CN207822987U - 固定床气固相催化反应实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种固定床气固相催化反应实验装置，包括氢气容器，用于贮存实验用的氢气；苯容器，用于贮存实验用的苯；预热器，配置为接收并加热所述氢气和所述苯，并使气化后的苯与所述氢气混合为混合气；反应器，配置为装填催化剂并接收和加热催化所述混合气；冷凝器，配置为接收并冷凝所述混合气催化反应后的产物；气液分离器，配置为对冷凝后的催化产物进行气液分离；液相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的液相产物；气相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的气相产物；色谱分析装置，配置为抽样分析所述混合气。该固定床气固相催化反应实验装置具有设计科学、实用性强、实验直观、使用方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，具体的说，涉及了一种固定床气固相催化反应实验装置。
背景技术
环己烷是无色透明的液体，不溶于水，有刺激性气味，易挥发、易燃，沸点80.73℃，主要作为己二酸和己内酰胺的合成原料。环己烷的生产方法以苯加氢为主，其次是石油烃分离法，苯加氢制环己烷，采用气固相催化反应或液相催化反应都可得到较高收率。多相系统中的化学反应与传递现象是反应工程课程的重点内容之一，而实际中缺乏使学生对课程内容进行直观深入了解的实验装置。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、实验直观、使用方便的固定床气固相催化反应实验装置。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种固定床气固相催化反应实验装置，包括氢气容器，用于贮存实验用的氢气；苯容器，用于贮存实验用的苯；预热器，配置为接收并加热所述氢气和所述苯，并使气化后的苯与所述氢气混合为混合气；反应器，配置为装填催化剂并接收和加热催化所述混合气；冷凝器，配置为接收并冷凝所述混合气催化反应后的产物；气液分离器，配置为对冷凝后的催化产物进行气液分离；液相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的液相产物；气相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的气相产物；色谱分析装置，配置为抽样分析所述混合气。
基于上述， 还包括控制器、氢气调压阀、苯调压阀、氢气压力传感器、苯压力传感器，所述氢气调压阀和所述氢气压力传感器分别设置在连通所述氢气容器与所述预热器的氢气管路上，所述苯调压阀和所述苯压力传感器分别设置在连通所述苯容器与所述预热器的苯管路上，所述控制器根据所述氢气压力传感器的检测信息控制所述氢气调压阀并根据所述苯压力传感器的检测信息控制所述苯调压阀。
基于上述，所述反应器为管式固定床，所述管式固定床上开设有催化剂填装口，所述催化剂填装口处铰接有密封门，所述管式固定床内设置有套管，所述套管内分别设置有三个热电偶，所述控制器控制连接所述热电偶。
基于上述，还包括触控显示屏、设置在所述预热器内的预热温度传感器和分别对应所述热电偶设置在所述管式固定床内上、中、下三处的反应温度传感器，所述控制器根据所述预热温度传感器的检测信息控制所述预热器的加热装置，所述控制器还分别根据不同位置的所述反应温度传感器的检测信息控制相应位置的所述热电偶，所述触控显示屏分别接收并显示所述控制器发送的所述预热温度传感器、所述反应温度传感器、所述氢气压力传感器和所述苯压力传感器的检测信息。
基于上述，还包括用于测试气密性的氮气容器，所述氮气容器连通所述预热器。
基于上述，所述苯管路上还设置有蠕动泵，所述控制器控制连接所述蠕动泵。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过对气固相催化反应实验装置的设置，方便直观测定和观察实验现象及数据，方便掌握对催化剂内扩散有效因子的测定及了解管式固定床中床层的温度分布情况，其具有设计科学、实用性强、实验直观、使用方便的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1.预热器；2.反应器；3.冷凝器；4.气液分离器；5.液相收集器；6.气相收集器；7.色谱分析装置；8.调压阀；9.过滤器；10.单向阀。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种固定床气固相催化反应实验装置，包括氢气容器，用于贮存实验用的氢气；苯容器，用于贮存实验用的苯；预热器1，配置为接收并加热所述氢气和所述苯，并使气化后的苯与所述氢气混合为混合气；反应器2，配置为装填催化剂并接收和加热催化所述混合气；冷凝器3，配置为接收并冷凝所述混合气催化反应后的产物；气液分离器4，配置为对冷凝后的催化产物进行气液分离；液相收集器5，配置为接收所述气液分离器4分理出的液相产物；气相收集器6，配置为接收所述气液分离器4分理出的气相产物；色谱分析装置7，配置为抽样分析所述混合气。
使用时，将所述预热器1和所述反应器2的加热温度设置为需要的温度，通入稳定压力的氢气，进入所述反应器2内的氢气有助于反应器2床层温度均匀升高，同时由于氢气是反应原料不影响实验。启动所述冷凝器3后，按照所需要的比例通入苯，进入所述预热器1的苯气化后与氢气混合，混合后的气体进入所述反应器2内，在催化剂的作用下加热反应，本实施例中催化剂为镍。经过一定的反应时间后，催化反应后的产物由所述反应器2排出进入所述冷凝器3，同时所述色谱分析装置7还抽样采集该催化反应后的产物进行分析，经冷凝后进入所述气液分离器4进行气相和液相的分离，并由所述液相收集器5收集分离后的液相物，由所述气相收集器6收集分离后的气相物。在氢气与苯的摩尔配比不变的情况下，改变氢气和苯的进料流量，重复进行催化加热反应，采集分析反应产物的转化率，根据该转化率可测定内扩散有效因子。实验结束时先停止通入苯，继续通入氢气直到所述反应器2内的温度降低至100℃以下后，再关闭氢气容器，防止高温造成催化剂失活。
