[发明专利]一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置

说明书

本发明提供了一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置，所述装置包括原料配置系统、反应系统、吸收系统、贫循环气组分调控系统、循环压缩系统以及在线分析系统；所述原料配置系统、反应系统、吸收系统、贫循环气组分调控系统、循环压缩系统依次相连，并组合一个闭合回路；采用所述试验装置可以很好地解决现有的气体循环式工艺低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置在保证装置压力流量等工艺状况稳定的同时，无法有效调节循环气中累计的CO_x碳氧化物的问题，实现了对催化剂准确且稳定的评价，为催化剂样品从小试到工业化提供了重要的保障。

技术领域

本发明属于催化剂研发过程技术领域，具体涉及一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置。

背景技术

低碳烃的催化氧化过程有着重要的经济价值。例如乙烯环氧化制得的环氧乙烷应用于生产化纤的原料乙二醇，丙烷或丙烯氧化制得的丙烯醛和丙烯酸应用于农药和涂料，异丁烯氧化制得的甲基丙烯酸可用于生产有机玻璃。其他一些低碳烃催化氧化制备高附加值化学品新方法和新工艺也一直是人们的研究热点。凡此种种，其生产工艺的技术核心便是低碳烃氧化催化剂。

低碳烃氧化催化剂的开发一般需要经过小试研究、中试放大和工业试验三个阶段。其中中试放大很重要的研究内容就是采用中试装置对放大后的催化剂进行性能评价，这既是对小试研究的成果进行量级放大后的验证，又要在更接近实际生产的情况下，为工艺包提供数据，减少工业试验失败的风险。可以说，中试放大研究在低碳烃氧化催化剂的开发周期中，是一个承前启后的关键环节。很多小试催化剂技术有很好的反应结果，但却最终无法转化成为生产力，往往就是在中试放大过程中出现了各种各样的问题，其中一个常出现的问题就是缺乏合适的中试评价装置。

低碳烃氧化催化剂虽然对目标产物有较高的选择性，但不可避免的仍有一部分低碳烃会被深度氧化为CO_x碳氧化物(副产物)，由于低碳烃氧化工业装置绝大部分采用循环工艺，这些副产物若不及时处理，会随着反应循环而逐渐积累。现有工业装置一般采用脱碳分离单元，控制碳氧化物在循环气中的含量。但中试装置由于投资、原料来源和产地的限制，配套脱碳分离单元是不现实的，所以如果中试装置为了获得更接近工业运行状况的催化剂性能评价结果而也采用循环工艺，则如何在保证装置评价数据准确稳定的同时有效控制碳氧化物的含量，就成为了一个关键性的技术难题。

中国专利文献CN205426877U提供了一种原粒度催化剂评价装置，该装置是将反应后的部分气体返回装置，并排出一些气体，但该方案并没有公开如何通过排出一部分气体后仍能准确地测定循环气组成的相关内容，因此，其无法实现装置评价数据准确稳定的同时有效控制碳氧化物的含量。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置，采用所述试验装置能够实现对催化剂准确且稳定的评价，为催化剂样品从小试到工业化提供了重要的保障。

本发明中，所述的低碳烃是指单分子中碳原子少于5个的烃类物质，包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯等。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置，所述装置包括原料配置系统、反应系统、吸收系统、贫循环气组分调控系统、循环压缩系统以及在线分析系统；

所述原料配置系统、反应系统、吸收系统、贫循环气组分调控系统、循环压缩系统依次相连，并组合一个闭合回路；

所述在线分析系统与所述原料配置系统、所述反应系统、所述吸收系统、所述贫循环气组分调控系统、所述循环压缩系统中至少两个系统相连。

根据本发明，所述原料配置系统用于按照工艺条件中对原料各组分的含量要求配置原料混合气；

其中，所述反应系统用于实现催化剂样品的催化反应；