当前技术中，用于使乙苯脱氢的工业工艺是通常高于600℃的高温工艺，并且在所有情况下还都是低压工艺。这是由于以下事实导致的：脱氢反应
脱氢中的寄生反应之一是碳形成，其导致催化剂失活。因此，在某些应用中，反复使催化剂再生可能是必需的。碳形成不仅是催化剂的问题。而且，必须仔细选择用于脱氢反应器和管道系统的材料，通常通过使用非常昂贵的合金，以便避免导致被称为金属粉尘化的灾难性腐蚀形式的碳攻击。
蒸汽在脱氢过程中被用作热载体。蒸汽需要通过能量密集型蒸发来产生，并且必须在该过程中被再次凝结出来。蒸发的热量不能被完全恢复(recuperated)。在目前的乙苯转化为苯乙烯的方法中，将大量蒸汽加入到乙苯以抑制催化剂上的碳形成，稀释气体以降低乙苯分压以有利于平衡并最终通过充当热载体来提供反应热。
因此，本发明的一个目的是提供用于使乙苯脱氢成苯乙烯的方法、反应器系统和催化混合物，其中实现了保持催化混合物的高稳定性。
本发明的另一个目的是提供用于使乙苯脱氢成苯乙烯的方法、反应器系统和催化混合物，其简单且节能并且同时能够保持催化剂的高稳定性。
本发明的另一个目的是提高乙苯脱氢成苯乙烯的能量效率。
本发明的另一个目的是提供其中精确控制反应温度的方法、反应器系统和催化混合物。优选地，与迄今已知的反应相比，该方法的温度降低；由此，脱氢的热力学势增加，并且减少了寄生反应，如催化混合物的焦化和/或反应物料流的裂解。
本发明解决了上述问题中的一个或多个。
本发明的一个方面涉及在使包含乙苯的反应物料流与催化混合物接触时，使乙苯在给定温度范围t内脱氢成苯乙烯的反应器系统。该反应器系统包括反应器单元，其被布置成容纳催化混合物，其中催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化乙苯脱氢成苯乙烯。该反应器系统还包括感应线圈，其被布置成由供应交流电的电源供电并被定位以使在电源通电后在反应器单元内产生交变磁场，由此借助于交变磁场将催化混合物加热到温度范围t内的温度。
在催化混合物中，催化剂颗粒和铁磁性材料紧密接触。系统的催化剂颗粒与铁磁性材料紧密接触的作用是铁磁性材料中产生的热在操作期间直接或经由反应物料流间接地在短距离内传导至催化剂颗粒。因此，反应器系统内的加热发生在催化剂颗粒处或非常接近催化剂颗粒。因此，在反应器系统内，当反应物料流到达催化混合物时反应物料流的温度可能低于其离开催化混合物时的温度。这减少了反应器系统内裂解和焦化方面的问题。
术语“与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒”意在表示催化剂颗粒实质上接近铁磁性材料，如与铁磁性材料一起形成物理混合物，与铁磁性材料物理接触，或负载在铁磁性材料上(可能经由氧化物)。
本发明要解决的关键要素是供应进行脱氢反应所需的热的问题。在使乙苯脱氢成苯乙烯的常规方法中，这是通过使用蒸汽作为载气来进行的。该反应通常在两个或三个绝热催化剂床中进行，在床之间重新加热至600-650℃的温度。使用蒸汽作为载气、作为稀释剂和碳抑制剂。通过本发明的反应器系统，使乙苯脱氢成苯乙烯时显著减少蒸汽消耗成为可能，因为不再需要蒸汽作为热载体。反而，吸热脱氢反应的热量由感应加热提供。铁磁性材料的居里温度可以接近、高于或远高于给定温度范围t的上限。然而，居里温度可以略低于给定温度范围t的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，从而在反应器单元的上游部分提供温度范围t的上限，其高于通过感应加热可获得的温度。如本文所用，术语“温度范围t”意在表示在操作期间在反应器系统内发生脱氢反应所需的温度范围，通常高至其上限。
优选地，铁磁性材料的矫顽力高，以使在每个磁化周期中在铁磁性材料内产生且在翻转磁化中被外场消散的热量高。
