到與所述多路聯(lián)接器分開的連接裝置。不過，產(chǎn)品和/或副產(chǎn)品和/或中間產(chǎn)品和/或廢品的移除也可以提供了處理單元通過供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)到所述多路聯(lián)接器的連接或者處理單元直接到所述多路聯(lián)接器的連接。標準運輸集裝箱可在化學反應(yīng)的執(zhí)行期間保持通過所述多路聯(lián)接器被聯(lián)接，使得可使用外部存儲可能性和/或外部過程控制和檢測技術(shù)(PCIT)。不過，該標準運輸集裝箱可僅通過所述多路聯(lián)接器被聯(lián)接以準備進行所述化學反應(yīng)，以例如對可充電電池(蓄電池)充電以獲得足夠的能量供應(yīng)、加裝足夠量的反應(yīng)物和賦形劑和/或在合適的數(shù)據(jù)載體上存儲用于控制和執(zhí)行所述化學反應(yīng)的控制程序。這使得可以在處于所述多路聯(lián)接器從對接站脫離的狀態(tài)的不同位置在標準運輸集裝箱內(nèi)自主地執(zhí)行化學反應(yīng)。合適的多路聯(lián)接器例如被公開在DE 10 2011 053 800.3中，由此其內(nèi)容被引用以作為本發(fā)明的一部分。
[0013]尤其優(yōu)選的是，用于移除廢水、產(chǎn)品或其它材料的廢水管線被提供在標準運輸集裝箱內(nèi)，所述廢水管線延伸通過至少兩個指定的處理單元，該廢水管線可連接到或不可連接到相應(yīng)的處理單元。處理單元可具有從該處理單元側(cè)向向外的突出部，尤其是一個管凸緣，優(yōu)選是至少兩個管凸緣，借此所述廢水管線的多個部分可被彼此連接。因此，不再能將要求的材料和/或期望的產(chǎn)品從處理單元給送到廢水管線，優(yōu)選地通過重力給送，可以為不同的材料流提供不同的管線。這里這個廢水管線可由處理單元共用，因為廢水管線被以合適的方式連接到處理單元。尤其是，可以提供廢水管線以通過來自另一處理單元的材料流進行發(fā)送。因此，也可容易地使來自距離相關(guān)的出口和/或相關(guān)的存儲裝置相當遠的處理單元的材料流通過位于所述相關(guān)的出口和/或相關(guān)的存儲裝置和所述處理單元之間的其它處理單元。尤其是，為此不必提供單獨的管線，該管線被布線成經(jīng)過定位在所述相關(guān)的出口和/或相關(guān)的