用來降低突燃壓力的方法和設備的製作方法

2023-10-23 01:14:57

專利名稱：：用來降低突燃壓力的方法和設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及用來控制、遏制和抑制工藝容器中可燃性氣體的爆炸的方法和設備。
背景技術：
：可燃性材料的處理在許多工業工藝和設備當中是必須進行的，其經常存在危險性，這是因為可燃性材料有可能會在工藝設備中發生燃燒、爆燃或爆炸，從而對設備造成破壞，對人員造成傷害。在各種生產工藝(例如用來製備(甲基)丙烯酸鹽、(甲基)丙烯酸酯、腈類和各種其它材料的工藝)中，可燃性材料經常在反應器、導管、貯存容器、分離設備等當中以液體、氣體或者這二者並存的形式存在。當可燃性氣體和氧氣一起以足夠的體積濃度存在的時候，如果接觸了點火源，例如火花、化學反應、熱金屬絲或其它熱表面，甚至是熱點(即流體主體內溫度升高的局部區域)，則會在可燃性氣體當中引起局部的突燃。可燃性氣體通常會在高於其爆炸極限下限且低於其爆炸極限上限的濃度下發生突燃。當然，可燃性氣體可以由單獨種類的氣體組成，但是經常是一種或多種不同氣體的混合物，其具體組成使得所述混合物具有可燃性。當存在可燃性氣體的時候，就始終存在突燃的可能，因為不可能100%地避免偶然性的引燃。最終所述突燃可能會繼續發展形成進一步的破壞現象，例如爆燃或爆炸，也可能不會這樣繼續發展。當然，這些現象有可能對設備造成嚴重的破壞，對操作和監控設備的人員造成嚴重的傷害，甚至導致人員死亡。因此，對於許多工業生產的工藝操作的安全性和持續操作而言，對可燃性材料的引燃、燃燒、突燃和爆燃或爆炸的控制、遏制和抑制是非常重要的。儘管許多的設備和技術解決了避免引燃的問題，但是人們仍在另外進行嘗試，力求遏制、抑制和消除後來可能會導致不經意引燃的燃燒現象。例如參見Grossd,StanleyS.,Ed.，《突燃和爆燃火焰抑制器(Z)e/7flgrah'o"am/Deto"a"onF/ame^廳eWe^人AIChE(化學工藝安全中心(CenterforChemicalProcessSafety)),美國紐約州紐約市(2002)，第5章，第77-138頁。例如，美國專利第3，356,256號揭示了在燃料儲存容器中使用散熱金屬網作為吸收容器中可能導致引燃的熱量的手段。美國專利第4,613,054號揭示了使用具有高熱導性的鋁箔球得到相同的結果。這兩種方法都力圖使用散熱器來防止發生持續的燃燒。類似地，Fauske(見Fauske，HansK.的《膨脹金屬網絡阻礙氣體爆炸的安全網(^xp朋fl^-Meto/jVefwo由爿S映(y臉ftoT7z麗W^bcp/oy/o氾J》，ChemicalEngineeringProgress,2001年12月，第66-71頁)提出了在儲存容器中使用膨脹的金屬箔，通過移走燃燒區的熱能來防止火焰前緣傳播。Fauske使用高表面積(等於和大於400米2/米3)金屬箔模擬了突燃抑制器的設計，所述金屬箔具有用來熄滅火焰的密集通道。在相對靜態的儲存容器中，這種密集的通道幾乎沒有重要影響。但是，在反應器之類的工藝容器中，流過密集通道的工藝流體會使得容器中的壓降增大，從而增大動力能耗。另外，為了讓金屬箔網絡能夠有效地使燃燒熄滅(從而避免隨後發展成為爆燃或爆炸)，必須保持足夠大的溫差(AT)，使得能夠將燃燒區域的熱能快速轉移到金屬箔之內。不幸的是，許多用來處理、儲存可燃性氣體或使可燃性氣體發生反應的工藝容器在升高的溫度和/或壓力條件下進行操作。在烴類加工領域眾所周知的是，熱量和壓力增加都會使可燃極限的範圍變寬(組合物支持燃燒的範圍更寬)，減少保持自持性燃燒所需的增量能量。因此，在許多可燃性氣體的工藝容器(例如氧化反應器)中，採用膨脹的金屬箔之類的散熱性部件使燃燒熄滅是基本上無效的。很簡單，所述突燃的壓力波和火焰前緣在該高溫和高壓工藝容器中蔓延過快，使得吸熱的速率不足以令燃燒熄滅。美國專利第5,495,893號揭示了一種用來控制氣體突燃的設備和方法，所述設備包括可燃性物質檢測器，該檢測器能夠觸發液體霧化裝置(該裝置用來控制液體抑制劑液滴的尺寸)，將突燃抑制劑輸送到可燃性物質中。該專利的說明書聲稱可以通過吸熱有效地抑制突燃，例如使用細霧液流(即突燃抑制劑)，通過迅速蒸發而快速地移走突燃賴以傳播的熱量。該方案是基於以下理解，即在突燃中，可燃性氣體的燃燒引發了化學反應，該化學反應通過將熱量和/或自由基傳輸到相鄰的可燃氣體的分子，從而向外傳播。熱量和/或自由基的傳輸引燃了相鄰的分子，通過這種方式，使得突燃通過可燃性氣體向外傳播或擴展。美國專利第6，540，029號揭示了一種突燃抑制和爆炸隔離系統，其用來抑制爆炸的突燃階段，防止在遏制結構中產生的突燃現象傳播到相連的導管中，然後在所述導管中轉變為爆燃現象。該專利所述的系統包括用來檢測壓力快速升高(這是初期爆炸的一個標誌)的壓力檢測器和用來將火焰抑制劑導入可燃性氣體中抑制劑裝置，以及門閥組件，該組件的關閉動作與抑制劑的釋放相協調，使火焰和燃燒產生的壓力重新定向。美國專利第6,540,029號中的裝置也通過操作而將另外的材料(抑制劑)引入可燃性氣體中，用來吸收熱量，所述吸收的熱量也會促進突燃的傳播及其向爆燃的轉變。該專利說明了在突燃情況中，在引燃位點會產生壓力波和火焰前緣，由該引燃位點朝著所有的方向向外傳播，其中壓力波的傳播速度比火焰前緣更快。另外，容納所述可燃性氣體的管子或管道中的阻礙部件和彎曲處也會增加湍流(即混合)，該湍流也會加快突燃向爆燃的轉變。如本領域眾所周知的，當實施突燃控制措施的時候，可以避免可燃性氣體的湍流和混合的增加。在RazusD.等人的《在廢氣存在下丙烯-空氣混合物的密閉容器燃燒ga^》*，Fuel(2007)，doi:10.1016/j.fue1.2006.12.009,認識到爆炸在密閉容器中傳播的特徵參數包括突燃後達到的峰值壓力，達到該峰值壓力所需的時間，以及在引燃之後向可燃性氣體中加入稀釋劑材料所造成的峰值壓力降低。該研究文獻總結說，通常包含二氧化碳和水蒸氣的廢氣對可燃性燃料-空氣混合物具有重要的惰性化作用，可以看作廉價的減輕燃料-空氣爆炸的稀釋劑。儘管該技術解決了在可燃性氣體引燃之後控制爆炸或者儘可能減小爆炸程度的問題，但是該技術是通過加入惰性材料做到這一點的，這與在引燃之後向可燃性氣體中加入燃燒抑制劑來吸收熱量和減緩突燃過程中火焰前緣的傳播的做法是類似的。美國專利第6,932,950號中所述的技術試圖儘可能減少或消除副反應，所述副反應包括但不限於引燃和突燃，當作為可燃性氣體的進料氣體混合物與反應器的進口管板附近的熱點接觸的時候，這種副反應更容易在管式反應器的進口側發生。該專利討論了之前己知的做法，即將一層陶瓷材料或金屬絲網設置在進入室中與進氣側的進入管板相鄰的位置，但是對所述進入室體積的填充不大於大約20%,在進入的進料氣和熱管板之間形成障礙。所述的其它方法包括形成與熱管板相鄰的冷卻室(被循環空氣填充的室)，以及形成固體障礙(例如使用澆鑄的樹脂材料在熱載體側上形成與管板相鄰的層，用來使管板與熱載體絕緣)。美國專利第6，932，950號所描述的方案是在反應器的進入室內提供獨立的絕緣室，其與管板的進入側相鄰並位於所述進入側。對所述絕緣室的尺寸和形狀進行設計，使其與管板的橫截面相當，其中被抽空，或者填充空氣、砂子、油或者任何不會與熱載體反應的其它合適的固體、液體或氣體材料。所有這些技術的目的都是將材料製成的阻礙部件置於熱管板和進入的氣體進料流之間，從而避免發生引燃以及其它不希望出現的副反應。這些技術均未涉及用具有合適形狀和尺寸的減弱材料(attenuatingmaterial)填充反應器的氣體進入區或排出區，所述減弱材料能夠在無意的引燃之後使得突燃的壓力波偏轉，從而使突燃熄滅並抑制突燃，防止突燃發展成爆燃。在美國專利第7,000,630號中描述了一種用來使突燃的火焰前緣通過物理方式改變方向的裝置，所述火焰前緣變向器將高速的壓力波投射向可以沿兩個方向斷裂的圓盤，使得所述可斷裂圓盤打開，從而在相對的兩向可斷裂圓盤上產生抽吸的作用，為壓力波和火焰前緣提供逃離路徑，同時還吸入新鮮空氣作為稀釋劑。該專利中描述的火焰前緣變向器是設計用來防止突燃從一個容器傳播到另一個容器的。人們仍然需要用來控制、遏制和抑制工藝容器中可燃性氣體爆炸的高效、簡單而經濟的方法。本申請人開發了一種方法和設備，滿足了該需求，具體做法是減弱突燃過程中產生的壓力波，使其受到抑制，從而防止突燃轉變為爆燃,而不是通過在工藝容器中提供已知能夠吸熱的固體材料，或者在發生引燃之後引入阻燃劑或抑制劑材料來試圖通過從已經被引燃的可燃性材料中移走熱量來抑制火焰前緣和使火焰前緣熄滅。
發明內容本發明提供了一種用來減弱在已知操作條件下、在工藝容器的限定區域內可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力的方法，所述已知操作條件包括初始進料氣組成、溫度和壓力，其中，在引燃之後，在所述限定區域內達到峰值壓力。該方法大體包括選擇減弱材料並將其設置在工藝容器的限定區域內，所選擇的減弱材料能夠在操作條件下保持其物理形狀，包含多種組件，所有的這些組件都具有一定的幾何形狀和有效的直徑。所述減弱材料(attenuatingmaterial)應當至少佔據所述工藝容器20%的限定體積。本發明方法的第一步是通過以下方式確定適用於所述工藝容器的限定區域之內的減弱材料的組件的最大有效直徑得到相關聯的成對的峰值突燃壓力和突燃混合因子的經驗性數據，該數據說明大量減弱材料與可燃性氣體引燃之後達到的峰值壓力之間的線性關係，所述大量減弱材料中的至少一種包含一些組件，這些組件的有效直徑不同於其它減弱材料的組件的有效直徑，所述可燃性氣體與初始進料氣體組合物具有相同的組成。這是通過以下步驟完成的(1)使用具有半徑(R(ts))的測試球，經驗性地確定在不存在任何減弱材料的情況下，弓隱可燃性氣體產生的峰值突燃壓力(P絲(O));(2)使用與步驟(1)相同的測試球，經驗性地確定在存在至少第一選定減弱材料(具有第一有效直徑(Ds(l)))和第二選定減弱材料(具有第二有效直徑Ds(2)，其不同於第一有效直徑)的情況下，由可燃性氣體的引燃產生的至少第-一和第二峰值突燃壓力(P最高(l),P最高(2));(3)使用以下數學關係式，計算與步驟(1)和(2)中經驗性確定的各個相關峰值突燃壓力相應的突燃混合因子(DMF(O)，DMF(l),DMF(2)，...DMF(n)):DMF(n)=(Ds(n)/Rts)"0，其中n:O,1，2...n,Ds(n)和R(ts)各自的單位是釐米。然後進行以下步驟基於以下數學關係式，確定變量M和B的數值，對包括相關聯的成對的峰值突燃壓力和突燃混合因子([P最s(O),DMF(O)];[P最高(1)，DMF(l)],[P最高(2),DMF(2)],.[P最高(n),DMF(n)])的經驗性數據進行線性化:P最高(n)=MxDMF(n)+B,其中nK),1,2...n。在完成線性化之後，利用工藝容器最高可允許的耐受壓力(P(C))、以及步驟(4)中計算得到的M和B的數值，根據以下數學關係式計算工藝容器的最高突燃混合因子(DMF(a)):DMF(a)呵P(c—B]/M;然後使用以下數學關係式，計算適用於具有橫截面半徑(R(v))的工藝容器的減弱材料的最大有效直徑(Ds(a)):Ds(a)-[DMF(a)XR(v)]/40。計算了減弱材料的組件的最高有效直徑(Ds(a))之後，選擇合適的減弱材料。合適的減弱材料的有效直徑Ds小於或等於為特定工藝容器計算得到的最大有效直徑(Ds(a))，將所述選定的減弱材料放入所述工藝容器的限定的區域之內。所述減弱材料可以簡單地倒入所述工藝容器的限定區域，或者在其中進行人工排列設置，這具體取決於所述減弱材料的組件是否可以自排序，由此儘可能減小所述組件之間的空穴空間和開放路徑。在本發明方法的一個實施方式中，所述經驗性地確定峰值突燃壓力(P最高(O))的步驟可以包括:(a)在預定的壓力和溫度操作條件下，在不含其它物質的測試球中引燃可燃性氣體；然後(b)測量引燃之後測試球中達到的最高壓力(P最高(O))。另外，經驗性地確定至少一個第一和第二峰值突燃壓力(P最s(l)，Pm(2))的步驟包括:(a)在測試球中填充所述第一選定的減弱材料之後，在預定的壓力和溫度操作條件之下，引燃該測試球中的可燃性氣體；(b)測量引燃之後，被所述選定的減弱材料填充的測試球中達到的最高的壓力(P最s(l));(c)用第二減弱材料填充所述測試球之後，在預定的壓力和溫度操作條件之下，引燃測試球中的可燃性氣體；以及(d)測量引燃之後被第二選定的減弱材料填充的測試球中達到的最高壓力(P最s(2))。還可以經驗性地確定許多峰值突燃壓力(P最s(l),P最高(2),P絲(3),...P縣(n))，然後將各個峰值突燃壓力用於隨後的計算和線性化步驟。在另一個實施方式中，所述可燃性氣體包含烴和氧氣，所述工藝容器可以是在流動條件下操作的殼管式反應器。本發明還提供了一種管式反應器，其通過改裝而用來減弱由於其中可燃性氣體的燃燒造成的突燃壓力。本發明的管式反應器包含減弱材料，所述減弱材料包含多種組件(component)，這些組件都具有一定的幾何結構，按一定方式放置這些組件，以儘可能減小組件之間的空穴空間和開放的路徑，所述工藝容器的限定的進入區域和限定的排出區域中的至少一種被所述減弱材料佔據了至少20%。