[发明专利]一种加氢催化脱氧装置及测评加氢脱氧催化剂性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于催化脱氧技术领域，尤其涉及一种加氢催化脱氧装置及测评加氢脱氧催化剂性能的方法。

背景技术

石油化工工艺中常存在一些含氧混合气体，由于氧气的存在混合气体不能够循环利用，并且增大了气相燃爆的风险(如双氧水法生产环氧丙烷工艺中的循环丙烯气体)。高纯气体制造过程，也存在混合气中含有微量氧的情况，使得气体纯度不能达到预期指标。

面对这种情况多采用催化脱氧的方式来脱除微量的氧气，在脱氧催化剂的催化作用下使得环境中的氧气与氢气、一氧化碳等气体发生催化反应，从而降低环境中的氧浓度进而达到脱除氧气的目的。一氧化碳催化脱氧对温度的要求较高，因为在低温的条件下，一氧化碳催化脱氧的活性很低，使得脱氧反应很难进行。故催化脱氧中较为常见的是在氢气存在的条件下进行催化加氢脱氧，即在氢气存在的情况下，利用催化剂的催化作用使得环境中的氧气与氢气发生反应，生成较容易除去的水从而达到降低氧气浓度的目的。

加氢脱氧催化剂的使用过程中，必须准确控制氢气的加入量，防止氢气加入过高导致产生新的杂质气体；另外对加氢脱氧催化剂的使用条件、使用寿命以及活性的评价也非常重要，当脱氧催化剂的活性下降到一定程度后就得将其更换，否则，难以达到除氧效果。现阶段缺少能够准确控制氢气与氧气反应比例，并根据氧气含量随时改变氢气通量的装置和方法；也缺少在线测定加氢脱氧效率，及时检测加氢脱氧催化剂活性的装置和方法。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种可深度脱除混合气体中的氧，并对氧气含量、脱氧效率及催化剂活性进行在线监测的加氢催化脱氧装置及测评加氢催化脱氧催化剂性能的方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种加氢催化脱氧装置，包括在线监测及连锁系统、原料供应系统、配气系统、温控系统、反应系统及脱氧气体收集器；所述配气系统包括计算机操控平台、控制器及配气箱；所述原料供应系统包括分别与配气箱相连的氢气进气管路、待脱氧混合气进气管路和氮气进气管路；所述反应系统包括反应器及盛装在反应器内的催化剂；所述温控系统包括分别与反应器相连的温度控制器、加热器和冷却器，其中，加热器设置在配气箱的出气口端、并设置在反应器的进气口端，冷却器设置在反应器的出气口端且冷却器与脱氧气体收集器相连；所述配气箱与加热器之间、加热器与反应器之间、反应器与温度控制器之间、反应器与冷却器之间、冷却器与脱氧气体收集器之间均通过气体输送管路相连；所述在线监测及连锁系统包括设置在待脱氧混合气体进气管路上的在线氧含量分析及连锁仪、设置在加热器与反应器之间的气体输送管路上的第一在线氧含量分析仪和第一在线氢含量分析仪、设置在冷却器与脱氧气体收集器之间的气体输送管路上的第二在线氧含量分析仪和第二在线氢含量分析仪。

所述配气箱包括配气箱体、防爆型质量流量控制器MFC及气体稳压阀。

所述计算机操控平台包括操控计算机、计算机自动配气系统软件及控制卡，所述控制器包括控制箱体、主控板及开关电源，所述计算机操控平台通过通讯电缆与控制器、防爆型质量流量控制器MFC相连。

所述反应器上设置有温度显示仪表和压力显示仪表。

所述反应器的出气口端还设置有减压阀。

所述反应器的内部自上而下依次设置有第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网及第四过滤网，第一过滤网和第二过滤网之间、第三过滤网和第四过滤网之间均填充有陶瓷填料，所述催化剂夹在第二过滤网和第三过滤网之间。

所述氢气进气管路、待脱氧混合气进气管路和氮气进气管路上均设置有截止阀，所述截止阀为防爆型电磁截止阀。

所述冷却器与脱氧气体收集器之间设置有过滤器。

所述原料供应系统还包括备用管路。

所述氢气进气管路、待脱氧混合气进气管路、氮气进气管路及气体输送管路均由不锈钢制成。

本发明还公开了一种用于测评加氢脱氧催化剂性能的方法，该方法包括如下步骤：