[发明专利]催化剂处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂处理装置和方法。

背景技术

催化剂表征系统是研究固体催化剂表面特性和催化剂动态分析的常用实验装置。催化剂的酸强度和酸密度对其活性和产品选择性影响较大。失活催化剂的积炭分析，可以表征不同催化剂的积炭程度，从而判断催化剂的失活性能。催化剂水热老化装置是研究催化剂在苛刻的实验条件下，骨架结构及催化性能的稳定性。表征系统一般由气体计量仪表，反应器、加热炉及其控温装置、分析检测装置组成。

现有技术中，催化剂的酸性表征、积炭分析、焙烧活化操作、水热处理等分别采用单独的进气系统、气体流量控制系统、反应系统、加热及控温系统、分析检测系统。要完成上述各功能通常需要各自采用已商业化的专有设备，各专有设备功能单一、价格昂贵，导致能实现上述各功能的催化剂处理装置的整体造价高等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种催化剂处理装置，以解决催化剂处理装置需要各自采用专有设备，各专有设备功能单一、价格昂贵，导致催化剂处理装置的整体造价高等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种催化剂处理装置，包括：氮气气路；含有氨气的气路；空气气路；氦气气路；氮气和氧气混合气路；去离子水管路；预热器R1，与空气气路和去离子水管路连接；第二反应器R2，连接含有氨气的气路、氮气气路和空气气路，第二反应器R2连接预热器R1；第三反应器R3，连接第二反应器R2、含有氨气的气路和氮气气路；热导检测器，连接第二反应器R2、第三反应器R3、氦气气路、氮气和氧气混合气路；第二加热炉HT2，加热第二反应器R2；第三加热炉HT3，加热第三反应器R3。

进一步地，催化剂处理装置还包括：第一球阀BV1，设置在氦气气路上；第二球阀BV2，设置在氮气气路上；第三球阀BV3，设置在含有氨气的气路上；第二三通阀3V2，其第一端连接第一三通阀3V1，其第二端连接第三球阀BV3；第一减压阀JV1，与第二三通阀3V2的第三端连接；第一质量流量控制计MFC1，与第一减压阀JV1串联。

进一步地，催化剂处理装置还包括：第四球阀BV4，设置在氮气和氧气混合气路上；第五球阀BV5，设置在氦气气路上；第三三通阀3V3，其第一端连接第四球阀BV4，其第二端连接第五球阀BV5；第二减压阀JV2，与第三三通阀3V3的第三端连接；第二减压阀JV2，与第二质量流量计MFC2串联；单向阀CKV1，其一端与第二减压阀JV2串联，另一端与热导检测器连接。

进一步地，去离子水管路还包括：去离子水存储罐；去离子水泵，连接去离子水存储罐；预热器R1，与去离子水泵出口连接；预热炉HT1，加热预热器R1。

进一步地，催化剂处理装置还包括：控制阀，分别连接预热器R1、第二反应器R2、第三反应器R3、热导检测器、氮气气路、含有氨气的气路。

进一步地，控制阀包括：第一六通阀6V1，和第一四通阀4V1；

第一六通阀6V1的第一端连接第一质量流量控制计MFC1，其第二端连接第一四通阀4V1的第二端，其第三端连接热导检测器的测量臂，其第四端连接热导检测器的参考臂，其第五端连接第二反应器R2，其第六端为第一六通阀6V1的放空端；

第一四通阀4V1的第一端连接第二反应器R2，其第三端连接第三反应器R3的底端，其第四端连接第三反应器R3的顶端。

进一步地，控制阀还包括：第五三通阀3V5，第一六通阀6V1通过第五三通阀3V5与第二反应器R2连接。

进一步地，控制阀还包括：第四三通阀3V4，其第一端与预热器R1的出口连接，其第二端与第五三通阀3V5连接，其第三端为第四三通阀3V4的放空端。

根据本发明的另一方面，还提供了一种催化剂处理方法，使用前面的催化剂处理装置，实现催化剂的表征、水热老化处理、积炭分析、焙烧活化或失活催化剂的再生。

进一步地，含有氨气的气路中：氨气的体积百分比含量为5％，氦气的体积百分比含量为95％。

进一步地，氮气和氧气混合气路中：氮气的体积百分比含量为95％，氧气的体积百分比含量为5％。

进一步地，在催化剂的表征的物理脱附阶段，先用氮气气路进行初步物理脱附，然后用氦气气路进行后续物理脱附。