CN203572814U - 一种fcc催化剂的评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FCC催化剂的评价装置，该评价装置包括取料进料机构（1）、第一换向阀（2）、反应器（3）、收油瓶（4）、冷阱（6）、升降台（7）和气体收集单元（5）。本实用新型的评价装置可以快速地完成评价反应的物料衡算，进而得到催化剂的活性和选择性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种FCC催化剂的评价装置，具体地，涉及一种评价FCC催化剂的活性和对低碳烃选择性的快速评价装置。
背景技术
近年来，为了适应炼油厂向炼化一体化企业转型的需要，催化裂化工艺和催化剂有了长足的发展，如DCC、CPP等多产低碳烯烃工艺和催化剂应运而生。同时，原油的重质化也催生了一系列重油装化催化剂的诞生，如RICC、DVR、GVR等催化剂。为了增加现代炼油企业的效益，众多企业往往结合自己地域需求、炼厂工艺结构以市场经济为主导，加强催化裂化的灵活性，因此各种增加催化裂化装置的助剂也相应出现，如增加汽油辛烷值助剂、降烯烃助剂和增产丙烯助剂等。众多品种催化剂的并存不仅对生成企业的生产线提出了新的要求，同时也为企业产品质量监控部门和售后服务部门提出了更高的要求。
虽然现有评价催化剂的装置可以对催化剂生产厂的产品进行质量监控，数据结果可以及时地指导生产，但是现有评价催化剂的装置仅能够评价催化剂的活性，不能评价催化剂的选择性，特别是对C4以下的低碳烃的选择性。
由此可见，需要提供新的评价装置，能够评价催化剂的活性和选择性。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的问题，提供了一种FCC催化剂的评价装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种FCC催化剂的评价装置，如图1所示，该评价装置包括取料进料机构1、第一换向阀2、反应器3、收油瓶4、冷阱6、升降台7和气体收集单元5；取料进料机构1与第一换向阀2连接，第一换向阀2与反应器3的入口连接，反应器3的出口与收油瓶4的入口导管连接，收油瓶4的出口导管经第二换向阀8与气体收集单元5连接，冷阱6放置于升降台7上；所述取料进料机构1用于实现从原料油贮存设备中获取原料以及向反应器3加入原料油，所述第二换向阀8用于实现收油瓶4放空和向气体收集单元（5）排出气体反应产物。
优选地，所述第一换向阀2具有第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态为取料进料机构1与原料油贮存设备连通，反应器3与气源连通；第二工作状态为取料进料机构1与反应器3连通；所述第二换向阀8具有第三工作状态和第四工作状态，第三工作状态为收油瓶4与气体收集单元5连通，所述第四工作状态为收油瓶4与大气连通。
优选地，所述气体收集单元5包括盛水容器、排水容器、天平和放空阀，所述收油瓶4的出口导管与盛水容器连通，并且盛水容器与排水容器连通，排水容器放置在天平上；放空阀设置在所述收油瓶4的出口导管的支管上；所述放空阀具有打开工作状态和关闭工作状态，打开工作状态用于从盛水容器中排出气体，关闭工作状态使收集系统中的物料不能从该阀门排出，例如打开工作状态为所述盛水容器与集气袋连通，关闭工作状态为所述盛水容器不与集气袋连通。
优选地，所述第一换向阀2和所述第二换向阀8联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀8处于第四工作状态，从而实现取料进料机构1获取原料油以及气源吹扫反应器3；或者所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀处于第四工作状态，放空阀处于打开工作状态，从而实现收集盛水容器中的气体到集气袋；或者，第一换向阀2处于第一工作状态，第二换向阀阀8处于第四工作状态，以使气体吹扫从第一换向阀至第二换向阀之间的通道，所述通道通常包括反应器3、收油瓶4以及连接第一换向阀2、反应器3、收油瓶4、第二换向阀8以及它们之间的连接管线。
优选地，所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第二工作状态时，第二换向阀8处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现取料进料机构1向反应器3加入原料油以及所述收油瓶4中的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重，或者所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀8处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现气源汽提反应器3并吹扫所述收油瓶4，使所述收油瓶4中的C5以下的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重。
优选地，该评价装置还包括加热炉，反应器3设置在加热炉内。
