[发明专利]烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置及其试验方法和应用

说明书

本发明涉及一种烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置及其试验方法和应用，属于石油化工技术领域。所述的评价装置包括减压阀、气体质量流量计、计量泵、汽化器、混合器、反应器、电加热炉、冷凝器、气液分离器、稳压器、液位计、湿式流量计、干燥器、气相色谱仪；所述的试验方法包括烃类蒸汽转化流程和甲烷二氧化碳重整流程；本发明适用于烃类蒸汽转化催化剂的制造企业产品质量控制、烃类蒸汽转化催化剂研发过程中的催化剂样品的性能指标测试。本发明的烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置运行安全、稳定，反应器催化剂床层温差可控、反应温度恒定、安全环保、使用便捷。

技术领域

本发明涉及一种烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置及其试验方法和应用，属于石油化工技术领域。

背景技术

烃类蒸汽转化制取氢气、合成气是一种重要的化工过程，烃类蒸汽转化反应对催化剂的性能要求严格。催化剂的活性评价在烃类蒸汽转化催化剂研发、生产的性能指标测试、产品质量控制等诸多方面始终是至关重要的环节。可靠、准确的烃类蒸汽转化催化剂活性评价数据，依赖于精心设计、制造的活性评价装置和通过日积月累的试验总结出的评价方法。目前，国内外使用的烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置和试验方法大致相同。

《齐鲁石油化工》2002年30卷2期刊发的“胜利炼油厂制氢装置原料‘油改气’试验”介绍了一种小型制氢加压评价装置及催化剂活性评价方法，其存在一定的缺点，如加热方式不合适，没有设置水汽化器，试验所配入的水与烃类原料在混合器中混合并汽化，由于水的热容量大，汽化混合效果不佳，易出现水蒸气脉冲进料，导致催化剂床层入口的水碳比失调，不利于转化催化剂的长期评价。水气分离器没有液位控制能力，未反应的水存储在分离器，依赖人工排放，易出现水全部排净，大量气体逸出，这些气体主要是甲烷、一氧化碳、二氧化碳，易燃易爆，非常危险，且气体突然逸出，势必导致整个系统压力波动，从而导致大量物料冲击催化剂床层，瞬间进料量超过催化剂处理能力，影响催化剂活性评价反应的正常进行。

《上海化工》2006年31卷6期刊发的“气态烃低温绝热转化催化剂”介绍了一种加压微反评价装置及催化剂活性评价方法。存在的缺点是：催化剂装量只有5mL，代表性弱；工艺气全部通过干燥器，然后进入色谱仪的六通阀，干燥器中的吸附剂容易快速饱和，从而将含有水汽的工艺气通入气相色谱，危害色谱仪。

《徐州工程学院学报(自然科学版)》2013年9月第28卷第3期刊发的“一种微型天然气氧化重整制氢反应器的研发及性能测试”介绍了集成式氧化重整制氢反应器设计及评价方法，存在以下缺点：该重整反应器测试系统采用明火供热，在实验室属于非常危险的行为，违反安全规定；水在混合器汽化并与甲烷混合，存在汽化混合效果不佳的情况；采用氮气加压的方式将水通入系统，进水量受到氮气瓶输出压力、系统压力的压力差影响，进水量不能保持恒定，不利于长期评价催化剂；重整反应评价采用常压，不能模拟工业实际情况。

综上所述，现有公开技术中存在如下不足：

(1)水蒸汽和烃类混合效果不佳，易水碳比失调；

(2)水汽分离器没有液位控制能力；

(3)存在含有水汽的工艺气进入气相色谱的情况，危害色谱仪；

(4)供热方式无法满足实验室安全规定，无法保证评价人员的人身安全；

(5)易脉冲进料，影响催化剂的运转寿命，从而影响输出结果数据的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置，具有运行平稳、安全可靠、使用便捷、测试数据准确、重复性好的特点；本发明同时提供采用上述烃类蒸汽转化催化剂活性评价装置对烃类蒸汽转化催化剂进行评价的试验方法和应用。