如本文所用，“高磁矫顽力”bhc的材料被视为具有等于或高于约20ka/m的矫顽力bhc的“硬磁材料”，而“低磁矫顽力”材料被视为具有等于或低于约5ka/m的矫顽力bhc的“软磁材料”。应该理解，术语“硬”和“软”磁材料是指材料的磁性质而不是它们的机械性质。
应该注意，在抑制催化剂上碳形成的过程中，一定量的蒸汽仍然是必不可少的。然而，与使用蒸汽作为热载体的反应器系统相比，通过使用本发明的反应器系统，蒸汽与碳的比率可以大大降低。
铁磁性材料提供更多的优点，如：
-铁磁性材料吸收高比例的磁场，从而使得对屏蔽的需要更少或甚至是多余的。
-铁磁性材料的加热比非铁磁性材料的加热相对更快且更便宜。铁磁性材料具有内在或固有的最大加热温度，即居里温度。
因此，使用铁磁性催化混合物确保了吸热化学反应不被加热到高于特定温度(即居里温度)。
本发明的另一个优点是能使反应器单元的温度保持低于常规使用的绝热反应器的温度。较低的温度有利于该方法的总产率和选择性，并且因为减少了类似于焦化和裂解的寄生反应，所以所需的用于碳去除的再生将不太频繁。因为蒸汽作为热载体的主要功能不再存在，所以蒸汽的量可以减少。在该方法中使用的蒸汽量减少进一步提高了该方法的经济性，并且减少了迄今已知方法中存在的钾转运(potassiumtransport)问题。其他优点包括调节出口温度的可能性，这增加了脱氢的热力学势。
感应线圈可以例如被放置在反应器单元内或反应器单元周围。如果感应线圈被放置在反应器单元内，则优选将其放置于至少基本上邻近反应器单元的内壁以便围绕尽可能多的催化混合物。在感应线圈被放置在反应器单元内的情况中，反应器单元的绕组可以与催化混合物物理接触。在这种情况中，除了感应加热之外，由于电流通过感应线圈的绕组，还可以通过欧姆/电阻加热来直接加热催化剂混合物。反应器单元通常由非铁磁性材料制成。
总之，本发明提供了一种反应器系统，其被布置成与现有反应器系统相比更便宜且具有更好的选择性地进行乙苯脱氢成苯乙烯。而且，由于反应器系统内的平均操作温度较低，催化剂的寿命将得到提高。
在一个实施方式中，给定温度范围t是在约450℃至约650℃之间的范围或其子范围。优选地，铁磁性材料的居里温度为高于450℃，例如在450℃至650℃之间。在一个实施方式中，铁磁性材料的居里温度等于脱氢反应的给定温度范围t的基本上上限处的操作温度。由此确保脱氢反应不被加热到高于特定温度(即居里温度)。因此，确保脱氢反应不会失去控制。
在一个实施方式中，感应线圈被放置在反应器单元内或反应器单元周围。线圈可以例如由坝塔尔合金(kanthal)制成。
在一个实施方式中，催化剂颗粒负载在铁磁性材料上。
在一个实施方式中，铁磁性材料包括易于感应加热的一个或多个铁磁性宏观支持体，其中所述一个或多个铁磁性宏观支持体涂覆有氧化物，并且其中该氧化物浸渍有催化剂颗粒。
该氧化物也可以浸渍有铁磁性颗粒。因此，当催化剂颗粒经受变化的磁场时，铁磁性宏观支持体以及浸渍到铁磁性宏观支持体的氧化物中的铁磁性颗粒两者均被加热。同时铁磁性宏观支持体从氧化物的内部加热催化剂颗粒，铁磁性颗粒从氧化物的外部进行加热。由此可实现更高的温度和/或更高的加热速率。
如本文所用，术语“宏观支持体”意在表示提供高表面积的任何适当形式的宏观支持材料。非限制性实例是金属元件、整块材料(monoliths)或微型块材料(miniliths)。宏观支持体可以具有多个通道；在这种情况中，它可以是直通道元件或交叉波纹元件。宏观支持体的材料可以是多孔的，或者宏观支持体可以是固体。“宏观支持体”中的“宏观”一词是为了说明该支持体足够大可被肉眼看到而无需放大装置。