另外，所述減弱材料的組件具有能夠滿足以下數學關係的有效直徑(Ds(a)):Ds(a)=[DMF(a)xR(v)]/40,其中Ds(a)的單位是釐米。另夕卜，(DMF(a))是與減弱材料相關的突燃混合因子，是通過上文所述本發明的方法經驗性地確定的。最後，R(v)是被所述減弱材料佔據的任意限定的進入區域或排出區域的半徑。本發明還提供了一種在可燃操作條件下安全地進行氣相反應的方法，所述操作條件包括氣體進料組成、反應溫度和反應壓力。該方法包括:(A)提供包括限定區域的反應容器，所述限定區域用來使所述氣體進料組合物從中通過,所述限定區域中至少20%的體積被至少一種減弱材料佔據，所述減弱材料能夠在可燃性操作條件下保持其物理形狀；(B)向所述反應容器提供一種或多種氣體材料以形成所述氣體進料組合物，所述氣體材料包括烴、含氧氣體和任選的惰性材料，所述氣體進料組合物會通過所述限定的區域;(C)在一定的溫度和壓力下，使所述氣體進料組合物在所述反應容器中進行一個或多個反應，在所述溫度和壓力下，所述氣體進料組合物是可燃性的。所述減弱材料可以根據如上所述用來對可燃性氣體燃燒造成的突燃壓力進行減弱的方法而選擇。在一個用來在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的方法的一個實施方式中，所述烴類包括丙烯，其在包含減弱材料的反應容器中發生氧化，所述減弱材料包括褶皺的絲網圓柱體和褶皺的絲網多面體。在另一個用來在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的方法的實施方式中，所述氣體材料還包括氨，所述烴包括甲垸，所述氣相反應包括甲烷的氨氧化，所述減弱材料包含陶瓷泡沫多面體。參照附圖，通過以下討論的實施方式可以更完整地理解本發明，圖中相同的編號表示相同的特徵，其中圖l是一個工藝容器，即用於催化氣相反應的管式反應器的部分截面正面示意圖；圖2顯示了圖1的管式反應器的限定進入區域的橫截面俯視示意圖，該截面是沿著直線A-A取的，沿箭頭的方向迸行觀察。圖3A是僅顯示圖1的管式反應器的限定進入區域的截面正視示意圖，圖中顯示了進入管板和反應器頭部；圖3B是圖3A中限定的進入區域的截面正視示意圖，圖中顯示了進入管板和反應器頭部，其中包含減弱材料，所述減弱材料包括陶瓷球體組件；圖4A-4C是一系列計算機模擬產生的圖形，其中顯示了在不含減弱材料的限定區域內，突燃壓力波前緣從引燃點傳播；圖5A-5J是一系列計算機模擬產生的圖形，其中顯示了包含具有陶瓷球體的減弱材料的限定區域內，突燃壓力波前緣從引燃點傳播；圖6是反應器進入頭部(inlethead)組件的正視圖，其與管式反應器相連，與進入管板一起形成封閉的頂部空間(限定的進入區域)，圖中顯示了其中用於減弱材料的絲網組件的設置和位置；圖7A是圖6的反應器進入組件的截面俯視圖，此圖沿直線R-R橫截，沿箭頭方向觀察，顯示了其中用於減弱材料的絲網組件的設置和位置，在圖7A中顯示了沿直線S-S,T-T，U-U和V-V取的相同的截面俯視圖7B是圖6的反應器進入組件的截面俯視圖，該圖沿直線X-X橫截，沿箭頭方向觀察，顯示了用於其中減弱材料的絲網組件的設置和定位；圖7C是圖6的反應器進入組件的截面俯視圖，該圖沿直線Y-Y橫截，沿箭頭方向觀察，顯示了用於其中減弱材料的絲網組件的設置和定位；圖7D是圖6的反應器進入組件的截面俯視圖，該圖沿直線Z-Z橫截，沿箭頭方向觀察，顯示了用於其中減弱材料的絲網組件的設置和定位；圖8是一般化地顯示突燃壓力隨時間變化的圖，起始於引燃時間，終止於達到P最高之後均一化的壓力；圖9顯示了如何基於外接圓的直徑對圓柱形減弱材料組件的有效直逕取近似；圖10是顯示經驗性數據的線性的圖，即突燃混合因子(DMF)-最高突燃壓力(P^)的關係圖，此圖是源自使用包含空心氧化鋁球體的減弱材料進行的實驗以及根據本發明進行的計算；圖ll是顯示經驗性數據的線性的圖，即突燃混合因子(DMF)-最高突燃壓力(PgS)的關係圖，此圖是源自使用包含鮑爾環的減弱材料進行的實驗以及根據本發明進行的計算。具體實施例方式本發明的方法適合用來減弱工藝容器的限定區域內可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力。本發明包括選擇減弱材料，並將其設置在所述限定區域內，使得與突燃相關的壓力波偏轉和分裂。"工藝容器"表示用於可燃性物質的儲存、運輸、反應、製備、加工或其它操作的任何設備。在本文中，術語"限定區域(definedregion)"表示工藝容器中需要被保護以免發生突燃現象的指定區域。所述限定區域通常是容納有可燃性氣體的密閉區域，或者工藝容器中發生突燃的風險性最高的區域。所述限定區域的位置、幾何結構和體積將根據應用和工藝容器變化。在本文中，術語"填充體積"表示在限定區域內被減弱材料佔據的表觀體積，其等於被所述減弱材料組件與這些組件之間的空穴空間實際佔據的體積之和。"可燃性氣體"是這樣的氣體，當其和氧氣-一起以足夠的組成和體積濃度存在的時候，如果接觸了點火源，例如火花、化學反應、熱金屬絲或其它熱表面，甚至是熱點(即流體主體內溫度升高的局部區域)，則會在可燃性氣體當中引起局部的突燃。當然，可燃性氣體可以由單獨種類的氣體組成，例如氫氣、丁烷、丙烯等，但是經常是一種或多種不同氣體的混合物，其具體組成使得所述混合物具有可燃性。不希望被理論所限制，人們大體上認為可燃性氣體是通過如下過程從引燃發展成為爆燃和爆炸的。在引燃之後，由於可燃性氣體發生局部燃燒，立即在引燃源處形成球形火焰前緣和球形壓力波。壓力波和火焰前緣都會向著所有的方向，從引燃源向外沿徑向傳播到可燃性氣體未受影響的部分。長期以來，人們已經了解到，所述火焰前緣的傳播包括傳熱，其傳播速度遠遠小於壓力波的傳播速度，而後者是以聲速傳播的。初期的爆炸通常被稱為突燃，即壓力波和火焰前緣各自獨立地傳播，其中壓力波的傳播較為領先。在突燃過程中，通過向相鄰的可燃性氣體分子傳播熱量和/或自由基，引燃相鄰的分子，從而使得火焰前緣向外傳播。自由基是任意的包含未成對電子的活性原子團，例如0H,H和CH3。另外，在突燃過程中，壓力波的能量會使位於壓力波前方的可燃性氣體的未燃燒部分壓縮，減少了保持這些部分的可燃性氣體燃燒所需的熱能，從而促進了進一步的燃燒，加快了火焰前緣的前進速度，加強了前進的壓力波。壓力波的增強繼續進行，直至壓力波本身強大到足以引燃燃燒反應，從而引發爆燃階段。開始的時候，爆燃波會傳播到壓縮的可燃性氣體，趕上最前方的壓力波，變成具有恆定的速度的穩定的爆燃。穩定的爆燃波由與火焰前緣緊密結合的壓力波組成，因此火焰前緣釋放的能量會支持壓力波。當在管子或導管(其中材料會沿軸向運動)中發生突燃，且火焰前緣到達所述管壁或導管壁的時候，其從球形的形式變為基本平面型的前緣。當平面型火焰前緣繼續沿著管子的長度傳播的時候，其變為細長的形式，火焰的表面增大。隨著表面積增大，燃燒速率增大，結果導致火焰傳播速率增大。換句話說，在導管內，傳播的火焰前緣會快速地從初始的突燃狀態轉變為爆燃狀態。所述可燃性材料的分子尺寸會影響總體的爆炸現像，燃燒產物從其中通過的導管或容器的直徑也會產生這樣的影響。例如，較大直徑的管子提供的散熱器小於較小直徑的管子或導管。管子或導管的縱向構型也會影響火焰前緣和壓力波的傳播。在本領域中，人們已知管子或導管中的阻礙部件和彎曲會增加湍流，湍流則會增大火焰的表面積，導致火焰前緣變大，使其更快地轉變為爆燃。下面簡要地看看圖8，圖中顯示了可燃性氣體混合物的常規的簡化爆炸曲線圖。當然，在實際中，每幅這樣的爆炸曲線圖只適用於特定的可燃性氣體組成。這些圖在技術文獻中是眾所周知的，例如W.Bartknechtsuch在《爆炸(Explosions)》(Springer-VerlagNewYork,1981)中進行了討論(具體參見第二章，"密閉容器中的爆炸(ExplosionsinClosedVessels)")。人們已經開發出了標準化的測試方法，用於收集繪製這種圖所需的數據(例如參見歐洲標準DINEN13673-l和DINEN13673-2，2003年9月)。這些方法通常需要首先在靜態條件下，將待測的可燃性氣體混合物保存在密封的、絕熱的、空的(例如不含填充材料)測試球中。圖8顯示了一定體積的可燃性氣體的突燃壓力(或"爆炸壓力")隨所耗時間(相對於可燃性氣體被引燃的時刻)的典型變化情況。該圖大體順次包括三個階段。在第-一階段，在引燃之前，氣體混合物處於靜態條件，具有恆定的初始壓力(P初始)和初始溫度。在第二階段，在引燃之後，氣體混合物開始燃燒，形成火焰前緣和伴隨的壓力波，它們從引燃點向外擴張。結果是在時間間隔At中，壓力快速地隨時間升高，直至達到最大突燃壓力P躺。通常該轉變態的時間間隔At僅約為100-300微秒。需要注意的是，足以抑制或減緩突燃的傳熱需要長得多的時間，例如約為500-1000微秒(即0.5-1.0秒)。在第三階段，在達到P^之後，測試球中的壓力隨時間間隔AT而降低，直至達到較低的"穩態"壓力P絲。通常，在突燃過程中，達到P絲所需的時間間隔AT約等於或大於1000微秒。與現有技術的教導相反的是，申請人發現，通過促進可燃性氣體的混合，可以令人驚訝地降低最高突燃壓力，P最高。不希望被理論所限制，本申請人認為P躺的降低是在突燃的第二階段進行混合直接造成的，在此階段，壓力波從引燃點沿徑向迅速向外擴張。所述混合是這樣造成的當壓力波通過本發明的壓力減弱材料的時候，被迫改變方向和再分裂，從而產生混合效果。我們認為這種混合會使氣體所佔空間內的壓力分布得到"調和"，降低了壓力波前緣的峰值壓力與和壓力波前緣具有一段距離的較低的整體氣體壓力之間的壓力差。本申請人還進一步假設，第二階段壓力升高的時間間隔過短，使得無法通過傳熱機理有效地從擴張的火焰前緣移走能量。因此，在此突燃的初期階段，設置在所述可燃性氣體所佔空間內的任何減弱材料的熱學性質大體上無關緊要，相対於減弱Pm而言，預期絕緣材料和高熱導性材料都以基本相同的方式發揮功用。最終，本申請人推測在所述突燃的第三階段發生的氣體壓力的逐漸下降是由於所述氣體混合物受到熵驅動變為壓力和溫度分布較均勻的狀態而造成的。如果給定足夠長的時間間隔，這種熵作用最終會使得氣體體積降低至最終的穩態壓力P最終。但是，需要強調的是，本發明方法的效用很明顯在於能夠降低P最高(最高突燃壓力)，而不是Ps"最終穩態壓力)。儘管本發明的方法和設備可以用於各種生產工藝中的各種工藝設備，但是為了幫助討論和理解，下面將結合用於催化氣相反應的管式反應器進行描述，所述催化氣相反應用來由烴類氣體，例如丙垸、丙烯、丁烷、丁烯等製備產物，例如不飽和羧酸、不飽和腈、醛等。下面來看圖l，圖中顯示了可以適當地使用本發明的方法的工藝容器的部分剖視的正面示意圖。具體來說，圖l顯示了適合用於催化氣相反應的管式反應器10的部分剖視正面示意圖。該管式反應器10具有多根管子12a,12b，12c,12d，這些管子各自在第一孔板14和第二孔板16之間延伸，包含固體材料S,例如一種或多種催化劑和惰性材料。所述多根管子12a,12b，12c,12d以及第一和第二孔板14，16被封閉在殼體18中，所述殼體18形成了一個區域，其中傳熱流體(圖中未顯示)繞著所述多個管子12a，12b，12c,12d循環流動，進行溫度控制。仍然來看圖l,具有凸緣的封蓋或"反應器頭部"24密封地固定在與第一管板14相鄰的反應器10的周邊，形成限定的進入區域20，該區域20與反應器管12a,12b，12c,12d流體連通，使得反應物(未顯示)和其它流體從其中流過。類似地，另一個具有凸緣的封蓋或"反應器頭部"26密封地固定在與第二管板16相鄰的反應器10的周邊，形成限定的排出區域22，該區域22也與反應器管12a,12b,12c，12d流體連通，使得反應物、產物和其它流體(未顯示)從其中流過。總體來說，所述限定的進入區域20和排出區域22以及多根管12a，12b,12c,12d—起形成管式反應器10的反應側，在所述管式反應器10的操作過程中，在流動條件下，其中發生一種或多種化學反應，例如氧化反應。在上述設置中，限定的進入區域20設置在垂直取向的管式反應器10的頂部，限定的排出區域22設置在其底部，本領域普通技術人員可以很清楚地看出，該反應工藝以"下流式"結構操作。但是，本領域普通技術人員還可以很容易地認識到，本發明的方法和設備同樣還可用於其他的工藝容器，包括以"上流式"結構操作的管式反應器(圖中未顯示)，其中限定的進入區域將設置在管式反應器的底部。在本發明的一些實施方式中，可以在工藝容器的限定區域放置監控設備(圖中未顯示)，用來檢測燃燒、局部升溫或者局部壓力增大情況，以便對操作條件進行調整，包括但不限於排查故障、降低操作速率或者中斷工藝過程。這些監測設備可包括以下的一種或多種熱電偶、壓力傳感器、火眼和氣體分解分析儀，可以任選地與分散的工藝控制系統相連，以引發自動化的響應。在一些實施方式中，所述監控設備(圖中未顯示)可以與其它工藝計算和測量裝置(例如可燃性計算或反應器進料流流速)一起結合入安全連鎖邏輯系統當中。另外，在一些實施方式中，可以使用重複的監控裝置來提高監控系統地可靠性。如果使用重複的裝置，它們可以任選地設計成計算投票-邏輯系統的一部分，其中兩個或更多個測量必須同時提示異常條件，然後才會啟動自動化的操作程序。例如，在一個實施方式中，下流式管式氧化反應器的限定的進入區域(進入頭部)包含陶瓷球體組件和至少十個多點熱電偶組件，其中每個組件具有約十個測量點。每個熱電偶組件通過反應器(進入)頭部的頂端部分的可密封開口插入，通過彎曲而人工定位，形成預定的一系列均勻間隔的同心圓，然後夾在所述進入管板上預先存在的掛鈎上。