[发明专利]脉动式加氢还原法制备载体车用催化剂的装置及其应用

权利要求书

1.一种脉动式加氢还原法制备载体车用催化剂的装置，其特征在于，该装置由反馈气路控制系统组件连接的热交换型氢定量筒组件以及沸腾流化床式反应器组件组成，

所述的沸腾流化床式反应器组件的气体进口及气体出口分别经由装有真空压力表、截止阀的气路与热交换型氢定量筒组件上的外套筒氢气出口法兰及内列管反应废气进口法兰相连接；

所述的沸腾流化床式反应器组件包括：

耐温耐压反应器外壳：采用高强度耐温耐压材料制成的封闭结构，外侧壁敷有绝热层，顶部的反应器顶盖可打开，顶盖上方正中央装有气体出口与反馈气路相连，通过耐压气体管路经由真空压力表V-P1及压力传感器、截止阀V1与热交换型氢定量筒组件上方中部的内列管反应废气进口法兰连接；

氢气喷出头：设置于沸腾流化床式反应器组件内部下方的轴心位置，下方经由开口于反应器外壳底部中央的气体进口与反馈气路相连，通过耐压气体管路经由真空压力表及压力传感器、截止阀V2与热交换型氢定量筒组件下方的外套筒氢气出口法兰连接；

微孔陶瓷筛板：设置于沸腾流化床式反应器内部中间位置；

电加热管：至少设有七组，呈环状轴对称等间距排列于微孔陶瓷筛板下方，通过反馈回路与温度传感器相连；

网状过滤器：设置于沸腾流化床式反应器组件内部上方，反应器顶盖的正下方；

旋风除尘器：设置于沸腾流化床式反应器组件顶盖上方的轴心位置，其上方经由开口于反应器顶盖中央的气体出口与气路相连；

所述的热交换型氢定量筒组件采用管壳式设计，包括：

呈圆柱形的外壳体，选用耐氢腐蚀及氢脆较强的内壁电解抛光低碳不锈钢材料制备，外侧壁敷有绝热层，内部装有平行列管束，外壳体与内部列管束之间的空间为反应气氢气的流动区域；

外壳体的外顶部正上方通过耐压气体管路经由外套筒氢气进口法兰连接有真空压力表V-P3及压力传感器，该段气体管路经由氢流量计、截止阀V3与氢气钢瓶连接；

外壳体外中部上方通过耐压气体管路经由内列管反应废气进口法兰、截止阀V1、真空压力表V-P1及压力传感器与沸腾流化床式反应器顶盖中央的气体出口相连接；

外壳体的中部下方通过耐压气体管路经由内列管反应废气出口法兰连接有单向阀V4和涡轮真空泵；

外壳体的外底部正下方通过耐压气体管路经由外套筒氢气出口法兰、截止阀V2、真空压力表及压力传感器与沸腾流化床式反应器底部中央的气体进口及氢气喷出头相连接；

所述的列管束两端平行固定于管板上，列管束内部的空间为反应废气的流动区域，列管的直径小于或等于外壳体直径的1/8，列管的根数不超过18根，选用耐氢腐蚀及氢脆较强的内壁电解抛光低碳不锈钢材料制备；

固定于外壳体两端的管板，为列管束两端提供结构支撑，并将全部列管平均分隔成若干组，使得反应废气可每次只通过部分列管而往返列管束多次；

设置在外壳体上的外套筒氢气进口法兰、外套筒氢气出口法兰、内列管反应废气进口法兰及内列管反应废气出口法兰。

2.根据权利要求1所述的一种脉动式加氢还原法制备载体车用催化剂的装置，其特征在于，所述的微孔陶瓷筛板上催化剂反应物原料填装量根据具体试验要求进行调整，确保在加氢还原中催化剂反应物原料床层处于沸腾流化床的流体动力学区域，利用以下公式进行计算决定催化剂反应物原料床层高度L：

上式(1)中：ΔP_f为催化剂反应物原料床层的压力降，ρ为所填充催化剂反应物原料的密度，λ为与雷诺数R_e有关的经验参数，d为反应器直径，u为反应中氢气流速。

3.根据权利要求1所述的一种脉动式加氢还原法制备载体车用催化剂的装置，其特征在于，所述的列管束的两端还加装不锈钢波纹管进行温差补偿措施，消除或减小热应力。