用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，主要解決以往技術中存在的取樣過程繁瑣、分析周期長、工作量大、數(shù)據(jù)處理復雜、分析準確性差的問題，本實用新型通過采用串聯(lián)的兩個定量管同時取樣，一個定量管采集的樣品經(jīng)反吹水、C2及C2以上的組分后切換至分析柱，經(jīng)分離后全部由熱導檢測器檢測；另一個定量管采集的樣品經(jīng)分析柱分離后分別經(jīng)氫火焰離子檢測器檢測的技術方案，較好地解決了合成氣制低碳烯烴反應產(chǎn)物取樣過程繁瑣、分析周期長、數(shù)據(jù)處理復雜、分析準確性差的問題，可用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物在線分離。
【專利說明】用于合成氣制低碳婦炫產(chǎn)物的分離裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于合成氣制低碳帰姪產(chǎn)物的分離裝置，特別是關于合成氣 制低碳帰姪產(chǎn)物Cl?C20+姪類、無機產(chǎn)物0)2、反應原料CO和& W及內標氣馬等的在線 分離裝置。

【背景技術】
[0002] 20世紀70年代W來，能源開發(fā)和環(huán)境保護成為人類社會生存和發(fā)展的兩大戰(zhàn)略 主題。隨著自然資源的不斷消耗，積極尋求和開發(fā)新的能源體系已擺到十分迫切的位置。從 世界能源結構來看，煤炭占78. 9%，石油僅占6. 6%。作為世界最大的產(chǎn)煤國，我國富煤少 油的能源結構特點更為明顯，從資源利用和環(huán)境保護的角度出發(fā)，利用高效潔凈煤炭資源 技術，開發(fā)"綠色燃料"具有重要的戰(zhàn)略意義和應用前景。GTO是W合成氣（H2+C0)為原料， 制得Cl?C4帰姪及副產(chǎn)汽、柴油等觸分的反應。該方法是將煤炭、天然氣轉化為清潔液體 燃料和化學品的重要途徑，也是煤炭高效潔凈利用的有效方法。
[0003] 目前，對GTO反應的研究主要集中在催化劑研發(fā)制備、反應器選型和工藝條件優(yōu) 化等方面。GTO反應產(chǎn)物的分析表征作為評價催化劑性能和工藝條件優(yōu)化的眼睛，必然也是 該反應研究過程必不可少的環(huán)節(jié)。成熟可靠的產(chǎn)物分析表征方法是把握反應特征、改進催 化劑制備、優(yōu)化反應工藝及推動GTO項目走向工業(yè)化的重要手段。
[0004] GTO產(chǎn)物組成極為復雜，包括Cl?C20+姪類、含氧化合物及無機組分等。在大 多數(shù)的研究中，未反應的原料和非冷凝性的產(chǎn)物，比如Cl?巧姪類，（?等會在線進行分 析；而可冷凝的產(chǎn)物，比如C6 W上的姪類，含氧化合物和&0等，將會被收集分離成油相和 水相分別進行離線分析值ictor,R.A. ;Bell,A.T. On-Line Analysis of Fischer-Tropsch Synthesis Products. Ind. E；ng. Qiem. F^mdam. 1984, 23, 252-256.)。甚至有的研究米用全離 線分析方法進行組分分析。該些分析方法對產(chǎn)物中各個組分的鑒定十分準確清晰，但也存 在很多不足之處；(1)在定量過程中，收集的產(chǎn)物分離后每一相的體積必須精確測定。某些 組分可能出現(xiàn)在多相中，且在某一相中的含量很少，但是在分析計算時必須把該些痕量組 分考慮進去，W免影響整體產(chǎn)物的選擇性分布；口)在樣品的收集與處理的過程中難免發(fā)生 產(chǎn)物蒸發(fā)、再次氧化等情況，甚至在冷凝過程會有化學反應發(fā)生，比如酸與醇發(fā)生的醋化反 應；樹反應器必須在高負荷狀態(tài)下反應，W保證足夠高的轉化率，得到足夠多的產(chǎn)物可W進 行冷凝收集分離操作，從而通過分析得到結果反饋指導下一步研究。該樣就很難實現(xiàn)理想 的動力學模型研究；(4)從樣品收集處理開始到完成所有組分的分析整個時間周期比較長， 對判別催化劑是否失活、改變工藝條件十分不利。


【發(fā)明內容】

