JCP 甲烷重整催化剂评价装置

一、JCP 甲烷重整催化剂评价装置概述

本设备为一套专门用于催化反应机理研究的通用型固定床催化剂评价装置。

装置设计有四条气体控制回路，可进行催化剂反应机理、反应动力学、甲烷重整 合以及催化剂评价筛选等研究，并可将反应产物直接进入GC、GC-MS等分析仪在 线分析。

设备采用质量流量控制器对气体流量进行计量，由PID智能温度控制系统对 温度进行准确控制，并由耐高温耐高压背压阀控制系统压力，使装置具有准确的流量、温度和压力的控制。

设备采用现代自动化控制技术及工艺设计，使装置运行安全稳定、试验条 件控制精确、分析结果稳定准确。

二、JCP 甲烷重整催化剂评价装置组成

设备整体工艺流程由气相进料单元、混合装置、反应单元、温度压力测控 单元以及电气控制、箱体支架等组成。

设备由四路气路，气路由质量流量控制器控制并精确计量后经过静态混合 器混合后再进入反应单元，反应器采用固定床反应器与催化剂进行反应；从反应器出来的产物可经过电伴热管线经高温背压阀调节压力后进入色谱在线全组 分分析。

三、设备工艺

四、组成单元指标

4-1、气相进料单元

气体进料单元由四路气路组成，四路气体均来自钢瓶，进入装置后先经过 过滤器去除其中杂质颗粒物，然后由减压阀进行减压，再由质量流量控制器计量后进入气体混合器在线混合，再进入反应器；

气体质量流量控制器设计旁路阀，能够迅速建立系统压力；质量流量控制 器可通过软件对质量流量控制器进行校准，以实现对不同气体的准确控制；

气路下游设计单向阀和截止阀，防止气体窜流；

主要参数：

入口压力：0.1～6MPa

流量范围：0～500mL/min

使用温度：室温

输出信号：0～5V

精度：±1%F.S 4-2、气体混合器

气体混合器采用静态混合器设计，扰流式混合方式能够使气体混合更为充 分；选用316L不锈钢进行制作。

4-3、反应单元

反应炉和反应器均采用竖直安装方式。

反应炉采用单段式等温电加热炉，每段炉膛都由独立的多段式仪表进行控  温，确保反应区的恒温段足够长。炉膛保温材料采用耐高温高密度陶瓷纤维材料，保温效果佳。外壳采用304不锈钢网板隔离，使反应炉表面温度不烫手，确 保操作安全。

反应器上游设计压力变送器、卸荷阀。压力变送器用于监测系统压力，卸 荷阀用于对系统的超压保护。

反应器上、下接头设计保温加热包，温度：RT～200℃可调；能够使进入反应器的物料温度更加稳定，并且容易拆卸和安装；

反应器入口和出口设计过滤器，防止反应器逃逸出来的催化剂粉末进入系统。

反应器上端设计有安全阀等安全部件。

主要参数：

反应炉操作温度：RT～900℃

温度控制精度：<±1℃

反应器材质：310S

反应器操作压力：0.1～5MPa

催化剂装填量：10mL 4-4、压力测控单元主要由冷凝器、背压阀等组成。

采用冷却分路调控的方法，既维持了成品的压力、温度环境，又保护了高 压背压阀的正常使用。

在成品末端分为双支路，一路冷却控制压力，一路接入在线色谱等检测设 备。

主要参数：

压力调节范围：0.1～5MPa 4-5、控制系统设计

该装置控制系统采用工业级平板电脑和AI智能仪表开发方案。AI智能仪表 模块采用单体式控制，各模块之间干扰小，具有很高的稳定性，并采用RS485通讯模式与组态软件进行连接。主要模块包括：温度控制模块、模拟量输入输 出模块、数字量输入输出模块。

控制系统采用标准组态软件包，符合最新国际同类装置的标准，并且功能 齐全，适用于各类试验装置过程控制。同时该软件采用中文显示，操作门槛低，学习简单方便。

组态软件可实现如下功能：

过程监视控制；

数据的采集、处理、分析；

实时显示工艺流程、工艺参数；

实时数据的趋势显示；

历史数据的存储和历史趋势显示；

历史数据报表输出及打印；

多级联锁报警机制完成声光报警及主动停车；

用户方便设置和修改设定和修改工艺参数及报警限。

4-6、装置安全设计

装置自动控制系统采用工业化设计和制造标准，系统有多级的安全保护设计和配置。

自控系统采用多重严格安全控制逻辑：

当温度达到高限（Hi）时，系统产生声光报警，提醒操作人员进行处理；

当温度达到高高限（HiHi）时，系统将主动切断加热电源，并采取更多相 关的逻辑操作；

当压力达到高限（Hi）时，系统产生声光报警，提醒操作人员进行处理；

当压力达到高高限（HiHi）时，系统将主动停止进料，并采取更多相关的 逻辑操作；

五、设备参考图片