膜、共沸和催化組分的制作方法
【專利說明】膜、共沸和催化組分 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體上涉及用利用無機(jī)含氧酸和/或其鹽的可逆縮合反應(yīng)來改進(jìn)熱能存 儲(chǔ)或熱泵的方法的新發(fā)現(xiàn)，即增加來自外部熱源的熱能，所述無機(jī)含氧酸和/或其鹽進(jìn)一 步命名為無機(jī)含氧酸化合物，例如如在PCT申請PCT/EP2012/051025中所述的。
[0002] 因此本發(fā)明提供用于所述改進(jìn)的工藝的新組分及其在上述方法中的用途，包括在 制備縮合產(chǎn)物的產(chǎn)物如多磷酸或制備水解產(chǎn)物如磷酸中的用途。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 在上文中已經(jīng)提到，本申請涉及改進(jìn)熱能回收或存儲(chǔ)的方法的新發(fā)現(xiàn)，其基于無 機(jī)含氧酸化合物的可逆縮合反應(yīng)，特別是無機(jī)磷含氧酸化合物和/或其鹽，例如如帶有多 磷酸作為聚無機(jī)含氧酸化合物（聚合物）的形成和如前述PCT申請中所述的。
[0005] 該反應(yīng)基本由兩步構(gòu)成（參見下列的方案1);其中在第一步驟（1)中所述源的熱 能通過帶有聚無機(jī)含氧酸化合物（聚合物）的形成和水的釋放的縮合反應(yīng)來存儲(chǔ)；和其中 在第二步驟（2)中熱能通過經(jīng)由添加水和釋放無機(jī)含氧酸化合物（單體）的水解反應(yīng)來從 所述聚合物縮合產(chǎn)物中釋放。
[0006] 反應(yīng)方案1 :
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通過使用一種或多種催化劑來驅(qū)動(dòng)無機(jī)含氧酸化合物和水的可逆反應(yīng)的平衡 狀態(tài)移向所述無機(jī)含氧酸化合物的更高濃度和/或所述無機(jī)含氧酸化合物的聚無機(jī)含氧 酸化合物（聚合物）的形成的方法，所述催化劑選自：第一類的酸性催化劑；第二類的無機(jī) 或金屬催化劑，尤其是包含金屬有機(jī)骨架作為催化劑；或其組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑由酸性催化劑構(gòu)成；特別是作 為路易斯酸且使縮聚反應(yīng)容易進(jìn)行的酸性催化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑選自金屬和或無機(jī)催化劑或其 組合，任選地所述催化劑加入在作為載體的沸石上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述催化劑選自金屬有機(jī)骨架作為催化劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述催化劑選自酸，如硫酸和磺酸，甲磺酸，對甲苯磺 酸；路易斯酸，如三氟甲基磺酸鈧（III)，三氟甲基磺酸銦（通常的鑭系鹽類和含鑭系元素 的路易斯酸），AlCl 3, BF3，磷、砷和銻的五鹵化物；膦嗪和有機(jī)膦嗪；磷腈和聚磷腈；磺化超 支化聚合物和硫醇促進(jìn)劑；酸性沸石，金屬摻雜沸石，堿性沸石；和類似物或其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述催化劑選自金屬氧化物M xOy，如TiO2, SiO2;有機(jī)聚 硅氧烷縮聚催化劑，包括其鹽；或其組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)的方法，其中無機(jī)含氧酸化合物是磷酸，并且其中聚 無機(jī)含氧酸化合物是多磷酸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括使用共沸混合物從反應(yīng)溶液中去 除水，其中當(dāng)暴露于〇和IObar之間的反應(yīng)壓力時(shí)，所述共沸混合物的組分的沸點(diǎn)在25和 150°C之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，通過非均相共沸混合物來實(shí)現(xiàn)所述水的去除， 其中當(dāng)暴露于0和IObar之間的反應(yīng)壓力時(shí)，所述非均相共沸混合物的組分的沸點(diǎn)在25和 150°C之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8-9中任意一項(xiàng)的方法，其中通過使用親水膜的膜分離從共沸混合 物中進(jìn)一步分離水。