RU6450U1 - Портативная каталитическая установка - Google Patents

Abstract

1. Портативная каталитическая установка, содержащая систему дозирования исходной реакционной смеси, узел измерения расхода последней, каталитический реактор с электропечью, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена эжектирующим устройством, размещенным на выходе реактора, системой пробоотбора, системой стабилизации давлений.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система пробоотбора выполнена в виде крана-дозатора со сменными калиброванными дозами, размещенного на линии после реактора.3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что кран-дозатор выполнен шестиходовым, трехпозиционным, с режимом работы "анализ, продувка и выключено".4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система стабилизации давлений выполнена в виде мембранного стабилизатора перепада давления.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система дозирования выполнена в виде входного штуцера, редуцирующего устройства и переменного дросселя-задатчика с механизмом задания расхода.6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что эжектирующее устройство выполнено в виде эжектора, регулятора давления воздуха, пневмотумблера и выходного штуцера.7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор выполнен металлическим с встроенным теплообменником-подогревателем.8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что реактор пространственно расположен вертикально.9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что реактор пространственно расположен горизонтально.

Description

ПОРТАТИВНАЯ КАТАЖТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА.

Изобретение относится к физической химии, а именно, к лабораторной технике непрерывных физико-химических процессов, к устройствел, предназначенным для моделирования и изучения, в небольшом масштабе, разрабатываемых процессов, проведения кинетических исследований, испытания новых видов сырья, катализаторов, носителей.

Известна установка для испытания гранулированных катализаторов, состоящая из системы дозирования исходной реакционной смеси, узла измерения расхода последней, стеклянного каталитического реактора с электропечью, водяного холодильника, приемника продуктов, газометра выходящих газов.

Недостатками известного устройства является следующее:

а)основные технологические узлы выполнены из стекла или пирекса, что

значительно снижает механическую прочность всех ее элементов и делает ее не пригодной к какой-либо транспортировке или быстрой переналадке.

б)сложная конструкция, особенно системы приготовления, дозирования и измерения исходной реакционной смеси, позволяющей проводить исследования только для процессов, давление которых около 0,5 атм. и выше.

в)сложность вариации технических параметров: температуры, давления, обьемного расхода, массы катализатора, времени контакта и т.п.

г)низкая информативность с точки зрения получения технологических (Моказателей при минимальном количестве внешних приборов. о-,

д)отсутствие возможности проведения химических анализор; В| режиме реального времени, а не в режиме накопления.

Перед автором ставилась задача разработать простую по конструкции, надежную в эксплуатации, высокоинформативную, удобнотранспортируемую и быстро трансформируюмую переносную каталитическую установку.

МКИ5 G 01 N 30/00

емую и быстро трансформируюмую переносную каталитическую установку, позволяющую варировать технологические параметры и проводить исследования, когда газовый источник исходного сырья находится при атмосферном давлении.

Поставленная задача решается тем, что портативная каталитическая установка, содержащая систему дозирования исходной реакционной смеси, узел измерения расхода последней, каталитический реактор с электропечью дополнительно снабжена эжектирующим устройством, размещенньом на выходе реактора, системой пробоотбора, системой стабилизации давлений, а система пробоотбора выполнена в виде крана-дозатора со сменными калиброванными дозами, размещенным на линии после реактора; система стабилизации давлений выполнена в виде мембранного стабилизатора перепада давления; система дозирования выполнена в виде входного щтуцера, редуцирующего устройства и переменного дросселя-задатчика с механизмом задания расхода; эжектирующее устройство выполнено в виде эжектора, регулятора давления воздуха, пневмотумблера и выходного щтуцера; кран-дозатор выполнен щестиходовым, трехпозиционным, с режимом работы анализ, продувка и выключено ; реактор выполнен металлическим с встроенным теплообменником-подогревателем и пространственно расположен вертикально либо горизонтально.

Технический эффект предлагаемого решения заключается в том, что эжектирующее устройство, размещенное после каталитического реактора, создает разряжение на его выходе, что обеспечивает прокачку исходной реакционной смеси через слой катализатора даже в том случае, когда давление на входе в установку близко к атмосферному; применение системы стабилизации давлений обеспечивает постоянство величины перепада давления на дросселе-задатчике расхода газа при изменении давления на выходе стабилизатора и при изменении расхода газа. Применение переменного дросселя-задатчика расхода обеспечивает получение потоков газа с

фиксированными заданными значениями расхода, применение шестиходового трехпозиционного крана-дозатора со сменными калиброванными дозами позволяет отбирать конечную реакционную смесь, транспортировать ее к анализатору и прерывать потоки газа.

Изобретение поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 представлена блок-схема портативной каталитической установки, на фиг.2 представлен общий вид установки.

Портативная каталитическая установка фиг.1 состоит из системы дозирования исходной реакционной смеси, включающей в себя входной штуцер 1 и редуцирующее устройство 2 расположенные на входе в установку, переменный дроссель-задатчик 3 , установленный после системы пробоотбора, содержащей кран-дозатор 4 с калиброванной петлей 5, узел 6 измерения расхода , каталитический реактор 7 со встроенным теплообменником -подогревателем 8, устанавленный в электропечь 9, системы 10 стабилизации перепада давления , эжектирующего устройства, содержащего эжектор 11, регулятор 12 давления воздуха, пневмотумблер 13 и выходной штуцер 14.

