專利名稱：催化劑活性評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉催化劑活性評價裝置。
背景技術(shù)：
目前催化劑活性評價裝置結(jié)構(gòu)復雜、成本高。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題在于解決催化劑活性評價裝置結(jié)構(gòu)復雜、成本高的問題。為了解決以上問題，本實用新型提供了ー種催化劑活性評價裝置，包括至少ー氧化碳、氫氣、氦氣、空氣和標準氣等反應氣源，反應爐，熱陷部分，冷陷部分、第一收集器、第ニ收集器和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)；一氧化碳、氫氣、氦氣氣源混合后一部分通過管道和反應爐連接，另一部分通過管道和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)連接；從反應爐出來的氣體進入熱阱部分后分為三個部分，一部分在進入熱阱后在一定的壓カ下進入第一收集器，一部分進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，一部分氣體進入冷阱；從反應爐出來的氣體進入冷阱后分為兩股氣流，一部分氣體在冰水混合浴下進入第二收集器，另一部分氣體進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)；氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)至少包括I個T⑶，I個FID檢測器，熱阱來的氣體進入FID監(jiān)測器，冷阱來的氣體進入T⑶檢測器。進ー步，作為優(yōu)選，氫氣、氦氣以及ー氧化碳在接入管道前先接入純化裝置。進ー步，作為優(yōu)選，純化裝置由沸石、銅或者鋅構(gòu)成。進一歩，作為優(yōu)選，純化裝置后面接有質(zhì)量流量控制器。進ー步，作為優(yōu)選，反應爐是三段式加熱爐，有三段加熱區(qū)域，以確保反應爐內(nèi)上、
中、下溫度一致。進ー步，作為優(yōu)選，反應爐內(nèi)有兩根大小一祥的反應器。進一歩，作為優(yōu)選，反應爐出來的氣體管道外包ー層加熱帶。進ー步，作為優(yōu)選，氣體進入T⑶檢測器之前連接ー微粒過濾器。進ー步，作為優(yōu)選，氣體進入FID之前連接ー針閥和ー微粒過濾器。進ー步，作為優(yōu)選，T⑶和FID監(jiān)測器出來的氣體連接一止逆閥。本實用新型有益效果，由于反應爐結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡單、成本低。

當結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定，其中圖I催化活性評價裝置實施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下參照圖對本實用新型的實施例進行說明。為使上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進ー步詳細的說明。如圖I所示，催化劑活性評價裝置，包括至少ー氧化碳I、氫氣2、氦氣3、空氣4和標準氣5等反應氣源，反應爐6，熱陷部分7，冷陷部分8、第一收集器9、第二收集器10和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11 ;所述ー氧化碳I、氫氣2、氦氣3氣源混合后一部分通過管道和反應爐6連接，另一部分通過管道和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11連接；從反應爐6出來的氣體進入熱阱部分7后分為三個部分，一部分在進入熱阱后在一定的壓カ下進入第一收集器9，一部分進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11，一部分氣體進入冷阱8 ;從反應爐6出來的氣體進 入冷阱8后分為兩股氣流，一部分氣體在冰水混合浴下進入第二收集器10，另一部分氣體進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11 ;所述氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11至少包括I個TCD，I個FID 檢測器，熱阱7來的氣體進入FID監(jiān)測器，冷阱6來的氣體進入T⑶檢測器。實施例F-T(Fischer-TropschSythesis)費托合成是指以合成氣為原料,在催化劑和適當反應條件下合成以石蠟烴為主的液體燃料的エ藝過程。是將煤和天然氣轉(zhuǎn)化為液體燃料的核心技木。