专利名称：测试短接触时间反应用多相催化剂的装置、设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测试短接触时间反应用催化剂的装置、设备和方法。它是毛细管技术的一种新应用，其中毛细管和分离柱用作在线取样探针以及用于化合物的分离。该设备适用于测试短接触时间的催化剂和催化反应，它用脉冲法操作，而产物优选用在线的气相色谱分析。
催化裂化的产物产率、焦炭燃烧、催化剂再生和反应动力学研究通常由在固定床管式反应器中进行的实验来评价。进料时间是长的，经常为数十秒，它意味着产物分布为一平均数值以及由于催化剂结焦，催化剂的性能是不稳定的。催化剂活性的这一平均数值和瞬时性质使裂化反应的初始反应产物分布和初始反应速率评价的准确性下降。此外，传统的实验室测试方法，例如微活性方法(MAT)ASTM D3907-80、改进的方法D3909-87和D3907-92都只能在严格限制的反应条件内使用，从反应模拟的观点看，这些反应条件不足够宽。通常使用没有毛细管技术的冷阱的传统方法。连续操作的反应器不适用于测试短接触时间的催化作用，因此唯一的解决办法是脉冲反应器。用于不同瓦斯油催化裂化实验的脉冲反应器的优点是，由于接触时间很短，可认为催化剂的活性不变；而由于注入的油量很少，可认为温度不变。
关于反应模拟，注入的进料脉冲应作为活塞流方式与催化剂相遇，所以应避免进料与载气的混合。防止气体混合的唯一途径是使注入点与催化剂之间的死体积减到最小。气体的混合还会增加样品脉冲的宽度，并使化合物的分辨率变差。在化合物分析中避免分辨率下降的可能的供选择的方法是使催化床层和分离柱之间的死体积减到最小或使用液氮冷阱和快速汽化。
有几种可提供的使用类似基本原理的应用，它们是M.I.Yanovskii和A.D.Berman(色谱杂志1972,69,3-15)描述的将试验反应器或加热炉直接与气相色谱(GC)相连以及将进料注入单独的汽化室或注入器或反应管的上段。此外，用载气使汽化的进料在催化剂上通过并将反应产物送入分离柱。此外，相同的载气还用作分离柱中的稀释气体。目前技术水平的各种应用之间的主要差别是加热炉、分离柱、样品阱、分流和检测器的选择。
R.Collyer、M.Larocca和H.He Lasa发表了脉冲反应动力学研究的设备(加拿大化学工程杂志1989,58,513-516)。在实验装置中，将反应器和热导池检测器(TCD)依次连接，以致进料和产物的脉冲被测量。反应产物在分离柱以前收集。不测量氢的响应值。
J.F.Coopmans,P Mars和R.L.de Groot(工业与工程化学，研究1992,31,2093-2103)用连接到GC的填充柱的脉冲反应单元在沸石催化剂上进行了瓦斯油裂化的脉冲实验。在没有分析柱的条件下直接测量油脉冲。由于脉冲在系统中变宽，使分析的分辨率变差，例如乙烷和乙烯不能分离。
商业热解-气相色谱(Py-Gc)的应用是加热炉替换物的一个例子。热解-气相色谱是用于高分子量样品以及用于催化热解以及用于吸附在催化剂上的残留物分析的大家熟悉的分析技术。Py-Gc还由G.Perez、M.Raimando、A.de Stefanis和A.A.G.Tomlinson用于测量乙苯在中孔沸石上的催化反应(J.Anal.Appl.Pyrol.35(1995)157-166)。
M.I.Nokkosm_ki、E.T.Kuoppala、E.A.Lepp_m_ki和A.O.I.Krause的另一Py-Gc应用(J.Anal.Appl.Pyrol.44(1998)193-204)是一种用沸石裂化欧洲赤松锯屑的热解蒸汽的方法。在这一方法中，固体进料用热解探针热解，而蒸汽相与负载在注入口内管中的催化剂接触。
在专利申请WO94/20848中还公开了一种Py-Gc的应用，它提供了一种用于气相色谱的改进样品注入器。该注入器以能使热解探针更容易插入汽化腔，同时又能使样品以这样的方式汽化，以致使样品更有效地送入色谱柱为特点。