Заявляемая каталитическая установка работает следующим образом. Следует сразу указать, установка позволяет работать в двух режимах:

1)Давление в сырьевых газовых магистралях выше атмосферного. В этом случае для установления необходимого давления используется редуцирующее устройство 2 и в использовании эжектирующего устройства нет необходимости;

2)Давление в сырьевых магистралях атмосферное. В этом случае, чтобы прокачать исходную реакционную смесь через реактор, обладающего сопротивлением, применяется эжектирующее устройство, создающее перепад давления за слоем катализатора.

сутствием сложной системы приготовления исходной реакционной смеси. Источник газовой исходной смеси подключается к входному штуцеру 1 и через редуцирующее устройство 2 и узел 6 измерения расхода поступает на вход каталитического реактора 7. Каталитический реактор имеет встроенный противоточный теплообменник-подогреватель 8 типа труба в трубе, где происходит подогрев реактантов. Вся эта конструкция устанавливается в электропечь 9. Внутрь реактора помещена трубка со слоем катализатора, нагретого до определенной температуры. При контакте реакционной смеси с катализатором происходят химические превращения. Выход из реактора соединен с щестиходовым трехпозиционным краном-дозатором 4 со сменными калиброванными дозами 5.

Кран имеет три позиционных положения : продувка - когда смесь продувает калиброванную дозу, анализ - в этом случае поток газа-носителя захватывает пробу и доставляет ее к анализатору и выключено - в этом положении все каналы крана-дозатора перекрыты и используются для проверки установки на герметичность.

По результатам анализов рассчитываются технологические характеристики процесса : степень превращения, производительность, ресурс работы катализаторов, степень дезактивации и т.д.

При помощи переменного дросселя-задатчика 3 устанавливается обьемная скорость исходной реакционной смеси, которая постоянно контролируется узлом б измерения расхода. Дроссель-задатчик 3 имеет специальную шкалу, вращая ручку которого можно задавать на шкале определенные числа, соответствующие заданному расходу. Дроссель-задатчик 3 установлен в стабилизатор 10 перепада давления, представляющий собой пружинный мембранный регулятор давления прямого действия и обеспечивающий постоянство величины перепада давления Р ( около 0,4 атм.) на дросселе- задатчике 3 расхода при изменении давления на выходе стабилизатора Рвых и расхода газа Vr.

Стабилизатор 10 перепада давлений и дроссель-задатчик 3 конструктивно вмонтированы в эжектор 11, предназначенный для создания разряжения на выходе из реактора ( случай, когда давление в источниках исходного сырья близкое к атмосферному). Эжектор обеспечивает разряжение до 0,5 кгс/см при расходе реакционной газовой смеси до 150 нл/час и ее температуре до 150 С.

Для организации работы эжектора необходимо иметь поток воздуха, создаваемый пневмомагистралью. Воздух поступает через пневмотумблер 13 в регулятор 12 давления воздуха, в котором формируется необходимое давление и контролируется манометром ( на фиг. не показан).

Конструкция эжектора предусматривает возможность отвода газо-воздушной смеси, выбрасываемой эжектирующим устройством, к трубопроводам вытяжной вентиляции.

Конструктивно установка выполнена в виде двух модулей: технологического и электронного фиг.2. Расстояние между ними может достичь 10 метров, что важно, когда исходные и (или) конечные вещества представляют какую-либо опас ность или вредность.

Пространственное расположение металлического реактора может быть, как вертикальным, так и горизонтальным , что особенно важно при исследовании блочных катализаторов или их фрагментов.

Основным достоинством заявляемой установки является его компактность, простота транспортировки, малый вес, быстрая наладка и трансформация, возможность работы в условиях, когда реагенты находятся при атмосферном давлении.

В настоящее время изготовлено и экспериментально опробовано два опытных образца.

Источники информации:

Claims (9)

1. Портативная каталитическая установка, содержащая систему дозирования исходной реакционной смеси, узел измерения расхода последней, каталитический реактор с электропечью, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена эжектирующим устройством, размещенным на выходе реактора, системой пробоотбора, системой стабилизации давлений.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система пробоотбора выполнена в виде крана-дозатора со сменными калиброванными дозами, размещенного на линии после реактора.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что кран-дозатор выполнен шестиходовым, трехпозиционным, с режимом работы "анализ, продувка и выключено".

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система стабилизации давлений выполнена в виде мембранного стабилизатора перепада давления.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система дозирования выполнена в виде входного штуцера, редуцирующего устройства и переменного дросселя-задатчика с механизмом задания расхода.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что эжектирующее устройство выполнено в виде эжектора, регулятора давления воздуха, пневмотумблера и выходного штуцера.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор выполнен металлическим с встроенным теплообменником-подогревателем.

8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что реактор пространственно расположен вертикально.

9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что реактор пространственно расположен горизонтально.