在一个实施方式中，将催化剂颗粒和铁磁性颗粒粉末混合并处理以提供催化混合物的主体。颗粒的量级是微米级的，以使催化剂颗粒和/或铁磁性颗粒的特征尺寸为大于0.1μm。铁磁性材料粉末的颗粒尺寸需要足以进行铁磁加热。这描述在例如以下文献中：jisunglee等,“magneticmulti-granulenanoclusters:amodelsystemthatexhibitsuniversalsizeeffectofmagneticcoercivity(磁性多颗粒纳米簇：显示磁矫顽力的普遍尺寸效应)”,scientificreport,2015年7月17日出版(参见例如图1)。优选地，主体的最小外部尺寸在约2-3mm至约8mm之间。催化剂颗粒与铁磁性颗粒之间的比率可以为例如1:1。或者，根据主体和反应条件，催化混合物可以包含比催化剂颗粒更多的铁磁性颗粒。
在一个实施方式中，催化混合物包含与铁磁性材料主体混合的催化剂颗粒主体，其中各主体的最小外部尺寸为约1-2mm的量级或更大。优选地，各主体的最小外部尺寸在约2-3mm至约8mm之间。催化剂颗粒的主体是例如挤出物或微型块材料。铁磁性材料的主体可以例如是铁球。
在一个实施方式中，催化混合物具有预定比率的催化剂颗粒和铁磁性材料。在一个实施方式中，催化剂颗粒和铁磁性材料之间的预定比率沿着反应器的流动方向变化的预定梯度比例。由此，可以控制反应器的不同区域中的温度。可以使用径向流动反应器；在这种情况中，预定比率沿着反应器的径向方向变化。或者，可以使用轴向流动反应器。当催化混合物具有梯度比率时，可以操作反应器系统以使温度沿着流动方向(即在床的长度上)增加，由此增加使乙苯脱氢的热力势。以这种方式，减少了迄今已知方法中存在的钾转运问题。
本发明的另一方面涉及一种催化混合物，其被布置成在使包含乙苯的反应物料流与催化混合物接触后在给定温度范围t内在反应器中催化乙苯脱氢，该催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化乙苯脱氢成苯乙烯。催化混合物可以具有预定比率的催化剂颗粒与铁磁性材料。
在一个实施方式中，铁磁性材料的居里温度基本上等于脱氢反应的给定温度范围t的基本上上限处的操作温度。或者，居里温度可以略低于给定温度范围t的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围t的上限，其高于通过感应加热可获得的温度。
在一个实施方式中，铁磁性材料是包含铁的合金；包含铁和铬的合金；包含铁、铬和铝的合金；包含铁和钴的合金；包含铁、铝、镍和钴的合金；或磁铁矿。在一个实施方式中，催化剂颗粒包含浸渍有氧化铁和/或氧化钾，任选地被氧化铈和/或氧化钼促进的载体。
在一个实施方式中，催化剂颗粒被负载在铁磁性材料上。例如，铁磁性材料包含易于感应加热的一个或多个铁磁性宏观支持体，其中所述一个或多个铁磁性宏观支持体涂覆有氧化物，并且其中所述氧化物浸渍有催化剂颗粒。涂覆有氧化物且氧化物又浸渍有催化剂颗粒的铁磁性宏观支持体的非限制性实例是金属元件、整块材料或微型块材料。
在一个实施方式中，将催化剂颗粒和铁磁性颗粒混合并处理以提供催化混合物的主体，所述主体具有预定比率的催化剂颗粒和铁磁性材料。在一个实施方式中，催化混合物包含与铁磁性材料的主体混合的催化剂颗粒的主体。这些主体可以是例如小球、挤出物或微型块材料。
在一个实施方式中，催化混合物具有预定比率的催化剂颗粒和铁磁性材料。催化剂颗粒和铁磁性材料之间的预定比率可以是沿着反应器的流动方向变化的预定梯度比率。因此，可以控制反应器的不同区域中的温度。可以使用径向流动反应器；在这种情况中，预定比率沿着反应器的径向方向变化。或者，可以使用轴向流动反应器。
本发明的另一方面涉及使乙苯在反应器系统中在给定温度范围t内脱氢的方法，其中该反应器系统包括反应器单元，该反应器单元被布置成容纳催化混合物，并且其中该催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒。该催化剂颗粒被布置成催化乙苯脱氢成苯乙烯。感应线圈被布置成由供应交流电的电源供电并且被定位以使在电源通电后在反应器单元内产生交变磁场，由此借助于交变磁场将催化混合物加热到温度范围t内的温度。该方法包括以下步骤：
