本發(fā)明涉及一種多通道催化劑評價裝置，屬于多通道平行反應(yīng)器、催化劑評價的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在化學(xué)反應(yīng)中，少量的催化劑在不改變化學(xué)平衡、自身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不發(fā)生改變的情況下顯著提高主反應(yīng)速率，降低副反應(yīng)速率，可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快到幾百萬倍以上。催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位，據(jù)統(tǒng)計，約有90％以上的工業(yè)過程中使用催化劑，如化工、石化、生化、環(huán)保等。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，對新型高效催化劑的需求不斷增加，而開發(fā)新型催化劑主要手段是通過各種不同有效成分進行組合試驗，包括反應(yīng)條件、優(yōu)化催化活性、選擇性和壽命，需要經(jīng)歷催化劑配方篩選、小試評價、中試放大，再到模式運行，最后才投入工業(yè)生產(chǎn)，催化劑的開發(fā)定型經(jīng)歷了漫長的研發(fā)過程，傳統(tǒng)的技術(shù)手段遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上新工藝、新催化材料需求的步伐，而應(yīng)用先進的組合化學(xué)方法則可以大大加快開發(fā)和優(yōu)化選擇的速度，該技術(shù)是在對催化反應(yīng)機理和催化劑設(shè)計有了深刻了解的基礎(chǔ)上，運用組合化學(xué)方法和快速篩選技術(shù)來確定特定催化反應(yīng)中的最優(yōu)催化劑，已經(jīng)成為催化劑研究領(lǐng)域最活躍的前沿技術(shù)之一。組合化學(xué)技術(shù)離不開先進的催化劑評價裝置，多通道、高通量催化劑評價裝置成為眾多公司競相進入的技術(shù)領(lǐng)域，市場需求大，但限于科學(xué)和技術(shù)的壁壘，目前全球僅幾家高科技企業(yè)掌握了這項技術(shù)，且多集中在歐美，國內(nèi)中石化、中石油等大型企業(yè)的下屬研究院只能投入巨資從國外引進相關(guān)裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供了一種用于催化劑開發(fā)過程中多樣品同時評價篩選的多通道催化劑評價裝置，解決了如何加快開發(fā)和優(yōu)化選擇催化劑速度的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種多通道催化劑評價裝置，其特征在于，包括氣體減壓模塊和液體原料存儲模塊，氣體減壓模塊出口端連接多通道氣體進料計量/分配模塊進口端，液體原料存儲模塊出口端連接多通道液體進料計量/分配模塊進口端，多通道液體進料計量/分配模塊出口端和多通道氣體進料計量/分配模塊出口端均連接多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊進口端，多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊出口端分別連接各通道壓控模塊進口端，各通道壓控模塊出口端均與低分兼廢油收集模塊連接，各通道壓控模塊出口端分別與各通道低壓分離器模塊進口端連接，各通道低壓分離器模塊分成兩類連接，一類為各通道低壓分離器模塊出口端連接多通道氣相選通模塊進口端，多通道氣相選通模塊出口端連接氣相色譜，另一類為各通道低壓分離器模塊出口端連接多通道低分壓控模塊，兩類各通道低壓分離器模塊還分別與各通道液體采樣模塊連接。

優(yōu)選地，所述的多通道液體進料計量/分配模塊和多通道氣體進料計量/分配模塊均可采用各通道獨立進料計量，也可采用所有通道統(tǒng)一計量，再通過分配模塊均勻分配成相同流量進入各通道。

優(yōu)選地，所述通道的數(shù)量為2-16。

優(yōu)選地，所述的氣體減壓模塊包括氣源總開關(guān)、氣體減壓閥，各通道氣體進料計量模塊由各通道的氣體質(zhì)量流量控制器及其出口背壓閥組成，液體原料存儲模塊由各通道原料罐及其底部電子秤組成，各通道液體進料計量模塊包括原料油/開停工油切換閥、進料計量泵，多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊由多通道反應(yīng)器及電加熱系統(tǒng)組成，各通道的反應(yīng)器集成在一個反應(yīng)器外殼中，反應(yīng)器外殼外側(cè)設(shè)有電加熱系統(tǒng)，各通道壓控模塊由背壓閥組成，各通道液體采樣模塊由氣動選通閥、液體采樣瓶、采樣瓶恒溫箱組成，多通道氣相選通模塊包括氣動選通閥、選通閥恒溫箱和去氣相色譜管線上的開關(guān)閥組成；

