一种用于钌钛催化剂活性评价系统的制作方法

    专利2026-07-02  19


    本技术属于化工生产,涉及一种用于钌钛催化剂活性评价系统。


    背景技术:

    1、随着石油资源的日益枯竭以及天然气产量的增加,用天然气代替石油作为石化原料逐渐受到人们的关注。甲烷氯化反应是以氯原子取代甲烷中的氢原子使甲烷转化为氯甲烷,甲烷氯化物可以继续转化为醇、酸、酯、烯烃和芳烃等高附加值化学品。早期的甲烷氯化反应以氯气作为氯源,存在着毒性大,且反应副产物hcl必须在其他装置转化成氯气才能循环使用的问题。以hcl为氯源,在氧气和钌钛催化剂的作用下实现甲烷到氯甲烷转化的反应具有反应条件温和、原料易得、且hcl无需转化即可循环使用的优势,其原理为在催化剂作用下氯化氢和氧气反应生成氯气,氯气氧化甲烷生成氯甲烷,此方法成为近年来新建氯甲烷生产线的首选生产方案。

    2、贵金属钌元素具有独特的电子结构,其具有的未填满d电子轨道使其对分子具有良好的吸附性,有利于形成中间“活性化合物”,其催化剂具有活性高、稳定性好、选择性高的优点,被广泛应用于化工催化剂。二氧化钛因具有廉价无毒、稳定性高、容易合成、结构易调变、比表面积高等优点,被广泛应用于涂料、塑料、造纸印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。是最常用的负载型催化剂载体材料。

    3、以钌为活性组分,二氧化钛为载体的负载型氧化催化剂在烷烃氯氧化、挥发性有机物催化氧化、醇类低温氧化、氯化氢氧化、丁二酸二甲酯合成等众多化学品合成和环境领域中有广泛的应用。

    4、目前未检索到针对钌钛催化剂活性的评价系统或装置,已有的催化剂评价装置大多针对某一特定催化剂的性能评价而开发,对于活性评价的数据收集一般设置在催化反应结束后,且未考虑到hcl气液化产生腐蚀性对装置的损害和影响,且系统末端未设置吸收装置以减少有毒有害废气对于环境和人员的影响。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种用于钌钛催化剂活性评价系统,可以通过较小的装填量以评价钌钛催化剂催化反应活性程度,且可以在反应进行阶段收集气相、液相产物,使用钛材管道和罐体可以有效避免hcl气液化后对系统的腐蚀。

    2、为此,本实用新型采取以下技术方案:

    3、一种用于钌钛催化剂活性评价系统,包括反应器(15),所述反应器(15)的一侧设有氧气系统(1),且连通二者的管线上依次设有第一阀门(2)和第二阀门(13),所述第一阀门(2)的一侧设有与其呈并联设置的第一电磁流量阀(4),所述第一电磁流量阀(4)的两端分别设有第四阀门(3)和第五阀门(5),所述第四阀门(3)的另一端与氧气系统(1)相连通,所述第五阀门(5)的另一端与第二阀门(13)相连通。

    4、进一步地,所述氧气系统(1)的一侧设有与其呈并联设置的hcl气系统(8),所述hcl气系统(8)依次通过第六阀门(9)、第二电磁流量阀(10)、第七阀门(11)与第二阀门(13)相连通,所述第二电磁流量阀(10)的侧部设有与其呈并联设置的第八阀门(12),所述第八阀门(12)的一端与hcl气系统(8)相连通、另一端与第二阀门(13)相连通,所述hcl气系统(8)的一侧设有与其呈并联设置的氮气系统(6),所述氮气系统(6)通过第九阀门(7)与第六阀门(9)相连通。

    5、进一步地,所述反应器(15)的入口处设有支管,所述支管上设有第十阀门(14)。

    6、进一步地,所述反应器(15)的出口处依次设有缓冲罐(20)和吸收罐(25),所述反应器(15)与缓冲罐(20)之间的管路上依次设有第十一阀门(18)和第十二阀门(19),所述缓冲罐(20)的排气口设有第十三阀门(21),所述用于连通缓冲罐(20)与吸收罐(25)之间的管路上依次设有第十四阀门(22)和第十五阀门(23),所述吸收罐(25)的加液口设有第十六阀门(24)、排液口设有第十七阀门(26)、排气口设有第十八阀门(27)。进一步地,所述反应器(15)的外侧设有加热炉(16)。

