[发明专利]一种评价硅铝磷分子筛磨损指数的冷态装置及评价方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其是涉及一种评价硅铝磷分子筛磨损指数的装置和方法。

背景技术

丙烯是目前世界上最重要的大宗化工产品和支撑我国经济发展的基础化工原料之一，可制备多种基本有机原料。例如可制备环氧丙烷、丙烯醛、丙烯醇、异丙醇、四氯化碳、丁醇等等。近年来，由于受下游衍生物(尤其是聚丙烯)需求的影响，丙烯的需求量大幅增大。由于国内丙烯资源的短缺，远远不能满足国内市场的需求，国内自给率大幅下降，需要大量进口。随着国际市场激烈竞争的环境，发展丙烯及其衍生物必须采用国际上最先进的环境友好工艺技术，达到低成本生产的大型经济规模，中国丙烯的开发利用前景很是广阔。

针对中国丙烯发展前景，中国天辰工程有限公司研制的甲醇制丙烯催化剂主要是一种硅铝磷分子筛，这种分子筛能够使甲醇转化率达到100％或者接近100％，乙烯和丙烯的选择性在78％以上，几乎没有C5以上的产物，而且硅铝磷分子筛突出的水热稳定性和适宜的孔道结构使其性能更加优越，必将成为日后得到广泛应用。

目前，催化剂领域评价其磨损强度的方法采用直管法，该方法简陋，操作繁琐，劳动强度大，并且人为影响因素颇多，已经逐渐与催化剂在工业生产上的实际情况脱节。经直管法测得的数据已经不能满足工业上对催化剂做出正确磨损性能评价的需求。因此找到一种模拟工业现场操作装置的工况条件作为评价装置，从而克服直管法带来的误差。这个方向成了目前该领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种评价硅铝磷分子筛磨损指数的冷态装置及方法，用于解决目前磨损指数评价不准确的问题，与此同时，为工业生产以及催化剂的改良提供正确参数，从而创造经济价值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种评价硅铝磷分子筛磨损指数的冷态装置，包括冷态再生器、冷态反应器、缓冲器、粉尘接收器、进料仓和气源发生装置，所述冷态再生器的底端通过第一管路连通于冷态反应器的侧壁，第一管路中连通设有缓冲器和进料仓，进料仓位于缓冲器和冷态反应器之间；所述冷态反应器的底端通过第二管路连通于冷态再生器的侧壁，第二管路中连通设有缓冲器，气源发生装置产生的气源通过缓冲器进入第一管路和第二管路，粉尘接收器连通于冷态再生器的上端。

优选的，所述冷态再生器包括冷态再生器直管段和冷态再生器扩大段，冷态再生器直管段连通于冷态再生器扩大段的下端，第一管路连通于冷态再生器直管段下端，第二管路连通于冷态再生器扩大段的侧壁；

所述冷态反应器包括冷态反应器扩大段和冷态反应器直管段，冷态反应器直管段连通于冷态反应器扩大段的下端，第一管路连通于冷态反应器扩大段的侧壁，第二管路连通于冷态反应器直管段的下端。

优选的，所述冷态再生器扩大段的高度为冷态再生器直管段高度的1-3倍，冷态再生器扩大段的容积为冷态再生器直管段容积的5-15倍；冷态反应器扩大段的高度为冷态反应器直管段高度的1-3倍，冷态反应器扩大段的容积为冷态反应器直管段容积的5-15倍。

优选的，所述冷态再生器扩大段的容积为冷态反应器扩大段容积的3-10倍，冷态再生器直管段的容积为冷态反应器直管段容积的1-4倍。

优选的，所述气源发生装置包括通过管路依次连接的制氮装置、气体压力控制器、气体流量控制器、盛装饱和氯化钠溶液的容器、气体压力监测器和气体流量监测器。

优选的，所述饱和氯化钠溶液为过量的氯化钠部分溶于脱盐水中，然后混合搅拌均匀配制，脱盐水的电导率小于5μS/cm，pH为6.0～7.0。

优选的，所述进料仓和其连接的第一管路的夹角为30°～60°，冷态反应器直管段与缓冲器连接的第二管路段为倾斜管，该倾斜管与水平方向的夹角为30°～90°。

一种使用上述的评价硅铝磷分子筛磨损指数的冷态装置的方法，包括如下步骤：

步骤一：从装置的两个缓冲器的C进口向评价硅铝磷分子筛磨损指数的冷态装置中鼓入1-10m³/min的经处理后的氮气，吹扫整个体系约5min，使氮气完全置换体系中的空气；

步骤二：向进料仓中逐渐加入硅铝磷分子筛的质量m₀为冷态反应器扩大段和冷态反应器直管段体积的0.02～0.05倍与分子筛密度的乘积，其中分子筛密度为0.8～1.2g/cm³；