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 發明領域
[0001] 本發明總體上涉及用利用無機含氧酸和/或其鹽的可逆縮合反應來改進熱能存 儲或熱泵的方法的新發現，即增加來自外部熱源的熱能，所述無機含氧酸和/或其鹽進一 步命名為無機含氧酸化合物，例如如在PCT申請PCT/EP2012/051025中所述的。
[0002] 因此本發明提供用于所述改進的工藝的新組分及其在上述方法中的用途，包括在 制備縮合產物的產物如多磷酸或制備水解產物如磷酸中的用途。
[0003] 發明背景
[0004] 在上文中已經提到，本申請涉及改進熱能回收或存儲的方法的新發現，其基于無 機含氧酸化合物的可逆縮合反應，特別是無機磷含氧酸化合物和/或其鹽，例如如帶有多 磷酸作為聚無機含氧酸化合物（聚合物）的形成和如前述PCT申請中所述的。
[0005] 該反應基本由兩步構成（參見下列的方案1);其中在第一步驟（1)中所述源的熱 能通過帶有聚無機含氧酸化合物（聚合物）的形成和水的釋放的縮合反應來存儲；和其中 在第二步驟（2)中熱能通過經由添加水和釋放無機含氧酸化合物（單體）的水解反應來從 所述聚合物縮合產物中釋放。
[0006] 反應方案1 :
【主權項】
1. 一種通過使用一種或多種催化劑來驅動無機含氧酸化合物和水的可逆反應的平衡 狀態移向所述無機含氧酸化合物的更高濃度和/或所述無機含氧酸化合物的聚無機含氧 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 或金屬催化劑，尤其是包含金屬有機骨架作為催化劑；或其組合。
2. 根據權利要求1的方法，其中所述一種或多種催化劑由酸性催化劑構成；特別是作 為路易斯酸且使縮聚反應容易進行的酸性催化劑。
3. 根據權利要求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. 根據權利要求3的方法，其中所述催化劑選自金屬有機骨架作為催化劑。
5. 根據權利要求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；膦嗪和有機膦嗪；磷腈和聚磷腈；磺化超 支化聚合物和硫醇促進劑；酸性沸石，金屬摻雜沸石，堿性沸石；和類似物或其組合。
6. 根據權利要求4的方法，其中所述催化劑選自金屬氧化物M xOy，如TiO2, SiO2;有機聚 硅氧烷縮聚催化劑，包括其鹽；或其組合。
7. 根據權利要求1-6中任意一項的方法，其中無機含氧酸化合物是磷酸，并且其中聚 無機含氧酸化合物是多磷酸。
8. 根據權利要求1-7中任意一項的方法，進一步包括使用共沸混合物從反應溶液中去 除水，其中當暴露于〇和IObar之間的反應壓力時，所述共沸混合物的組分的沸點在25和 150°C之間。
9. 根據權利要求8的方法，其特征在于，通過非均相共沸混合物來實現所述水的去除， 其中當暴露于0和IObar之間的反應壓力時，所述非均相共沸混合物的組分的沸點在25和 150°C之間。
10. 根據權利要求8-9中任意一項的方法，其中通過使用親水膜的膜分離從共沸混合 物中進一步分離水。
11. 根據權利要求8-9中任意一項的方法，其中通過重力分離從共沸混合物中進一步 分離水。
12. 根據權利要求1-11中任意一項的方法，進一步包括在水解反應中與聚合物混合 以從所述聚合物縮合產物中釋放熱能之前，將從反應溶液中去除的水再加熱和再蒸發的步 驟。
13. 根據權利要求1-12中任意一項的方法，其中將進一步的工藝改進組分用于可逆縮 合反應，使得該工藝以高可靠性連續運轉多年，該進一步的工藝改進組分選自：針對水-聚 無機含氧酸混合物和或其鹽的腐蝕的抑制劑；針對膜的阻垢劑，針對所使用的內部設備材 料的預處理成膜，防污劑，或其組合。
14. 根據權利要求13的方法，其中所述工藝改進組分選自： 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，例子是與唑基結合成為苯并三唑、甲苯并三唑和更多的芳環結構。 b. 雜環芳環化合物如啦啶，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. 有機膜，含有例如醛。 i. 無機膜 j?碳化物如TiC，TuC (鎢2B已校驗？？） k. 包括膦酸，亞硝酸鹽體系的無機體系 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磷酸酯如多元醇磷酸 酯（PAPE)，2-巰基苯并咪唑，諾氟沙星，環丙沙星。
15. 根據權利要求14的方法，其中針對水-聚無機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. 根據權利要求1-15中任意一項的方法在制備無機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. 根據權利要求1-15中任意一項的方法在制備聚無機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，用于驅動無機含氧酸化合物的可逆縮合反應（1)的平衡 狀態移向聚無機含氧酸化合物（聚合物）的形成的方法；或用于制備聚無機含氧酸化合物。
【專利摘要】本發明總體上涉及用利用無機含氧酸化合物的可逆縮合反應來改進熱能存儲或熱泵的方法的新發現，即增加來自外部熱源的熱能。因此本發明提供用于所述改進的工藝的組分及其在上述方法中的用途，包括在制備縮合產物的產物或制備水解產物中的用途。
【IPC分類】C09K5-16
【公開號】CN104736659
【申請號】CN201380039816
【發明人】W·迪謝納, C·史蒂文斯
【申請人】可再生能源系統技術(Tfres)私人有限公司, 根特大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年7月26日
【公告號】CA2879490A1, EP2877549A1, US20150225240, WO2014016405A1