固定床催化評價(jià)裝置  催化裂解反應(yīng)裝置

一、固定床催化評價(jià)裝置

1. 概述
固定床催化評價(jià)裝置是一種用于研究催化劑性能、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及工藝優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、能源催化（如加氫、脫氫、氧化等）及環(huán)境催化（如VOCs處理、NOx還原）等領(lǐng)域。其核心特點(diǎn)是催化劑以固定床層形式裝填，反應(yīng)物流經(jīng)床層發(fā)生催化轉(zhuǎn)化。

2. 核心組成與功能

3. 典型參數(shù)

• 溫度范圍：200~600℃（加氫反應(yīng)）、800~1000℃（甲烷重整）

• 壓力范圍：常壓~10 MPa（加氫反應(yīng)通常2~8 MPa）

• 空速（GHSV）：500~10,000 h?1（依反應(yīng)類型調(diào)整）

• 催化劑裝填量：1~20 g（顆粒尺寸20~60目）

4. 應(yīng)用場景

• 催化劑篩選：測試新型催化劑對CO?加氫制甲醇的活性。

• 工藝優(yōu)化：研究溫度、壓力對柴油加氫脫硫效率的影響。

• 失活研究：長周期運(yùn)行（1000+小時(shí)）評估催化劑穩(wěn)定性。

固定床催化評價(jià)裝置  催化裂解反應(yīng)裝置

二、催化裂解反應(yīng)裝置

1. 概述
催化裂解反應(yīng)裝置用于將**大分子有機(jī)物（重油、廢塑料、生物質(zhì)）**在催化劑作用下裂解為小分子燃料（如汽油、烯烴）。其特點(diǎn)是高溫、短接觸時(shí)間，反應(yīng)器類型包括固定床、流化床和提升管。

2. 核心組成與功能

3. 典型參數(shù)