(i)在供应交流电的电源通电后在反应器单元内产生交变磁场，所述交变磁场通过反应器单元，从而通过感应材料中的磁通量来加热催化混合物；
(ii)使包含乙苯的反应物料流与催化剂颗粒接触；
(iii)通过所产生的交变磁场来加热反应器内的反应物料流；和
(iv)使反应物料流反应，以提供待离开反应器的苯乙烯产物流。
步骤(i)至(iv)的顺序不意味着限制。步骤(ii)和(iii)可以同时发生，或者步骤(iii)可以在步骤(ii)之前引发和/或与步骤(iv)同时发生。所解释的与反应器系统和催化混合物相关的优点也适用于使乙苯脱氢成苯乙烯的方法。催化混合物可以具有预定比率的催化剂颗粒和铁磁性材料。在一个实施方式中，温度范围t为大约450℃至大约650℃的范围或其子范围。在一个实施方式中，反应物料流在步骤(ii)之前在热交换器中预热。
铁磁性材料的居里温度可以等于或高于脱氢反应的给定温度范围t的上限。或者，居里温度可以略低于给定温度范围t的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围t的上限，其高于通过感应加热可获得的温度。
在一个实施方式中，反应物料流中蒸汽和乙苯之间的质量比为蒸汽/乙苯的比率在0.5至1.5(wt/wt)之间。因此，与其中通过仅使用蒸汽而将热供应给所述方法的相应的脱氢方法相比，本发明的方法实现了减少蒸汽使用,因此降低了操作费用。
附图简要说明
现将参照附图更详细地解释本发明，其中：
图1分别示出了通过对流/传导和/或辐射加热以及感应加热分别进行加热的反应器单元的温度曲线；
图2示出了沿着根据本发明的感应加热的轴向反应器单元的长度的温度曲线；和
图3a和图3b示出了反应器系统的两个实施方式的示意图。
附图详细说明
图1是示出在反应器单元10内的吸热反应期间分别通过对流/传导和/或辐射加热以及感应加热进行加热的反应器单元10的温度曲线的图。图1中的温度曲线连同穿过反应器单元10的示意性横截面一起示出，该反应器单元10具有容纳催化剂床14的壁12，该催化剂床14具有用于吸热反应的催化混合物。在感应加热的情况下，催化剂床14中的催化混合物易受感应加热。没有示出用于加热反应器单元10和/或催化剂床14的装置。在对流、传导和/或辐射加热的情况下，用于加热的装置可以是例如燃烧炉；用于感应加热的装置通常是电磁铁，例如感应线圈。温度标尺在图1的右侧示出。反应器单元10是轴向流动反应器单元，并且图1中所示的温度曲线表示反应器单元内催化剂床的中心处的温度。水平虚线表示在对流、传导和辐射加热(曲线16)以及感应加热(曲线17)二者情况下，催化剂床的中心的温度都为550℃。
虚曲线16表示当通过对流/传导和/或辐射加热进行加热时，反应器单元外部、反应器单元壁处以及催化剂床14内的温度，而实曲线17表示当分别通过对流/传导和/或辐射加热以及感应加热进行加热时，反应器单元外部、反应器单元壁处以及催化剂床14内的温度。
从图1可以清楚地看出，在对流/传导和/或辐射加热的情况下，壁12外部的温度高于壁12内的温度，并且催化剂床14内的温度低于壁12的温度。在催化剂床的中心处，温度处于最低点。这是因为热源处的温度必须高于反应区，并且由于通过壁的温度损失和由于反应器单元10内的反应的吸热性质。与之相比，如曲线17所示的温度曲线示出，对于感应加热，壁12处的温度高于反应器单元外部，而催化剂床内部的温度从壁12到催化剂床14的中心增加。
一般来说，进行吸热反应受到能够将热传递到催化剂床14的反应区的效率限制。通过对流/传导/辐射进行的传统传热可能很慢，并且在许多配置中通常会遇到大的阻力。而且，反应器壁内的热损失起了一定的作用。与之相比，当通过感应的概念将热沉积在催化剂床14内时，与常规加热相反，催化剂床会是反应器10的最热部分，在常规加热中，外部热源必须明显比内部部分热得多，以具有用于传热的驱动机制。