氣源總開關(guān)連接氣體減壓閥，氣體減壓閥連接各通道的氣體質(zhì)量流量控制器，氣體質(zhì)量流量控制器連接出口背壓閥，原料罐連接原料油/開停工油切換閥，原料油/開停工油切換閥連接進料計量泵，出口背壓閥與料計量泵均連接各通道的反應(yīng)器，各通道的反應(yīng)器連接背壓閥，背壓閥連接兩位三通閥，兩位三通閥一端連接低分兼廢油收集模塊，兩位三通閥另一端連接各通道低壓分離器模塊，各通道低壓分離器模塊的氣相管線連接多通道低分壓控模塊，各通道低壓分離器模塊的液相管線連接液體采樣瓶，液體采樣瓶通過其頂部的氣動選通閥連接低分兼廢油收集模塊，液體采樣瓶設(shè)于采樣瓶恒溫箱內(nèi)，各通道低壓分離器模塊的氣相管線上連接有氣動選通閥，氣動選通閥連接去氣相色譜管線上的開關(guān)閥，氣動選通閥的外側(cè)設(shè)有選通閥恒溫箱。

優(yōu)選地，所述的氣動選通閥的接口數(shù)與通道的數(shù)量相同，一個接口對應(yīng)一個通道。

本發(fā)明的各通道的反應(yīng)溫度一致，各通道的氣液進料量和反應(yīng)壓力可相同，也可不同，本發(fā)明的裝置可同時進行多個催化劑評價實驗。根據(jù)實驗要求可進行不同催化劑相同反應(yīng)條件下的催化性能篩選實驗，也可進行同一催化劑不同反應(yīng)條件的工藝優(yōu)化實驗，還可以利用組合化學(xué)方法進行不同催化劑不同反應(yīng)條件的正交實驗。

本發(fā)明的裝置配備自動化控制所需的集散控制系統(tǒng)(DCS)，實現(xiàn)裝置進料、溫度壓力自動控制，反應(yīng)進入穩(wěn)定狀態(tài)后自動采集氣液樣品，故障報警、自動聯(lián)鎖，可短期無人值守操作，大大減少操作人員的數(shù)量，提高工作效率，加快催化劑研發(fā)步伐。

附圖說明

圖1為一種多通道催化劑評價裝置的原理圖；

圖2為一種多通道催化劑評價裝置的方案流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

本發(fā)明為一種多通道催化劑評價裝置，用于催化劑開發(fā)過程中多樣品同時評價篩選，通過自動化控制大大提高工作效率，加快催化劑研發(fā)步伐。如圖1所示，本發(fā)明的一種多通道催化劑評價裝置由氣體減壓模塊、多通道氣體進料計量/分配模塊、液體原料存儲模塊、多通道液體進料計量/分配模塊、多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊、各通道壓控模塊、低分兼廢油收集模塊、各通道低壓分離器模塊、各通道液體采樣模塊、多通道低分壓控模塊、多通道氣相選通模塊、氣相色譜等部分組成。

氣體減壓模塊出口端連接多通道氣體進料計量/分配模塊進口端，液體原料存儲模塊出口端連接多通道液體進料計量/分配模塊進口端，多通道液體進料計量/分配模塊出口端和多通道氣體進料計量/分配模塊出口端均連接多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊進口端，多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊出口端分別連接各通道壓控模塊進口端，各通道壓控模塊出口端均與低分兼廢油收集模塊連接，各通道壓控模塊出口端分別與各通道低壓分離器模塊進口端連接，各通道低壓分離器模塊分成兩類連接，一類為各通道低壓分離器模塊出口端連接多通道氣相選通模塊進口端，多通道氣相選通模塊出口端連接氣相色譜，另一類為各通道低壓分離器模塊出口端連接多通道低分壓控模塊，兩類各通道低壓分離器模塊還分別與各通道液體采樣模塊連接。

本發(fā)明結(jié)合高度自動化的控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對多個催化劑樣品同時評價，各通道氣液進料流量、反應(yīng)溫度壓力可完全自動控制，氣液相自動識別反應(yīng)是否進入穩(wěn)態(tài)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序自動采集樣品，氣相自動在線分析，液相自動收集、離線分析。

多通道氣體進料計量/分配模塊和多通道液體進料計量/分配模塊可根據(jù)具體裝置需求配備，一種物料配備一套計量/分配模塊，每個模塊可采用各通道獨立進料計量方案，也可采用所有通道統(tǒng)一計量，再通過分配模塊均勻分配成相同流量進入各通道的方案，前者裝置投資大，但各通道的氣液進料流量可靈活設(shè)置，后者裝置投資小，但各通道的氣液流量完全相同，反應(yīng)條件相對單一。