    7、本实用新型的有益效果在于:

    8、本实用新型结构简单,制作安装便捷,运行安全稳定,实用性强。本实用新型可装填少量钌钛催化剂,通过模拟催化条件,测试氧化反应情况的一种微型装置。通过调节实验条件,包括钌钛催化剂装填量、hcl用量、氧气用量、反应温度、反应气流量等,优化催化剂的转化率等技术指标。同时,收集实验产生的气相、液相产物进行理化分析,为后续实验提供参考。

    9、本实用新型中的管道采用钛材有效避免了hcl液化后对装置腐蚀,从而造成管道堵塞泄漏或电子元器件、阀门的损坏等,同时,缓冲罐和吸收罐使用钛材相较于传统pp材质,密封性能更好,防止氯气逸散危害操作人员健康。且钛材耐强酸强碱腐蚀,重量轻,延长设备使用寿命的同时也便于搬运转移。



    技术特征:

    1.一种用于钌钛催化剂活性评价系统,其特征在于,包括反应器(15),所述反应器(15)的一侧设有氧气系统(1),且连通二者的管线上依次设有第一阀门(2)和第二阀门(13),所述第一阀门(2)的一侧设有与其呈并联设置的第一电磁流量阀(4),所述第一电磁流量阀(4)的两端分别设有第四阀门(3)和第五阀门(5),所述第四阀门(3)的另一端与氧气系统(1)相连通,所述第五阀门(5)的另一端与第二阀门(13)相连通。

    2.根据权利要求1所述的一种用于钌钛催化剂活性评价系统,其特征在于,所述氧气系统(1)的一侧设有与其呈并联设置的hcl气系统(8),所述hcl气系统(8)依次通过第六阀门(9)、第二电磁流量阀(10)、第七阀门(11)与第二阀门(13)相连通,所述第二电磁流量阀(10)的侧部设有与其呈并联设置的第八阀门(12),所述第八阀门(12)的一端与hcl气系统(8)相连通、另一端与第二阀门(13)相连通,所述hcl气系统(8)的一侧设有与其呈并联设置的氮气系统(6),所述氮气系统(6)通过第九阀门(7)与第六阀门(9)相连通。

    3.根据权利要求1所述的一种用于钌钛催化剂活性评价系统,其特征在于,所述反应器(15)的入口处设有支管,所述支管上设有第十阀门(14)。

    4.根据权利要求1所述的一种用于钌钛催化剂活性评价系统,其特征在于,所述反应器(15)的出口处依次设有缓冲罐(20)和吸收罐(25),所述反应器(15)与缓冲罐(20)之间的管路上依次设有第十一阀门(18)和第十二阀门(19),所述缓冲罐(20)的排气口设有第十三阀门(21),所述用于连通缓冲罐(20)与吸收罐(25)之间的管路上依次设有第十四阀门(22)和第十五阀门(23),所述吸收罐(25)的加液口设有第十六阀门(24)、排液口设有第十七阀门(26)、排气口设有第十八阀门(27)。

    5.根据权利要求1所述的一种用于钌钛催化剂活性评价系统,其特征在于,所述反应器(15)的外侧设有加热炉(16)。


    技术总结
    本技术提供了一种用于钌钛催化剂活性评价系统,包括反应器,所述反应器的一侧设有氧气系统,且连通二者的管线上依次设有第一阀门和第二阀门,所述第一阀门的一侧设有与其呈并联设置的第一电磁流量阀,所述第一电磁流量阀的两端分别设有第四阀门和第五阀门,所述第四阀门的另一端与氧气系统相连通,所述第五阀门的另一端与第二阀门相连通。本技术通过模拟催化条件,测试氧化反应情况,通过调节实验条件如钌钛催化剂装填量、HCl用量、氧气用量、反应温度、反应气流量等,优化各项技术指标,同时,本技术能够收集实验产生的气相、液相产物进行理化分析,为后续实验提供参考。

    技术研发人员:孟俊杰,刘国旗,任志勇,郅欢欢,李欢,朱婷,高治磊,杨晓艳,杨俊辉,王红梅,高嵩,何忠,张宗磊,何艳,吴芳,郭晶
    受保护的技术使用者:金川集团股份有限公司
    技术研发日:20230912
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-98599.html

    最新回复(0)