[实用新型]一种多功能催化剂活性检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多功能催化剂活性检测装置，具体来说涉及一氧化碳低温变换催化剂、烃类或焦炉煤气转化制氢催化剂、甲烷化催化剂和甲醇水蒸汽重整制氢催化剂活性检测的装置。

背景技术

催化剂的活性是催化剂催化能力的量度，也是衡量催化剂好坏的一个最主要因素，因此，在催化剂行业，催化剂出厂前均需要对其活性进行检测，以判断产品的合格率。催化剂的检测原理是：在催化剂存在的条件下，原料气发生化学反应生成化学产物。在一定的测试条件下, 分析反应器进出口的原料气的浓度变化，即可计算出该化学成份的转化率，以转化率的高低表示催化剂活性的优劣。因此催化剂活性评价装置对催化剂生产企业尤为重要。 

1）一氧化碳低温变换催化剂，其作用是促进CO和水蒸汽生成H₂和CO₂的反应，降低CO含量，提高H₂产率。广泛使用于制氢和合成氨工业中，节约水蒸汽，大大降低能耗。是制氢和合成氨厂十分关键的经济型催化剂。 

2）烃类或焦炉煤气转化制氢催化剂，是利用CH₄和水蒸汽转化反应将焦炉煤气中的CH₄转化成为H₂，然后进行H₂、CO、CO₂和CH₄分离，是天然气、焦炉煤气制H₂的重要技术途径之一。烃类尤其是高级烃类组成复杂，包括各种烷烃、环烷烃和芳烃，在转化过程中,一方面这些烃类发生催化裂解反应和热裂解反应，另一方面烃类及其中间产物与水蒸气发生催化转化反应。 

烃类蒸汽转化的主要反应有: 

CH₄ +H₂O=CO+3H₂ （吸热反应）

C_nH_m +nH₂O=nCO+(n+m/2)H₂ （吸热反应）

CO+ H₂O= CO₂+ H₂ （放热反应）

较高级烃的热裂解形成炭沉积的反应可能有:

2CO = C+ CO₂

CO+ H₂= C+ H₂O

CH₄= C+ 2 H₂

裂解产物经过蒸汽转化生成氢气和碳氧化物，经过加氢形成甲烷，经过聚合、脱氢和进一步裂解形成炭。所以烃类蒸汽转化过程是一个包括裂解、水蒸气转化、甲烷化、加氢、脱氢、碳氧化物变换等反应的复杂体系，最终达到甲烷化反应和CO变换反应的平衡。

CO+ H₂O= CO₂+ H₂

CH₄+ H₂O = CO + 3 H₂

 烃类蒸汽预转化过程要求在350~550℃温度范围内进行,在此条件下烃类完成裂解、转化、加氢、甲烷化和变换反应。

3）甲烷化催化剂，用于合成氨及制氢装置的富氢气体中残存的少量CO及CO₂加氢甲烷化过程，以消除碳氧化物，保护氨合成催化剂和加氢催化剂。甲烷化反应为 

CO+ 3 H₂ = CH₄+ H₂O（放热反应）

CO₂+4 H₂ = CH₄+2 H₂O（放热反应）

4）甲醇水蒸汽重整制氢的反应式为：

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂。

传统催化剂活性检测装置结构复杂，并且一套装置通常只适用于一个特定的催化剂产品。由于大多数催化剂生产厂家都是同时开发、生产多个催化剂产品，这需建造多个活性检测装置，建造成本、检测成本较高，部分资源浪费，增加了企业运行成本。并且繁琐的检测工艺造成操作不方便，费时费事费钱。 

 

实用新型内容

本实用新型针对当前一个特定催化剂产品一套检测装置通常只适用于检测的问题，提供了一种多功能催化剂活性的检测装置，对不同催化剂产品，只需开关部分管道阀门，更换参与反应的化学原料和设备设置就可进行检测。