[0005] 本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中存在的合成氣制低碳帰姪產(chǎn)物 Cl?C20+姪類、無機產(chǎn)物C〇2、反應原料CO和& W及內標氣馬在線分離困難的問題。提 供了一種新的用于合成氣制低碳帰姪產(chǎn)物的分離裝置，該裝置用于合成氣制低碳帰姪產(chǎn)物 Cl?C20+姪類、無機產(chǎn)物0)2、反應原料CO和& W及內標氣馬的在線分離時，具有取樣過 程簡單、分析周期短、數(shù)據(jù)處理簡單、分析準確性高的優(yōu)點。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下；一種用于合成氣制低 碳帰姪產(chǎn)物的分離裝置，包括樣品收集器（4)、連接管線巧）、十通進樣閥化）、六通隔離閥 (7) 、六通進樣閥巧）、第一定量管巧）、第二定量管（10)、揮發(fā)性物質進樣口（11)、填充柱 預柱（12)、第一分析柱（13)、第二分析柱（14)、第H分析柱（15)、第四分析柱（16)、阻尼閥 (17)、第一阻尼柱（18)、電磁切換閥（19)、壓力控制器（20)、熱導檢測器（21)、第一氨火焰 離子化檢測器（22)和第二氨火焰離子化檢測器（23)、高溫閥箱（24)、第一H通閥（25)和 第二H通閥（26)、第二阻尼管（30);其中，高溫閥箱（24)內裝有十通進樣閥化）、六通隔離 閥（7)和六通進樣閥巧），第一定量管（9)和第二定量管（10)通過十通進樣閥化）的9號 位化-9)和六通進樣閥（8)的1號位（8-1)進行串聯(lián)連接；第一分析柱（13) -端連接十通 進樣閥做的6號位化-6)，另一端連接六通隔離閥（7)的5號位（7-5);十通進樣閥化） 上的4號位化-4)和7號位化-7)分別連接有第一載氣入口（27)和第二載氣入口（28)， 十通進樣閥化）的1號位化-1)和8號位化-8)分別連接第一定量管巧）的兩端，十通進 樣閥做的2號位（6-?和5號位（6-?分別連接填充柱預柱兩端，十通進樣閥化） 的3號位（6-：3)為放空端，十通進樣閥做的10號位（6-10)為樣品入口端與第二立通閥 (26)的一端相連；六通隔離閥（7)的1號位（7-1)和6號位（7-6)分別與阻尼閥（17)兩端 相連，六通隔離閥（7)的3號位（7-3)與4號位（7-4)分別與第二分析柱（14)兩端相連， 六通隔離閥（7)的2號位（7-2)連接熱導檢測器（21);六通進樣閥巧）的3號位巧-3)和 6號位巧-6)分別連接第二定量管（10)的兩端，六通進樣閥做的5號位巧為第立載 氣入口（29)，六通進樣閥巧）的2號位巧-2)為放空端，六通進樣閥（8)的4號位巧-4)與 揮發(fā)性物質進樣口（11)相連，揮發(fā)性物質進樣口（11)的出口連接第H分析柱（15) -端； 第H分析柱（15)另一端連接中也切割系統(tǒng)中間接口，第四分析柱（16)兩端連接分別連接 第二氨火焰離子化檢測器（23)和中也切割系統(tǒng)右邊接口，第一阻尼柱（18)連接中也切割 系統(tǒng)左邊接口和第一氨火焰離子化檢測器（22)，電磁切換閥（19)的出口兩端連接第二阻 尼管（30)，并與壓力控制器（20)連接。
[0007] 上述技術方案中，所述的樣品收集器（4)內壓力與大氣壓平衡；連接管線（5)具 有獨立調溫和控溫功能，溫度范圍為常溫?20(TC ;高溫閥箱（24)最高溫度控制在35CTC ; 第一H通閥（25)和第二（26)優(yōu)選為耐35CTC高溫的零死體積H通閥；預分離柱（12)優(yōu)選 為化yeSep D填充柱，內徑為3?5毫米，長為150?220毫米；第一分析柱（13)優(yōu)選為 化yeSep D填充柱，內徑為3?5毫米，長為150?500毫米；第二分析柱（14)優(yōu)選為5A 分子篩填充柱，內徑為3?5毫米，長為150?500毫米；第一阻尼柱（18)優(yōu)選為空毛細管 柱，內徑為0. 1?0. 2毫米，長為0. 1?1米；第H分析柱（15)優(yōu)選為非極性毛細管柱，內 徑為0. 1?0. 53毫米，長為15?100米；第四分析柱（16)優(yōu)選為大口徑極性毛細管色譜 柱，內徑為0. 1?0. 53毫米，長為15?100米。
