放大制備的催化劑經(jīng)實驗室評價合格后，有時還須進(jìn)行中型評價試驗或工業(yè)裝置的側(cè)線試驗。

     中型評價裝置所使用的催化劑，必須是經(jīng)實驗室小試評審或鑒定通過，并由中試放大裝置得到重復(fù)結(jié)果，具有較好穩(wěn)定性的催化劑。中型評價裝置的催化劑裝填量一般介于實驗室評價裝置及工業(yè)反應(yīng)器裝填量之間，反應(yīng)所用原料則必須與工業(yè)大裝置相一致。

     經(jīng)中型評價裝置考核，催化劑應(yīng)重復(fù)實驗室小試的催化活性、選擇性，并進(jìn)行較長時間的壽命試驗。由于小于中試規(guī)模的試驗數(shù)據(jù)一般不能作為工程設(shè)計的可靠依據(jù)，因此也可通過中型評價裝置測定所需要的工程設(shè)計數(shù)據(jù)，或進(jìn)行宏觀動力學(xué)考察。

    從考察催化劑放大性能出發(fā)，國內(nèi)廣泛使用的工業(yè)裝置側(cè)線試驗、工業(yè)列管反應(yīng)器中的單管試驗等，其效果與中型評價裝置相近，但比后者更為簡便、經(jīng)濟(jì)。有時還可進(jìn)行比中試周期更長的試驗，而其反應(yīng)條件則與工業(yè)裝置相同。如側(cè)線試驗是在運(yùn)行的工業(yè)裝置上以小口徑側(cè)線引出部分工藝氣體，至側(cè)線催化反應(yīng)器中進(jìn)行評價考核，反應(yīng)后氣體則可返回至原工業(yè)裝置主流工藝氣中繼續(xù)使用。下面給出了碳四餾分選擇加氫催化劑側(cè)線評價試驗示例。

1．反應(yīng)原理

      碳四餾分主要來源于石油煉制過程中產(chǎn)生的煉廠氣和石油裂解制乙烯的副產(chǎn)品，其含有約40％～50％的1,3-丁二烯，1,3-丁二烯是重要的化工原料，聚合級1,3-丁二烯要求純度＞99.7％，炔烴＜2.5x10-5。因此從碳四餾分中分離出1,3-丁二烯時必須將易使催化劑中毒的乙基乙炔、乙烯基乙炔及甲基乙炔除掉。工業(yè)上除去碳四餾分中炔烴的主要工藝有萃取精餾法及催化選擇加氫法。采用碳四餾分選擇加氫工藝，可將含有0.9％～1.3％炔烴的碳四餾分經(jīng)催化加氫處理，其炔烴可脫除至＜1.5x10-5，丁二烯損失＜1.5％。

選擇加氫主反應(yīng)為：

副反應(yīng)為：

聚合反應(yīng)n

   由于原料中1,3-丁二烯的含量是炔烴含量的近百倍，所以選擇加氫除炔烴催化劑的關(guān)鍵性能是保持對炔烴加氫的最大活性，同時又最大限度地抑制1,3-丁二烯的加氫反應(yīng)。

2．催化劑

    傳統(tǒng)的加氫催化劑活性組分采用VII族金屬，如Pd、Ni等，載體為Al2O3。  但單一金屬活性組分的催化劑、顯示加氫活性不高、產(chǎn)物中剩余炔烴含量較高，而且催化劑壽命也較短。

在以Pd為主活性組分的基礎(chǔ)上，又分別加入Ag、Cu、Pb等作為助催化劑組分制成雙金屬催化劑、其活性評價結(jié)果如表2-17所示?？梢钥闯觯尤胫呋瘎〤u后，加氫活性明顯提高、剩余炔烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至5．1x10-5，但運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，一段時間后，加氫活性顯著下降。加入助催化劑Pb時，催化劑負(fù)荷增大，但選擇性不理想，丁二烯損失仍較大。

表2-17 單金屬及雙金屬催化劑的反應(yīng)結(jié)果①

①液態(tài)空速10h-1 -H2／炔＝4（摩爾比）。

在雙金屬催化劑基礎(chǔ)上，又加入第三或第四金屬組分，使多種金屬元素高度分散在Al2O3 載體上，制成多金屬催化劑，表2-18示出了雙金屬與多金屬催化劑的反應(yīng)結(jié)果?？梢钥闯觯嘟饘俅呋瘎┘託浠钚悦黠@提高，加氫后剩余炔烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜1.5x10-5，丁二烯損失＜1.5％。

表2-18 雙金屬催化劑與多金屬催化劑的反應(yīng)結(jié)果①

①液態(tài)空速 6.7b-1  H2／炔＝4（摩爾比）。

3．小試評價及側(cè)線評價試驗

（1）評價試驗用原料

小試評價用原料為燕山石化公司化工一廠裂解車間生產(chǎn)的混合裂解碳四餾分，側(cè)線評價原料為上海石化公司煉化部2＃乙烯裝置生產(chǎn)的裂解混合碳四餾分，兩者的組成如表2-19所示。

表2-19 小試及側(cè)線評價用原料的組成

（2）小試評價試驗

小試評價工藝流程如圖2-22所示：反應(yīng)器為固定床，由不銹鋼管制成。多金屬催化劑裝填量為20～30mL。反應(yīng)時碳四原料由計量泵注入反應(yīng)器，反應(yīng)用氫氣由質(zhì)量流量計控制計量，原料及反應(yīng)產(chǎn)物均采用氣相色譜法分析，加氫后碳四餾分中微量炔烴以外標(biāo)法定量。

