Claims (2)
Erfindungsanspruch:Invention claim:
1. Verfahren zur Katalysatoraktivitätsbestimmung in Reaktionen mit geringen Wärmetönungen mit Integralströmungsreaktoren im Temperaturbereich von 293 bis 993 K nach vorhergehender Katalysatoraktivierung, dadurch gekennzeichnet, daß sieben bis zehn parallelgeschaltete Reaktionsrohre, die in einem Strahlungsofen beheizt werden, mit 0,05 bis 3 g der verschiedenen Katalysatorproben beschickt werden, die Gasströmungsgeschwindigkeiten von 2 bis 30 l/h in den Reaktionsrohren mit parallelgeschalteten Drosseln eingestellt werden, das umzusetzende Substrat in die zentrale, zu den Strömungsreglern führende, gereinigte Gasströmung zudosiert wird, die Probenahme mittels der an den Reaktionsrohrausgängen gekoppelten Probegeber eines Probegebersystems gleichzeitig vorgenommen wird, die Proben nacheinander dem Gaschromatographen zudosiert werden und die Temperatursteuerung des Strahlungsofens über in den Katalysatorschüttungen von mindestens drei Reaktionsrohren angeordneten Thermoelementen erfolgt, indem die Spannungen der Thermoelemente der Reaktionsrohre nacheinander mittels rotierender Abgreifer dem Sollwertgeber der Temperatursteuerung des Strahlungsofens zugeleitet werden, wobei die Übertragungszeit für jedes Thermoelement 1,5 bis 4 see beträgt.1. A method for determining catalyst activity in reactions with low heat of reaction with Integralströmungsreaktoren in the temperature range of 293 to 993 K after previous catalyst activation, characterized in that seven to ten parallel reaction tubes, which are heated in a radiation oven, with 0.05 to 3 g of the various catalyst samples be fed, the gas flow rates of 2 to 30 l / h are set in the reaction tubes with parallel throttles, the substrate to be reacted in the central, leading to the flow controllers, purified gas flow is metered, the sampling by means of coupled to the reaction tube outputs probe of a sample system simultaneously is carried out, the samples are metered successively to the gas chromatograph and the temperature control of the radiant furnace via arranged in the catalyst beds of at least three reaction tubes thermocouples n is carried out by the voltages of the thermocouples of the reaction tubes are fed in succession by means of rotating Abgreifer the setpoint generator of the temperature control of the radiant furnace, wherein the transmission time for each thermocouple is 1.5 to 4 see.
2. Anordnung zur Katalysatoraktivitätsbestimmung, dadurch gekennzeichnet, daß sieben bis zehn Reaktionsrohre parallel geschaltet sind, vor jedem Reaktionsrohreingang eine Drossel angeordnet ist, in die zu den parallel geschalteten Drosseln führende zentrale Gasversorgungsleitung eine Substratdosierstelle mit nachfolgendem Mischgefäß eingebunden ist, jeder Reaktionsrohrausgang mit einem Probegeber eines Probegebersystems für den Gaschromatographen, bestehend aus sieben bis zehn parallelgeschalteten Probegebern, gekoppelt ist, die Reaktionsrohre in einem Strahlungsofen angeordnet sind und daß in mindestens drei der sieben bis zehn Reaktionsrohre ein Thermoelement hineinragt und die Thermoelemente über einen rotierenden Abgreifer mit dem Sollwertgeber der Temperatursteuerung des Strahlungsofens zeitweise verbunden sind.2. Arrangement for catalyst activity determination, characterized in that seven to ten reaction tubes are connected in parallel, before each reaction tube inlet a throttle is arranged in the leading to the parallel throttling central gas supply line a Substratdosierstelle is integrated with subsequent mixing vessel, each reaction tube outlet with a sample donor Probe system for the gas chromatograph, consisting of seven to ten probes connected in parallel, is coupled, the reaction tubes are arranged in a radiation furnace and that projects into at least three of the seven to ten reaction tubes, a thermocouple and the thermocouples via a rotating Abgreifer with the setpoint generator of the temperature control of the radiant furnace are temporarily connected.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der katalytischen Wirksamkeit von Versuchskatalysatoren und technischen Katalysatoren zum Zwecke der Qualitätskontrolle und für die Vorbereitung des Einsatzes der Katalysatoren in Produktionsanlagen mit geringen Wärmetönungen.The invention relates to a method and an arrangement for determining the catalytic activity of experimental catalysts and technical catalysts for the purpose of quality control and for the preparation of the use of the catalysts in production plants with low heat of reaction.