專利名稱：一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于催化劑評價(jià)領(lǐng)域，涉及一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置。
背景技術(shù)：
環(huán)己烯是一種重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于己二酸、尼龍6、尼龍66、聚酰 胺、聚酯和其它精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的環(huán)己烯生產(chǎn)方法有環(huán)己醇脫水、鹵代環(huán)己烷脫鹵 化氫、環(huán)己烷脫氫等，這些方法存在著生產(chǎn)流程長、能耗高、效率低、成本高、副產(chǎn)大量低值 副產(chǎn)物等缺點(diǎn)，而苯選擇性加氫制環(huán)己烯工藝很好地解決了上述問題。苯加氫制環(huán)己烯采 用一種含釕的金屬催化劑，反應(yīng)在均相體系中進(jìn)行，以水為連續(xù)相，催化劑懸浮在水相中， 苯作為有機(jī)相，以小液滴的形式均勻分散在水相中，氫氣以鼓泡的形式進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng) 物在攪拌器剪切力的作用下和催化劑充分接觸，高選擇性和高轉(zhuǎn)化率地生成環(huán)己烯。苯加氫制環(huán)己烯反應(yīng)原子利用率高，綠色環(huán)保，但反應(yīng)體系中存在氣-液-液-固 四相，反應(yīng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，催化劑的實(shí)驗(yàn)室評價(jià)存在困難。目前苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià) 是在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行的。評價(jià)裝置通常為一臺容積在0. 3L 3L之間的磁力攪拌高壓 反應(yīng)釜內(nèi)。其過程為，將一定量的苯加氫催化劑、載體、助劑及脫鹽水加入到反應(yīng)釜內(nèi)，利用 氫氣將反應(yīng)釜內(nèi)壓力升高至反應(yīng)壓力(一般為4 8MPa)后，反應(yīng)釜升溫至反應(yīng)溫度(一般 為120 160°C )，接著向反應(yīng)釜內(nèi)加入一定量的作為反應(yīng)原料的苯，開始反應(yīng)，在5分鐘、 10分鐘、15分鐘、20分鐘和25分鐘時(shí)分別取樣，反應(yīng)結(jié)束。所取樣品采用氣相色譜進(jìn)行分 析。在上述苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)方法中，由于評價(jià)裝置本身的限制，反應(yīng)產(chǎn)物 無法從反應(yīng)釜內(nèi)取出，催化劑僅能進(jìn)行單次反應(yīng)，催化劑尚未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此所獲得結(jié) 果不能真實(shí)反映催化劑的性能。為了能夠獲得催化劑穩(wěn)定狀態(tài)下的催化性能，需要能夠卸 出反應(yīng)產(chǎn)物和補(bǔ)充反應(yīng)原料的催化劑評價(jià)系統(tǒng)，這樣一方面可以更準(zhǔn)確地獲得催化劑的催 化性能，另一方面也可以考察苯加氫制環(huán)己烯催化劑長時(shí)間運(yùn)行后的壽命參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置的不足，提供一種可以 在擬連續(xù)狀態(tài)下對苯加氫制環(huán)己烯催化劑進(jìn)行評價(jià)的裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置，包括高壓反應(yīng)釜1，還包括進(jìn)料罐2、進(jìn)料 緩沖罐3、取樣罐4、冷卻器5、氣液分離罐6和產(chǎn)品收集瓶7，進(jìn)料罐2通過管道依次與進(jìn)料 緩沖罐3和高壓反應(yīng)釜1連接，高壓反應(yīng)釜1通過管道依次與冷卻器5、氣液分離罐6和產(chǎn) 品收集瓶7連接，進(jìn)料緩沖罐3的上部設(shè)置有排空管，氣液分離罐6的上部設(shè)置有排空管， 產(chǎn)品收集瓶7的上部設(shè)置有排空管，高壓反應(yīng)釜1內(nèi)設(shè)置有取樣管8，取樣管8與設(shè)置在高 壓反應(yīng)釜1外部的取樣罐4連接，氫氣輸入管通過三通分別與進(jìn)料緩沖罐3的上部和取樣 管9連接。
