[实用新型]一种甲烷化催化剂评价装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲烷化催化剂评价装置。

背景技术

甲烷化催化剂评价装置是用于实验室阶段对催化剂进行活性，寿命和选择性等特性的考察。通过模拟工业条件筛选出高性能的催化剂，为催化剂的工业化提供支持。

目前甲烷化催化剂评价装置模拟混合气体进入反应器的流程是：各路原料气从气瓶(1,2,3)流出通过调压阀(V-1,V-2，V-3)调至实验条件需要的压力，之后通过专用气体质量流量计(FM1,FM2,FM3)进入气体混合罐(6)，各路原料气混合均匀后通入反应器(7)，各个装置之间通过不锈钢管链接(参见图2)。

甲烷化催化剂常用的原料气有氮气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳。因为各路原料气在进入气体混合罐之前为室温(283K-303K，即10-30℃)，由二氧化碳相图(图1)可以看出在室温，压力5-10MPa的条件下二氧化碳在气液两相平衡线附近。

目前甲烷合成催化剂评价实验压力条件大多为3MPa左右，如果做催化剂高压(5MPa)评价实验则需要大约5.5MPa的二氧化碳稳定气流，而在室温15℃、5.5MPa条件下(饱和状态)，二氧化碳饱和气体极易受到温度波动影响，可能呈气液混合状态。该状态的二氧化碳通过流量计会因液体的通过造成流量计测量流量不准确，严重时甚至会造成液体暂时堵塞流量计，使专用流量计内部配件容易受到暂时性疲劳或损坏，无法持续稳定进料，具体表现为CO₂流量计示数大范围波动。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供一种改进的甲烷化催化剂评价装置，该装置解决了催化剂评价装置中高压条件下二氧化碳进气量不稳定的问题。

本实用新型的甲烷化催化剂评价装置包括多个原料气瓶和至少一个二氧化碳气瓶、调压阀、流量计、气体缓冲罐、气体混合罐、反应装置，

其中，其中多个原料气瓶和至少一个二氧化碳气瓶的出口管道各自经由一个调压阀连接流量计，各个流量计的出口管道均连接到气体混合罐的进口，气体混合罐的出口管道连接反应装置，

其中至少一个二氧化碳气瓶的出口连接的调压阀与流量计之间的管道上设置气体缓冲罐，所述气体缓冲罐设置电加热套。

进一步地，电加热套内部电阻连接有控制电加热套对气体缓冲罐的加热温度的温控仪。

优选地，所述反应装置包括至少一个甲烷化反应器和与甲烷化反应器出口管道连接的气相色谱系统。

进一步地，所述电加热套是柔性电加热套。

进一步地，温控仪是能够控制电加热套对气体缓冲罐的加热温度为15-65℃的温控仪。

在一个更优选的实施方案中，本实用新型的甲烷化催化剂评价装置包括多个原料气瓶和至少一个二氧化碳气瓶、调压阀、流量计、气体缓冲罐、气体混合罐、一段精脱硫反应器、换热器、二段甲烷化反应器、气相色谱系统，其中多个原料气瓶和至少一个二氧化碳气瓶的出口管道各自经由一个调压阀连接流量计，各个流量计的出口管道均连接到气体混合罐的进口，气体混合罐的出口管道分为两个支路，一个支路连接一段精脱硫反应器的进口，另一个支路连接气相色谱系统，一段精脱硫反应器的出口经由换热器连接二段甲烷化反应器的进口，二段甲烷化反应器的出口管道分为两个支路，一个支路连接气相色谱系统，另一个支路经由阀门连接放空管道，其中至少一个二氧化碳气瓶的出口连接的调压阀与流量计之间的管道上设置气体缓冲罐，所述气体缓冲罐设置电加热套，电加热套内部电阻连接有控制电加热套对气体缓冲罐的加热温度的温控仪。

进一步地，所述电加热套是柔性电加热套。

进一步地，温控仪是能够控制电加热套对气体缓冲罐的加热温度为15-65℃的温控仪。

本实用新型进一步提供了使用上述甲烷化催化剂评价装置评价甲烷化催化剂的方法，该方法包括：

用于甲烷化的多个原料气瓶和的气体经调压阀、流量计进入气体混合罐，且至少一个二氧化碳气瓶的二氧化碳气体先后经过调压阀和气体缓冲罐，所述二氧化碳气体经气体缓冲罐设置的电加热套加热至30-50℃后，再进入流量计，然后进入气体混合罐与来自上述多个原料气瓶的气体混合，从气体混合罐出来的气体混合物分为两路，一路进入气相色谱系统进行气相组分分析，另一路进入一段精脱硫反应器进行一段精脱硫反应，一段精脱硫反应后的反应产物进入换热器换热，然后进入二段甲烷化反应器进行二段甲烷化反应，二段甲烷化反应后的反应产物分为两路，一路进入气相色谱系统进行气相组分分析，另一路经由阀门放空。

本实用新型的优点：