包含乙苯并进入反应器单元的反应物料流通常通过经过进料流出物热交换器而进行预热，并且在约500℃的温度下到达催化剂床中。径向流动反应器中的流动方向可以从反应器单元的外部到中心，反之亦然。将料流加热至高于600℃的温度，并且在此过程期间发生催化转化乙苯为苯乙烯。假设h2o:乙苯的比率为4，总压力为1巴，并且在600℃下转化达到平衡，则60％的乙苯转化为苯乙烯。1吨乙苯转化为苯乙烯需要328kwh，反应混合物的加热将需要约200kwh。高效的进料流出物热交换器将大大减少该量。离开反应器单元110的转化后的气体流可以通过进料流出物热交换器并且可以被进一步冷却。
所描述的方法也可以适用于使戊烯脱氢成异戊二烯。
图2示出了沿着根据本发明的感应加热的轴向反应器单元的长度的温度曲线。图2示出了沿着反应器单元的轴向的两个不同的温度曲线：等温曲线i和升温曲线ii。反应物料流在反应器长度l＝0处到达催化混合物并且在反应器长度l＝1处离开催化混合物。在等温曲线i中，在整个反应器长度上使温度保持恒定。这可以通过相应地设计感应线圈和/或催化混合物来实现。在温度曲线ii中，温度沿着反应物料流通过反应器单元的路径而升高。这是有利的，因为相对较低的入口温度(在l＝0处)降低了反应物料流裂解的风险，并且朝向反应器单元末端(l＝1)的高温提供了用于脱氢反应的改善的热力学平衡。在温度曲线ii中，注意到最大反应物料流温度是出口温度。尽管图2示出了轴向流动反应器单元，但类似的曲线与沿着反应物料流通过催化混合物的路径的径向流动式反应器单元相关。
图3a和图3b示出了反应器系统的五个实施方式100a和100b的示意图。在图3a和图3b中，用相似的附图标记表示相似的特征。
图3a示出了在使包含乙苯的反应物料流与催化混合物120接触时进行乙苯脱氢成苯乙烯的反应器系统100a的一个实施方式。反应器系统100a包括反应器单元110，该反应器单元110被布置成容纳催化混合物120，该催化混合物120包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化乙苯脱氢成苯乙烯，并且铁磁性材料在至少高达约500℃或700℃的温度下是铁磁性的。
将反应物经由入口111引入到反应器单元110中，并且将形成在催化混合物120的表面上的反应产物经由出口112排出。
反应器系统100a还包括感应线圈150a，感应线圈150a被布置成由供应交流电的电源140供电。感应线圈150a通过导体152连接到电源140。感应线圈150a被定位以便在电源140通电后在反应器单元110内产生交变磁场。由此借助于该交变磁场将催化混合物120加热到用于乙苯脱氢的给定温度范围t(如450℃至约650℃之间)内的温度。
图3a的感应线圈150a与反应器单元110的内表面基本上相邻放置并且与催化混合物120物理接触。在这种情况下，除了由磁场提供的感应加热之外，由于电流通过感应线圈150a的绕组，邻近感应线圈150a的催化剂颗粒120直接通过欧姆/电阻加热进行额外的加热。感应线圈150a可以放置在反应器单元110内负载催化混合物120的催化剂篮(未示出)的内部或外部。感应线圈优选由贝塔尔合金制成。
催化混合物120可以被分成多个部分(图中未示出)，其中一个部分与另一个部分的催化材料和铁磁性材料之间的比率不同。在反应器单元110的入口处，反应速率高且热需求大；这可以通过具有与催化材料相比相对较大比例的铁磁性材料来补偿。也可以通过选择具有接近所需的反应温度的居里温度的铁磁性材料来设计铁磁性材料，以限制温度。