在另一個實施方式中，上流式管式氧化反應器的限定的進入區域包括金屬絲網圓筒部件和至少六個具有316不鏽鋼外鞘的"K"型多點熱電偶組件(購自美國德克薩斯州帕薩迪納市的加耶斯克公司(GayescoofPasadena,Texas,USA))。該實施方式的多點熱電偶組件通過安裝在進入反應器頭部側壁上的SWAGELOK填充密封套(購自美國俄亥俄州稜倫市的斯沃格洛克公司(SwagelokCompanyofSolon,Ohio,USA))插入，通過彎曲而人工定位，設置在與測量位點的預定分布相鄰的位置，然後沿金屬絲網的長度用短金屬絲固定在金屬絲網的多個位置。在另一個實施方式中，氧化反應器的限定的進入區域(進口頭部)之內的可燃性氣體進料混合物的樣品連續地被氣相色譜分析，以檢測燃燒產物(例如二氧化碳、一氧化碳和水)濃度的增大，或者可燃性烴類濃度的減小。在另一個實施方式中，富含氧氣的氰化氫反應器的限定的進入區域(進口頭部)包含100%體積填充比的40ppi的網狀陶瓷泡沫，還包含至少兩個快速作用壓力傳感器(合適的型號可購自美國新澤西州的庫勒特半導體產品公司(KuliteSemiconductorProductsofNewJersey,USA))，用來檢測所述限定的進入區域內可能出現的突燃現象，並且在檢測到突燃現象的情況下，通過分散的工藝控制系統自動啟動，關閉反應系統。上述結合了監控設備的本發明的實施方式只是一些例子，並沒有描述可能用於本發明的結構的全部範圍。化學工藝設計和儀器製造領域的普通技術人員通過閱讀本發明，能夠對合適的監控設備以及相關的工藝控制、安全系統和連鎖邏輯系統進行選擇和指定。圖2顯示了圖1的管式反應器10的限定進入區域20的橫截面俯視示意圖,該截面是沿直線A-A取的，沿著箭頭進行觀察。在此圖中可以觀察到孔板14和多根管子12a，12b，12c，12d。在此限定的進入區域中觀察到，加入管式反應器0的反應物和其它材料互相接觸，然後進入管子12a，12b,12c，12d中，在其中與催化劑材料S相接觸，在管子12a，12b,12c,12d中開始一種或多種化學反應。根據加入反應器10中的反應物和其它材料，可燃性氣體可以存在於限定的進入區域20，其容易由於任意數量的源頭而被無意地引燃，這些源頭包括但不限於,在孔板14附近產生的熱點，以及由於與所述限定進入區域20內的其它設備摩擦或接觸產生的火花。如上所討論的，這種引燃現象可能會成為突燃，而突燃則會繼續發展，變成爆燃或爆炸。已經發現突燃壓力波的變向和分裂可能會減緩壓力波的傳播，充分地降低突燃造成的最大壓力，使得總體的突燃現象熄滅，防止其轉變為爆燃，降低峰值壓力(P最高)。另外，已經發現，可以通過在有可能發生燃燒和突燃的限定區域內(例如管式反應器10的限定的進入區域20)選擇和放置合適的減弱材料，成功地使突燃壓力波改變方向和分裂。如下文將會詳細討論到的，"合適的"減弱材料表示基於其相對於所述限定區域的尺寸和形狀的幾何結構(包括尺寸和形狀)所選擇的減弱材料。例如，圖3A是空的(即其中沒有放入任何減弱材料)限定進入區域20的縱向截面正視示意圖，相當於減弱材料佔據了所述限定的進入區域20的0%的體積。如上所述，圖中顯示的限定的進入區域20由所述進入管板14和反應器頭部24限定。如下文中更詳細描述的，圖3B顯示了本發明的一個實施方式，其中圖3A的限定的進入區域20含有減弱材料，所述減弱材料包括陶瓷球體組件28，對所述限定的進入區域20的體積填充了至少20體積％。對於例如圖3B所示的情況，所述限定的進入區域20位於工藝容器的頂部，所述工藝容器是具有平行的垂直管子的管式反應器，優選在所述限定區域20的橫截面上(例如參見圖2)安裝阻隔部件，例如陶瓷絲網或金屬篩網板30，以防減弱材料的組件28通過穿孔的管板14(例如參見圖l)進入管子12a,12b,12c,12d中。使用阻隔部件30是特別有效的，因為由此可以在每根管子12a，12b，12c，12d的最上部區段保持空的空間或者說"空隙區域"，管端部在此區段穿過第一管板14。因為用於氧化反應的管式反應器中的管板14、16通常具有很大的厚度,所以在每根管子的最上部區段的冷卻是有限的。因此，如果該區域包含減弱材料、氧化催化劑、甚至惰性稀釋劑材料，則容易發生過熱，由此可能導致管子和管板14之間的焊接處發生破壞。除了維修成本以外，這種管子和管板14之間焊接連接處的破壞還會導致冷卻鹽從管式反應器10的殼體側滲入由反應器頭部24形成的限定進入區域20之內。如美國專利申請公開第2006/0292046號所述，如果通常包含硝酸鹽和亞硝酸鹽的冷卻鹽(例如購自美國德拉瓦州威名頓市的杜邦公司(DuPontofWilmington,Delaware,USA)的HITEC鹽)進入限定的進入區域20,進而發生分解反應，最終會導致丙烯氧化反應器的進料氣發生不希望出現的自燃。在本發明的一個實施方式中(圖中未顯示)，為了形成合適的阻隔部件30，將一層厚50毫米("mm")(2-英寸)(40個孑L/英寸("ppi"))的網狀陶瓷泡沫板直接安放在下流式丙烯氧化管式反應器的進入管板之上，形成覆蓋管板的整個橫截面的連續的阻隔部件，可以防止任何減弱材料落入管子的端部之內。因此在每個反應器管子的上端部保持空的區域，即不含任何材料，該區域的長度等於反應器進入管板的厚度，從而避免管子和管板之間的焊接連接處發生過熱。然後將減弱材料(未顯示)放置在所述限定的進入區域之內、阻隔部件之上，用來根據本發明減弱突燃壓力，所述減弱材料(未顯示)包含13毫米(l/2-英寸)的DENSTONE2000載體球(購自美國俄亥俄州斯託市的聖戈本諾普羅公司(Saint-GobainNorproofStow,Ohio,USA),該公司目前已與諾頓化學工藝產品公司(NortonChemicalProcessProductsCo卬.)合併)。在此實施方式中，所述網21狀陶瓷泡沫板可以與DENSTONE球一起看作減弱材料的部分。所述減弱材料(在此情況下為陶瓷泡沫和球體)應佔據所述限定進入區域20的總體積的至少20%,例如至少25%，甚至至少30%，或者至少50%,所述減弱材料佔據的體積是減弱材料的組件的體積以及它們之間空隙體積之和。換而言之，將一定量的減弱材料放置在所述限定的區域之內，其在所述限定的區域之內提供了至少20%的體積填充比。具體而言，但是不希望被理論所限制，與本領域通常的理解一一在突燃的過程中應當避免可燃性氣體的混合和湍流的增加，因為這會加快火焰前緣的傳播，增大所達到的峰值壓力，從而促使突燃轉變為爆燃一一不同的是，本發明發現，通過增加可燃性氣體的橫向混合，同時儘可能減少軸向混合，可以使壓力波改變方向和分裂，從而從突燃部分移走能量，其效果足以降低所得到的最高壓力，減緩壓力波和火焰前緣的傳播，防止其轉變為爆燃。"軸向混合"表示增大軸向湍流的混合，所述軸向是壓力波和火焰前緣傳播的方向，而"橫向混合"是增大可燃性氣體在除了軸向以外的方向的湍流的混合，例如但不限於基本垂直於軸向的方向。已經發現，當使用有效直徑較小的實心的或者曲折多孔的減弱材料的情況下，可以有效地增大該橫向混合，但是這種優選較小材料的傾向受到一定的限制，因為使用極小的材料的時候，通過的反應物壓降過高，而這是需要避免發生的。例如，在反應器的常規操作中，砂子對壓力波具有極佳的減弱和分裂作用，但是也會造成顯著的通常無法接受的壓降，因此通常不優選單獨用作減弱材料。同樣與相關領域普通技術人員普遍的看法一一防止突燃、爆燃和爆炸的關鍵在於傳熱和除熱一一相反的是，本發明人發現，如果要成功地使突燃壓力波改變方向和分裂(該作用會最終降低突燃的強度，從而避免爆燃，而非完全通過傳熱作用力控制)，還高度依賴於以下因素:(l)放置在包含可燃性氣體的限定區域內的減弱材料組件的形狀和尺寸，即幾何特徵，以及(2)所述限定的區域本身的尺寸。因此，令人吃驚的是，已經確定了為了減弱引燃後達到的最高突燃壓力P^，所述減弱材料組件的構成材料(和相應的熱導性)的重要性低於其幾何特性。人們設想用一些金屬材料能夠成功地使突燃熄滅和預防爆燃，然而實際上這些材料的效果比具有更合適的形狀和尺寸的非金屬材料更差。另外，已經證明一些幾何結構比另外的幾何結構有效得多，例如當放置在包含可燃性氣體的限定區域中的時候，對於使壓力波改變方向和分裂的效果而言，具有最少的可以使可燃性氣體從中通過的軸向通道的幾何結構(例如實心球體)，或者具有更曲折、更短的軸向通道的幾何結構(網狀泡沫、緊密巻起的金屬絲網材料)要優於具有開放的、延長的軸向通道的幾何結構的材料(例如環狀、空心圓柱形)。一般認為可以通過儘可能增大填充因子以及/或者儘可能減小置於工藝容器的限定區域內的減弱材料組件之間的空隙(間隙)體積，來至少部分地儘可能減小軸向路徑，這可以進一步理解為取決於減弱材料及其組件的具體幾何結構(尺寸和形狀)。本領域的普通技術人員通過參考基礎教科書和專題論文，可以很容易地確定和計算填充因子和空隙體積。例如，可以經驗性地測量體積密度和空隙組分數值(用一種材料填充固定的體積，測定所用材料的質量，然後除以單個顆粒的密度，確定自由空間有多少，用百分比表示)。但是，許多合適的組件是市售的材料，例如離析柱填充材料，或者再生型熱氧化劑傳熱床材料，供應商已經無償提供了材料的這些相關數據。另外，有許多參考文獻討論了更常規的填充材料以及相關的填充分數數據，可以從其中查詢(而無須計算)-例如參見W.L.McCabe和J.C.Smith所著《化工單元操作》(UnitOperationsofChemicalEngineering)(第三版，1976年，McGraw-Hill,NewYork)中的表23-1(第710頁)。相對於一個空的限定區域內可燃性氣體在一定條件下所能達到的突燃壓力波的最高壓力(P縣)，當具有選定的幾何結構和構成材料的特定種類的減弱材料填充在相同的限定區域中的時候，在相同的操作條件下，能夠降低該最高壓力，這至少部分證明該減弱材料獲得了一定程度的成功。下面的實施例l所提供的數據顯示，相對於空的限定區域，當將2-英寸(50.8毫米)的鮑爾環放置在該限定區域中的時候，在限定區域內的可燃性氣體引燃造成的最大突燃壓力會出人意料地增大而不是減小。實施例l所述的實驗結果還證明，在所述限定區域內的褶皺狀金屬絲網層雖然似乎能夠提供大得多的總表面積，能夠始終如一地在可燃性氣體引燃之後降低最高突燃壓力，但是特別需要注意的是，其無法通過移走熱量的機制來使燃燒熄滅。圖4A-4C和5A-5J各自是一系列由計算機模擬軟體得出的圖像，圖中顯示了各種時間間隔下(總消耗時間不超過200微秒)的突燃壓力波前緣(PWF)的傳播，該傳播起始於限定區域(DR)內單獨的點(P)處的引燃。所述限定區域是管式反應器的穹頂狀進入區域(例如上文關於圖l-3所討論的)。與圖3A和3B類似，圖4A-4C和5A-5J從側視方向顯示了限定區域。壓力波的陰影隨著壓力變化，壓力波中較深的灰色部分的局部壓力高於壓力波其它部分的壓力。例如，在圖4B中可以看到，所述突燃壓力波前緣最前方的邊緣(PWF)是深灰色陰影，而在最靠前的前緣之後以及接近引燃點(P)的位置可以看到略淺的(但是不是特別淺)灰色陰影。具體來說，圖4A-4C中的系列圖像顯示突燃壓力波前緣(PWF)在不含減弱材料的限定區域(DR)內從引燃點(P)的傳播。在一個空的容器中，如圖4A-4C所示，突燃壓力波前緣通過其半圓形最前方邊緣沿所有的方向從引燃點在空的容器中傳播。圖5A-5J顯示了突燃(PWF)在限定的區域(DR)內從引燃點(P)傳播，但是此時所述限定區域(DR)中包含含有陶瓷球體(CS)的減弱材料。從圖5A-5J可以看到，突燃壓力波前緣仍然會從引燃點沿著所有的方向向外前進，但是當平滑、連續的半圓形波前緣與減弱材料相接觸的時候，該波前緣會偏轉並分裂。即使在使用減弱材料的時候仍然能夠達到最高突燃壓力(P躺)，但是該P最^J、於空測試容器中的突燃所能達到的PM。還可以看到，突燃壓力波前緣的傳播花費極少的時間，約為數百微秒。這說明由一些種類的包含固體組件的減弱材料對突燃壓力波造成的橫向偏轉減弱了壓力波最終能夠達到的最高壓力。如上文所述，研究發現相對於傳熱影響，另一種特徵能夠更深地影響減弱材料充分地分裂突燃壓力波從而避免爆燃的性能，即:相對於所述工藝容器的限定區域的形狀和尺寸，所述減弱材料的組件的幾何結構。"有效直徑"是包含大量組件(例如陶瓷球體或鮑爾環等)的減弱材料的一種可以量化的特性，本發明人通過該量值對可以用來在突燃過程中阻礙壓力波前緣的傳播的減弱材料各組件的橫截面輪廓進行量化。不希望被理論所限制，在本文中，"有效直徑"與阻火器領域的普通技術人員已知的"水力直徑"的概念類似。水力直徑的概念可以用來對非圓形管子和導管的幾何形狀和表面積對從中流過的流體進行除熱的效果進行量化。類似地，可以通過"有效直徑"的概念對包含非球形組件的減弱材料的幾何結構對從其中通過的壓力波前緣傳播造成的影響進行類似的量化，量化時與大體呈球形的組件(具有穩定的圓形橫截面輪廓，用來阻礙壓力波的傳播)相比較。"大體呈球形的組件"表示具有以下外部幾何結構的組件當其在球形之內內切的時候，能夠佔據約大於該球形50%的封閉體積(=內切體積比>0.50)。例如對於管子的情況，所述的體積比約為0.68，對於L:D近似相等的'DENSTONE圓柱體，[(例如I^0.375英寸:D^0.25英寸，體積=0.0184立方英寸；D4.14釐米，所以球體體積=0.0479立方英寸，則比值=0.0184/0.0479=0.3840]，該體積比約為0.38。