[发明专利]用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置。 

背景技术

对强放热、催化剂易于失活的反应，工业上多采用流化床反应器进行催化剂活性、选择性与耐磨性等催化剂性能的评价。流化床反应器具有如下优点：流态化的细粉颗粒在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大，提高了催化剂的利用率；颗粒在床层内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，热稳定性高，有利于强放热反应的等温操作；流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环；流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高；由于气-固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。 

热稳定性和水热稳定性是衡量催化剂性能好坏的一项重要指标。甲醇制烯烃(MTO)反应过程生成大量水、放出大量热量，形成严峻的水热环境，对分子筛催化剂的水热稳定性要求很高。水热处理对成型催化剂的物化性能(分子筛孔道内的酸强度、酸密度，孔道结构、比表面积、孔分布、结晶度、形貌)、催化性能(活性、选择性、积炭、催化剂寿命)都将产生一定的影响。研究水热处理 条件对成型催化剂性能的影响十分必要。水热处理包括温和条件下对催化剂酸性进行调整的水热改性和苛刻条件下对催化剂进行的水热老化处理。 

现有技术中，固定流化反应装置和水热处理装置为独立设计，各自采用单独的进气系统、气体进料流量控制系统、反应系统、加热及控温系统、分析检测系统。固定流化反应装置和水热处理装置单独设计使得设备投资高，操作复杂，催化剂装卸频繁。 

发明内容

本发明旨在提供一种用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置，能够解决固定流化反应装置和水热处理装置设备投资高，操作复杂，催化剂装卸频繁等问题。 

根据本发明的一个方面，提供了一种用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置，包括：进气系统；进料系统；预热器，与进气系统和进料系统连接；流化床反应器，与预热器的出口连接并与进气系统连接；产品分析系统，与流化床反应器的出气口连接。 

进一步地，用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置还包括：积炭分析系统，与流化床反应器的出口连接。 

进一步地，用于成型催化剂水热处理与固定流化床催化剂评价的装置还包括：第三三通阀，其第一端连接流化床反应器的出气口，其第二端连接产品分析系统，其第三端连接积炭分析系统。 

进一步地，进气系统包括：第一气体供气装置；第二气体供气装置；第一三通阀，其第一端与预热器的进口连接；第一三通阀的 第二端与第一气体供气装置连接；第一三通阀的第三端与第二气体供气装置连接；阀门，设置在第一三通阀的第一端与预热器的进口之间；流量控制计，与预热器的进口连接。 

进一步地，流量控制计包括：质量流量计，与预热器的进口连接；旁通阀门，与质量流量计并联在预热器与阀门之间；第一气体转子流量计，连接在第一气体供气装置与第一三通阀的第二端之间；第二气体转子流量计，连接在第二气体供气装置与第一三通阀的第三端之间。 

进一步地，阀门包括：串联设置的球阀和减压阀，减压阀与质量流量计连接；球阀与第一三通阀连接；阀门还包括：第一单向阀，连接在质量流量计与预热器之间；进气系统还包括：过滤器，球阀与第一三通阀通过过滤器连接。 

进一步地，进料系统包括：原料存储容器；出料管路，与原料存储容器的第一端连接；回料管路，与原料存储容器的第二端连接；进料泵，与出料管路连接；第二单向阀，连接在进料泵与预热器的进口之间；第二三通阀，其第一端连接回料管路，其第二端连接进料泵，其第三端通过第二单向阀连接预热器的进口。 

进一步地，产品分析系统包括：冷阱，容纳收液瓶，冷却产品气体中的部分组分；收液瓶，与流化床反应器的出口连接，收集冷阱冷凝下来的液体组分；产品采集系统，包括累计产品采集系统与瞬时产品采集系统，色谱分析系统，与流化床反应器的出口连接，分析收集的产品。 

色谱分析系统包括在线色谱分析装置和离线色谱分析装置，在线色谱分析装置用于在线分析水、醇、醚等极性物质，离线色谱分析装置用于分析累计收集的气体和等时间间隔收集的气体。 

在线色谱分析装置与流化床反应器的出气口连接。离线色谱分析装置，分析累计气体取样口和等时间间隔气体取样口采集的样品。