优选地，该固定床气固相催化反应实验装置还包括控制器、氢气调压阀8、苯调压阀8、氢气压力传感器、苯压力传感器，所述氢气调压阀8和所述氢气压力传感器分别设置在连通所述氢气容器与所述预热器1的氢气管路上，所述苯调压阀8和所述苯压力传感器分别设置在连通所述苯容器与所述预热器1的苯管路上，所述控制器根据所述氢气压力传感器的检测信息控制所述氢气调压阀8并根据所述苯压力传感器的检测信息控制所述苯调压阀8。实际中所述氢气管路和所述苯管路上还分别设置有过滤器9，该实验装置中多个设备之间的连通管路上还分别设置有单向阀10。
优选地，所述反应器2为管式固定床，所述管式固定床上开设有催化剂填装口，所述催化剂填装口处铰接有密封门，所述管式固定床内设置有套管，所述套管内分别设置有三个热电偶以进行三段式温控，所述控制器控制连接所述热电偶。实验前后通过所述催化剂填装口进行催化剂的装填或取出。
优选地，该固定床气固相催化反应实验装置还包括触控显示屏、设置在所述预热器1内的预热温度传感器和分别对应所述热电偶设置在所述管式固定床内上、中、下三处的反应温度传感器，所述控制器根据所述预热温度传感器的检测信息控制所述预热器1的加热装置，所述控制器还分别根据不同位置的所述反应温度传感器的检测信息控制相应位置的所述热电偶，所述触控显示屏分别接收并显示所述控制器发送的所述预热温度传感器、所述反应温度传感器、所述氢气压力传感器和所述苯压力传感器的检测信息。
优选地，该固定床气固相催化反应实验装置还包括用于测试气密性的氮气容器，所述氮气容器连通所述预热器1。实验前先按实验所需的压力向实验装置内通入氮气，以测试实验装置是否有漏气。
优选地，所述苯管路上还设置有蠕动泵，所述控制器控制连接所述蠕动泵，通过所述蠕动泵的作用向所述预热器1内泵入苯。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：包括
氢气容器，用于贮存实验用的氢气；
苯容器，用于贮存实验用的苯；
预热器，配置为接收并加热所述氢气和所述苯，并使气化后的苯与所述氢气混合为混合气；
反应器，配置为装填催化剂并接收和加热催化所述混合气；
冷凝器，配置为接收并冷凝所述混合气经催化反应后得到的产物；
气液分离器，配置为对冷凝后的催化产物进行气液分离；
液相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的液相产物；
气相收集器，配置为接收所述气液分离器分理出的气相产物；
色谱分析装置，配置为抽样分析所述混合气。
2.根据权利要求1所述的固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：还包括控制器、氢气调压阀、苯调压阀、氢气压力传感器、苯压力传感器，所述氢气调压阀和所述氢气压力传感器分别设置在连通所述氢气容器与所述预热器的氢气管路上，所述苯调压阀和所述苯压力传感器分别设置在连通所述苯容器与所述预热器的苯管路上，所述控制器根据所述氢气压力传感器的检测信息控制所述氢气调压阀并根据所述苯压力传感器的检测信息控制所述苯调压阀。
3.根据权利要求2所述的固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：所述反应器为管式固定床，所述管式固定床上开设有催化剂填装口，所述催化剂填装口处铰接有密封门，所述管式固定床内设置有套管，所述套管内分别设置有三个热电偶，所述控制器控制连接所述热电偶。
4.根据权利要求3所述的固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：还包括触控显示屏、设置在所述预热器内的预热温度传感器和分别对应所述热电偶设置在所述管式固定床内上、中、下三处的反应温度传感器，所述控制器根据所述预热温度传感器的检测信息控制所述预热器的加热装置，所述控制器还分别根据不同位置的所述反应温度传感器的检测信息控制相应位置的所述热电偶，所述触控显示屏分别接收并显示所述控制器发送的所述预热温度传感器、所述反应温度传感器、所述氢气压力传感器和所述苯压力传感器的检测信息。
5.根据权利要求1所述的固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：还包括用于测试气密性的氮气容器，所述氮气容器连通所述预热器。
6.根据权利要求2所述的固定床气固相催化反应实验装置，其特征在于：所述苯管路上还设置有蠕动泵，所述控制器控制连接所述蠕动泵。
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|---|---|---|---|---|
| CN109954452A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-02 | 运城晋腾化学科技有限公司临猗分公司 | 一种固定床反应器 |
| CN110204412A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-09-06 | 宜昌苏鹏科技有限公司 | 一种固定床催化加氢的预处理装置及处理工艺 |
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| CN113831250A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种制备1,2-丁二胺的方法、装置和催化剂 |
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