固定床催化评价装置 催化裂解反应装置

固定床催化评价装置  催化裂解反应装置

一、固定床催化评价装置

1. 概述
固定床催化评价装置是一种用于研究催化剂性能、反应动力学及工艺优化的实验设备，广泛应用于石油化工、能源催化（如加氢、脱氢、氧化等）及环境催化（如VOCs处理、NOx还原）等领域。其核心特点是催化剂以固定床层形式装填，反应物流经床层发生催化转化。

2. 核心组成与功能

3. 典型参数

• 温度范围：200~600℃（加氢反应）、800~1000℃（甲烷重整）

• 压力范围：常压~10 MPa（加氢反应通常2~8 MPa）

• 空速（GHSV）：500~10,000 h⁻¹（依反应类型调整）

• 催化剂装填量：1~20 g（颗粒尺寸20~60目）

4. 应用场景

• 催化剂筛选：测试新型催化剂对CO₂加氢制甲醇的活性。

• 工艺优化：研究温度、压力对柴油加氢脱硫效率的影响。

• 失活研究：长周期运行（1000+小时）评估催化剂稳定性。

固定床催化评价装置  催化裂解反应装置

二、催化裂解反应装置

1. 概述
催化裂解反应装置用于将**大分子有机物（重油、废塑料、生物质）**在催化剂作用下裂解为小分子燃料（如汽油、烯烃）。其特点是高温、短接触时间，反应器类型包括固定床、流化床和提升管。

2. 核心组成与功能

3. 典型参数

• 反应温度：400~700℃（废塑料裂解需≥500℃）

• 压力：常压~0.5 MPa（流化床微正压）

• 催化剂：沸石（ZSM-5）、FCC催化剂、酸性粘土

• 空速（LHSV）：0.5~5 h⁻¹（重油裂解需低空速）

4. 应用场景

• 石油炼制：重油裂解生产轻质油品（如FCC工艺）。

• 废塑料回收：聚乙烯（PE）催化裂解制柴油。

• 生物质转化：木质素裂解制芳烃或低碳烯烃。

三、两类装置对比

四、选型与实验设计建议

1. 固定床催化评价装置选型

• 催化剂测试：选择小内径反应管（10 mm）以提高传质效率。

• 高压实验：需配备安全阀和氢气泄漏检测（如加氢反应）。

• 分析扩展：集成在线质谱（MS）可实时追踪中间产物。

2. 催化裂解反应装置选型

• 高粘度原料：需预热进料系统（如废塑料熔融温度为150~300℃）。

• 积碳问题：流化床需配套催化剂再生单元（空气烧炭）。

• 产物分离：建议增加多级冷凝（分馏汽油、柴油组分）。

一、固定床催化评价装置1. 概述固定床催化评价装置是一种用于研究催化剂性能、反应动力学及工艺优化的实验设备，广泛应用于石油化工、能源催化（如加氢、脱氢、氧化等）及环境催化（如VOCs处理、NOx还原）等领域。其核心特点是催化剂以固定床层形式装填，反应物流经床层发生催化转化。2. 核心组成与功能模块关键部件作用反应器不锈钢/石英管（耐高温高压）装载催化剂，提供反应场所（内径10~50 mm，长度200~1000 mm）温控系统管式炉（多段控温）、热电偶精确控制反应温度（室温~1000℃，精度±1℃）进料系统液体泵（HPLC）、气体质量流量控制器（MFC）控制反应物（如H₂、烃类）流速压力控制背压阀、压力传感器维持系统压力（常压~10 MPa）产物分析在线GC/MS、质谱或FTIR实时监测产物组成（如转化率、选择性）3. 典型参数温度范围：200~600℃（加氢反应）、800~1000℃（甲烷重整）压力范围：常压~10 MPa（加氢反应通常2~8 MPa）空速（GHSV）：500~10,000 h⁻¹（依反应类型调整）催化剂装填量：1~20 g（颗粒尺寸20~60目）4. 应用场景催化剂筛选：测试新型催化剂对CO₂加氢制甲醇的活性。工艺优化：研究温度、压力对柴油加氢脱硫效率的影响。失活研究：长周期运行（1000+小时）评估催化剂稳定性。二、催化裂解反应装置1. 概述催化裂解反应装置用于将**大分子有机物（重油、废塑料、生物质）**在催化剂作用下裂解为小分子燃料（如汽油、烯烃）。其特点是高温、短接触时间，反应器类型包括固定床、流化床和提升管。2. 核心组成与功能模块关键部件作用反应器石英/不锈钢管（固定床）或流化床反应器提供高温裂解环境（400~800℃）加热系统电炉、盐浴炉或微波加热快速升温至裂解温度（如废塑料需≥500℃）进料系统高压注射泵（可预热高粘度原料）控制原料（重油、熔融塑料）进料速率催化剂再生流化床配套再生器（烧炭单元）清除积碳，恢复催化剂活性（如FCC工艺）产物分离冷凝器、气液分离器分离裂解气（C1-C4）、液体油（汽油/柴油）和焦炭在线分析GC-MS、红外光谱（FTIR）分析产物分布（如烯烃含量、硫含量）3. 典型参数反应温度：400~700℃（废塑料裂解需≥500℃）压力：常压~0.5 MPa（流化床微正压）催化剂：沸石（ZSM-5）、FCC催化剂、酸性粘土空速（LHSV）：0.5~5 h⁻¹（重油裂解需低空速）4. 应用场景石油炼制：重油裂解生产轻质油品（如FCC工艺）。废塑料回收：聚乙烯（PE）催化裂解制柴油。生物质转化：木质素裂解制芳烃或低碳烯烃。三、两类装置对比特性固定床催化评价装置催化裂解反应装置反应类型加氢、氧化、脱硫等催化反应大分子裂解（C-C键断裂）催化剂形态颗粒/蜂窝固定床流化床（粉末催化剂）或固定床温度要求中低温（200~600℃）或高温（~1000℃）高温（400~700℃）产物复杂度目标产物单一（如甲醇）多组分混合物（气、液、焦炭）工业关联模拟加氢精制、合成氨等固定床工艺模拟流化床催化裂化（FCC）或废塑料裂解四、选型与实验设计建议固定床催化评价装置选型催化剂测试：选择小内径反应管（10 mm）以提高传质效率。高压实验：需配备安全阀和氢气泄漏检测（如加氢反应）。分析扩展：集成在线质谱（MS）可实时追踪中间产物。催化裂解反应装置选型高粘度原料：需预热进料系统（如废塑料熔融温度为150~300℃）。积碳问题：流化床需配套催化剂再生单元（空气烧炭）。产物分离：建议增加多级冷凝（分馏汽油、柴油组分）。