本發(fā)明的一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置，主要針對普通磁力攪拌高壓反應(yīng) 釜應(yīng)用于苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)過程的缺點(diǎn)，增加了反應(yīng)物進(jìn)料系統(tǒng)和反應(yīng)產(chǎn)物取出 系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對苯加氫制環(huán)己烯催化劑試樣的多次反應(yīng)評價(jià)，獲得擬連續(xù)狀態(tài)下催化劑 活性和壽命參數(shù)。這里的“擬連續(xù)狀態(tài)”是利用多次間歇反應(yīng)模擬連續(xù)流動的狀態(tài)。在工 業(yè)苯加氫生產(chǎn)裝置中，催化劑處于平推流的狀態(tài)，而在催化劑評價(jià)裝置中的反應(yīng)是典型的 全混流。本發(fā)明提供一種對同一催化劑樣品進(jìn)行多次全混流反應(yīng)評價(jià)的手段，從而實(shí)現(xiàn)擬 連續(xù)狀態(tài)下的催化劑樣品評價(jià)過程。


圖1為本發(fā)明的示意圖。圖2為評價(jià)操作中第20分鐘時(shí)所取樣品轉(zhuǎn)化率、選擇性隨反應(yīng)次數(shù)的變曲線。圖3為評價(jià)操作中第20分鐘時(shí)所取樣品轉(zhuǎn)化率、選擇性隨反應(yīng)次數(shù)的變曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來具體說明本發(fā)明，但附圖和實(shí)施例并不構(gòu)成對本發(fā) 明的限制。一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置(見圖1)，包括高壓反應(yīng)釜1，還包括進(jìn)料罐 2、進(jìn)料緩沖罐3、取樣罐4、冷卻器5、氣液分離罐6和產(chǎn)品收集瓶7，進(jìn)料罐2通過管道依次 與進(jìn)料緩沖罐3和高壓反應(yīng)釜1連接，高壓反應(yīng)釜1通過管道依次與冷卻器5、氣液分離罐 6和產(chǎn)品收集瓶7連接，進(jìn)料緩沖罐3的上部設(shè)置有排空管，氣液分離罐6的上部設(shè)置有排 空管，產(chǎn)品收集瓶7的上部設(shè)置有排空管，高壓反應(yīng)釜1內(nèi)設(shè)置有取樣管8，取樣管8與設(shè)置 在高壓反應(yīng)釜1外部的取樣罐4連接，氫氣輸入管通過三通分別與進(jìn)料緩沖罐3的上部和 取樣管8連接。利用本發(fā)明進(jìn)行苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)，評價(jià)結(jié)束后，可以利用高壓反應(yīng)釜1 內(nèi)物料自身的能量將反應(yīng)體系中的氫氣和有機(jī)相閃蒸出來，以便對高壓反應(yīng)釜1內(nèi)的催化 劑樣品進(jìn)行重復(fù)評價(jià)。閃蒸出來的氫氣和有機(jī)氣體進(jìn)入冷卻器5，經(jīng)過冷卻后進(jìn)入氣液分離 罐6，氫氣從氣液分離罐6上部的排空管排空，冷凝下來的有機(jī)相從氣液分離罐6下部的管 道進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶7，為了實(shí)現(xiàn)對高壓反應(yīng)釜1內(nèi)的反應(yīng)體系取樣，在高壓反應(yīng)釜1內(nèi)設(shè)置 的一根取樣管8，取樣管插入高壓反應(yīng)釜1的底部，取樣時(shí)高壓反應(yīng)釜1內(nèi)的反應(yīng)物經(jīng)過取 樣管8進(jìn)入取樣罐4，經(jīng)由取樣口采集后利用氣相色譜進(jìn)行分析。本發(fā)明的評價(jià)裝置，為了實(shí)現(xiàn)對高壓反應(yīng)釜的溫度、壓力和攪拌器的控制，裝置中 還可包括壓力表、溫度傳感器、攪拌器轉(zhuǎn)速傳感器以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)；為了保證安全，裝 置中高壓反應(yīng)釜上還可設(shè)置安全閥。上述作為高壓反應(yīng)釜的常規(guī)配置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員 所熟知的。本發(fā)明在評價(jià)苯加氫制環(huán)己烯催化劑的催化性能時(shí)，可以進(jìn)行多次評價(jià)操作，然 后以反應(yīng)次數(shù)為橫坐標(biāo)，以每次反應(yīng)過程中第20分鐘時(shí)所取樣品分析結(jié)果中的轉(zhuǎn)化率和 選擇性為縱坐標(biāo)進(jìn)行作圖，轉(zhuǎn)化率和選擇性均不隨評價(jià)操作次數(shù)變化的區(qū)域中的數(shù)據(jù)即為 催化劑穩(wěn)定狀態(tài)下苯加氫制環(huán)己烯催化劑的催化性能指標(biāo)值；對催化劑樣品進(jìn)行反復(fù)評價(jià) 操作直至催化劑失活，還可以獲得催化劑的壽命參數(shù)。在進(jìn)行反復(fù)評價(jià)操作過程中，為了實(shí)驗(yàn)精確，每一次取樣過程中取出的少量催化劑可以在下一次評價(jià)操作進(jìn)行前補(bǔ)加回反應(yīng)
