二氧化碳加氫制甲醇實(shí)驗流程比較簡(jiǎn)單。但是采用普通固定床進(jìn)行催化劑開(kāi)發(fā),存在一個(gè)無(wú)法忽略的行業(yè)難點(diǎn),那就是反應產(chǎn)物的氣液分離問(wèn)題。該反應實(shí)驗中,一般流程是先將反應產(chǎn)物在氣液分離容器中進(jìn)行氣液分離,將氣相的甲醇和水通過(guò)冷卻轉變?yōu)橐簯B(tài)后進(jìn)行收集進(jìn)行定量檢測,氣體則進(jìn)入色譜進(jìn)行在線(xiàn)分析。
傳統的氣液分離器結構如上圖所示。反應產(chǎn)物進(jìn)入帶夾套的容器內分離成氣液兩相,氣體從上部出來(lái)經(jīng)減壓后進(jìn)入濕式流量計或色譜,液體在下部通過(guò)手動(dòng)控制閥進(jìn)行排放。該結構存在以下問(wèn)題:
壓力的波動(dòng):液體通過(guò)手動(dòng)控制閥排出,會(huì )使整個(gè)反應系統產(chǎn)生瞬間的壓力波動(dòng),反應系統建立新的平衡穩定狀態(tài)需要一定時(shí)間,延長(cháng)了實(shí)驗過(guò)程。
分離器的體積選擇難題:分離器體積選擇小了,有可能導致幾個(gè)小時(shí)液體充滿(mǎn)分離器,導致液體從氣體出口溢出,實(shí)驗無(wú)法長(cháng)時(shí)間運行;體積選擇大了,內部累積的產(chǎn)物不再是反應瞬時(shí)產(chǎn)物,分析的結果會(huì )產(chǎn)生很大的誤差。
歐世盛公司通過(guò)在全自動(dòng)催化劑評價(jià)裝置上裝配自主開(kāi)發(fā)的自動(dòng)氣液分離器,解決了上述兩個(gè)問(wèn)題。
該分離器在傳統氣液分離器的基礎上,增加了自主開(kāi)發(fā)的液位測量計,能精確地測定容器內的液位高度。同時(shí)在液體出口管路上,使用自動(dòng)穩流閥替代手動(dòng)球閥,通過(guò)液位計和穩流閥的邏輯控制,自動(dòng)調節容器內液位,使液位保持穩定。當容器內液位高于設定液位,穩流閥開(kāi)度會(huì )變大,液體流出量增多,液位降低;當容器內液位低于于設定液位,穩流閥開(kāi)度變小,液體流出量減少,液位升高。液位的自動(dòng)調節,也一舉解決了液體溢出的問(wèn)題。
自動(dòng)氣液分離器的液體流出是連續的,不存在系統波動(dòng)的問(wèn)題,同時(shí)分離器內也不再長(cháng)時(shí)間累積物料,液體產(chǎn)品的檢測結果也能夠反映出催化劑的瞬時(shí)活性,加快了實(shí)驗進(jìn)程。
某科研機構老師委托歐世盛公司加工制造的裝配有自動(dòng)氣液分離器的EMC-1G氣固型全自動(dòng)催化劑評價(jià)裝置,進(jìn)行合成甲醇的實(shí)驗,持液體積為10 ml,其中自動(dòng)氣液分離器的體積僅為3 ml,液位傳感器經(jīng)校正后精度達到了±0.05 ml。在二氧化碳進(jìn)料量只有20 ml/min的流量下,生成的甲醇1小時(shí)即可將氣液分離器中的液體置換一次,對液體產(chǎn)品的檢測結果基本反映了催化劑的實(shí)時(shí)活性,與動(dòng)輒一天才能完成一個(gè)條件的傳統反應裝置相比,極大地提高了實(shí)驗效率。
歐世盛公司提供的裝配有自動(dòng)氣液分離器的EMC-1G氣固型全自動(dòng)催化劑評價(jià)裝置不僅解決了傳統固定床裝置在合成甲醇過(guò)程中的產(chǎn)物氣液分離難題,還顯著(zhù)提升了實(shí)驗的效率和準確性。通過(guò)精確控制液位和連續流出液體,該設備確保了實(shí)驗條件的穩定性,同時(shí)實(shí)現了對催化劑瞬時(shí)活性的準確反映??蒲袡C構的實(shí)際應用案例充分證明了這一創(chuàng )新解決方案的價(jià)值,新型的裝置和完善的方案為催化研究提供了全新的工具和手段,深度賦能科研突破與工業(yè)創(chuàng )新。
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