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist schon seit langem bekannt, daß die katalytische Wirksamkeit von Katalysatoren mittels Mikroreaktortechnik in Laboratorien und Technika geprüft wird. Dabei sind in zahlreichen Fällen die Mikroreaktoren mit Gaschromatographen gekoppelt, mit denen eine Analyse der Reaktionsprodukte vorgenommen wird. Über den Einsatz einer solchen Mikroreaktortechnik berichtete bereits E. BAYER (Angew. Chemie 69, 732 [1957]). Diese Methode ist durch die US-Patentschrift 2 905 539 bekannt. Bei den katalytischen Untersuchungen wird die Wirksamkeit der Katalysatoren in Abhängigkeit von der Temperatur, des Druckes, der Gaszusammensetzung und anderen Untersuchungsparametern geprüft. Es ist ferner bekannt, daß für viele heterogen-katalysierte Reaktionen im technischen Maßstab Mehrrohrreaktoren eingesetzt werden. Dabei treten die Reaktionskomponenten gasförmig an einem Ende des Mehrrohrreaktors ein und durchströmen die einzelnen Rohre, in denen der Katalysator angeordnet ist. Hierbei wandeln sich die Ausgangsstoffe um und die gasförmigen Reaktionsprodukte treten an den Reaktorausgängen aus und verlassen gesammelt die Reaktoranlage.It has long been known that the catalytic activity of catalysts is tested by microreactor technology in laboratories and technical institutes. In many cases, the microreactors are coupled with gas chromatographs, with which an analysis of the reaction products is carried out. E. BAYER (Angew. Chemie 69, 732 [1957]) reported on the use of such a microreactor technique. This method is known from US Pat. No. 2,905,539. In the catalytic studies, the effectiveness of the catalysts depending on the temperature, the pressure, the gas composition and other investigation parameters is checked. It is also known that multi-tubular reactors are used for many heterogeneously catalyzed reactions on an industrial scale. In this case, the reaction components enter in gaseous form at one end of the multi-tube reactor and flow through the individual tubes in which the catalyst is arranged. In this case, the starting materials are transformed and the gaseous reaction products exit at the reactor outlets and leave the reactor plant in a collective process.
Die BRD-OS 2 714 939 nutzt einen technischen Mehrrohrreaktor zur Überprüfung der katalytischen Wirksamkeit von Katalysatoren aus, indem ein Rohr mit Versuchskatalysator gefüllt wird, das aus diesem Rohr austretende gasförmige Reaktionsprodukt aufgefangen und analysiert wird. Für die Lösung von Suchforschungsproblemen sowie für die Qualitätskontrolle von technischen Katalysatoren ist diese Methode nur bedingt einsetzbar, da der Katalysatorprobenaufwand sehr groß ist und eine exakte Temperaturführung nicht möglich ist. Zudem besitzt diese Methode, wie auch die herkömmlichen Prüfeinrichtungen den Nachteil, daß der Aufwand an Zeit, Material und Energie relativ hoch liegt.BRD-OS 2 714 939 uses a technical multitube reactor to check the catalytic activity of catalysts by filling a pipe with experimental catalyst, which is collected and analyzed from this tube exiting gaseous reaction product. For the solution of search research problems as well as for the quality control of technical catalysts, this method is only limited use, since the catalyst sample cost is very large and an exact temperature control is not possible. In addition, this method, like the conventional test equipment has the disadvantage that the cost of time, material and energy is relatively high.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der katalytischen Aktivität von Katalysatoren in Reaktionen mit geringen Wärmetönungen zum Zwecke der Qualitätskontrolle und für die Vorbereitung des Katalysatoreinsatzes in Produktionsanlagen mit einem geringen Kostenaufwand.The object of the invention is a method and an arrangement for determining the catalytic activity of catalysts in reactions with low heat of reaction for the purpose of quality control and for the preparation of the catalyst used in production plants at a low cost.