[0008] 使用本發(fā)明提供的分析系統(tǒng)對姪類和無機氣體進行切割分析時，采用十通進樣閥 (6)切換、六通隔離閥（7)切換W及電磁切換閥（19)進行氣體流路的調節(jié)，并分別采用阻尼 閥（17)、阻尼柱（18)和阻尼管（30)進行壓力平衡調節(jié)，被分析物經(jīng)反吹掉C2及C2 W上的 組分后全部進入第一分析柱（13)，通過六通隔離閥（7)將先流出的馬、CH4、CO隔離第二分 析柱（14)中，使得不保留組分&和(?先流出，并通過同一 TCD檢測器檢測。使用本實用 新型提供的分離系統(tǒng)對姪類組分進行分析時，被分析物從第二定量管（10)帶入揮發(fā)性物 質進樣口（11)后全部進入第H分析柱（15)，通過電磁切換閥（19)切換將Cl?C4姪類導 入第四分析柱（16)分離，兩色譜柱分別連接不同氨火焰檢測器進行檢測。
[0009] 將本實用新型的在線分離裝置用于配制的標準氣體樣品（含氨氣、甲焼、二氧化 碳、一氧化碳和氮氣）、Cl?C4姪類標準氣體樣品和巧?C18標準品的分析測定，采用完 全相同的色譜分析條件，可分別測定被分析物中的無機氣體和姪類，測定結果與標準樣品 配制的濃度一致，能夠滿足常規(guī)樣品的測定，同時應用本實用新型的在線分離裝置進行實 際在線樣品的測定，測定結果也比較理想。本實用新型的在線分離裝置與常規(guī)裝置相比，一 套裝置可W代替常規(guī)離線評價裝置H套儀器的工作，操作簡單，無須繁瑣的取樣步驟，大大 縮短分析周期；采用在線取樣技術和管路保溫措施有效地防止了樣品揮發(fā)與冷凝，而且不 需要常規(guī)裝置的數(shù)據(jù)合并處理，直接歸一，數(shù)據(jù)處理大為簡化，克服了使用常規(guī)裝置測定樣 品時相對誤差大、準確性差的弊端。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型在線分離裝置的流程示意圖。
[0011] 圖1中1為反應器，2為熱阱，3為冷阱，4為樣品收集器，5為連接管線，6為十通 進樣閥，7為六通隔離閥，8為六通進樣閥，9和10為定量管，11為揮發(fā)性物質進樣口，12為 填充柱預柱，13為HayeSep D色譜柱，14為5A分子篩柱，15為HP-I色譜柱，16為HP-A1/M 色譜柱，17為阻尼閥，18為阻尼柱，19為電磁切換閥，20為壓力控制器，21為熱導檢測器， 22、23為氨火焰離子化檢測器，24為高溫閥箱，25、26為零死體積H通閥，27、28、29為載氣 入口，30為阻尼管。
[001引工作流程：
[0013] 反應器1出來的反應產(chǎn)物，經(jīng)熱阱2、H通閥26分成2路，大部分樣品進入樣品收 集器4,少部分樣品經(jīng)樣品傳輸管線5進入恒溫閥箱24,經(jīng)定量管9和10同時進行采樣。
[0014] 其中定量管9采集的樣品經(jīng)十通進樣閥6切換導入預分離柱12,水、C2及C2 W上 的組分經(jīng)閥6切換全部反吹，其他組分進入色譜柱13,不保留組分氨氣經(jīng)色譜柱13留出經(jīng) 熱導檢測器21檢測；經(jīng)色譜柱13先分離的氮氣、甲焼和一氧化碳由閥7切換隔離于色譜柱 14中，待二氧化碳從色譜柱13留出經(jīng)阻尼閥17至熱導檢測器21檢測后，再通過閥7切換 將該些組分導入熱導檢測器21檢測。
[0015] 定量管10采集的樣品經(jīng)閥8切換導入揮發(fā)性物質進樣口 11之后全部進入色譜柱 15,經(jīng)氨火焰檢測器22檢測；通過電磁切換閥19切換將色譜柱15上的Cl?C4姪類組分 切入色譜柱16進一步分離并通過氨火焰檢測器23檢測；整個過程通過壓力控制器20保持 系統(tǒng)壓力平衡。
[0016] 下面通過實施例對本實用新型作進一步的闡述，但本實用新型并不限于此。

【具體實施方式】
[0017] 【實施例1】
[001引采用圖1所示的在線分離裝置，對標準混合氣（含氨氣、甲焼、二氧化碳、一氧化碳 和氮氣）進行分析，典型的色譜分析條件見表I，標樣組成及分析結果見表2。
[001引 表1
[0020]

【權利要求】