^r ο實(shí)施例1第1次評價(jià)苯加氫制環(huán)己烯催化劑的催化活性的操作過程如下高壓反應(yīng)釜清洗干凈后，向高壓反應(yīng)釜1內(nèi)加入苯加氫制環(huán)己烯催化劑、助劑及 脫鹽水，反應(yīng)釜封閉嚴(yán)后，利用氫氣置換出高壓反應(yīng)釜1內(nèi)的空氣，啟動攪拌器，攪拌30min 后，開始升溫，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至150°C后，開始第1次投苯，加入進(jìn)料罐2的苯原料經(jīng)過 進(jìn)料緩沖罐3流進(jìn)高壓反應(yīng)釜1內(nèi)，開始反應(yīng)計(jì)時(shí)，每隔5分鐘從取樣口取樣一次，共取5 個(gè)樣品，取樣過程中先利用釜內(nèi)壓力通過取樣管8將少量樣品壓入取樣罐4內(nèi)，然后從取樣 口采集。利用氣相色譜分析所取樣品的組成。反應(yīng)進(jìn)行25分鐘后結(jié)束，有機(jī)產(chǎn)品蒸氣經(jīng)過 冷卻器5冷卻后，經(jīng)過氣液分離罐6進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶7，氫氣經(jīng)過氣液分離罐6從氣液分離 罐6的上部設(shè)置的排空管排至安全處。當(dāng)高壓反應(yīng)釜溫度降至100°C后，有機(jī)產(chǎn)品全部從高 壓反應(yīng)釜1內(nèi)排干凈，第1次評價(jià)操作結(jié)束。第1次評價(jià)操作結(jié)束后，開始進(jìn)行第2次評價(jià)操作。過程同第1次評價(jià)操作。經(jīng) 過多次評價(jià)操作至第20分鐘時(shí)所取樣品轉(zhuǎn)化率和選擇性恒定，即可獲得催化劑穩(wěn)定狀態(tài) 下的催化性能參數(shù)(見圖1)；繼續(xù)評價(jià)操作至第20分鐘時(shí)所取樣品轉(zhuǎn)化率和選擇性開始 降低，即可獲得催化劑的壽命參數(shù)(見圖2)。
權(quán)利要求
1. 一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置，包括高壓反應(yīng)釜(1)，其特征是還包括進(jìn)料 罐(2)、進(jìn)料緩沖罐(3)、取樣罐(4)、冷卻器(5)、氣液分離罐(6)和產(chǎn)品收集瓶(7)，所述 進(jìn)料罐( 通過管道依次與所述進(jìn)料緩沖罐C3)和所述高壓反應(yīng)釜(1)連接，所述高壓反 應(yīng)釜(1)通過管道依次與冷卻器(5)、氣液分離罐(6)和產(chǎn)品收集瓶(7)連接，所述進(jìn)料緩 沖罐C3)的上部設(shè)置有排空管，所述氣液分離罐(6)的上部設(shè)置有排空管，所述產(chǎn)品收集瓶 (7)的上部設(shè)置有排空管，所述高壓反應(yīng)釜(1)內(nèi)設(shè)置有取樣管(8)，所述取樣管(8)與設(shè) 置在所述高壓反應(yīng)釜(1)外部的所述取樣罐(4)連接，氫氣輸入管通過三通分別與進(jìn)料緩 沖罐(3)的上部和所述取樣管(8)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種苯加氫制環(huán)己烯催化劑評價(jià)裝置，高壓反應(yīng)釜，進(jìn)料罐通過管道依次與進(jìn)料緩沖罐和高壓反應(yīng)釜連接，高壓反應(yīng)釜通過管道依次與冷卻器、氣液分離罐和產(chǎn)品收集瓶連接，高壓反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置有取樣管，取樣管與設(shè)置在高壓反應(yīng)釜外部的取樣罐連接，氫氣輸入管通過三通分別與進(jìn)料緩沖罐的上部和取樣管連接，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對苯加氫制環(huán)己烯催化劑試樣的多次反應(yīng)評價(jià)，獲得擬連續(xù)狀態(tài)下催化劑活性和壽命參數(shù)。
文檔編號B01J3/04GK102139194SQ20101061372
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉 文, 劉楠, 孫世謙, 孫海杰, 孫艷行, 宋輝, 張媛, 張蒙, 曹振巖, 楊克儉, 梁瑩, 王志文, 王海國, 袁學(xué)民, 錢震 申請人:中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司