优选地，所述收油瓶4的入口导管和所述收油瓶4的出口导管均与所述收油瓶4的瓶体连通。
优选地，升降台7具有升起工作状态和降低工作状态，升起工作状态为升降台7托起冷阱6使收油瓶4置于冷阱6内，降低工作状态为升降台7下降使收油瓶4置于冷阱6外。所述升降台为具有手动控制升降功能的升降台或具有自动控制升降功能的升降台；优选具有自动控制升降功能的升降台，可以明显提高评价测试的平行性。
优选地，所述第二换向阀8为三通阀或者由阀门和三通组成的机构。
优选地，该评价装置还包括用于实现取料进料机构1按计量装入原料油和向反应器3按计量加入原料油，实现气源吹扫反应器3，实现加热反应器3，实现第一换向阀2、第二换向阀8、放空阀和升降台7工作状态以及收集评价反应产物的控制器。
本实用新型提供的评价装置省去原料油预热和烧焦结构，结构简单，易于操作。产物收集系统不仅能收集液相产物，也能收集到气相产物。再通过对卸下的催化剂进行定碳，通过本实用新型提供的评价装置可以快速地完成评价反应的物料衡算，进而得到催化剂的活性和选择性。
本实用新型提供的评价装置中，控制升降台的工作状态可以实现控制收油瓶收集的反应产物所处的温度环境，例如使易受环境温度影响转变气液状态的C5以下产物集中在气相产物中，从而得到重复、精确的气液分离结果，提高物料平衡重复性。本实用新型中优选采用了可随反应过程改变工作状态的升降台，从而可以控制收油瓶处于冷阱的内部或外部，使收油瓶的环境温度可按需要迅速改变。由于升降台的工作状态在评价装置的每次评价过程中完全重复且无须人为干预，使得由本实用新型提供的评价装置进行的评价试验重复性及效率极大提高。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型提供的实施方式的流程示意图。
附图标记说明
1取料进料机构 2第一换向阀 3反应器 4收油瓶
5气体收集单元 6冷阱 7升降台 8第二换向阀
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供一种FCC催化剂的评价装置，如图1所示，该评价装置包括取料进料机构1、第一换向阀2、反应器3、收油瓶4、冷阱6、升降台7和气体收集单元5；取料进料机构1与第一换向阀2连接，第一换向阀2与反应器3的入口连接，反应器3的出口与收油瓶4的入口导管连接，收油瓶4的出口导管经第二换向阀8与气体收集单元5连接，冷阱6放置于升降台7上；所述取料进料机构1用于实现从原料油贮存设备中获取原料以及向反应器3加入原料油，所述第二换向阀8用于实现收油瓶4放空和向气体收集单元（5）排出气体反应产物。
根据本实用新型，所述第一换向阀2具有第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态为取料进料机构1与原料油贮存设备连通，反应器3与气源连通；第二工作状态为取料进料机构1与反应器3连通；所述第二换向阀8具有第三工作状态和第四工作状态，第三工作状态为收油瓶4与气体收集单元5连通，所述第四工作状态为收油瓶4与大气连通。
根据本实用新型，所述气体收集单元5包括盛水容器、排水容器、天平和放空阀，所述收油瓶4的出口导管与盛水容器连通，并且盛水容器与排水容器连通，排水容器放置在天平上；放空阀设置在所述收油瓶4的出口导管的支管上；其中，所述收油瓶4的出口导管可以以插入盛水容器的方式连通，且仅插入深度仅到盛水容器口。连通盛水容器与排水容器的管线可以在盛水容器和排水容器中均为插底管。
根据本实用新型，所述放空阀具有打开工作状态和关闭工作状态，打开工作状态为所述盛水容器与集气袋连通，关闭工作状态为所述盛水容器不与集气袋连通。
根据本实用新型，所述第一换向阀2和所述第二换向阀8联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀8处于第四工作状态，从而实现取料进料机构1获取原料油以及气源吹扫反应器3；或者所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀处于第四工作状态，放空阀处于打开工作状态，从而实现收集盛水容器中的气体到集气袋。
根据本实用新型，可以控制第一换向阀2处于第一工作状态，第二换向阀阀8处于第四工作状态，以使气体吹扫从第一换向阀至第二换向阀之间的通道，所述通道通常包括反应器3、收油瓶4以及连接第一换向阀2、反应器3、收油瓶4、第二换向阀8以及它们之间的连接管线。
根据本实用新型，所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第二工作状态时，第二换向阀8处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现取料进料机构1向反应器3加入原料油以及所述收油瓶4中的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重，或者所述第一换向阀2、所述第二换向阀8和所述放空阀联动，当第一换向阀2处于第一工作状态时，第二换向阀8处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现气源汽提反应器3并吹扫所述收油瓶4，使所述收油瓶4中的C5以下的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重。所述C5以下的气体来源于反应器3排出的反应产物中，未能冷凝下的气相产物。