普通技術人員可以通過幾何和三角學技術很容易地完成所述內切體積比的數學計算。當然，當所述顆粒的幾何結構包括一個或多個對稱軸的時候，例如對於旋轉型固體的情況，這些計算當然可以進行簡化。對於類似於規則多面體的多面形顆粒，隨著面數的增加，內切體積比接近於l，表面形狀變得接近於球形。在本文中，術語減弱材料組件的"有效直徑"表示單獨的中等組件內切的球形的平均直徑。"相等的有效直徑"表示有效直徑的數值是相等的，例如測量公差約為+/-5%,甚至10°/。或20%。申請人發現單獨的壓力減弱組件的幾何結構和有效直徑(例如組件的幾何結構)、以及這些組件相對於彼此的順序或堆疊，會影響特定的工藝容器中所達到的壓力減弱程度。一般來說，組件的有效直徑越小，則壓力減弱的程度越大。另外，申請人還發現，多層減弱材料組件提供的突燃壓力減弱的程度大於單層組件，當工藝容器的大部分限定區域都被減弱材料填充的時候，可以得到最大程度的減弱。當使用多層顆粒減弱工藝容器中的突燃壓力的時候，優選將這多層顆粒構建成能夠最大程度減小"管道化(channeling)"現象的排序良好的整體幾何結構。管道化表示形成用來使流體在障礙物或設備的結構中流動的相對無阻礙的路徑，該路徑具有至少半連續的通路，使得流體可以在其中比較容易而穩定地流動，而不是發生偏轉或受到阻礙。在理想的情況下，僅使用直徑完全相同且完全平滑、均一的球形顆粒，因為這種顆粒能夠自組裝或"自排序"，形成具有均一的面心立方取向的整體幾何結構。人們需要這種自排序性質，因為由此可以在無需對組件進行大量的人工調節的情況下提供排序良好的整體幾何結構，在流體可以流經的路徑上具有極少的連續開口或沒有連續的開口。對於組件容易發生自排序的減弱材料，人們能夠通過簡單地將所述減弱材料倒入或傾入工藝容器的限定區域內而有效地填充容器。幸運的是，申請人發現包含有效直徑相等的大體呈球形的組件的材料非常接近於具有這種理想球形的性質，而具有較高內切體積比的顆粒最接近於具有這些理想球形性質。因此，如下文中將會更詳細描述的，普通技術人員可以進行以下步驟:選擇特定尺寸的顆粒材料，在實驗室測試球中檢驗其壓力減弱性能，然後將該(被測的)材料放入大得多的工業規模的工藝容器中，確認其減弱突燃壓力的益處。對於減弱材料包含大體呈球形的具有相等有效直徑的顆粒的情況，可能需要所用減弱材料中組件的粒度大於實驗室設備中測試的組件的粒度。這是因為，當組件的有效直徑較大的時候，可以最大程度地減小通過一批組件的特定氣流的壓降。高的壓降需要加大對加入工藝容器的氣體的加壓力度(例如通過氣體壓縮系統)，這樣的成本很高。另外，氣體進料壓力的增大會對體系的燃燒極限和自燃溫度造成負面影響。不幸的是，儘可能減小壓降的目標與通過使用小顆粒來儘可能增大壓力減弱程度的目標(如上所述)是背道而馳的，實際上，如果不進行令人望而卻步的大量昂貴的實驗室實驗，難以改變這種情況。幸運的是，本申請人通過廣泛的研究，意外獲得驚人的發現，即對於包含具有一定有效直徑的組件的減弱材料，有可能對其性質進行預測，該有效直徑不同於實驗室中實際測試的減弱材料的組件的有效直徑。更具體來說，普通技術人員通過本發明所開發的方法，能夠進行較少的實驗室實驗，然後對結果進行按比例放大，對大型工業規模的容器中減弱材料的組件選擇合適的有效直徑。該方法包括為特定顆粒幾何結構確定突燃混合因子(DMF)。以DMF為基礎，可以確定用於特定工藝容器以得到突燃壓力減弱效果的最大有效直徑。如果沒有這樣的方法，則需要在實驗室中構建實尺測試系統以獲得這些信息。因為許多工藝容器的直徑可以等於或大於20英尺(等於或大於6.1米)，這樣的測試方法是不切實際的。在我們的實施例中，根據在10升的實驗室測試容器中成功進行的'/4-英寸的DENSTONE球體的測試，可以將直徑為3.6英寸(9.14釐米)的實心、空心陶瓷球體有效地用於直徑為22英尺(6.7米)的工業容器中。誠如空容器的最高突燃壓力P最高取決於工藝容器中限定區域內可燃性氣體的組成的初始狀態、溫度和壓力，特定減弱材料組件的DMF值與PM的關係也是如此。但是，一旦工藝容器中可燃性氣體組成的初始狀態、溫度和壓力固定，則DMF/P最高的關係也是固定的。基於下文所提供的實施例可以很明顯地看出，當使用壓力為35磅/平方英寸表壓("psig")、溫度為225'C(437。F)的包含丙烯的可燃性氣體混合物的時候,DMF約大於14的顆粒無法提供顯著的突燃壓力減弱作用以將峰值壓力保持在低於最高允許的容器壓力，因此不應選擇這樣的DMF。本發明還開發了一種方法，用於包含有效直徑相等的大體呈球形的組件的減弱材料。我們認為該方法在內切體積比比較高的情況下非常精確地預測了壓力減弱性能，因此優選使用包含內切體積比X).3(DENSTONE圓柱體)的組件的減弱材料，更優選組件的內切體積比〉0.6(立方體)，甚至使用內切體積比〉0.9的組件(DENSTONE球體)。我們還證實，所述方法可以有效地用於包含網狀陶瓷泡沫組件的減弱材料，用平均孔徑代替球形組件的有效直徑。例如，標稱孔隙率為20孔/英寸("ppi")的陶瓷泡沫體的有效直徑為1.27毫米(25.4毫米/20)。本發明的方法還能夠合理而有效地預測包含兩種大體呈球形的組件(例如DENSTONE球體和DENSTONE圓柱體)的混合物的減弱材料的性能。如果兩種組件的有效直徑相等，該混合物的性能近似與單種組件的減弱材料的性能相同，對於有效直徑較小的情況，該種預測的精確性最佳。在將有效直徑不同的兩種大體呈球形的組件用於減弱材料的實施方式中,優選組件直徑之比(D力/D,j、)至少為100,例如至少為1000。直徑的差異會對組件層的排序造成負面影響，在兩個相鄰的(不同尺寸的)顆粒之間的界面區域形成通道狀的空穴，這當然會降低該區域內的局部壓力減弱性能。隨著尺寸差異的增大，較大直徑的組件對壓力減弱的負面影響開始降低，這是因為較小的顆粒能夠很容易地填入大直徑顆粒之間的界面區域內。對於粒度差異極大的極限情況，在界面區域處，較大組件的曲率半徑變得很小，較大組件的幾何結構對於相鄰的較小組件來說相當於容器壁。在用小的顆粒填充整個體積空間存在問題(例如當組件密度過大，超過工藝容器的最高重量極限)，較大的組件的密度小於較小組件的密度，例如較大組件為空心的情況下，使用粒度差異很大的"顆粒"的方法是特別有價值的。還需要注意其他的大的內部結構，例如美國專利第6，649，137號所述的陶瓷纖維墊或者錐形嵌入物(見圖20)，也可與根據本發明方法的合適的減弱材料一起放入所述工藝容器的限定區域內。通過使用其它較大的內部結構可以減小工藝容器的限定區域的容積，從而減小填充所述限定區域所需的減弱材料的量,相應地降低加入所述限定區域內的材料的總重量，同時仍然能夠有效地減弱突燃壓力。在本發明的一個方面，提供了一種方法，用來減弱工藝容器的限定區域內可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力。例如，但不限於，如圖1所示，所述工藝容器可以是用於烴類催化氧化反應的殼管式反應器，所述限定的區域可以是所述反應器的進入區域，由反應器頭部24和第一管板14所限定。所述工藝容器具有最高可允許的耐受壓力P(c)(經常由製造商作為設計和操作說明書的一部分提供)，所述限定區域具有橫截面半徑R(v)。所述工藝容易在已知的操作條件下進行操作，所述條件包括初始進料氣組成、溫度和壓力。所述初始進料氣組成還可以包含烴類和氧氣在所述操作條件下可燃的可燃性混合物。在所述可燃性氣體被引燃之後，突燃壓力波會發生傳播，在所述限定的區域內達到峰值壓力P(最高)。一般來說，通過選擇合適的減弱材料，將其放置在所述工藝容器的限定區域內，可以減弱所述引燃造成的突燃壓力。合適的減弱材料能夠在工藝操作條件下保持其物理形狀，具有多種組件。所述減弱材料的組件具有有效直徑，還可具有幾何結構。根據本發明的方法的第一個步驟是確定適合用於工藝容器限定區域內的減弱材料組件的最大有效直徑，所述工藝容器限定區域內將會存在特定的可燃性氣體。這一步驟是通過以下方式完成的得到包括相關的成對的峰值突燃壓力和突燃混合因子的經驗數據，說明多種減弱材料(其中至少一種包含一些組件，這些組件的有效直徑不同於其它減弱材料的組件的有效直徑)與可燃性氣體引燃之後達到的峰值壓力之間的線性關係，所述可燃性氣體與初始進料氣體組合物具有相同的組成。更具體來說，通過進行多次實驗測試得到包括相關成對的峰值突燃壓力(P最高)和突燃混合因子(DMF)的經驗數值，各次所述實驗測試使用測試球和具有已知恆定組成的可燃性氣體，可燃性氣體具有固定的起始溫度和壓力。所述測試球具有半徑R(ts)，裝有傳感器和檢測器，用來在實驗測試過程中收集和記錄下溫度和壓力的數據。在每次實驗測試過程中，在已知的操作條件下(例如初始壓力和溫度)對測試球填充可燃性氣體，然後引燃所述可燃性氣體。所述可燃性氣體可以包含例如但不限於一種或多種烴類和氧氣。在每次實驗測試中，測量和記錄下突燃過程中達到的最高(即"峰值")突燃壓力。在起始情況下，在將可燃性氣體加入測試球並引燃的時候，測試球不含減弱材料。記錄下不含任何減弱材料的可燃性氣體引燃得到的峰值突燃壓力，Pu(O)，對測試球進行抽氣，用於下一次實驗測試。將組成相同的可燃性氣體充入測試球中，隨後進行至少兩次實驗測試，但是這些測試在測試球中各自使用不同的減弱材料。記錄下各種減弱材料測試得到的峰值突燃壓力。更具體來說，對測試球填充具有第一有效直徑Ds(l)的第一選定減弱材料，然後提供可燃性氣體並引燃，然後記錄下與所述第--選定減弱材料相關聯的第一峰值突燃壓力，P絲(l)。至少再進行一次另外的實驗測試，其中對測試球填充具有第二有效直徑Ds(2)的第二選定減弱材料，然後提供可燃性氣體並引燃，然後記錄下與所述第二選定減弱材料相關聯的第二峰值突燃壓力，P躺(2)。如果需要的話，還可以使用具有不同有效直徑的另外種類的減弱材料進行另外的實驗測試。相關領域的普通技術人員能夠很容易地理解，另外的實驗測試能夠提供另外的經驗數據，由此可以提供更堅實可靠的模型，用來確定實際的工業規模工藝容器中所用減弱材料的種類和尺寸，但是為了得到諸如本說明書所用的線性模型，至少需要兩個數據點。當然，在不同體積(例如不同半徑)的測試球中重複測試具有特定幾何結構的減弱材料，可以獲得相同的數據，例如其中一個測試球是5升的，一個測試球是10升的，另一個是20升的容積。29當然，相關領域的普通技術人員可以很容易地理解，如果使用減弱材料的第一實驗測試的結果表明特定被測減弱材料能夠充分減小P^i,使得P^小於其所用於的工藝容器的設計壓力，則不一定嚴格要求使用不同尺寸的減弱材料進行另外的測試。但是，這些結果能夠支持以下的結論具有與第一實驗測試所測的材料相同的幾何結構和有效直徑的減弱材料適合根據本發明放置於工藝容器的限定區域中，用來減弱其中的突燃壓力。因此，可以將與被測材料具有相同幾何結構和有效直徑的減弱材料以一定的量放置入限定區域內，提供至少20%的體積填充比。由於在其中放置了所述減弱材料，在限定區域造成了壓降，但是，如果壓降的量可以接受，則可以省去進一步的實驗測試。研究發現，突燃壓力減弱的程度取決於所用減弱材料的量(即所述限定區域內的體積填充百分數)；因此，當該特定減弱材料提供100%的體積填充比的時候，則其能夠使P最高最大程度地減小。如圖3所示，當體積填充比約小於20%的時候，P最fi沒有或者幾乎沒有任何可測量的減小，因此是不值得推薦的。因此，對本領域普通技術人員顯而易見的是，由於本發明所具有的優點，當進行多次實驗測試以形成線性模型(如上所述)的時候，如果在測試球中採用相同體積填充百分數進行所有的實驗，將能夠得到更堅實可靠的模型。另外，如果需要使用本發明的方法，其中工藝容器中減弱材料的體積填充百分數小於100%,則建議在進行實驗測試的時候，在測試球中使用相同量的減弱材料。例如，如果在特定工藝容器中，特定減弱材料需要採用50%的體積填充比，則在進行實驗測試的時候應當在所述測試球中同樣採使50。/。的體積填充比，以便得到最具代表性的實驗數據，以便於按比例放大。對於減弱材料，所述減弱材料的組件的幾何結構可以是例如但不限於以下的-一種或多種形狀:球形，橢圓形，圓柱形，鞍形，團塊形狀，細長形狀和多面體形；應當包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。另外，所述減弱材料可以由選自以下的至少一種材料製成:陶瓷，礦物，金屬和聚合物。另外，如果選擇第一和第二減弱材料，使得第一選定減弱材料的組件的幾何結構，特別是有效直徑(Ds(l))不同於第二減弱材料的組件的幾何結構，即有效直徑(Ds(2))，則能夠提供更多的信息。接下來，對於各種峰值突燃壓力(P最高(O),P躺(l),P躺(2)...P最高(n),其中"n，，是在測試球中進行的實驗測試的總數)，使用以下公式計算相應地突燃混合因子(DMF(O)，DMF(l),DMF(2),...DMF(n)，其中"n"是進行的實驗測試的總數DMF(n)=(Ds(n)/Rts)X40其中11=0，1,2...n,Ds(n)和R(ts)各自的單位是釐米。在得到了二變量(x,y)數據組之後，可以使用本領域普通技術人員眾所周知的代數技術確定具有類似幾何結構但是有效直徑不同的材料的峰值突燃壓力PM(n)與突燃混合因子DMF(n)之間的線性關係(即線性化)，這需要根據所述數據對對以下方程求解，確定變量M和B的常數值PM(n)=MXDMF(n)+B其中n:0，1,2…n。