使用拉曼光譜的過程控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所公開的實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，本文所公開的實施方式涉及用于在生產(chǎn)1，4_ 丁二醇的過程中監(jiān)測進料流和排 出物流的系統(tǒng)與方法。更具體地，本文所公開的實施方式涉及使用拉曼光譜在生產(chǎn)1，4_ 丁 二醇的過程中檢測進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)從這個角度來解讀所述討論，并不作為對先前技術(shù)的承認。
[0003] 在1，4_ 丁二醇的生產(chǎn)過程中，對反應(yīng)器進料和流出物進行監(jiān)測以優(yōu)化生產(chǎn)過程， 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)譜分析對進料和流出物進行 監(jiān)測。
[0004] 氣相色譜儀可以分析入口和出口反應(yīng)器進料流和排出物流。當(dāng)使用氣相色譜儀 時，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發(fā)生化學(xué)變化。此外，氣相色譜可能需要較長 測試時間，例如多達且超過15分鐘。因此，當(dāng)取得試樣以及得到結(jié)果時，系統(tǒng)條件會存在遲 滯時間。
[0005] 因此，一直需要監(jiān)測1，4-丁二醇的生產(chǎn)過程中進料和排出物的性質(zhì)的系統(tǒng)和方 法。本文所公開的技術(shù)涉及解決或至少減少上述提及的問題的一個或全部。此外，本領(lǐng)域 一直易于接受改進或替代裝置、方法和配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在一個方面，本文所公開的實施方式涉及在用于生產(chǎn)1，4-丁二醇的反應(yīng)系統(tǒng)中 實現(xiàn)過程控制的方法，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)的至少一個參數(shù)。
[0007] 另一方面，本文所公開的實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 方法還可以包括對反應(yīng)進行取樣，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)明的簡化概述以提供對本發(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。這并不旨在標識重要或關(guān)鍵元件或描述出本發(fā)明的范圍。它惟一 目的是以簡化形式給出一些概念，所述概念作為之后討論的更加詳細的說明書的前序。
【附圖說明】
[0009] 可以參考下面說明書并結(jié)合附圖來理解所要求保護的主題，其中相同的參考標記 表示相同元件，其中：
[0010] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式，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)明的實施方式，用于在實驗室測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的主題容許各種修改和替代形式，但所述附圖通過實施例的 方式對本文所述特定實施方式進行了詳細說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里對特定實施方式 的說明并不旨在要將本發(fā)明限制于所公開的特定形式，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。
【具體實施方式】
[0013] 將在下面說明本發(fā)明的一個或多個特定實施方式。本發(fā)明并不局限于在此包含的 實施方式和說明，而是包括這些實施方式的改進形式，所述這些實施方式包括上述實施方 式的各部分以及不同實施方式的元素的組合，只要這些實施方式落入所附權(quán)利要求的范圍 內(nèi)即可。在任何此類實際實施過程的開發(fā)中，正如任何工程或設(shè)計項目中一樣，必須做出多 個實施過程特定的決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，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施方式而不同。而且，這樣的開發(fā)工作可 能是復(fù)雜且耗時的，然而，對于從本發(fā)明受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說仍將是設(shè)計、制作 和制造的例行任務(wù)。
[0014] 在一方面，本文公開的實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，本文公開的實施方式涉及在1，4-丁二醇的生產(chǎn)期間監(jiān)測進料流和排出 物流系統(tǒng)和方法。在其他方面，本文公開的實施方式涉及使用拉曼光譜在1，4_ 丁二醇的生 產(chǎn)過程中監(jiān)測進料流和排出物流的系統(tǒng)和方法。
[0015] 本發(fā)明的實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，參見美國專利號7, 505, 127。它是用于化學(xué)表征、化學(xué)定 量和化學(xué)鑒定的公認的分析技術(shù)。拉曼光譜提供有關(guān)分子振動-旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息。當(dāng)輻射 照射到分子上引起這個分子的電子云極化率的改變時，會產(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或旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時會發(fā)射出光 子。大多數(shù)的入射輻射以與源相同的波長被彈性散射（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 此新狀態(tài)之間的這些能量差異會引起發(fā)射光子的頻率遠離激發(fā)波長的位移，這就是拉曼位 移。拉曼光譜通常顯示為強度（任意單位）對拉曼位移的曲線圖，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、單色儀以及檢測器。光 源提供了通過探針被傳輸?shù)讲蓸訁^(qū)域的激發(fā)輻射。散射的輻射通過探針收集回來，從瑞利 散射中將其過濾，并通過單色儀進行色散。然后將色散的拉曼散射成像到檢測器上，隨后在 處理器內(nèi)進行處理。
[0018] 典型地，光源是一種可見激光器，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)需要進行偏振或