Cosmas公司主要以ー氧化碳和氫氣為主要原料在鐵或者鈷催化劑下進行F-T合成，主要得到的產(chǎn)品有汽油、柴油以及石蠟類等。原料氣ー氧化碳與氫氣經(jīng)過純化除去其中的氧、水和其他雜質(zhì)后，由流量控制器調(diào)節(jié)流量，進入反應爐，反應產(chǎn)物中石蠟類在一定的壓カ下可以在熱阱中收集，其余產(chǎn)物通過冷卻在冷阱中收集。同時該裝置配備了在線色譜監(jiān)測。該氣相色譜同時有熱導檢測器(TCD)以及氫火焰檢測器(FID)，可以同時分析熱阱來的氣體以及冷阱來的氣體。還可以通過分析原料氣體對比產(chǎn)物氣體，得到反應產(chǎn)物的組成和含量。當然，我們可以通過改變不同的原料氣體，測試不同反應的催化反應性能，不僅僅局限于費托反應合成，這里主要僅對費托合成反應裝置進行簡單介紹。這套費托反應裝置主要管路是由1/8英寸的不銹鋼管搭建而成，可以分為5個部分，見圖I。第一部分反應氣源。主要有原料氣為ー氧化碳I和氫氣2，氣相色譜的載氣氦氣3以及空氣4和標準氣5。其中氫氣2，氦氣3以及ー氧化碳I在使用前須經(jīng)過純化裝置除去其中的水分，氧氣和其他雜質(zhì)，以防止催化劑中毒和失活，一般我們使用沸石除去其中的水分和一般雜質(zhì)，使用銅或者鋅去除其中的氧氣，在將純化裝置接入費托合成裝置之前，需要在氫氣氛圍下活化。其中沸石和銅、鋅的使用壽命為2 3年，需要再生。GC標準氣和空氣直接連接至氣相色譜。經(jīng)過純化的氫氣和一氧化碳以及氦氣由質(zhì)量流量控制器控制流速以調(diào)節(jié)H2/C0的比列，混合后分為兩股氣流，一部分進入反應區(qū)，一部分作為原料氣進入在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)。這一部分主要作用是提供及浄化反應物以及提供氣相色譜的載氣。第二部分反應爐6。經(jīng)過純化的氫氣2和一氧化碳I以及氦氣3混合后進入反應爐。反應爐6是三段式加熱爐，所謂三段式加熱爐是有三段加熱區(qū)域，以確保反應爐內(nèi)上、中、下溫度一致。反應爐最高可以達到的反應溫度為1200。在反應爐內(nèi)有兩根大小一祥的反應器，這樣一次可以裝置兩組不同的催化劑進行反應，一般而言費托合成的催化劑為鐵或者鈷催化劑，主要反應為nC0+2nH2 [_CH2-]n+nH20，反應條件會根據(jù)催化劑的不同而不同，一般反應溫度為250 4002. 5MPa左右，H2/CO在O. 8 2. 5。反應產(chǎn)物一般可以分為有甲烷，C2-C4烴，C5-C21烴，C22及以上的烴。第三部分熱阱部分7。從反應爐6出來的氣體管道用加熱帶加熱以確保所有產(chǎn)物均為氣相，進入熱阱后分為三個部分，一部分C22以上的產(chǎn)物一般是石蠟和水在進入熱阱后在一定的壓カ下進入第一收集器9，由于加熱帶的溫度一般控制在150左右，這時候的C22以上的氣體產(chǎn)物為液體，可以在收集器內(nèi)收集；一部分C21以下產(chǎn)物氣體進入在線氣相色譜監(jiān)測11，同樣，這一部分管道仍需要加熱帶纏繞；一部分產(chǎn)物氣體進入冷阱。熱阱部分的作用主要將石蠟和水從產(chǎn)物中分離出去。第四部分冷阱部分8。產(chǎn)物氣體進入冷阱后分為兩股氣流，一部分C5 C21產(chǎn)物氣體在冰水混合浴(O)下進入第二收集器9，一般為汽油柴油等烴類產(chǎn)品，這是由于這部分氣體在O下為液體，可以收集；另一部分氣體也進入在線氣相色譜監(jiān)測。冷阱部分8的主要作用將汽油、柴油等烴類物質(zhì)從產(chǎn)品中分離。第五部分氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)11。氣相色譜監(jiān)測系統(tǒng)11部分比較復雜,此氣 相色譜有2個T⑶，I個FID檢測器。熱阱來的氣體進入FID監(jiān)測器，由于可以進行兩組反應，故由圖中可以看出，由反應器I得到的產(chǎn)物進入對應的FIDl in,由反應器2得到的產(chǎn)物進入對應的FID2in。冷阱來的氣體進入TCD檢測器，同樣由反應器I得到的產(chǎn)物進入對應的T⑶I in，由反應器2得到的產(chǎn)物進入對應的T⑶2in，產(chǎn)物氣體進入T⑶之前必須連接一微粒過濾器，進入FID之前須連接ー針閥和ー微粒過濾器。從T⑶和FID監(jiān)測器出來的氣體需連接一止逆閥，以防止氣體倒流回氣相色譜內(nèi)，該氣體通過三通閥調(diào)節(jié)可以通過皂膜流量計單元來測定氣體的流速，以校準質(zhì)量流量控制器的流速，也可以通過過濾器過濾完有害氣體后排空。氣相色譜在線監(jiān)測裝置的主要作用是分析催化劑的活性，反應物的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)物的選擇性。