根据本实用新型，该评价装置还包括加热炉，反应器3设置在加热炉内，从而可以根据需要对所述反应器3进行加热。
根据本实用新型，所述收油瓶4的入口导管和所述收油瓶4的出口导管均与所述收油瓶4的瓶体连通。更优选地，所述收油瓶4的入口导管为直管，所述收油瓶4的出口导管为具有盘绕结构的导管。所述收油瓶4可以为CN202024908U公开的收集瓶，该专利申请在此通过参考全文引入。
根据本实用新型，升降台7具有升起工作状态和降低工作状态，升起工作状态为升降台7托起冷阱6使收油瓶4置于冷阱6内，降低工作状态为升降台7下降使收油瓶4置于冷阱6外。
根据本实用新型，所述第二换向阀8为三通阀或者由阀门和三通组成的机构。
根据本实用新型，该评价装置还包括用于实现取料进料机构1按计量装入原料油和向反应器3按计量加入原料油，实现气源吹扫反应器3，实现加热反应器3，实现第一换向阀2、第二换向阀8、放空阀和升降台7工作状态以及收集评价反应产物的控制器。
以下通过参考图1对本实用新型的工作过程进行描述。
称取4-8g待测催化剂样品装入反应器3内，并将反应器3装入加热炉内，控制器控制反应器3内的催化剂床层温度为460℃-570℃。
控制第一换向阀2处于第一工作状态，第二换向阀8处于第四工作状态，以来自气源的高纯氮气吹扫反应器3，高纯氮气流量为20-40mL/min。同时控制标定好进油量的取料进料机构1按计量获取原料油。此时放空阀可以处于任意工作状态。
把预先称量过的收油瓶4与反应器3的出口连接，并控制升降台7处于升起工作状态，使收油瓶4置于放置在升降台7上的冷阱6中（使用水+乙醇或水+乙二醇作为冷却介质）。
将第二换向阀8处于第三工作状态，将放空阀处于关闭工作状态，将第一换向阀2处于第二工作状态。控制取料进料机构1按计量向反应器3中加入定量的原料油。从反应器3排出的产物通过收油瓶4的入口导管被收油瓶4收集。在冷阱6提供的冷凝作用下，在收油瓶4中收集从产物冷凝下的液相产物，产物中不能冷凝下来的气相产物从收油瓶4的出口导管排出到气体收集单元5。排出到气体收集单元5的气相产物进入盛水容器，以排水取气的方法将盛水容器中的液体压入排水容器中。
取料进料机构1进油结束后，控制第一换向阀2处于第一工作状态，将第二换向阀8处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，以使来自气源的高纯氮气吹扫反应器3，同时使收油瓶4中的C4以下低碳烃和H2、H2S进入到气体收集单元。控制升降台7处于降低工作状态，使收油瓶4置于冷阱6之外，收油瓶4暴露在空气环境中，直至收油瓶4内的温度达到室温。通过电子天平计量排水容器中增加的液体的质量，进而计算收集到的气相产物的总体积。
将第二换向阀8处于第四工作状态，卸下收油瓶4称重其中的液相产物重量。用气相色谱对液相产物进行模拟蒸馏分析，得到液相产物中汽油、柴油及重油的质量分数。将放空阀处于打开工作状态用集气袋收集气相产物，通过气相色谱分析其组成。将完成评价反应的催化剂做定炭分析，得到焦炭总量。根据产物气体、液体及焦炭的总量及组成，可以进行物料衡算，得到被评价催化剂的活性（以转化率表示）及选择性。
本实用新型提供的装置，使用轻柴油进行催化剂性能评价，具有以下优点：
1、以轻柴油为原料油可以有以下优点：a）在室温环境中呈现液体状态，不需对原料油进行预热处理；b）原料油中易生焦组分，如稠环芳烃、胶质、沥青质含量低，所以在裂化过程中不易生焦，在反应过程中不会发生焦炭堵塞反应管线和反应器的情况；c）由于烃分子的裂化活性是随着碳链的增加而增加的，所以采用轻柴油作为原料油可以评价催化剂的深度裂化活性；
2、在得到催化剂活性的同时，可以通过分析气相产物的组成得到催化剂对低碳烃的选择性，低碳烃包括：CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、C4H6、C4H8、C4H10；
3、通过升降台的工作状态变化，使收油瓶在冷却和室温两种温度环境下被氮气吹扫，C5以下产物集中在气相产物中，C6以上产物集中在液相产物中，有利于更准确地分析气相产物和液相产物组成；
4、采用该装置评价催化剂数据平行性好，催化剂裂化性能辨识度高；
5、该装置省去了原料预热系统和烧焦过程，所以催化剂评价时间短，装置布置紧凑，占地小。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种FCC催化剂的评价装置，该评价装置包括取料进料机构（1）、第一换向阀（2）、反应器（3）、收油瓶（4）、冷阱（6）、升降台（7）和气体收集单元（5）；取料进料机构（1）与第一换向阀（2）连接，第一换向阀（2）与反应器（3）的入口连接，反应器（3）的出口与收油瓶（4）的入口导管连接，收油瓶（4）的出口导管经第二换向阀（8）与气体收集单元（5）连接，冷阱（6）放置于升降台（7）上；所述取料进料机构（1）用于实现从原料油贮存设备中获取原料以及向反应器（3）加入原料油，所述第二换向阀（8）用于实现收油瓶（4）放空和向气体收集单元（5）排出气体反应产物。