一旦計算出常數B和M的值，而且通過製造商的設計信息得到工藝容器的最高允許耐受壓力(P(c)),便可以使用已知的數值B、M和(P(c))計算工藝容器中可以包含的最大突燃混合因子(DMF(a)):DMF(a)=[P(c)—B]/M。最後，可以使用以下數學關係式，計算出減弱材料組件的最大有效直徑(Ds(a))，預期該直徑能夠成功地充分減弱突燃壓力，從而降低所得到的最高壓力(P最高)，避免工藝容器的限定區域內發生爆燃Ds(a一[DMF(a)XR(v)]/40;知道減弱材料的組件的最大有效直徑(Ds(a))之後，在其中選擇適用於現有的特定工藝容器的減弱材料，所述減弱材料的組件的有效直徑小於或等於計算得到的最大有效直徑(Ds(a))。依照一定的方式將所選的減弱材料設置在所述工藝容器的限定區域內，以儘可能減小所述組件之間的空穴體積和開放路徑。所述減弱材料應當佔據所述限定區域的至少20體積％,例如至少40體積％,甚至至少60體積。/。，或者至少80體積％。如上文所討論的，一些減弱材料包含一些組件，當被置於容器或其中的限定區域的時候，這些組件能夠自排序，能夠自然地沉降和排列，使得它們之間的空穴空間和開放路徑較為均勻並且儘可能減小。但是，如果所述減弱材料不具有自排序性，則不能無規則地將其置於工藝容器的限定區域，而要在將其設置於限定區域的步驟中對限定區域內的減弱材料的各種組件進行人工定位，以使得組件之間的空穴空間和開放路徑儘可能減小，使得這些空間和路徑儘可能地均勻。相關領域的普通技術人員可以很容易地理解，可以通過以下步驟來進行經驗性地確定峰值突燃壓力(Pw(O))的步驟在預定的壓力和溫度操作條件下，在空測試球內引燃可燃性氣體，然後測量引燃之後測試球內達到的最高壓力(P最高(O))。類似地，可以通過以下方式進行經驗性地確定第一峰值突燃壓力(P雖高(l))的步驟向測試球填充第一選定減弱材料之後，在預定的壓力和溫度操作條件下，引燃測試球中的可燃性氣體，在引燃之後，測量用所述第一減弱材料填充的測試球所達到的最高壓力(PM(l))。當然，可以通過以下方式進行經驗性地確定第二峰值突燃壓力(PM(2))的步驟向測試球填充第二選定減弱材料之後，在預定的壓力和溫度操作條件下，引燃測試球中的可燃性氣體，在引燃之後，測量用所述第二減弱材料填充的測試球所達到的最高壓力(P賴(2))。通過與上文所述相同的方法測定其它(即第三、第四等)種類和尺寸的減弱材料的最高(P最高(n))。在本發明的另一個實施方式中，提供了管式反應器，其適合用來對其中的可燃性氣體的燃燒導致的突燃壓力進行減弱。所述管式反應器具有如上面圖l所述的常規的構型，其中包括多根管子，這些管子在第一孔板和第二孔板之間延伸，它們都被封閉在殼體之內。殼體容納了所述管子和孔板，形成了可供流體繞所述多個管子循環的殼體側區域，以及反應側區域。所述反應側區域包括限定的進入區域，其一側由所述第一孔板限定，其半徑基本等於第一孔板的半徑，還包括限定的排出區域，其一側由所述第二孔板限定，半徑基本等於第二孔板的半徑。所述多根管子各自都與所述限定的進入區域和排出區域流體連通，用來使反應流體從中通過。根據本發明的管式反應器還包含具有多種組件的減弱材料，所有這些組件具有一定的幾何結構，通過設置而儘可能地減小組件之間的空穴空間和開放路徑。所述減弱材料佔所述限定的進入區域和限定的排出區域中至少一個的至少20。/。，例如至少40%,或者至少60%，或者至少80%。另外，所述減弱材料的組件具有能夠滿足以下數學關係的有效直徑(Ds(a》Ds(a)=[DMF(a)XR(v)]/40;式中Ds(a)的單位是釐米,(DMF(a))是與減弱材料相關聯的突燃混合因子，由上述方法經驗性地確定，R(力的單位是釐米，是減弱材料佔據的限定的進入區域或排出區域的半徑。當將管式反應器用於CVC8烴類、例如C3-Cs烴類的氣相催化氧化，以製備它們相應的氧化產物(包括但不限於不飽和醛類和不飽和羧酸)的時候，在限定的區域內存在可燃性氣體。所述可燃性氣體經常是一種或多種C,-Cs烴類和氧氣，以及其它可能的組件(例如一種或多種氧化產物和惰性材料)的混合物。氣相催化氧化的例子包括但是不限於:氧化異丁烯製備甲基丙烯醛或甲基丙烯酸;氧化異丁烷製備甲基丙烯醛或者甲基丙烯酸；氧化丁烷製備馬來酸酐；氧化丙烷製備丙烯醛或者丙烯酸；氧化丙烯製備丙烯醛或者丙烯酸；以及甲烷的氨氧化製備氰化氫。如上文所述，所述減弱材料的幾何結構包括選自以下的至少一種形狀:球形，橢圓形，圓柱形，鞍形，團塊形狀，細長形狀和多面體形；應當包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。另夕卜，所述減弱材料可以包含選自以下的至少一種材料:陶瓷，礦物，金屬和聚合物。合適的減弱材料的例子包括但不局限於陶瓷鞍狀物，蛭石顆粒，包含巻起的FIBERPRAX陶瓷墊的圓柱體(FIBERFRAX材料購自美國紐約州尼亞加秋市的由尼法科斯公司(UnifraxofNiagraFalls,NewYork,USA)),玻璃彈子，用過的混合金屬氧化物類氧化催化劑，碳酸鈣顆粒，鋁拉西環(Raschigring),包含起泡氧化鋁的預澆鑄的圓柱體，酚醛樹脂彈子球，空心不鏽鋼球，網狀銅泡沫板,Pentaring床頂部介質(購自美國俄亥俄州斯託市的聖戈本諾普羅公司(Saint-GobainNorproofStow,Ohio,USA))以及碳化矽滾珠。在本發明管式反應器的另一個實施方式中，在限定的進入區域和限定的排出區域的至少一個中存在兩種或更多種減弱材料，其中至少一種減弱材料的組件的幾何結構不同於另外的減弱材料的組件的幾何結構。具體來說，在所述限定的進入區域和限定的排出區域中的至少一個中可以存在兩種或更多種減弱材料。所述減弱材料中的至少一種的組件應具有能夠滿足以下數學關係的有效直徑(Ds(a)):Ds(a)=[DMF(a)XR(v)]/40;式中Ds(a)的單位是釐米，(DMF(a))是與減弱材料相關聯的突燃混合因子，由上述方法經驗性地確定，R(v)的單位是釐米，是減弱材料佔據的限定的進入區域或排出區域的半徑。本發明還提供了一種在可燃操作條件下安全地進行氣相反應的方法，所述操作條件包括氣體進料組成、反應溫度和反應壓力。當然，任意特定反應體系中是否存在可燃的操作條件要取決於許多的變量，包括，但不限於所述氣體進料組成中包含的氣體材料的種類以及它們的性質，以及用來進行反應的溫度和壓力(即反應溫度和反應壓力)。相關領域的普通技術人員能夠很好地理解，可燃的操作條件表示以下的條件當氣流中的可燃性氣體和氧氣的相對濃度或比例處於爆炸區域的爆炸上限(UEL)和爆炸下限(LEL)之間的時候，該包含可燃性氣體(例如烷烴和烯烴)以及氧氣的氣流存在引燃、燃燒和/或爆炸的可能，所述上限和下限取決於所處工藝的進料流的特定組成、溫度和壓力。為了避免這樣的事故，這些氧化工藝的氣態進料流中可燃性氣體(烷烴、烯烴)和氧氣的相對量通常保持在爆炸區域以外，例如低於LEL或高於UEL。但是根據以經濟上可行的速率進行的特定相關反應所需的溫度和壓力，這種方法限制了反應過程中可以採用的反應物通過量，同樣也限制了可以製備的產物的量。本領域普通技術人員非常熟悉在特定的溫度和壓力下，確定包含烴類和氧氣的各種特定氣體進料組合物是否處於可燃性操作條件的方法。例如但不限於，一種確定特定反應體系的可燃性的方法是進行歐洲標準DINEN1839:2004年1月中所述的實驗室測量。用來在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的本發明方法包括提供反應容器，該容器具有限定的區域，用來使氣體進料組合物從該限定的區域通過，所述限定的區域中至少20體積％的區域被至少一種減弱材料佔據，所述減弱材料能夠在可燃性操作條件下保持其物理形狀。所述進行氣相反應的方法還包括向所述反應容器提供一種或多種氣態材料，形成氣態進料組合物，該組合物通過所述反應容器的限定區域，在使所述氣態進料組合物可燃的溫度和壓力之下，使所述氣態進料組合物在所述反應容器中進行一種或多種反應。所述一種或多種氣態材料包括烴、含氧氣體以及任選的一種或多種惰性材料。"烴類"包括例如但不限於垸烴，例如甲烷、丙烷和丁垸；烯烴，例如丙34烯和異丁烯；以及更複雜的烴類化合物。在本文中，術語"含氧氣體"表示包含0.01%至最高100%的氧氣或含氧化合物的任何氣體，包括例如但不限於空氣,富氧空氣，一氧化二氮，二氧化氮，純氧，純氧或含氧化合物與至少一種惰性氣體(例如氮氣)的混合物，以及它們的混合物。儘管所述含氧氣體可以是純氧氣體，但是當對純度沒有特別要求的時候，使用含氧氣體(例如空氣)通常更經濟。另外，"惰性"材料還包括任何基本呈惰性的材料，即該材料不會參與特定相關反應，不受該反應的影響，以及/或者對該反應無活性，例如可包括但不限於:氮氣，水蒸氣，稀有氣體和二氧化碳。所述減弱材料可以根據上文所述的本發明的方法進行選擇，包括進行實驗測試以確定減弱材料組成的最大合適有效直徑。所述減弱材料可以是選自以下的任意種類的材料:陶瓷，礦物，金屬和聚合物。所述減弱材料的組件各自可以具有選自以下的幾何結構:球形，橢圓形，圓柱形，絲形，鞍形，團塊形狀，細長形狀和多面體形；應當包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。對於用來在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的一種方法的一個實施方式，所述烴類包括丙烯，所述氣相反應包括丙烯的氧化。在此實施方式中,所述減弱材料可以例如包含褶皺形絲網圓柱體和褶皺形絲網多面體。在另一個實施方式中，所述氣體材料還包含氨氣，烴類包括甲烷，所述氣相反應包括甲垸的氧化。用於甲垸氨氧化反應反應器中的減弱材料可適當地包含陶瓷泡沫多面體。實施例實施例l使用一個容積為141英尺3(4米3)的壓力容器測試在不存在減弱材料和存在不同的減弱材料的情況下，壓力容器中可燃性氣體引燃達到的最高突燃壓力，所述壓力容器裝有引燃源，具有各種溫度和壓力測量傳感器和裝置。首先，在空的壓力容器中填充組成為4體積。/。丙烯、11體積％氮氣和85體積％空氣(以可燃性氣體的總體積為基準計)的可燃性氣體，引燃，然後測量達到的實際最高突燃壓力。在抽氣之後，對所述壓力容器填裝直徑為2英寸(5.1釐米)的不鏽鋼鮑爾環，使得表面積為35英尺2/英尺3(1.15釐米2/釐米3),然後再次填充上述可燃性氣體，引燃，進行壓力測量。使用1英寸(2.54釐米)的不鏽鋼鮑爾環進行相同的步驟，得到65英尺2/英尺3(2.13釐米2/釐米3)的表面積，然後使用5/8英寸(1.6釐米)的不鏽鋼鮑爾環，得到110英尺2/英尺3(3.61釐米2/釐米3)的表面積，然後使用褶皺狀不鏽鋼編織網片材(由直徑0.0105英寸(0.2667毫米)的金屬絲褶皺和巻繞形成，密度為288千克/立方米(18磅/立方英尺)，可購自美國堪薩斯州威奇託市的科池-奧託約克分離技術公司(Koch-OttoYorkSeparationsTechnologyofWichita,KS))，將其一層疊一層地設置在所述限定的區域內，直至該限定的區域被填滿，得到97英尺2/英尺3(3.18釐米2/釐米3)的表面積。下表l提供了上述各種減弱材料得到的最大突燃壓力與其它測試中得到的總表面積和最大壓力相比較。表ltableseeoriginaldocumentpage36從表l中的數據可以很清楚地看到，這些被測材料均無法成功地阻止燃燒，這是因為如果成功地阻止了燃燒，則在引燃之後，測試容器中不會出現顯著的壓力升高(即初始壓力-P最s)。另外，由於所有被測的減弱材料具有相同的構成材料(不鏽鋼)，因而具有相同的熱導性，則基於阻火器設計領域的教導，可以預期如果實際上除熱是該測試體系中的控制性機理，則總表面積應當和PM非常密切地相關。但是，從表l的數據可以很明顯地看出，在總表面積和p躺之間沒有恆定的關聯。總表面積為7150英尺2的1英寸鮑爾環以及總表面積為13580英尺2的褶鮍絲網所得到的？《都小於表面積為12100英尺2的中等總表面積的5/8英寸鮑爾環。另外，總表面積為4200英尺2的2英寸鮑爾環可以得到顯著高於空容器(無表面積)的P最高的P最高值。不考慮現有技術的教導，這些驚人的實驗結果說明，一些其他的、迄今為止尚未明確的機理在可燃性氣體體系中發揮著作用。實施例2圖6和7A-7D用來幫助理解根據本發明的方法和管式反應器的以下實施例。為了以增大的生產速率製備丙烯酸，設計了工業規模的高生產量丙烯氧化殼管式(管式)反應器(圖中未顯示)，用來在壓力為2.55巴(37psia)、溫度為207。C(405。F)的條件下，對包含大於7X的丙烯的可燃性高烴進料氣進行安全操作。這種高生產量的操作迄今為止是無法達到的，如人們熟知的現有技術(例如參見美國專利第US7，074,955,US7，102,030和US7,326,810號，以及美國專利申請公開第US2006/0111575和US2006/0166365號)告訴我們,人們避免在可燃性甚至接近可燃性進料組成的條件下進行操作。但是，在實施了本發明的方法和設備之後，可以使用這種有價值的操作模式進行高生產量氧化工藝的安全操作，例如用來製備丙烯醛和丙烯酸。該實施例的殼管式反應器包括超過25,000根管子，這些管子焊接在直徑為6750毫米(22英尺)的水平進入管板上(圖中未顯示，但是在圖l和相關描述中總體進行了顯示說明)。所述殼管式反應器設計成單一的反應器殼體，這意味著在單個容器中存在具有不同催化劑組成的多個反應區，每根管子具有多個反應區和子反應區，以使得反應條件最優化。