評價時，催化劑活性以加氫后碳四餾分中甲基    圖2-22 小試評價工藝流程示意乙炔、乙烯基乙炔、乙基乙炔的剩余質(zhì)量分?jǐn)?shù)及炔

烴轉(zhuǎn)化率來表示；催化劑選擇性以加氫后碳四餾分中生成丁二烯的選擇性及丁二烯的損失來表示：

在不同溫度下的小試評價結(jié)果如表2-20所示。

表2-20 不同溫度的反應(yīng)結(jié)果①

①液態(tài)空速10h-1,H2/快=6( 摩爾比）。

   從表中看出，反應(yīng)溫度升高，催化劑的加氫活性增加，剩余炔烴的含量減少。但高溫會促進(jìn)聚合反應(yīng)，造成催化劑表面積炭，加速催化劑失活，反應(yīng)溫度的最佳范圍為30～50℃。

（3）側(cè)線評價裝置

側(cè)線評價試驗在上海石化公司煉化部2＃乙烯裝置上進(jìn)行。反應(yīng)器為兩段式固定床，每段的催化劑裝填量各為200mL。反應(yīng)壓力0.7～0.8MPa。一段床反應(yīng)入口溫度29～35℃，出口溫度36～48℃；二段床反應(yīng)器入口溫度30℃，出口溫度35～40℃。液態(tài)空速4．Oh-1 。反應(yīng)前碳四餾分中炔烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9％～1.3％。表2-21示出了側(cè)線評價試驗結(jié)果?？梢钥闯觯託浜筇妓酿s分中炔烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1.5×10-5 ，同時丁二烯損失＜1.5％，重復(fù)小試評價結(jié)果，催化劑長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，性能穩(wěn)定。

表2-21 側(cè)線評價試驗結(jié)果

放大制備的催化劑經(jīng)實驗室評價合格后，有時還須進(jìn)行中型評價試驗或工業(yè)裝置的側(cè)線試驗。

中型評價裝置所使用的催化劑，必須是經(jīng)實驗室小試評審或鑒定通過，并由中試放大裝置得到重復(fù)結(jié)果，具有較好穩(wěn)定性的催化劑。中型評價裝置的催化劑裝填量一般介于實驗室評價裝置及工業(yè)反應(yīng)器裝填量之間，反應(yīng)所用原料則必須與工業(yè)大裝置相一致。

經(jīng)中型評價裝置考核，催化劑應(yīng)重復(fù)實驗室小試的催化活性、選擇性，并進(jìn)行較長時間的壽命試驗。由于小于中試規(guī)模的試驗數(shù)據(jù)一般不能作為工程設(shè)計的可靠依據(jù)，因此也可通過中型評價裝置測定所需要的工程設(shè)計數(shù)據(jù)，或進(jìn)行宏觀動力學(xué)考察。

從考察催化劑放大性能出發(fā)，國內(nèi)廣泛使用的工業(yè)裝置側(cè)線試驗、工業(yè)列管反應(yīng)器中的單管試驗等，其效果與中型評價裝置相近，但比后者更為簡便、經(jīng)濟(jì)。有時還可進(jìn)行比中試周期更長的試驗，而其反應(yīng)條件則與工業(yè)裝置相同。如側(cè)線試驗是在運(yùn)行的工業(yè)裝置上以小口徑側(cè)線引出部分工藝氣體，至側(cè)線催化反應(yīng)器中進(jìn)行評價考核，反應(yīng)后氣體則可返回至原工業(yè)裝置主流工藝氣中繼續(xù)使用。下面給出了碳四餾分選擇加氫催化劑側(cè)線評價試驗示例。

產(chǎn)品介紹

產(chǎn)品詳情：

SSC-PECRS電催化連續(xù)流反應(yīng)系統(tǒng)主要用于電催化反應(yīng)和光電催化劑的性能評價，可以實現(xiàn)連續(xù)流和循環(huán)連續(xù)流實驗，配置反應(yīng)液體控溫系統(tǒng)，實現(xiàn)主要用于光電催化CO2還原反應(yīng)全自動在線檢測系統(tǒng)分析，光電催化、N2催化還原，電催化分析、燃料電池、電解水等。

SSC-PECRS電催化連續(xù)流反應(yīng)系統(tǒng)將氣路液路系統(tǒng)、光電催化反應(yīng)池、在線檢測設(shè)備等進(jìn)行智能化、微型化、模塊化設(shè)計并集成為一套裝置，通過兩路氣路和兩路液路的不同組合實現(xiàn)電催化分析，并采用在線檢測體系對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行定性定量分析。可以適配市面上多數(shù)相關(guān)的電解池，也可以根據(jù)實驗需求定制修改各種電催化池。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

● 將光源、電化學(xué)工作站、電催化反應(yīng)池、管路切換和氣相色譜模塊化集成化系統(tǒng)化；

● PLC控制系統(tǒng)集成氣路、液路控制、溫度控制、壓力控制、閥體切換、流路顯示等；

● 主要用于半導(dǎo)體材料的光電催化流動相CO2還原反應(yīng)活性評價等；

● 用于半導(dǎo)體材料的光電催化流動相H2O分解產(chǎn)氫、產(chǎn)氧活性評價、N2還原、電催化等；

● 微量反應(yīng)系統(tǒng)，極低的催化劑用量；

● 導(dǎo)電電極根據(jù)需要可表面鍍金、鈀或鉑，導(dǎo)電性能很好，耐化學(xué)腐蝕；

● 標(biāo)配光電反應(yīng)池，可實現(xiàn)兩室三電極體系或三室三電極體系，采用純鈦材質(zhì)，耐壓抗腐蝕

● 可適用于氣-固-液三相界面的催化反應(yīng)體系，也可適用于陰陽極液流循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)；

● 測試范圍廣，CO2、CO、CH4、甲醇、氫氣、氧氣、烴類等微量氣體。