本發(fā)明的通道數(shù)可在2-16通道內(nèi)可選，本實施例中以2通道為例介紹多通道催化劑評價裝置的方案流程，各通道配備一路獨立的氣體進料計量系統(tǒng)、一路獨立的液體進料計量系統(tǒng)，其方案流程圖如圖2所示。

本發(fā)明的通道數(shù)和各通道的進料計量系統(tǒng)可以實際需求按同樣配置拓展。按照本發(fā)明的原理圖，由氣體減壓模塊、多通道氣體進料計量模塊、液體原料存儲模塊、多通道液體進料計量模塊、多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊、各通道壓控模塊、低分兼廢油收集模塊、各通道低壓分離器模塊、各通道液體采樣模塊、多通道低分壓控模塊、多通道氣相選通模塊、氣相色譜等部分組成。

氣體減壓模塊包括氣源總開關(guān)1、氣體減壓閥2組成，新鮮氣源經(jīng)減壓模塊后進入各通道氣體進料計量模塊；各通道氣體進料計量模塊由各通道的氣體質(zhì)量流量控制器(即第一氣體質(zhì)量流量控制器3-1、第二氣體質(zhì)量流量控制器3-2)及其出口背壓閥(即第一出口背壓閥4-1、第二出口背壓閥4-2)組成，出口背壓閥使得氣體質(zhì)量流量控制器的性能不受反應(yīng)壓力影響；液體原料存儲模塊由各通道原料罐(即第一原料罐5-1、第二原料罐5-2)及其底部電子秤(即第一電子秤6-1、第二電子秤6-2)組成，原料罐根據(jù)物料物性要求可選配氣體氣封和伴熱系統(tǒng)；各通道液體進料計量模塊包括原料油/開停工油切換閥(即第一原料油/開停工油切換閥7-1、第二原料油/開停工油切換閥7-2)、進料計量泵(即第一進料計量泵8-1、第二進料計量泵8-2)，各通道的原料油經(jīng)計量泵控制流量向各通道反應(yīng)器進料；多通道反應(yīng)器及電加熱爐模塊由多通道反應(yīng)器及其電加熱系統(tǒng)組成，各通道的反應(yīng)器(即第一反應(yīng)器9-1、第二反應(yīng)器9-2)集成在一個反應(yīng)器外殼中，采用電加熱系統(tǒng)10加熱，各通道具有相同的溫度控制，器內(nèi)溫度分布一致；各通道壓控模塊由背壓閥(即第一背壓閥11-1、第二背壓閥11-2)組成，各背壓閥可單獨設(shè)置壓力，也可采用先導(dǎo)參考?xì)獗硥?，所有通道可以在不同壓力下反?yīng)，也可在同一個壓力下運行；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)各通道背壓閥控制反應(yīng)壓力后再經(jīng)由兩位三通閥(即第一兩位三通閥12-1、第二兩位三通閥12-2)切換產(chǎn)物流向，當(dāng)各通道不采集氣相或液相產(chǎn)物時，產(chǎn)物直接進入低分兼廢油收集模塊13，如果需要采樣時，產(chǎn)物進入各通道低壓分離器模塊(即第一各通道低壓分離器模塊14-1、第二各通道低壓分離器模塊14-2)進行氣液分離，氣相經(jīng)公用的多通道低分壓控模塊21控壓后排放，液相進入各通道液體采樣模塊；各通道液體采樣模塊由氣動選通閥(即第一氣動選通閥15-1、第二氣動選通閥15-2)、液體采樣瓶(即第一液體采樣瓶16-1、第二液體采樣瓶16-2)、采樣瓶恒溫箱(即第一采樣瓶恒溫箱17-1、第二采樣瓶恒溫箱17-2)組成，每通道可配備多個液體采樣瓶，由氣動選通閥控制液體采樣瓶的收集順序，氣動選通閥上配有去廢油罐(即低分兼廢油收集模塊13)的接口，不采樣時液體可直接廢油罐；在各通道氣相管線上設(shè)有去多通道氣相選通模塊的管線，多通道氣相選通模塊包括氣動選通閥18、選通閥恒溫箱19和去氣相色譜管線上的開關(guān)閥20組成，氣動選通閥18的接口數(shù)與裝置的通道的數(shù)量相同，一個接口對應(yīng)一個通道，之間不串通，裝置各通道可輪流進行氣相采樣、色譜在線分析。所有閥門、儀表和設(shè)備間由不同規(guī)格的管線22連接，管線根據(jù)物料性質(zhì)可選配伴熱系統(tǒng)。所有開關(guān)閥和切換閥可選手動，也可選氣動。