該上流型殼管式反應器的頂部空間(即預定的進入區域，表示反應器"底部"的限定的進入區域，即圖1中的限定區域22)中填充了包含壓力減弱組件的減弱材料，所述組件能夠根據本發明的方法減弱所述突燃壓力。為了達到該結果，所述減弱材料由許多種絲網組件組成，這些絲網組件被手工放置在反應器頭部之內，以儘可能地減少軸向流動路徑(例如防止通道化)。圖6和7A-7D大體顯示了用於該實施方式的絲網組件的結構，在下文中將更詳細地進行描述。根據該實施例的發明性實施方式，所述反應器在以下進料條件下能夠安全操作tableseeoriginaldocumentpage38參見圖6，圖中顯示了反應器進入頭部組件30的正視圖，其與反應器32(僅顯示一部份)相連，用來與進入管板36形成封閉的頂部空間(限定的進入區域34)。將進入管凸緣38放置在所述進入頭部組件30的中線40上，使得進料氣體(圖中未顯示)能夠進入頂部空間(限定的進入區域34)。所述反應器進入頭部組件30包括準球形的頭部42，其與長1855毫米(6.1英尺)的直壁通道部分44焊接在一起。因此，所述反應器的頂部空間的尺寸為直徑約6750毫米(22英尺)，在進入頭部組件30的中線40處測得總高度為3125毫米(10.25英尺)。封閉的頂部空間34的體積為96.1立方米(3393立方英尺)。用來製備該實施方式中的組件的具體的絲網是編織的絲網，其包含直徑為0.0105英寸的304L不鏽鋼絲，通常稱為"散裝絲網(bulkmesh)"，其被褶皺和巻繞以達到288千克/立方米(18磅/立方英尺)的密度，購自美國康乃狄克州哈佛市的ACS工業公司(ACSIndustriesofHartford,CT)。合適的絲網可以購自美國堪薩斯州威奇託市的科池-奧託約克分離技術公司或者美國新澤西州艾迪遜市的美特克斯公司(MetexCorporationofEdison,NJ)。通常，這些絲網構成編織的管材，然後壓扁以雙層"墊"形式使用，或者割裂開以單層片材形式使用。在此實施方式中，將包括圓柱體和矩形墊的絲網組件的組合設置在所述封閉的頂部空間34之中。為了形成圓柱形絲網組件("巻")，首先使矩形的雙層絲網部分褶皺，然後盤繞形成具有特定最終高度和直徑的圓柱體，其體密度約為288千克/立方米(18磅/立方英尺)，公差為+/-0.5磅/立方英尺。為了形成矩形墊狀絲網組件("墊，，)，首先使矩形的雙層絲網部分褶皺，然後層疊形成具有特定最終長度、寬度和直徑的矩形墊，其體密度約為288千克/立方米(18磅/立方英尺)。儘管褶皺化是任選的，但是採用褶皺可以增大絲網中的空穴所佔比例，為安裝總重量較低的組件提供減小的體密度。在另一個實施方式中，使用無褶鈹的雙層絲網形成體密度約為416千克/立方米(26磅/立方英尺)的絲網巻和絲網墊。對於上述本發明實施方式的特定頂部空間體積，使用下表2所列的絲網組件表2tableseeoriginaldocumentpage39按照圖7A-7D中各標記好的水平面的布局，將上面列出的絲網組件通過人工放置在限定的進入區域34之內。這樣得到了封閉的頂部空間(限定的進入區域34)，其大體上完全被減弱材料填充，所述減弱材料包括絲網巻和墊，其中最上方的絲網表面設置在距離進入管板36大約0-15釐米的距離之內。如圖7A所示，限定的進入區域34中靠近管板的五個水平面，即水平面R-R,S-S，T-T,U-U和V-V(見圖6)分別類似地進行填充，這是因為它們具有相同的幾何結構，具體來說是具有相同的直徑。再來看圖7A，使用直徑為18英寸、高14.6英寸的絲網巻50在這些水平高度填充大部分的頂部空間，而直徑為12英寸X高14.6英寸的絲網巻52設置在所述大量較大的絲網巻50周邊的位置。另外，還將直徑為2.6英寸X高14.6英寸的絲網巻54設置在最大的絲網巻50之間的空穴空間，填充所述較大絲網巻50之間的空穴空間的至少一部分。在各個水平面(R-R,S-S,T-T，U-U和V-V),將高14.6英寸的絲網巻以頭對頭、交錯著在彼此頂端疊摞的形式堆疊，以破壞可能會形成的空穴通道。將尺寸為3英寸厚X73英寸高X24英寸寬的絲網墊56壓縮在所述限定進入區域周邊的層之內，包括水平面R-R,S-S,T-T,U-U和V-V的全部高度。將類似的尺寸為3英寸厚X14.6英寸高X12英寸寬的較小的絲網墊58插入較大絲網墊56與周邊的中等尺寸絲網巻52之間。圖7B顯示了水平面X-X上的絲網巻和墊的構造，該水平面上的直徑小於圖7A所示的上面五個水平面上的直徑。具體來說，在此水平面X-X上又一次使用了絲網巻和墊的組合，其中水平面X-X上最大的巻60的尺寸為直徑18英寸X高13英寸，放置在中心，佔據該水平面上大部分的橫截面積。將直徑為12英寸、但是具有相同的13英寸的高度的較小絲網巻62放置在所述最大的絲網巻60周邊。在所述較小的絲網巻62周邊設置了另外的絲網巻64，這些絲網巻64具有相同的12英寸的直徑，具有平均為8英寸的高度，用來適應頂部空間34在該高度的漸縮的壁(限定的進入區域)。最後，水平面X-X中所述高8英寸的絲網巻64周邊的最外部空間填充了絲網墊66。如圖7B所示，在頂部空間34中遇到障礙物(例如柱、隔板、噴嘴等(例如見圖7B中的柱68a，68b))的位置，所述絲網組件(例如最大的絲網巻60)可以被裁切，即部分切去，以適應這些障礙物，這是本領域普通技術人員可以很容易理解的。圖7C顯示了水平面Y-Y上的絲網巻和墊的構造，該水平面的直徑小於圖7B所示的水平面X-X的直徑。同樣地，將尺寸為直徑18英寸X高13英寸的最大的絲網巻70放置在水平面Y-Y的橫截面中心區域。在所述最大的絲網巻70周圍設置直徑為12英寸、高度僅為6英寸的絲網巻72,在所述高6英寸的絲網巻72的周圍還設置了更短的絲網巻74，其直徑也為12-英寸，但是高度僅為4英寸。使用絲網墊76填充所述高4英寸的絲網巻74和容器壁W之間的剩餘空間。從圖8C40可以看出，柱68a和68b從水平面X-X向下延伸入水平面Y-Y，因此至少有一些所述12英寸長的絲網巻72需要如上面的水平面一樣進行裁切。圖7D顯示了水平面Z-Z上的絲網巻和墊的構造，該水平面的直徑小於圖7C所示的水平面Y-Y的直徑。如圖所示，使用具有不同高度、但是直徑均為12英寸的絲網巻填充水平面Z-Z。更具體來說，用於水平面Z-Z的最高的絲網巻80的高度為ll，設置在所述最高的巻80周圍的其次高度的絲網巻82的高度為8英寸。將高度約為6英寸的絲網巻84(直徑同樣為12-英寸)設置在所述高11英寸的絲網巻82的周圍，高度僅為4英寸的更短的絲網巻86設置在所述高6英寸的絲網巻84的周圍。與所有其他的水平面一樣，將絲網墊88設置在最外部的絲網巻86周圍，填充與容器壁W之間的剩餘空間。因為頂部空間34的最底下部分的容器壁會傾斜漸縮(限定進入區域)，將最高的(即最長的)絲網巻設置在每一水平面最中心的部分，使其被較短的絲網巻包圍，使得所述絲網減弱材料能夠儘可能多地填充頂部空間34。在另外的實施方式中，在不背離本發明方法的精神的前提下，所述減弱材料的一種或多種組件的絲直徑可以發生變化，例如絲直徑為0.008英寸，或者0.01l英寸，所述用於一種或多種組件的絲網編織尺寸可以變化，例如30針絲網，或者90針絲網。通過閱讀本說明書，本領域技術人員有能力將這些變化與任選的褶皺化相結合，對以下的變量進行最優化，例如成本、加工的方便程度、體密度以及耐久性。另外，可以使用其他的製造方法來形成用於製備絲網的絲。例如，在一個實施方式中，所述絲網可以包含銅，以防再循環氣體中可能包含的組件在其上發生聚合物積垢。在另一個實施方式中，所述絲網可以包含磁性不鏽鋼。在另一個實施方式中，所述絲網由編織陶瓷纖維形成，所述陶瓷纖維包含選自以下的一種或多種材料二氧化矽、氧化鋁和氧化鋯。儘管以上實施例是結合單一反應器殼體構型進行說明的，但是相關領域的普通技術人員應當能夠認識到，如果工藝容器包含多個串聯設置的殼管式反應器，其中包括中間的冷卻交換器，或者不包括中間的冷卻交換器，每個反應器包含一種催化劑組合物以促進一種或多種化學反應，包括子區或者不包括子區,在此情況下，所述減弱材料可以被放置在以下的一個或多個位置:上流的殼管式反應器的限定的排出區域，任選的中間熱交換器內，以及後面下遊的殼管式反應器的進口處。這些實施方式是有益的，因為所述上遊反應器排出的氣體組成中可能包含一種或多種能夠在後面下遊工藝容器中形成可燃性氣體混合物的化合物。當在串聯連接的兩個反應器之間的-一個或多個點加入補充氧化劑(例如空氣或者其它含氧混合物)的時候，特別優選採用這樣的結構。另外，儘管以上實施例涉及一種用於催化氧化的工藝容器，但是本發明的方法和設備同樣可以有益地用於設計成進行其它種類的化學反應的工藝容器，所述其它化學反應包括例如在Admssow氰化氫反應器中進行甲垸的氨氧化反應。例如，這樣的製備氫化物的反應容器可以具有圓錐形的頂部空間("限定的進入體積")，其中至少50%的空間被網狀陶瓷泡沫體填充。當氰化氫反應器在可燃進料條件下操作的時候，根據本發明方法的突燃減弱是特別有益的；這些條件可以在以下情況下發生，例如當反應器在高於大氣壓的壓力下操作時(例如壓力等於或高於30psig)，或者當反應器使用富含氧氣的進料進行操作時。由於在富含氧氣的氰化氫反應器中，可燃性氣體進料燃燒的時候會造成特別強烈的壓力升高，當氰化氫反應器中進料氣內氧氣與氮氣之比(在緊鄰催化劑的上遊區域測得)約大於25:75,例如約大於30:70,甚至約大於50:50的時候，特別優選將本發明的方法用於該氰化氫反應器。實施例3需要根據本發明的方法，使用現有的工藝容器，進行可燃性氣體操作。所述工藝容器是殼管式(即管式)氧化反應器，其與圖l的反應器類似，以下流型結構操作，可燃性氣體在3.42巴(35psig)的操作壓力和225。C的操作溫度下進入容器的頂端頭部。現有的反應器沒有安裝緊急情況壓力釋放裝置(例如防爆片),必須能夠抑制任意突燃現象造成的壓力升高。所述容器的進入頭部具有675釐米(22英尺)的內徑和足夠的壁厚，在這些操作條件下能夠提供12巴(160psig)的最高允許耐受壓力P(c)。所述進入容器頭部的限定區域內的可燃性氣體組合物包含5.5體積％的丙烯，19.5體積％的氧氣，73.3體積％的氮氣和1.7體積％的水。根據本發明的方法，可以通過用90毫米的空心氧化鋁球體(購自美國加利福尼亞州聖地牙哥市的深海能源光學公司(DeepSeaPower&LightofSanDiego,CAUSA))完全填充所述反應器進入頭部的限定區域，從而減弱反應器進入頭部內的突燃壓力。儘管這些球體是使用99.9%的氧化鋁製備的，但是它們的體密度小於水，有益地儘可能減小了反應器必須支承的減弱材料的總重因此，本發明的目的是確定當將這些90毫米的空心氧化鋁球體放置在進入頭部之內的時候，是否能夠提供足夠的壓力減弱作用，從而使得現有的容器能夠在預期的條件下安全操作。但是因為90毫米的空心氧化鋁球體的物理尺寸(實際直徑二9.14釐米(3.6英寸))，無法在可以得到的10升的爆炸測試設備中對其進行直接評價。根據本發明的方法，首先在實驗室規模的測試設備中對包含小規模組件的一些減弱材料進行評價，以評價它們在示例性的系統中減弱壓力的能力。對於這些特定的實施例，使用6毫米的實心陶瓷球體、6毫米X10毫米的實心陶瓷圓柱體和20ppi的陶瓷泡沫體進行測試。對於該實施例中所有的PM的測定，使用根據歐洲標準DINEN13673-1和DINEN13673-2(2003年9月)的要求設計的10升絕熱爆炸測試設備進行測量。具體來說，所述設備包含內半徑為B.4釐米(5.3英寸)的10升隔熱測試球。所述球體安裝有快速作用壓力傳感器(HEM-375-TM型，美國新澤西州的庫萊特半導體產品公司(KuliteSemiconductorProductsofNewJersey,USA)生產),以及兩個熱電偶和一個電引燃源。在除了空容器測試(測試A)以外的所有測試中，還可以將直徑9釐米X長9釐米的圓柱形絲網籠放置在測試球之內引燃源的周圍；該絲網籠能夠確保在引燃源周圍保持足夠的自由空間(約0.57升)，使得能夠引發自持性燃燒。通過在加熱的預混合容器中將純的組分氣體混合起來，製備了測試氣體組合物，它與包含5.5體積％的丙烯、19.5體積％的氧氣、73.3體積％的氮氣和1.7體積％的水的預期可燃性氣體組成相匹配。該測試氣體組合物用於該實施例中的所有Pss測定。測試A:空容器首先對空的測試容器(不含減弱材料)抽氣(壓力<1毫巴)。然後將預先混合的測試氣體混合物加入所述容器中，使得內部氣體壓力為3.4巴(35psig)，初始43溫度為225。C。然後根據上述歐洲標準的要求，引燃所述氣體，對壓力和溫度進行監控，得到在空測試容器中產生突燃導致的Pw測量結果。測試B:實心陶瓷球體將大約14千克直徑為6毫米(l/4英寸)的DENSTONE57載體球體(購自美國俄亥俄州阿克倫市的諾頓化學產品公司(NortonChemicalProductsCorp.ofAkron，Ohio,USA))倒入相同的測試容器中，使其自組裝(不對裝填密度進行人工調節)。這表示陶瓷球體的體積填充比為94°/。(9.43升的球體+0.57升的絲網籠內的空間)。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225'C的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷球體的測試容器中產生的突燃導致的PM的測量值。