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Wirksamkeit von Katalysatoren in Reaktionen mit geringen Wärmetönungen zu entwickeln, die es gestatten, mit einem möglichst geringen Zeit-, Energie- und Materialaufwand zuverlässige und aussagekräftige Kenngrößen für die katalytische Aktivität von Versuchs- und technischen Katalysatoren zu erhalten.The invention has for its object to develop a method and an arrangement for determining the effectiveness of catalysts in reactions with low heat of reaction, which allow with the least possible time, energy and material costs reliable and meaningful parameters for the catalytic activity of To obtain experimental and technical catalysts.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Katalysatoraktivitätsbestimmung in Reaktionen mit geringen Wärmetönungen mit Integralströmungsieaktoren im Temperaturbereich von 293 bis 993 K nach vorhergehender Katalysatoraktivierung gelöst, indem erfindungsgemäS sieben bis zehn parallel geschaltete Reaktionsrohre, die in einem Strahlungsofen beheizt werden, mit ü,05 bis 3 g der verschiedenen Katalysatorproben beschickt werden, die Gasströmungsgeschwindigkeiten von 2 bis 30 l/h in den Reaktionsrohren mit parallel geschalteten Drosseln eingestellt werden, das umzusetzende Substrat in die zentrale, zu den Strömungsreglern führende, gereinigte Gasströmung zudosiert wird, die Probenahme mittels der an den Reaktionsrohrausgängen gekoppelten Probegeber eines Probegebersystems gleichzeitig vorgenommen wird, die Proben nacheinander dem Gaschromatographen zudosiert werden und die Temperatursteuerung des Strahlungsofens über in den Katalysatorschüttungen von mindestens drei Reaktionsrohren angeordneten Thermoelementen erfolgt, indem die Spannungen der Reaktionsrohre nacheinander mittels rotierenden Abgreifer dem Sollwertgeber der Temperatursteuerung des Strahlungsofens zugeleitet werden, wobei die Übertragungszeit für jedes Thermoelement 1,5 bis 4 see. beträgt. Diese Aufgabe wird weiterhin durch eine Anordnung zur Katalysatoraktivitätsbestimmung erfindungsgemäß gelöst, indem sieben bis zehn Reaktionsrohre parallel geschaltet sind, vor jedem Reaktionsrohreingang eine Drossel angeordnet ist, in die zu den parallel geschalteten Drosseln führende zentrale Gasversorgungsleitung eine Substratdosierstelle mit nachfolgendem Mischgefäß eingebuden ist, jeder Reaktionsrohrausgang mit einem Probegeber eines Probegebersystems für den Gaschromatographen, bestehend aus sieben bis zehn parallel geschalteten Probegebern, gekoppelt ist, die Reaktionsrohre in einem Strahlungsofen angeordnet sind und daß in mindestens drei der sieben bis zehn Reaktionsrohre ein Thermoelement hineinragt und die Thermoelemente über einen rotierenden Abgreifer mit demThis object is achieved by a method for catalyst activity determination in reactions with low heat of reaction with Integralströmungsieaktoren in the temperature range of 293 to 993 K after previous catalyst activation by seven to 10 parallel reaction tubes according to the invention, which are heated in a radiation furnace, with ü, 05 to 3 g The various catalyst samples are fed, the gas flow rates are set from 2 to 30 l / h in the reaction tubes with parallel throttles, the substrate to be reacted is metered into the central, leading to the flow controllers, purified gas flow, sampling by means of coupled to the reaction tube outlets Sampler a sampler system is made simultaneously, the samples are added in succession to the gas chromatograph and the temperature control of the radiant furnace in the catalyst beds of at least three Reaktionsroh Ren arranged thermocouples is carried out by the voltages of the reaction tubes are fed in succession by means of rotating Abgreifer the setpoint generator of the temperature control of the radiant furnace, the transmission time for each thermocouple 1.5 to 4 see. is. This object is further achieved by an arrangement for catalyst activity determination according to the invention by seven to ten reaction tubes are connected in parallel, before each reaction tube inlet a throttle is arranged in the leading to the parallel throttles leading central gas supply line a Substratdosierstelle with subsequent mixing vessel is embedded, each reaction tube outlet with a tester of a tester system for the gas chromatograph, consisting of seven to ten testers connected in parallel, is coupled, the reaction tubes are arranged in a radiation furnace and that protrudes into at least three of the seven to ten reaction tubes, a thermocouple and the thermocouples via a rotating Abgreifer with the