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應(yīng)用案例 A052-CM01

高壓催化

催化劑用于加速化學(xué)反應(yīng)而實(shí)際不被消耗。因此，少量催化劑就足以獲得大量的反應(yīng)產(chǎn)物。
固體催化劑通常為小而多孔的顆粒，小體積但內(nèi)部面積大。內(nèi)部表面含有發(fā)生反應(yīng)的活性位點(diǎn)。氣態(tài)或液體化學(xué)物質(zhì)擴(kuò)散到這些顆粒的空隙中，并在活性位點(diǎn)催化反應(yīng)，隨后反應(yīng)擴(kuò)散到顆粒外。這些反應(yīng)通常發(fā)生在極端工況下。

某能源研究機(jī)構(gòu)調(diào)研碳?xì)浠衔锘旌衔锓翘囟ù呋幕瘜W(xué)反應(yīng)。反應(yīng)器在高溫高壓下運(yùn)行，Bronkhorst為其提供在高壓條件下小流量注入化學(xué)物質(zhì)的解決方案。

應(yīng)用要求

客戶要求高壓下簡單可靠的液體流注入方案。液體注入在30到60bar壓力下進(jìn)行，要求流量穩(wěn)定且無脈動(dòng)。此外，液體流量需要準(zhǔn)確地控制，且須知道實(shí)際注入量。

重要議題

  • 高壓下小液體流量
  • 無脈動(dòng)
  • 注入液體監(jiān)測

工藝方案

此方案包含科氏質(zhì)量流量計(jì)（其控制著反應(yīng)堆入口側(cè)的HPLC活塞泵）和出口端獨(dú)立運(yùn)行的背壓控制器。大量數(shù)據(jù)和實(shí)踐驗(yàn)證，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(mini CORI-FLOW ML120)穩(wěn)定而又準(zhǔn)確。WADose HPLC泵提供穩(wěn)定的流量，無脈動(dòng)。HPLC泵和質(zhì)量流量計(jì)可組合成為質(zhì)量流量控制器。由于泵是作為執(zhí)行器，所以控制閥并非必需。

此泵適用于上游側(cè)最大粘度40 mPa.s，工作溫度最高70 °C。含有小顆粒催化劑的反應(yīng)器爐子溫度則要高得多。反應(yīng)器管出口處的壓力須保持在高值。出口側(cè)有一個(gè)疏水器用于冷凝水或油和P-502C連同控制閥F-033C組成的背壓控制器，可以處理高達(dá)400bar的壓差并排氣至大氣壓。

壓力控制器可穩(wěn)定控制氣體和液體流量。特別是在極小的流量下，此壓力控制器比機(jī)械式泄壓裝置具有更好的控制性能。排氣用于去除反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體。泵有三種控制模式:壓力、體積流量(僅限活塞速度受控)和質(zhì)量流量。質(zhì)量流量模式可定制特供，化學(xué)從業(yè)者覺得很方便。由于直接控制流量，所以注入到反應(yīng)過程里的確切數(shù)量可知可控?？刂坪捅O(jiān)測通過數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)。質(zhì)量流量測量值、設(shè)定值、密度、溫度和累計(jì)值都可通過單個(gè)數(shù)字接口查看。