通過這套裝置以及配套軟件我們可以分析費托合成產(chǎn)品的組分以及含量?？梢缘贸龇磻幕钚?，反應物的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)物的選擇性，當然我們可以根據(jù)調(diào)節(jié)不同的催化劑來得到不同的主要產(chǎn)品如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.催化劑活性評價裝置，其特征在于，包括至少ー氧化碳、氫氣、氦氣、空氣和標準氣等反應氣源，反應爐，熱陷部分，冷陷部分、第一收集器、第二收集器和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)；所述ー氧化碳、氫氣、氦氣氣源混合后一部分通過管道和反應爐連接，另一部分通過管道和氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)連接；從反應爐出來的氣體進入熱阱部分后分為三個部分，一部分在進入熱阱后在一定的壓カ下進入第一收集器，一部分進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，一部分氣體進入冷阱；從反應爐出來的氣體進入冷阱后分為兩股氣流，一部分氣體在冰水混合浴下進入第二收集器，另一部分氣體進入氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)；所述氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)至少包括I個T⑶，I個FID檢測器，熱阱來的氣體進入FID監(jiān)測器，冷阱來的氣體進入T⑶檢測器。
2.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述氫氣、氦氣以及ー氧化碳在接入管道前先接入純化裝置。
3.如權(quán)利要求2所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述純化裝置由沸石、銅或者鋅構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述催化劑活性評價裝置，其特征在干，所述純化裝置后面接有質(zhì)量流量控制器。
5.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述反應爐是三段式加熱爐，有三段加熱區(qū)域，以確保反應爐內(nèi)上、中、下溫度一致。
6.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述反應爐內(nèi)有兩根大小一樣的反應器。
7.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述反應爐出來的氣體管道外包一層加熱帯。
8.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述氣體進入TCD檢測器之前連接ー微粒過濾器。
9.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述氣體進入FID之前連接ー針閥和ー微粒過濾器。
10.如權(quán)利要求I所述催化劑活性評價裝置，其特征在于，所述T⑶和FID監(jiān)測器出來的氣體連接一止逆閥。
專利摘要本實用新型提供了催化劑活性評價裝置，包括至少一氧化碳、氫氣、氦氣、空氣和標準氣等反應氣源，反應爐，熱陷部分，冷陷部分、第一、第二收集器和氣相色譜監(jiān)測系統(tǒng)；一氧化碳、氫氣、氦氣氣源混合后一部分和反應爐連接，另一部分和氣相色譜監(jiān)測系統(tǒng)連接；從反應爐出來的氣體進入熱阱部分后分為三個部分，一部分在進入熱阱后在壓力下收集，一部分進入氣相色譜監(jiān)測系統(tǒng)，一部分進入冷阱；從反應爐出來的氣體進入冷阱后分為兩股氣流，一部分氣體在冰水混合浴下收集，另一部分進入氣相色譜監(jiān)測系統(tǒng)；氣相色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)至少包括1個TCD，1個FID檢測器，熱阱來的氣體進入FID監(jiān)測器，冷阱來的氣體進入TCD檢測器。
文檔編號G01N30/78GK202649187SQ201220285849
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者包吉氫, 成春春, 威廉·海克, 卡爾文·巴斯羅姆, 凱爾·布魯納 申請人:北京恒德水沐土地修復環(huán)?？萍加邢薰?br>