将感应线圈150a放置在反应器单元110内确保了由于感应线圈150a的欧姆电阻加热而产生的热保持对脱氢反应有用。然而，如果反应器单元110的材料是磁性的且具有高矫顽力，那么在反应器内具有振荡磁场会引起问题，因为可能导致不期望的高温。这个问题可以通过用能够反射振荡磁场的材料包覆反应器单元110的内部来解决。这种材料可以是例如良好的电导体，如铜。或者，可以将反应器单元110的材料选择为具有非常低的矫顽力的材料。或者，可以将感应线圈150缠绕为环。
为了使催化剂床易于感应，可以应用不同的方法。一种方法是将催化剂颗粒负载在铁磁性材料上。例如，铁磁性材料包括易于感应加热的一个或多个铁磁性宏观支持体。该一个或多个铁磁性宏观支持体涂覆有氧化物并且该氧化物浸渍有催化剂颗粒。另一种方法是混合催化剂颗粒和铁磁性颗粒，并处理该混合物以提供催化混合物的主体。另外地或可选地，催化混合物包含与铁磁性材料的主体混合的催化剂颗粒的主体，其中主体的最小外部尺寸为约1-2mm的量级或更大。
苯乙烯催化剂颗粒可以基于氧化铁和氧化钾连同作为促进剂的(一种或多种)其他金属氧化物如氧化铈和/或氧化钼。催化剂颗粒可以具有一定含量的磁铁矿fe3o4，其是铁磁性的，居里温度为581℃。这是苯乙烯反应器内的典型温度。可以将磁铁矿晶体加热直到581℃的温度。在不足以获得合理转化率的情况中，催化剂颗粒可以与具有高矫顽力和高居里温度的铁磁性材料(如alnico或permendur)混合。
催化混合物优选地具有预定比率的催化剂颗粒和铁磁性材料。该预定比率可以是沿着反应器的流动方向变化的梯度比率。
在另一种方法中，铁磁性宏观支持体涂覆有浸渍有催化活性颗粒的氧化物。与催化剂中的铁磁性纳米颗粒相比，该方法提供了很大的灵活性，因为催化活性相的选择不需要是铁磁性的。
除了直接向催化剂颗粒递送热量的可能性之外，感应加热提供了快速加热机制，这可能使脱氢反应器相对快速地启动。
图3b示出用于在使包含乙苯的反应物料流与催化混合物120接触后进行乙苯脱氢成苯乙烯的反应器系统的另一个实施方式100b。反应器单元110及其入口111和出口112、催化混合物120、电源140及其连接导体152与图3a中所示的实施方式的那些类似。
在图3b的实施方式中，感应线圈150b缠绕或定位在反应器单元110的外部周围。
在图3a-3b所示的两个实施方式中，催化混合物可以是根据本发明的任何催化混合物。因此，催化混合物可以是负载在铁磁性材料上的催化剂颗粒的形式，例如，其中涂覆有氧化物的铁磁性宏观支持体的形式，其中氧化物浸渍有催化剂颗粒、微型块材料、整块材料或由催化剂颗粒和铁磁性颗粒的混合物制成的主体。因此，催化混合物不限于具有与图中所示的反应器系统相比的相对尺寸的催化混合物。而且，当催化混合物包含多个宏观支持体时，通常将催化混合物压紧以便在宏观支持体之间留出比图3a和图3b中所示更少的空间。此外，在图3a和图3b所示的两个实施方式中，反应器单元110由非铁磁性材料制成。在图3a和图3b所示的两个实施方式中，电源140是电子振荡器，其被布置成使高频交流电(ac)通过围绕反应器系统内至少一部分催化混合物的线圈。
尽管图3a和图3b示出了轴向或纵向流动反应器，但反应器可以是径向流动反应器。
尽管已经结合烷烃的脱氢，主要是烷烃脱氢成烯烃和/或二烯烃对本发明进行了描述，但是应该指出，本发明也适用于其他碳氢化合物的脱氢。虽然已经结合具体实施方式描述了本发明，但不应将其解释为以任何方式将本发明限定为所给出的实施例。本发明的范围由所附权利要求书来设定。在权利要求书的上下文中，术语“包括”或“包含”不排除其他可能的元件或步骤。此外，所提及的诸如“一个”或“一种”等的指代不应被解释为排除多个的情况。此外，不同权利要求中提到的各个特征可能有利地进行组合，并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除这些特征的可能和有利的组合。