[发明专利]一种催化剂评价装置及方法

权利要求书

1.一种催化剂评价装置，包括水罐(1)，蒸汽发生器(3)，原料罐(4)，加热器(6)，反应器(12)，反应产物收集器(10)，烟气脱水罐(19)，气液分离罐(16)；其特征在于所述水罐(1)与蒸汽发生器(3)通过水泵(2)连接，蒸汽发生器(3)和原料罐(4)均与加热器(6)的入口端连接，原料罐(4)和加热器(6)的入口端之间还连接有原料泵(5)；蒸汽和原料在加热器(6)混合并加热后通过原料输送管(17)进入反应器(12)，原料输送管(17)一端与加热器(6)的出口端连接，另一端插入反应器(12)内，原料输送管位于反应器内的一端安装有喷嘴(13)；

所述反应器(12)底部设置有催化剂出口(14)，反应器顶(7)上设置有反应产物出口(8)和催化剂入口(11)，其中，反应产物出口(8)还与反应产物收集器(10)的入口连接，该反应产物收集器(10)的出口与烟气脱水罐(19)和气液分离罐(16)均连接，烟气脱水罐(19)顶部设有烟气出口(20)，底部设有废水出口(18)；气液分离罐(16)顶部设有气体产物出口(15)，底部设有液体产物出口(21)；

所述反应产物收集器(10)的出口管道、通往烟气脱水罐(19)的管道、通往气液分离罐(16)的管道，三个管道的交界处设置有第一阀门(24)；该第一阀门(24)和烟气脱水罐(19)之间的管道上设置有第二阀门(25)，该第一阀门(24)和气液分离罐(16)之间的管道上设置有第三阀门(26)；

所述催化剂评价装置还包括氮气管线(22)和空气管线(23)，该氮气管线(22)和空气管线(23)均与加热器(6)的入口端连接。

2.如权利要求1所述的催化剂评价装置，其特征在于所述喷嘴(13)为细微雾化喷嘴、多头雾化喷嘴、靶式喷嘴、双喉道内混合式进料喷嘴、喉管式喷嘴中的一种。

3.如权利要求1所述的催化剂评价装置，其特征在于所述原料输送管(17)从反应器(12)的顶部或侧面或底部插入反应器内。

4.如权利要求1所述的催化剂评价装置，其特征在于所述原料输送管(17)从反应器(12)顶部依次经过反应产物出口(8)、反应器顶(7)插入反应器内。

5.如权利要求1所述的催化剂评价装置，其特征在于所述反应产物收集器(10)上还设有冷却介质(9)。

6.一种利用权利要求1所述催化剂评价装置进行催化剂评价的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)反应过程：打开第一阀门(24)和第三阀门(26)，关闭第二阀门(25)，启动水泵(2)，水罐中的水经水泵进入蒸汽发生器(3)，在蒸汽发生器气化后与来自原料泵(5)的原料混合进入加热器(6)，经加热器加热后的混合原料经原料输送管(17)进入反应器内部；

催化剂从反应器顶部的催化剂入口(11)进入反应器(12)内，混合原料经喷嘴(13)雾化后喷出，与反应器内的催化剂充分接触发生反应；反应产物经反应器顶部的反应产物出口(8)排出，进入反应产物收集器(10)，经冷却介质(9)冷却后，反应产物进入气液分离罐(16)，气体产物从气液分离罐(16)顶部的气体产物出口(15)排出进行收集，液体产物从气液分离罐(16)底部的液体产物出口(21)排出进行收集；

(2)催化剂再生过程：反应过程结束后，关闭第三阀门(26)，打开第二阀门(25)，同时打开氮气管线(22)上的阀门，将氮气通过氮气管线(22)送入反应器内，利用氮气对反应器进行吹扫，然后关闭氮气管线上的阀门，打开空气管线上的阀门，将空气通过空气管线(23)引入反应器，进行催化剂再生，再生温度580～740℃，再生烟气经过反应产物出口(8)进入反应产物收集器(10)进行冷却，然后进入烟气脱水罐(19)，烟气从烟气出口(20)排出进行收集，废水从废水出口(18)排出；

(3)催化剂和原料反应性能分析：将反应过程和再生过程得到的气体产物、液体产物和烟气进行分析，得出催化剂和原料的反应性能数据，对该数据进行评价，得出催化剂和原料的反应性能。

7.如权利要求6所述的催化剂评价方法，其特征在于步骤(1)反应器操作压力为0.01～20.0MPa,反应器操作温度为400～680℃。

8.如权利要求6所述的催化剂评价方法，其特征在于步骤(1)反应器操作压力为0.1～15.0MPa,反应器操作温度为420～650℃。

9.如权利要求6所述的催化剂评价方法，其特征在于步骤(2)再生时烧焦时间为1.0～4.0min，顶部绝对压力为0.10～0.40Mpa。