• 反應(yīng)溫度：400~700℃（廢塑料裂解需≥500℃）

• 壓力：常壓~0.5 MPa（流化床微正壓）

• 催化劑：沸石（ZSM-5）、FCC催化劑、酸性粘土

• 空速（LHSV）：0.5~5 h?1（重油裂解需低空速）

4. 應(yīng)用場景

• 石油煉制：重油裂解生產(chǎn)輕質(zhì)油品（如FCC工藝）。

• 廢塑料回收：聚乙烯（PE）催化裂解制柴油。

• 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化：木質(zhì)素裂解制芳烴或低碳烯烴。

三、兩類裝置對比

四、選型與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建議

1. 固定床催化評價(jià)裝置選型

• 催化劑測試：選擇小內(nèi)徑反應(yīng)管（10 mm）以提高傳質(zhì)效率。

• 高壓實(shí)驗(yàn)：需配備安全閥和氫氣泄漏檢測（如加氫反應(yīng)）。

• 分析擴(kuò)展：集成在線質(zhì)譜（MS）可實(shí)時(shí)追蹤中間產(chǎn)物。

2. 催化裂解反應(yīng)裝置選型

• 高粘度原料：需預(yù)熱進(jìn)料系統(tǒng)（如廢塑料熔融溫度為150~300℃）。

• 積碳問題：流化床需配套催化劑再生單元（空氣燒炭）。

• 產(chǎn)物分離：建議增加多級冷凝（分餾汽油、柴油組分）。

一、固定床催化評價(jià)裝置1. 概述固定床催化評價(jià)裝置是一種用于研究催化劑性能、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及工藝優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、能源催化（如加氫、脫氫、氧化等）及環(huán)境催化（如VOCs處理、NOx還原）等領(lǐng)域。其核心特點(diǎn)是催化劑以固定床層形式裝填，反應(yīng)物流經(jīng)床層發(fā)生催化轉(zhuǎn)化。2. 核心組成與功能模塊關(guān)鍵部件作用反應(yīng)器不銹鋼/石英管（耐高溫高壓）裝載催化劑，提供反應(yīng)場所（內(nèi)徑10~50 mm，長度200~1000 mm）溫控系統(tǒng)管式爐（多段控溫）、熱電偶精確控制反應(yīng)溫度（室溫~1000℃，精度±1℃）進(jìn)料系統(tǒng)液體泵（HPLC）、氣體質(zhì)量流量控制器（MFC）控制反應(yīng)物（如H?、烴類）流速壓力控制背壓閥、壓力傳感器維持系統(tǒng)壓力（常壓~10 MPa）產(chǎn)物分析在線GC/MS、質(zhì)譜或FTIR實(shí)時(shí)監(jiān)測產(chǎn)物組成（如轉(zhuǎn)化率、選擇性）3. 典型參數(shù)溫度范圍：200~600℃（加氫反應(yīng)）、800~1000℃（甲烷重整）壓力范圍：常壓~10 MPa（加氫反應(yīng)通常2~8 MPa）空速（GHSV）：500~10,000 h?1（依反應(yīng)類型調(diào)整）催化劑裝填量：1~20 g（顆粒尺寸20~60目）4. 應(yīng)用場景催化劑篩選：測試新型催化劑對CO?加氫制甲醇的活性。工藝優(yōu)化：研究溫度、壓力對柴油加氫脫硫效率的影響。失活研究：長周期運(yùn)行（1000+小時(shí)）評估催化劑穩(wěn)定性。二、催化裂解反應(yīng)裝置1. 概述催化裂解反應(yīng)裝置用于將**大分子有機(jī)物（重油、廢塑料、生物質(zhì)）**在催化劑作用下裂解為小分子燃料（如汽油、烯烴）。其特點(diǎn)是高溫、短接觸時(shí)間，反應(yīng)器類型包括固定床、流化床和提升管。2. 核心組成與功能模塊關(guān)鍵部件作用反應(yīng)器石英/不銹鋼管（固定床）或流化床反應(yīng)器提供高溫裂解環(huán)境（400~800℃）加熱系統(tǒng)電爐、鹽浴爐或微波加熱快速升溫至裂解溫度（如廢塑料需≥500℃）進(jìn)料系統(tǒng)高壓注射泵（可預(yù)熱高粘度原料）控制原料（重油、熔融塑料）進(jìn)料速率催化劑再生流化床配套再生器（燒炭單元）清除積碳，恢復(fù)催化劑活性（如FCC工藝）產(chǎn)物分離冷凝器、氣液分離器分離裂解氣（C1-C4）、液體油（汽油/柴油）和焦炭在線分析GC-MS、紅外光譜（FTIR）分析產(chǎn)物分布（如烯烴含量、硫含量）3. 典型參數(shù)反應(yīng)溫度：400~700℃（廢塑料裂解需≥500℃）壓力：常壓~0.5 MPa（流化床微正壓）催化劑：沸石（ZSM-5）、FCC催化劑、酸性粘土空速（LHSV）：0.5~5 h?1（重油裂解需低空速）4. 應(yīng)用場景石油煉制：重油裂解生產(chǎn)輕質(zhì)油品（如FCC工藝）。廢塑料回收：聚乙烯（PE）催化裂解制柴油。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化：木質(zhì)素裂解制芳烴或低碳烯烴。三、兩類裝置對比特性固定床催化評價(jià)裝置催化裂解反應(yīng)裝置反應(yīng)類型加氫、氧化、脫硫等催化反應(yīng)大分子裂解（C-C鍵斷裂）催化劑形態(tài)顆粒/蜂窩固定床流化床（粉末催化劑）或固定床溫度要求中低溫（200~600℃）或高溫（~1000℃）高溫（400~700℃）產(chǎn)物復(fù)雜度目標(biāo)產(chǎn)物單一（如甲醇）多組分混合物（氣、液、焦炭）工業(yè)關(guān)聯(lián)模擬加氫精制、合成氨等固定床工藝模擬流化床催化裂化（FCC）或廢塑料裂解四、選型與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建議固定床催化評價(jià)裝置選型催化劑測試：選擇小內(nèi)徑反應(yīng)管（10 mm）以提高傳質(zhì)效率。高壓實(shí)驗(yàn)：需配備安全閥和氫氣泄漏檢測（如加氫反應(yīng)）。分析擴(kuò)展：集成在線質(zhì)譜（MS）可實(shí)時(shí)追蹤中間產(chǎn)物。催化裂解反應(yīng)裝置選型高粘度原料：需預(yù)熱進(jìn)料系統(tǒng)（如廢塑料熔融溫度為150~300℃）。積碳問題：流化床需配套催化劑再生單元（空氣燒炭）。產(chǎn)物分離：建議增加多級冷凝（分餾汽油、柴油組分）。