固定床催化劑評價裝置

固定床催化劑評價裝置

一、        裝置概述

       固定床催化劑評價裝置配置兩個進氣路和一個進液路，氣路由氣體質量流量控制器精密控制進氣量，液路由精密計量泵控制進液量。裝置采用一個反應爐三種規格反應器的方式，可以實現100ml、50ml、30ml的不同裝填量，這樣增加實驗裝填的靈活性。反應爐分為預熱段部分、恒溫段部分和保溫段部分，為開式加熱爐，采用五段溫度控制以保證其反應所需的恒溫區的穩定。預熱段可以實現原料的預熱，平衡恒溫段向外散熱保證恒溫區的穩定，恒溫段能保證催化劑在恒定的溫度區域內進行反應，保溫段能平衡恒溫段的散熱保證恒溫區的穩定。冷凝分離系統采用液位自動控制和氣體自動排放的方式。

裝置框架采用標準鋁合金型材搭建而成。

裝置設置多級關聯的保護系統，確保裝置設備和操作人員的安全。

裝置適用于不同實驗條件、不同進料量和不同催化劑裝填量的評價和研究。

二、        主要工藝參數

催化劑裝填量：100ml、50ml、30ml

H₂氣體流量：0-500ml/min，控制精度：±1％

N₂氣體流量：0-500ml/min，控制精度：±1％

液體進料量：0-10ml/min，控制精度：±1％

反應壓力：0-9Mpa，控制精度：±1％                                                

設計壓力：10Mpa，控制精度：±1％

反應溫度：室溫-500℃，控溫精度±1℃

設計溫度：550℃，控制精度：±1℃

三、        裝置流程操作說明及部件描述

   裝置工藝流程詳見附圖。

裝置流程油六大系統組成：氣體進料系統、液體進料系統、反應系統、冷凝分離系統、液位控制及回收系統、尾氣自動排放和計量系統。

1、              氣體進料系統

兩路氣體分別為氫氣（H₂）和氮氣（N₂）,其進料方式如下所述：

由兩通球閥（HV-11）進入系統的氫氣（H₂），經過濾器（F-11）過濾，過濾后的氣體經減壓閥（PCV-11）減至目標壓力，經過質量流量控制器（FT/FV-11）控制和計量，并經過單向閥（CK-11）后進入反應系統。兩通球閥（HV-14）和針閥（HV-15）為質量流量控制器（FT/FV-11）旁路閥。減壓閥（PCV-11）進口壓力0-6000psi，出口壓力0-1500psi可調，減壓閥進出口有壓力表（PI-11）、壓力表（PI-12）測量壓力。質量流量控制器（FT/FV-11）：控制范圍0-500ml/min，控制精度：±1％

由兩通球閥（HV-21）進入系統的氮氣（N2），經過濾器（F-21）過濾，過濾后的氣體經減壓閥（PCV-21）減至目標壓力，經過質量流量控制器（FT/FV-21）控制和計量，并經過單向閥（CK-21）后進入反應系統。兩通球閥（HV-24）和針閥（HV-25）為質量流量控制器（FT/FV-21）旁路閥。減壓閥（PCV-21）進口壓力0-6000psi，出口壓力0-1500psi可調，減壓閥進出口有壓力表（PI-21）、壓力表（PI-22）測量壓力。質量流量控制器（FT/FV-21）：控制范圍0-500ml/min，控制精度：±1％

氮氣還可通過兩通球閥（HV-26），經減壓閥（PCV-22）減壓，由兩通球閥（HV-27），三通球閥（HV-31），輸送到產品罐（V-52）、原料罐（V-31）使用。減壓閥（PCV-22）進口壓力0-3500psi，出口壓力0-250psi可調，減壓閥進出口有壓力表（PI-23）、壓力表（PI-24）測量壓力。

2、              液體進料系統

經電子天平（WT-31）稱重后的液體原料由原料罐（V-31）經三通球閥（HV-32）和液體過濾器（F-31）過濾后，通過精密泵（p-31）安一定流量經過三通球閥（HV-33）和單向閥（CK-31）注入反應系統。電子天平（WT-31）量程30Kg，精度1g。原料罐（V-31）容積3L，耐壓2.5Mpa。

