处理单元和多个处理单元的使用

日期:2019-05-22 09:24:16

处理单元和多个处理单元的使用
【专利说明】处理单元和多个处理单元的使用
[0001] 产生本发明的工作在欧盟的第七框架计划RP7/2007-2013的过程中根据228867 号授权协议受到资助。
[0002] 本发明涉及处理单元并且也涉及多个这样的处理单元的使用,使用这些处理单 元,过程工程单元操作可被执行或者至少得到支持,以执行化学反应。
[0003] 为了生产化学产品的目的,必须组装被个别地设计的设备结构以进行要生产的化 学产品的期望合成,从而能够执行必须的工程工艺步骤。当不再想生产这种产品时,所述设 备结构通常再被拆除或拆卸,以在同一位置组装不同的被个别地设计的设备结构,利用该 不同的设备结构可生产不同的化学产品。
[0004] 一直需要降低执行不同的化学反应的花费。
[0005] 本发明的目的是具体说明允许以低花费执行不同的化学反应的措施。
[0006] 根据本发明的解决方案通过具有权利要求1的特征的处理单元以及具有权利要 求10的特征的用途来进行。本发明的优选实施例在从属权利要求中被具体说明,每个从属 权利要求可单独地或者组合地代表本发明的一个方面。
[0007] 根据本发明,提供了一种处理单元以支持和/或执行化学反应的过程工程单元操 作,具有为该过程工程单元操作提供贡献的操作单元和用于容纳该操作单元的框架,其中 该框架在纵向方向上具有大小其基本上对于标准运输集装箱的内部的纵向方向上的大 小U的不可分割部分N J勺整数倍Z μ尤其是如DIN ISO 668明确说明的标准运输集装箱, 和/或该框架在横向方向上具有大小dQ,其基本上对于标准运输集装箱的内部的横向方向 上的大小Lq的不可分割部分Nq的整数倍Z Q,尤其如DIN ISO 668明确说明的标准运输集装 箱。
[0008] 标准运输集装箱,其尤其是在DIN ISO 668中具体说明的的ID型("10英尺集装 箱")或在DIN ISO 668中具体说明的IC型("20英尺集装箱")的运输集装箱,是国际通用 标准,其在纵向方向、横向方向和高度上的大小在国际上基本上是标准化的。在标准运输集 装箱的内部的矩形基部区域的情况下,更长的侧边限定了纵向方向且较短的侧边限定了横 向方向。这种标准运输集装箱可尤其被用于利用卡车和/或海运集装箱船运输。例如,IC 型标准运输集装箱的内部具有的5867mm长度k、2330mm的宽度1^和2197mm的高度Lh,而 ID型的标准运输集装箱的内部具有2802mm的长度k、2330mm的宽度1^和2197mm的高度 LH。这种标准运输集装箱的可用存储空间被划分成多个等大的名义逻辑区域。处理单元的 占地面积基本上精确地对应这个逻辑区域或这个逻辑区域的整数倍,其中,在由所述框架 限定的所述处理单元的占地面积的尺寸中,可在标准运输集装箱的邻近逻辑区域之间提供 一定空隙("间隙")。
[0009] 优选地,IC型的标准运输集装箱在纵向方向上被分成队=10份并且在横向方向 上被分成Nq = 4份,以这种方式使得对于该框架当& = 1且& = 1时,可得到纵向方向 上的1^,- = 570謹± 15謹的最小大小并且可得到横向方向上dQ,min = 570謹± 5mm的最小大小。因此,由该处理单元支持和/或执行的过程工程单元操作理论上尤其需 要在dUmin X damin的区域上进行。如果这个区域对于此目的来说是不足够的,那么该框 架在纵向方向上和/或横向方向上可被放大整数倍,以这种方式使得由该处理单元支持和 /或执行的过程工程单元操作能够在最大为(Adumin) X (ZQ damin)的区域上进行,其中 Zl彡队且Zq彡Nq。因此,对于纵向方向上的框架大小,4 = Zl dL,min,其中A = 1···队, 而对于横向方向上的框架大小,dQ = Zq damin,其中Zq = l...NQ。而且,Nu Nq,Zq,优选地,2彡队彡40,尤其是3彡队彡20,优选地4彡队彡10,并且特别优选 地5彡队彡8。优选地,2彡Nq彡10,尤其是3彡Nq彡8,并且特别优选地4彡Nq< 6。