測得這些陶瓷球體的有效直徑Ds為0.64釐米(l/4")。這些陶瓷球體的突燃混合因子(DMF)通過下式確定:DMF-Ds/Rtsx40,其中測試容器球體的半徑Rts為13.4釐米。因此，計算得到這些陶瓷球體的DMF為1.9。TestC:實心陶瓷圓柱體將大約13千克直徑為6毫米(l/4英寸)、長10毫米(3/8")的DENSTONE57顆粒(購自美國俄亥俄州阿克倫市的諾頓化學產品公司(NortonChemicalProductsCorp.ofAkron，Ohio,USA))倒入相同的測試容器中，使其自組裝(不對裝填密度進行人工調節)。這表示陶瓷圓柱形顆粒的體積填充比為94。/。(9.43升的圓柱體十0.57升的絲網籠內的空間)。與之前的情況相同，接下來對容器迸行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225。C的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷圓柱體的測試容器中產生的突燃導致的P最s的測量值。考慮所述圓柱體內切於球體的二維投影，通過數學方式確定這些陶瓷圓柱體的有效直徑Ds。更具體來說，如圖10所示，所述圓柱體用高為Hc、寬為Dc(等於圓柱體的直徑)的矩形表示。從圖中可以很容易地看出，所述內切矩形的對角線等於外接圓的直徑Ds。因此，因為Hci.9525釐米(3/8英寸)且Dci.635釐米(1/4英寸)，可以很容易地確定有效直徑Ds為1.14釐米(7/16英寸)，計算得到這些陶瓷圓柱體的DMF為3.42。測試D:20ppi的陶瓷泡沫體將尺寸為5釐米(2英寸)厚X15釐米直徑(6英寸)的孔密度為20個孔/英寸(20ppi)的ALUCEL-LT氧化鋁陶瓷泡沫體圓盤(購自美國紐約州阿爾弗雷德市的維蘇威斯高科技陶瓷公司(VesuviusHi-TechCeramicsofAlfred,NewYork,USA))以多層層疊的方式人工放置在相同的測試容器中。將一些所述泡沬體圓盤破碎成十片碎片，然後將這些碎片放入測試容器中與完整的圓盤相鄰的位置，使得所述測試球內的空隙空間最小化。該過程使得陶瓷泡沫體的體積填充比為94%(9.43升的泡沫片+0.57升的絲網籠內的空間)。所得加入測試容器中的陶瓷泡沫體的總量約為4千克。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225X:的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷泡沫體的測試容器中產生的突燃導致的PM的測量值。可以簡單地將每英寸的孔數(ppi)測量值轉換成釐米，從而很容易地確定陶瓷泡沫體的有效直徑Ds。因此，該陶瓷泡沫體的Ds為0.127釐米(-l/20英寸)；計算得到該陶瓷泡沫體的DMF為0.38。這些測試的結果列於下表3:表3組件形狀/幾何結構Ds，(釐米)DMFP最高(巴)(psig)A空容器——0.0019.2263.3B陶瓷球體6毫米直徑0.641.907.898.0C陶瓷圓柱體長10毫米x直徑6毫米1.143.429.6124.0D陶瓷泡沫體20ppi0.1270.386.883.9本領域普通技術人員藉助於本說明書，通過這些測試結果可以很容易地看出，所有的三種被測的組件都能夠在實施例的體系中提供足夠的壓力減弱效果，使其可以安全操作。但是，我們需要知道，90毫米的空心氧化鋁球體是否可以用於該目的。因此，為了回答這個實施例當中的問題，確定Pw和DMF之間的數學關係為:P最高(n)=0.卯64xDMF(n)+6.3194。數學領域的普通技術人員能夠理解，這是P^和DMF之間的線性關係。該關係在圖10中顯示為對角趨勢線。圖10中還顯示了測試B、C和D的DMF/Pm數據。為了方便起見，圖10中還用19.2巴處的水平直線顯示出了空容器的P最高。儘管沒有嚴格要求，但是還是建議繪製數據曲線和趨勢線，因為由此可以額外確保數據組內不會有嚴重的誤差或者背離理想情況。從圖10可以立刻很清楚地看出，相對於該實施例的特定測試系統，根據本發明的方法選擇使用的任意減弱材料都必須具有約小於14英寸的DMF，以便為實施例體系提供任意可測量的P最s的減弱效果。另外，可以確定(從圖10觀察，或者由線性關係數學計算)，需要減弱材料的DMF值約等於或小於6，以便將突燃壓力(P躺)減弱至等於或低於反應器的最高耐受壓力(P(c))。最後，根據本發明的方法，接下來確定90毫米的空心氧化鋁球體的DMF。在此情況下，基於下式計算DMF:DMF-Ds/Rpvx40,其中Ds是空心球體的直徑(=9.14釐米)，Rpv是工藝容器的半徑(反應器進入頭部半徑-337.5釐米)。由此得到空心球體的DMF為1.08，可總結出用90毫米空心氧化鋁球體對反應器進入頭部的限定區域進行完全填充可以提供足夠的壓力減弱效果，使得能夠在預期的條件下安全地操作反應器。比較例l本實施例用來說明用壓力減弱組件完全填充工藝容器("100%體積填充比"條件)的益處。但是，在一些情況下，需要在運用本發明的理念的時候在工藝容器中採用小於100%的體積填充比，例如用來儘可能降低購買減弱材料的成本，或者儘可能縮短安裝時間。在此實施例中再次將上文所述的10升絕熱爆炸測試設備用來進行所有的P最高測定。如上文所述，在測試球之內，將圓柱形絲網籠放置在引燃源周圍。但是，在這些實驗中，所述圓柱形絲網籠的內部體積發生變化，用來調節測試容器之內壓力減弱材料的體積。使用三種尺寸的絲網籠:0.28升，0.57升和2.4升.。通過在加熱的預混合容器中將純的組分氣體混合起來，製備了包含5.5體積％的丙烯、19.5體積％的氧氣、73.3體積％的氮氣和1,7體積％的水的測試氣體組合物。該測試氣體組合物用於該實施例中的所有P躺測定。給測試容器引燃器安裝2.4升的絲網籠。將大約10.7千克直徑為6毫米(l/4")的DENSTONE57載體球體(購自美國俄亥俄州阿克倫市的諾頓化學產品公司(NortonChemicalProductsCorp.ofAkron，Ohio,USA))倒入測試容器中，使其自組裝(不對裝填密度進行人工調節)。這表示陶瓷球體的體積填充比為76%(7.6升的球體+2.4升的絲網籠內的空間)。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225"C的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷球體的測試容器中產生的突燃導致的P^的測量值。測試F:給測試容器引燃器安裝0.57升(直徑9釐米X長9釐米)的絲網籠。將大約13.4千克直徑為6毫米(l/4英寸)的DENSTONE57載體球體(購自美國俄亥俄州阿克倫市的諾頓化學產品公司(NortonChemicalProductsCorp.ofAkron,Ohio,USA))倒入相同的測試容器中，使其自組裝(不對裝填密度進行人工調節)。這表示陶瓷球體的體積填充比為94%(9.43升的球體+0.57升的絲網籠內的空間)。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225'C的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷球體的測試容器中產生的突燃導致的Pms的測量值。測試G:給測試容器引燃器安裝0.28升(直徑9釐米X長4.5釐米)的絲網籠。將大約14千克直徑為6毫米(l/4英寸)的DENSTONE57載體球體(購自美國俄亥俄州阿克倫市的諾頓化學產品公司(NortonChemicalProductsCorp.ofAkron,Ohio，USA))倒入相同的測試容器中，使其自組裝(不對裝填密度進行人工調節)。這表示陶瓷球體的體積填充比為97%(9.72升的球體+0.28升的絲網籠內的空間)。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225r的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含陶瓷球體的測試容器中產生的突燃導致的P最高的測量值。這些測試的結果列於下表4:47tableseeoriginaldocumentpage48該數據顯示，對於包含具有相同幾何結構和相同有效直徑(Ds)的組件的減弱材料，隨著體積填充百分數的增大，壓力減弱程度會變大。確定這些數據點之間的數據關係如下:P最高(n"-0.1214x。/。VF(n)+19.2，其中Q/。VF表示使用的減弱材料的％體積填充。數學領域的普通技術人員能夠理解，這是P躺和^VF之間的線性關係。使用該關係式，可以預期減弱材料在體積填充為50c/。時可以將P^減小到大約13.1巴(175psig)，顯示突燃壓力減小大約30%(=6.1/19.2)。另外，使用該關係式，可以預期減弱材料在體積填充為35。/。時可以將P最s減小到大約15巴(200psig)，顯示突燃壓力減小大約20%(=4.2/19.2)。另外，使用該關係式，可以預期減弱材料在體積填充為20。/。時可以將P最高減小到大約16.8巴(229psig)，顯示突燃壓力減小大約10%(=2.4/19.2)。%體積填充越低，P縣的減小幅度越小，並且拋開實際測量數值外推線性關係存在潛在的不確定性，這表明當實施本發明的方法的時候，減弱材料應當具有大於20%的體積填充比。例如，當實施本發明方法的時候，減弱材料應當具有至少35%的體積填充比，甚至減弱材料具有至少50%或75%的體積填充比。實施例4鮑爾環是包含具有至少一條貫穿通道的組件的減弱材料的一個常規的例子。從結合上面實施例l提供的表l可以看出，具有至少一條貫穿通道的組件對突燃壓力的減弱效果並非總是符合預期。這種背離理想的減弱材料性質的情況在一些情況下(例如對於在4立方米的測試容器中使用2英寸的鮑爾環的情況)可能導致實際的Pss高於空容器的P最高。為了說明這種背離理想的減弱材料性質的情況，對上表l中顯示的關於鮑爾環測試的DMF值進行計算，然後如圖11所示繪製該DMF/P躺數據曲線圖。確定該實施例中數據點之間的關係為P最高(n)=-4.2146x[DMF(n)]A2+27.905xDMF(n)-16.939。數學領域的普通技術人員能夠認識到P最高和DMF之間是多項式關係而不是理想化的線性關係(參見圖ll所示的多項式曲線)。為了方便起見，圖11中還用21巴處的水平直線顯示出了空容器的P最高。從圖ll可以看到，包含具有至少一個貫穿通道的組件的減弱材料對突燃壓力的減弱性質並非總能如人們所預期。還可以很明顯地看到，隨著DMF減小，這種非理想態的性質變得更為明顯。儘管不希望被理論所限制，但是可猜想隨著所述貫穿通道的有效內徑增大，有益於壓力波傳播通過所述組件，這意味著以徑向偏斜為代價，突燃壓力波的軸向傳播得到了促進，造成了Pm減弱程度降低。如前文所述，在一些情況下，例如對於2-英寸鮑爾環(上表l),最終結果可能是P最ft實際上變得比空容器的PM更大。為了更好地理解非理想態的減弱材料性質(即包含具有至少一條貫穿通道的組件的減弱材料)，使用具有超過一條貫穿通道的組件另外進行了P絲的測定，具體來說，該組件是y4-英寸PROWARETMTY-PAK⑧傳熱介質和HexPak丁M90傳熱介質(都購自美國俄亥俄州斯託市的聖戈本諾普羅公司)。同樣將前文所述的測試步驟和10升的測試設備用於這些實驗。所有這些實驗都在3.4巴(35psig)的初始壓力和225。C的初始溫度下進行。在所有的實驗中，使用包含以下組分的可燃性氣體組合物5.5體積％的丙烯，19.5體積％的氧氣，73.3體積％的氮氣，以及1.7體積％的水。從表U見前面實施例1)和表5(見下面)可以看出，可以使用包含具有至少-個貫穿通道的組件的減弱材料，根據本發明成功地減弱突燃壓力。表5組件外部幾何結構貫穿通道數P最髙(巴)(psig)A空容器——19.2263KProware'MTy-pak弓形模頭213.3178Proware'MTy-pak弓形模頭212.1161MProware'MTy-pak弓形模頭213.2177NHexPak'M90六邊形9116.4223OHexPak'M90六邊形9117.523949據認為，對於包含具有至少一條貫穿通道的組件的減弱材料，每個組件中的貫穿通道的尺寸很小，因此提供了極小的軸向流動能力，DMF和P躺的數值之間存在理想的線性關係。然而，普通技術人員藉助於本說明書可以很明顯地了解到，隨著組件尺寸增大(從而DMF值增大)以及貫穿通道尺寸的增大，具有至少一條貫穿通道的組件可能偏離理想的減弱材料性質。因此，建議在對包含具有貫穿通道的組件的減弱材料進行評價的時候，進行較大量的實驗室測試，以確定何時有可能發生偏離理想的線性性質的情況。實施例5在此實施例中再次使用上述10升的絕熱爆炸測試設備進行PsJ則定，其中對用作減弱材料的絲網圓柱體進行了評價。在此實施例中，在測試球之內，將0.673升的圓柱形絲網籠放置在引燃源周圍。通過在加熱的預混合容器中將純的組分氣體混合起來，製備了包含5.5體積％的丙烯、19.5體積％的氧氣、73.3體積％的氮氣和1.7體積％的水的測試氣體組合物。該測試氣體組合物用於該實施例中的所有P最高測定。測試H,I，J:用褶皺的18磅/立方英尺、304L不鏽鋼絲網的矩形片材製備褶皺的絲網圓柱體。