1. 一種用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，包括樣品收集器（4)、連接管線（5)、 十通進樣閥（6)、六通隔離閥（7)、六通進樣閥（8)、第一定量管（9)、第二定量管（10)、揮 發(fā)性物質進樣口（11)、填充柱預柱（12)、第一分析柱（13)、第二分析柱（14)、第三分析柱 (15)、第四分析柱（16)、阻尼閥（17)、阻尼柱（18)、電磁切換閥（19)、壓力控制器（20)、熱 導檢測器（21)、第一氫火焰離子化檢測器（22)和第二氫火焰離子化檢測器（23)、高溫閥 箱（24)、第一三通閥（25)和第二三通閥（26)、阻尼管（30);其中，高溫閥箱（24)內裝有十 通進樣閥（6)、六通隔離閥（7)和六通進樣閥（8)，第一定量管（9)和第二定量管（10)通過 十通進樣閥（6)的9號位（6-9)和六通進樣閥（8)的1號位（8-1)進行串聯(lián)連接；第一分 析柱（13) -端連接十通進樣閥（6)的6號位（6-6)，另一端連接六通隔離閥（7)的5號位 (7-5);十通進樣閥（6)上的4號位（6-4)和7號位（6-7)分別連接有第一載氣入口（27)和 第二載氣入口（28)，十通進樣閥（6)的1號位（6-1)和8號位（6-8)分別連接第一定量管 (9)的兩端，十通進樣閥（6)的2號位（6-2)和5號位（6-5)分別連接填充柱預柱（12)兩 端，十通進樣閥（6)的3號位（6-3)為放空端，十通進樣閥（6)的10號位（6-10)為樣品入 口端與第二三通閥（26)的一端相連；六通隔離閥（7)的1號位（7-1)和6號位（7-6)分別 與阻尼閥（17)兩端相連，六通隔離閥（7)的3號位（7-3)與4號位（7-4)分別與第二分析 柱（14)兩端相連，六通隔離閥（7)的2號位（7-2)連接熱導檢測器（21);六通進樣閥（8) 的3號位（8-3)和6號位（8-6)分別連接第二定量管（10)的兩端，六通進樣閥（8)的5號 位（8-5)為第三載氣入口（29)，六通進樣閥（8)的2號位（8-2)為放空端，六通進樣閥（8) 的4號位（8-4)與揮發(fā)性物質進樣口（11)相連，揮發(fā)性物質進樣口（11)的出口連接第三 分析柱（15) -端；第三分析柱（15)另一端連接中心切割系統(tǒng)中間接口，第四分析柱（16) 兩端連接分別連接第二氫火焰離子化檢測器（23)和中心切割系統(tǒng)右邊接口，阻尼柱（18) 連接中心切割系統(tǒng)左邊接口和第一氫火焰離子化檢測器（22)，電磁切換閥（19)的出口兩 端連接阻尼管（30)，并與壓力控制器（20)連接。
2. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的樣 品收集器（4)內壓力與大氣壓平衡。
3. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的連 接管線（5)具有獨立調溫和控溫功能，溫度范圍為常溫?200°C。
4. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的高 溫閥箱（24)最高溫度控制在350°C。
5. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的預 分離柱（12)為HayeS印D填充柱，內徑為3?5毫米，長為150?220毫米。
6. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的第 一分析柱（13)為HayeSep D填充柱，內徑為3?5暈米，長為150?500暈米。
7. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的第 二分析柱（14)米用了 5A分子篩填充柱，內徑為3?5暈米，長為150?500暈米。
8. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的阻 尼柱（18)為空毛細管柱，內徑為0. 1?0. 2毫米，長為0. 1?1米。
9. 按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的第 三分析柱（15)為非極性毛細管柱，內徑為0. 1?0. 53暈米，長為15?100米。
10.按照權利要求1所述用于合成氣制低碳烯烴產(chǎn)物的分離裝置，其特征在于所述的 第四分析柱（16)為大口徑極性毛細管色譜柱，內徑為0. 1?0.53毫米，長為15?100米。
【文檔編號】G01N30/06GK204154690SQ201420628192
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權日:2014年10月27日
【發(fā)明者】顧一丹, 李繼文, 陶躍武, 宋衛(wèi)林 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院