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8-9中任意一項(xiàng)的方法，其中通過重力分離從共沸混合物中進(jìn)一步 分離水。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括在水解反應(yīng)中與聚合物混合 以從所述聚合物縮合產(chǎn)物中釋放熱能之前，將從反應(yīng)溶液中去除的水再加熱和再蒸發(fā)的步 驟。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)的方法，其中將進(jìn)一步的工藝改進(jìn)組分用于可逆縮 合反應(yīng)，使得該工藝以高可靠性連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)多年，該進(jìn)一步的工藝改進(jìn)組分選自：針對水-聚 無機(jī)含氧酸混合物和或其鹽的腐蝕的抑制劑；針對膜的阻垢劑，針對所使用的內(nèi)部設(shè)備材 料的預(yù)處理成膜，防污劑，或其組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述工藝改進(jìn)組分選自： a. 含有官能性唑基的特別材料，如吡略，吡挫，咪挫，三挫，四挫，五挫，噁挫，異噁挫，噻 唑和異噻唑，例子是與唑基結(jié)合成為苯并三唑、甲苯并三唑和更多的芳環(huán)結(jié)構(gòu)。 b. 雜環(huán)芳環(huán)化合物如啦啶，喃啶 c. 硫醇（thiols) d. 脂族或芳族胺如乙醇胺，苯胺，蜜胺，... e. 硼酸、硼酸鹽和硼酸酯 f. 磺酸及其鹽（磺酸鹽）和或其聚合物 g. 羧酸和聚羧酸，如苯甲酸，聚丙烯酸 h. 有機(jī)膜，含有例如醛。 i. 無機(jī)膜 j?碳化物如TiC，TuC (鎢2B已校驗(yàn)？？） k. 包括膦酸，亞硝酸鹽體系的無機(jī)體系 l. 螯合劑 m. 其他配合物 n. a)b) c) d)，e)，f)，g)，h) i) j)k) l)m)的組合，例如膦酰乙酸，疏基苯并噻挫，磷酸與聚 羧酸組合：2_膦酰丁烷-1，2,4-三羧酸（PBTA)，羥基膦酰乙酸或有機(jī)磷酸酯如多元醇磷酸 酯（PAPE)，2-巰基苯并咪唑，諾氟沙星，環(huán)丙沙星。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中針對水-聚無機(jī)含氧酸混合物的腐蝕的抑制劑是針 對水_(多）磷酸混合物的腐蝕的抑制劑。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)的方法在制備無機(jī)含氧酸化合物中的用途；特別是 在制備磷酸和/或多磷酸（PA)中的用途。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)的方法在制備聚無機(jī)含氧酸化合物中的用途；特別 是在制備多磷酸（PA)中的用途。
18. 本文所述各組分的用途，用于驅(qū)動(dòng)無機(jī)含氧酸化合物的可逆縮合反應(yīng)（1)的平衡 狀態(tài)移向聚無機(jī)含氧酸化合物（聚合物）的形成的方法；或用于制備聚無機(jī)含氧酸化合物。
【專利摘要】本發(fā)明總體上涉及用利用無機(jī)含氧酸化合物的可逆縮合反應(yīng)來改進(jìn)熱能存儲(chǔ)或熱泵的方法的新發(fā)現(xiàn)，即增加來自外部熱源的熱能。因此本發(fā)明提供用于所述改進(jìn)的工藝的組分及其在上述方法中的用途，包括在制備縮合產(chǎn)物的產(chǎn)物或制備水解產(chǎn)物中的用途。
【IPC分類】C09K5-16
【公開號(hào)】CN104736659
【申請?zhí)枴緾N201380039816
【發(fā)明人】W·迪謝納, C·史蒂文斯
【申請人】可再生能源系統(tǒng)技術(shù)(Tfres)私人有限公司, 根特大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年7月26日
【公告號(hào)】CA2879490A1, EP2877549A1, US20150225240, WO2014016405A1