將該片材巻成直徑約為7.6釐米(3英寸)、長約15.2釐米(6英寸)的圓柱體。一些所述圓柱體直接使用，而另一些則切割成較短的長度，以更好地適應測試容器的曲率。將大約2.4千克褶皺的絲網圓柱體手工放置入測試容器中，提供密堆積填充，使得儘可能減少空穴和通道。結果絲網圓柱體具有93%的體積填充比。與之前的情況相同，接下來對容器進行抽氣，然後加入測試氣體，達到3.4巴(35psig)的起始氣壓和225。C的起始溫度。然後引燃氣體，得到包含褶皺的絲網圓柱體的測試容器中產生的突燃導致的P最高的測量值。重複實驗以評估該實施例的變化情況，結果列於下表6。表6tableseeoriginaldocumentpage50應當注意，因為絲網可以被壓縮，所以它可以提供陶瓷球體或者陶瓷泡沫體之類的剛性組件所無法做到的緊密匹配。DMF值是用來說明剛性組件的易於再現的幾何結構、尺寸和堆積分數的影響的，不適用於可壓縮組件。結果，似乎DMF的概念無法可靠地應用於對絲網組件進行按比例放大；如果選擇使用絲網圓柱體，則建議如本文所述進行直接的測試，以確保更適當地實施本發明的理念。另外，要非常地小心，使得這些組件的堆疊儘可能地可以重現。另外，應當注意，絲網組件的沉陷和壓縮可能會影響工藝容器中組件填裝的均一性。普通技術人員可以很明顯地看出，相對於實驗室規模的測試容器，在大的工業規模的容器中更容易發生沉陷和壓縮，這是因為在大規模的容器中，當堆疊的絲網組件的高度變大，產生的靜負荷也隨之變大。對這種情況的擔心在於，沉陷和壓縮會改變絲網裝填密度的均一性，從而降低絲網減弱突燃壓力的功效。儘管可以將絲網墊用於根據本發明方法的工藝容器中，這些墊一一特別是用作工藝容器的主要組件的情況下一一都容易發生沉陷和壓縮。因此，優選首先將絲網巻成圓柱體，然後放入工藝容器中，以提供更高的抗沉陷和壓縮的能力。因此，在本發明的一個實施方式中，可以使用未褶皺的絲網形成絲網圓柱體，或者可以使用褶皺的絲網，以儘可能減小工藝容器中的減弱材料的總重量。應當理解，上文所述的本發明的實施方式僅僅是示例性的，本領域的技術人員可以在不背離本發明精神和範圍的前提下進行各種改變和改良。所有的這些改變和改良都包括在本發明的範圍之內。權利要求1.一種通過選擇減弱材料，並將所述減弱材料設置在工藝容器的限定區域中，從而在已知的操作條件下減弱在該工藝容器的限定區域中由於可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力的方法，所述工藝容器具有最高可允許的耐受壓力(P(c))，所述已知的操作條件包括初始進料氣體組成、溫度和壓力，在引燃之後，在所述限定的區域內會達到峰值壓力，所述限定的區域具有橫截面半徑(R(v))，所述選定的減弱材料能夠在所述操作條件下保持其物理形狀，且該減弱材料包含多種組件，所有這些組件都具有幾何結構和有效直徑，所述方法包括(A)通過以下方式確定適用於所述工藝容器的限定區域之內的減弱材料的組件的最大有效直徑得到相關的成對的峰值突燃壓力和突燃混合因子的經驗性數據，該數據說明大量減弱材料與可燃性氣體引燃之後達到的峰值壓力之間存在的線性關係，所述大量減弱材料中的至少一種包含一些組件，這些組件的有效直徑不同於其它減弱材料的組件的有效直徑，所述可燃性氣體具有與初始進料氣體組合物相同的組成，該過程是通過以下步驟完成的(1)使用具有半徑(R(ts))的測試球，經驗性地確定在不存在任何減弱材料的情況下，引燃可燃性氣體產生的峰值突燃壓力(P最高(0))；(2)使用與步驟(1)相同的測試球，經驗性地測定在存在至少第一選定減弱材料和第二選定減弱材料的情況下，由可燃性氣體的引燃產生的第一和第二峰值突燃壓力(P最高(1)，P最高(2))，其中所述第一選定減弱材料具有第一有效直徑(Ds(1))，所述第二選定減弱材料具有第二有效直徑Ds(2)，該第二有效直徑不同於第一有效直徑；(3)使用以下數學關係式，計算與步驟(1)和(2)中經驗性確定的各個峰值突燃壓力相關的突燃混合因子(DMF(0)，DMF(1)，DMF(2)，...DMF(n))DMF(n)＝(Ds(n)/Rts)×40其中n＝0，1，2...n，Ds(n)和R(ts)各自的單位是釐米；(4)通過基於以下數學關係式確定變量M和B的數值，對包括相關的成對的峰值突燃壓力和突燃混合因子([P最高(0)，DMF(0)]；[P最高(1)DMF(1)]，[P最高(2)，DMF(2)]，..[P最高(n)，DMF(n)])的經驗性數據進行線性化P最高(n)＝M×DMF(n)+B其中n＝0，1，2...n；(5)使用工藝容器最高可允許的耐受壓力(P(c))以及步驟(4)中計算得到的M和B的數值，根據以下數學關係式計算工藝容器的最高突燃混合因子(DMF(a))DMF(a)＝[P(c)-B]/M；(6)使用以下數學關係式，計算適用於具有橫截面半徑(R(v))的工藝容器的減弱材料的最大有效直徑(Ds(a))Ds(a)＝[DMF(a)×R(v)]/40；以及(B)選擇有效直徑小於或等於計算得到的最大有效直徑(Ds(a))的合適的減弱材料，將選定的減弱材料放置於所述工藝容器的限定區域之內，使得儘可能減小組件之間的空穴空間和開放路徑。2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，經驗性地確定峰值突燃壓力(P最s(O))的步驟(A)(l)包括(a)在預定的溫度和壓力操作條件下，在不含其它物質的測試球中引燃可燃性氣體；(b)在引燃後，測量測試球中達到的最高壓力(PM(O));經驗性地確定至少一個第一和第二峰值突燃壓力(P*s(l)，Pu(2))的步驟(A)(2)包括(a)在向所述測試球中填充了第一選定的減弱材料之後，在預定的壓力和溫度操作條件下，引燃該測試球中的可燃性氣體；(b)在引燃後，測量填充有所述第一選定的減弱材料的測試球中達到的最高壓力(P最高(l));(c)在向所述測試球中填充了第二選定的減弱材料之後，在預定的壓力和溫度操作條件下，引燃該測試球中的可燃性氣體；(d)在引燃後，測量填充有所述第二選定的減弱材料的測試球中達到的最高壓力(P高(2))。3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(A)(2)包括經驗性地確定多個峰值突燃壓力(P最高(l)，P*高(2),P最高(3),...P最高(n))，將所述多個峰值突燃壓力各自用於計算和線性化步驟(3)，(4)，(5)和(6)中。4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述可燃性氣體包含烴和氧氣。5.如權利要求所述的方法，其特徵在於，所述減弱材料包含選自以下的至少一種材料:陶瓷、礦物、金屬和聚合物；所述減弱材料的幾何結構包括選自以下的至少一種形狀:球形，橢圓形，圓柱形，絲形，鞍形，團塊形狀，細長形狀和多面體形，且包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述工藝容器是在流動條件下操作的殼管式反應器。7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，當所述減弱材料在無規則地放置於工藝容器的限定區域的時候不會自排序的情況下，放置步驟(B)包括通過手工將所述減弱材料的各種組件放置在所述限定區域之內，使得儘可能地減小所述組件之間的空穴空間和開放路徑。8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述減弱材料佔據所述限定區域的至少20體積％。9.一種管式反應器，其經改造用來減弱其中的可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力，所述管式反應器包括多根管子，每根管子在第一孔板和第二孔板之間延伸，所有這些部件都封閉在殼體之內，形成了用來使流體繞多根管子循環的殼體側區域以及反應側區域，所述反應側區域包括限定的進入區域和限定的排出區域，所述限定的進入區域的一側由第一孔板限定，半徑等於所述第一孔板的半徑，所述限定的排出區域的一側由所述第二孔板限定，半徑等於所述第二孔板的半徑，所述多根管子各自同時與所述限定的進入區域和限定的排出區域流體連通，用來使反應流體從中流過，所述管式反應器還包含減弱材料，所述減弱材料包含大量組件，所有這些組件都具有幾何結構，並且對其進行設置，使得儘可能減小所述組件之間的空穴空間和開放路徑，所述限定的進入區域和限定的排出區域中的至少一者的至少20%的體積被所述減弱材料佔據；所述減弱材料的組件具有能夠滿足以下數學關係式的有效直徑(Ds(a)):Ds(a)=[DMF(a)XR(v)]/40式中Ds(a)的單位是釐米，(DMF(a))是與減弱材料相關聯的突燃混合因子，由以上權利要求1所述的方法經驗性地確定，R(v)是減弱材料佔據的限定的進入區域或排出區域的半徑。10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述可燃性氣體包括經和氧氣，所述反應器在流動條件下操作。11.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述減弱材料包含選自以下的至少一種材料:陶瓷、礦物、金屬和聚合物；所述減弱材料的幾何結構包括選自以下的至少一種形狀:球形，橢圓形，圓柱形，鞍形，團塊形狀,細長形狀和多面體形，且應當包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。12.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，將兩種或更多種減弱材料放置在所述限定的進入區域和限定的排出區域中的至少一者之內，至少一種所述減弱材料包含的組件的幾何結構不同於其它減弱材料的組件的幾何結構。13.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，將兩種或更多種減弱材料放置在所述限定的進入區域和限定的排出區域中的至少一者之內，至少一種所述減弱材料包含具有能夠滿足以下數學關係式的有效直徑(Ds(a))的組件Ds(a)=[DMF(a)XR(v)]/40式中Ds(a)的單位是釐米，(DMF(a))是與減弱材料相關聯的突燃混合因子，由以上權利要求1所述的方法經驗性地確定，R(v)的單位是釐米，是減弱材料佔據的限定的進入區域或排出區域的半徑。14.一種在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的方法，所述可燃性操作條件包括氣相進料組合物、溫度和壓力，所述方法包括(A)提供具有限定的區域的反應容器，所述氣體進料組合物從所述限定的區域通過，所述限定區域中至少20%的體積被至少一種減弱材料佔據，所述減弱材料能夠在所述可燃性操作條件下保持其物理形狀；(B)向所述反應容器提供一種或多種氣體材料，以形成通過所述限定的區域的所述氣體進料組合物，所述一種或多種氣體材料包括烴、含氧氣體和任選的惰性材料；(C)在一定的溫度和壓力下，使所述氣體進料組合物在所述反應容器中發生一種或多種反應，在所述溫度和壓力下，所述氣體進料組合物是可燃的。15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述減弱材料是根據權利要求1所述的方法選擇的。16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述減弱材料包含選自以下的至少一種材料:陶瓷、礦物、金屬和聚合物；所述減弱材料的多種組件的幾何結構各自包括選自以下的至少一種形狀:球形，橢圓形，圓柱形，絲形，鞍形，團塊形狀，細長形狀和多面體形，且應當包括選自以下的至少一種特徵:實心、空心、多孔、具有至少一條貫穿通道。17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述烴包括丙烯，所述氣相反應包括丙烯的氧化，所述減弱材料包括褶皺的絲網圓柱體和褶皺的絲網多面體。18.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述一種或多種氣體材料還包括氨，所述烴包括甲烷，所述氣相反應包括甲垸的氨氧化，所述減弱材料包括陶瓷泡沫體多面體。全文摘要本發明涉及一種用來降低突燃壓力的方法和設備。具體地說，涉及一種減弱在工藝容器的限定區域中可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力的方法。該方法大體包括選擇減弱材料，將其放置在所述工藝容器的限定區域內，所述選擇的減弱材料能夠在所述操作條件下保持其物理形狀。本發明還提供了一種管式反應器，其經改造用來減弱其中限定的區域內可燃性氣體燃燒產生的突燃壓力，所述管式反應器的限定區域含有根據上述用來減弱突燃壓力的方法選擇的減弱材料，該減弱材料包含多種組件，這些組件的設置使得儘可能減小組件之間的空穴空間和開放路徑。還提供了一種用來在可燃性操作條件下安全地進行氣相反應的方法。文檔編號C07C51/25GK101584916SQ20091012834公開日2009年11月25日申請日期2009年3月30日優先權日2008年3月31日發明者J·E·埃爾德,J·索恩森,M·德庫西,N·李,P·K·普戈,T·A·哈爾申請人:羅門哈斯公司