精密計量泵設有壓力上限保護，并設有安全閥（PSV-31）雙重壓力保護，以防泵出口壓力異常超壓后損壞精密計量泵。精密計量泵流量控制范圍0.001-12ml/min，壓力6000psi。

3、              反應系統

經過計量后的氣相和液相原理進入反應器（R-101）進行催化反應。反應溫度由反應爐（FRN-101）進行加熱，以保證反應溫度。

反應器（R-101）進口安裝壓力變送器（PI-101）用于測量反應器進口壓力，并裝有安全閥（PSV101）以防反應器壓力超過正常值。裝置配有3種規格反應器，用于不同量催化劑充填。內徑分別為9mm、12mm、16mm，有效長度1000mm，分別用于30ml、50ml、100ml量的催化劑充填。反應器工作溫度：室溫-500℃，工作壓力：10MPa。壓力變送器量程16Mpa測量精度0.01Mpa。

反應爐（FRN-101）為開式加熱爐，分5段控溫，分別為（TIC101）、（TIC102）、（TIC103）、（TIC104）、（TIC105），溫控范圍室溫-500℃。反應器內有測溫探頭（TI106）。溫控儀為程序升溫，帶上限報警功能，固態繼電器輸出。熱電偶為K型。

反應器出口設計有采樣口，通過閥（HV-101）、閥（102）采樣，保證反應過程中實時采樣分析。

4、              冷凝分離系統

經過反應器反應后的產物，經冷凝器（HE-41）冷卻，進入氣液分離器（V-51）進行氣液分離。氣液分離器（V-51）分離后的產物分為氣相和液相兩部分。

根據反應的需要，可以調節冷凝器（HE-41）的進水量，以控制冷凝產物的zui終溫度。

5、              液位控制及回收系統

氣液分離器（V-51）中的液位通過液位計（LT-51）測量，并經過液位調節閥（LV-51）進行液位調節。經過濾器（F-51）、液位調節閥（LV-51）流出的液相進入產品罐（V-52）中，，并由電子天平（WT-51）進行稱量。兩通球閥（HV-55）和針閥（HV-56）為液位調節閥（LV-51）的旁路閥。

電子天平（WT-51）量程30Kg，精度1g。

6、              尾氣自動排放和計量系統

經過氣液分離器（V-51）分離后的不凝氣體，經過氣體過濾器（F-61）的過濾，再經數字壓力調節閥（PCV-61）調節，保證系統壓力穩定，流出的氣體經濕式氣體流量計（WTM-61）計量后放空處理。采樣閥（HV-65）可實時采樣。兩通球閥（HV-63）和針閥（HV-64）為數字壓力調節閥（PCV-61）的旁路閥。

數字壓力調節閥（PCV-61）調節壓力控制范圍：0-2500psi。

氣體流量計（WTM-61）流量測量范圍0-0.2m³/h。

四、安    全

儀器的安全操作涉及到操作者的人身安全和儀器的正常使用壽命，廠家提醒操作者注意如下要點：

* 儀器的各類儀表和計算機必須保證正確的電源輸入，必須配有自動穩壓保護裝置。

* 儀器各部保證有良好的接地。

* 流程管匯各部的壓力不高于設計壓力，特別不能高于各種檢測儀表的量程，使用氣體加壓時必須格外小心。

* 儀器的閥門設計為手動操作，請按試驗步驟預先設計好試驗流程走向，任何一閥門的操作錯誤均可能導致整個試驗的失敗。

*系統在高溫操作時，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

五、安    裝

儀器出廠時已全部安裝就緒，并經過實際測試。為了方便包裝運輸，儀器分成不同部分包裝，安裝時請仔細參閱流程圖。

安裝工作也可由廠方技術人員和用戶共同完成，以便用戶進一步熟悉儀器，便于日后日常維護。