2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述第一换向阀（2）具有第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态为取料进料机构（1）与原料油贮存设备连通，反应器（3）与气源连通；第二工作状态为取料进料机构（1）与反应器（3）连通；所述第二换向阀（8）具有第三工作状态和第四工作状态，第三工作状态为收油瓶（4）与气体收集单元（5）连通，所述第四工作状态为收油瓶（4）与大气连通。
3.根据权利要求2所述的评价装置，其特征在于，所述气体收集单元（5）包括盛水容器、排水容器、天平和放空阀，所述收油瓶（4）的出口导管与盛水容器连通，并且盛水容器与排水容器连通，排水容器放置在天平上；放空阀设置在所述收油瓶（4）的出口导管的支管上；所述放空阀具有打开工作状态和关闭工作状态。
4.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于，所述第一换向阀（2）和所述第二换向阀（8）联动，当第一换向阀（2）处于第一工作状态时，第二换向阀（8）处于第四工作状态，从而实现取料进料机构（1）获取原料油以及气源吹扫反应器（3）；或者
所述第一换向阀（2）、所述第二换向阀（8）和所述放空阀联动，当第一换向阀（2）处于第一工作状态时，第二换向阀处于第四工作状态，放空阀处于打开工作状态，从而实现收集盛水容器中的气体到集气袋；或者
第一换向阀（2）处于第一工作状态并且第二换向阀（8）处于第四工作状态。
5.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于，所述第一换向阀（2）、所述第二换向阀（8）和所述放空阀联动，当第一换向阀（2）处于第二工作状态时，第二换向阀（8）处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现取料进料机构（1）向反应器（3）加入原料油以及所述收油瓶（4）中的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重；或者
所述第一换向阀（2）、所述第二换向阀（8）和所述放空阀联动，当第一换向阀（2）处于第一工作状态时，第二换向阀（8）处于第三工作状态，放空阀处于关闭工作状态，从而实现气源汽提反应器（3）并吹扫所述收油瓶（4），使所述收油瓶（4）中的C5以下的气体进入盛水容器，并将盛水容器中的水排入排水容器称重。
6.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于，该评价装置还包括加热炉，反应器（3）设置在加热炉内。
7.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，所述收油瓶（4）的入口导管和所述收油瓶（4）的出口导管均与所述收油瓶（4）的瓶体连通。
8.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，升降台（7）具有升起工作状态和降低工作状态，升起工作状态为升降台（7）托起冷阱（6）使收油瓶（4）置于冷阱（6）内，降低工作状态为升降台（7）下降使收油瓶（4）置于冷阱（6）外；所述升降台为具有手动控制升降功能的升降台或具有自动控制升降功能的升降台。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的评价装置，其特征在于，所述第二换向阀（8）为三通阀或者由阀门和三通组成的机构。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的评价装置，其特征在于，该评价装置还包括用于实现取料进料机构（1）按计量装入原料油和向反应器（3）按计量加入原料油，实现气源吹扫反应器（3），实现加热反应器（3），实现第一换向阀（2）、第二换向阀（8）、放空阀和升降台（7）工作状态以及收集评价反应产物的控制器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201320645369.9U CN203572814U (zh) | 2013-10-18 | 2013-10-18 | 一种fcc催化剂的评价装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105823820A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-08-03 | 亚申科技研发中心（上海）有限公司 | 催化剂评价装置 |
| CN106769639A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 重庆科技学院 | 页岩气储层污染室内评价实验计量装置 |
-
2013
- 2013-10-18 CN CN201320645369.9U patent/CN203572814U/zh not_active Expired - Lifetime
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