如果间隙&被提供在纵向方向上的邻近处理单元之间,和/或间隙提供在横向 方向上,优选地这个间隙S在确定4和d ^寸被考虑,以这种方式使得能够保持标准运输集 装箱的恒定阶梯式增量。在这种情况下,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,框架在纵向方向和横向方向上的大小被选择成,在标准运输集装箱内的 最大可能数量的处理单元的情况下,该标准运输集装箱的可用存储空间的超过95%都被处 理单元使用。优选地,〇·9彡(Nl dL,min)/LL彡1.0,尤其是Ο·%彡(Nl dL,min)/LL彡Ο." 并且特别优选地0.97彡(Nl dL,min)/LL彡0.98。对应地,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,并且特别优选地 0.97 彡(Nq dQ,min)/LQ 彡 0.98。优选地 0.95 彡[(Nl dL,min) (Nq dQ,min)] ALl Lq)彡 1.0,并且特别优选地 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,优选地 500 臟彡dUmin彡600 mm,并且特别优选地dUmin =° 570 mm ± 15 mm。对应地,尤其是450 臟 < dQ,min < 650 mm,优选地 500 mm < dQ,min < 600 mm,并且特别优选地 dQ,min =° 570 mm ± 5 mm0 toon] 通过处理单元的尺寸设置的这种标准化,可以在标准运输集装箱内以有序结构放 置多个处理单元,这些处理单元在该标准运输集装箱内支持和/或执行所计划的化学反应 的不同的过程工程单元操作,尤其是化学间隙反应和/或连续的化学反应,并且可以将它 们彼此连接,尤其是用于质量转移和/或能量交换和/或信息交换。在该标准运输集装箱 内实现的系统结构可由多个标准化的处理单元组成,这些处理单元彼此连接使得例如可以 在池中具有可用于各种不同的过程工程单元操作的各种不同的处理单元,并且取决于必要 的系统结构,可以在标准运输集装箱内以模块方式灵活地组装这些处理单元以合成某种化 学产品,因此允许以低花费执行不同的化学反应,尤其是连续的化学反应。
[0012] 使用过程工程单元操作来原则上指任何过程,这该过程中至少一个材料在类型、 特性和/或组成方面被改变,尤其是通过使用物理化学或生物过程。优选地,在处理单元 中,仅进行一个过程工程单元操作,因此改善了对于不同的化学反应的可交换性和可重复 使用性。过程工程单元操作例如是混合、分离、聚集、粉碎、加热、冷却、干燥、过滤、蒸馏、氧 化、氢化。聚合、发酵、电镀。由处理单元的操作单元支持和/或执行的过程工程单元操作 尤其是延伸超过纯质量运输,并且不限于存储或运输。
[0013] 尤其是,该框架具有基本上垂直延伸的支撑柱。优选地,提供四个支撑柱,它们被 布置在具有边缘长度4和dQ的名义矩形的角部中。所述支撑柱可通过基本上水平延伸的 基部和/或基本上垂直延伸的侧壁和/或连接柱彼此连接。该框架可限定了容积,操作单 元被定位在该容积内。该操作单元可被基本上不可移动地连接到该框架。尤其是,在该框 架内设置合适的凹部,这些凹部允许操作单元连接到不同的处理单元的至少一个另外的操 作单元。
[0014] 尤其是,该框架具有高度dH,其基本上对应该标准运输集装箱的内部的纵向方向 上的大小U的不可分割部分N j勺整数倍Z H或者横向方向上的大小L Q的不可分割部分N Q的整数倍Zh。这尤其允许处理单元的尺寸基本上以立方体的方式被构造和/或由名义立方 体组成。尤其是,dH = Zh Ll/Nl或 dH = Zh LQ/NQ。优选地,dH = Zh dL,min或 dH = Zh dQ,min, 其中丸^和/或^^在确定时尤其考虑了间隙S。而且,ZH,S。优选地,I < Zh彡5并 且特别优选地2 < Zh < 4。而且,这种尺寸设置允许框架的高度在处理单元上方和/或 下方在标准运输集装箱内留出了空余空间,该空余空间的大小在

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