尽管有许多方法可利用，但没有一种方法能同时测量进料脉冲、分离从C1至C20的化合物和检测氢。通常，已进行GC-蒸馏，但它只能测定化合物类型，而不能测定单个化合物。毛细管技术是另一技术特性，它在实验室规模的催化测试设备中未用于在线取样。总是使用冷阱，从而需要另外的冷凝和再汽化步骤。所以，显然需要这样一种测试短接触时间反应用催化剂的方法和设备，为了得到催化反应和催化剂性能的可靠数据，该法使用大的温度标度、宽的剂油比和接触时间进行操作。
本发明的目的是提供一种用于测试短接触时间反应用多相催化剂以及用于测试催化反应的装置、设备和方法。
用于试试短接触时间催化裂化、骨架异构化、加氢、脱氢和甲烷偶合反应用催化剂的装置、设备和方法为特征，其特征在权利要求书中列出。
本发明是毛细管技术的一种新应用。用火焰离子化检测器(FID)和/或质量选择检测器和/或TCD和/或AED作为检测器同时测定注入的脉冲方式、氢气响应值以及产物中氢、C1-C20烃类化合物，以及毛细管和分离柱用作在线取样探针以及用于化合物的分离。在这里将本发明用于测试催化剂的设备缩写为ETC。沉积在催化剂的焦炭用大家熟悉的技术通过氧脉冲流过催化剂并用在线GC分析产物数量来测定。
本发明的装置和设备特别适用于测试和监测短接触时间的多相催化剂、催化反应、裂化反应、骨架异构化反应、催化剂失活的测量、脱氢、甲烷偶合和加氢。该设备用脉冲方法操作，产物例如用在线的气相色谱分析。该设备优选包括加热炉、装有适合检测器的气相色谱、管式反应器、气体和液体注入阀、温度测量控制器、反应器和色谱柱前压力调节阀、质量流量控制器和注入器。对于催化裂化试验来说，用通常已知的方法将瓦斯油注入到反应器的上部。可用毛细管柱将单个组分和化合物方便地分离。任何一种沸点等于或小于550℃的油和气都可用作原料。反应器可在20-900℃的温度范围内(它与进料、反应和反应环境有关)。宽的剂油比和0.01-0.1秒停留时间下操作，化合物分离的分辨率不下降。关于骨架异构化和低聚反应，当使用含有≥C4化合物的原料时，可用0.01-0.3秒的停留时间达到化合物水平分辨率。当使用直到5.9秒的更长停留时间时，化合物水平分辨率下降，并且仅得到GC-蒸馏结果。
该设备优选用商业元件和/或专为这一目的设计的元件来制造。主要的元件是能得到宽的和一致的温度分布图的加热炉、管式反应器(优选玻璃、钢、其他适合的金属、陶瓷材料或石英的反应器)、接头单元、气体和液体注入阀(优选六通阀)、装有适合检测器(例如火焰离子化检测器(FID)和/或质量选择检测器和/或TCD和/或AED、优选FID和TCD)的气相色谱、质量流量控制器和温度测量控制器、反应器和柱前压力调节阀以及注入器(优选半自动注入器)。
本发明用于测试短接触时间的催化剂和催化反应的装置和设备的一个优选的实施方案在附
图1中给出。
在图1的测量装置中，用两个接头单元29和16将管式反应器与GC20的注入口36相连。在第一个接头单元29中，有6个用于反应器2、分离柱38、分流气体毛细管入口14、分流气体出口13、温度测量探针30和脉冲测量和氢气样品毛细管探针31的入口孔。分离柱38通过注入隔膜19和套管37向上插入反应器管2。在催化剂床层5下方30毫米处有特殊制造的第二个接头16。用这一方法，分离柱38可作为在线取样的样品探针以及用于化合物的分离。反应器和注入器用气密的隔膜17相分离。热偶7的顶部刚好在催化剂层5的下面。用加热块10将两个接头单元29和16加热到恒温(200℃)。将进料24注入反应器2，优选用手工或用半自动注入器或气体或液体注入阀注入，用毛细管柱38分离产物中要分析的化合物，并用FID39检测。在载气管线23中，在测试中提供气态进料的情况下，可使用六通阀或气体或液体注入阀22和样品回路。TCD26用作脉冲方式检测器，而另一TCD27用于氢的检测，它放在焦炭测量系统中。在催化剂再生中，它还用于检测氧化脉冲中的永久气体和未反应的氧。此外，1为手工注入块，21为手工注入隔膜，3为加热炉，4和6为石英毛，8为样品探针的顶部，9为分流气体管的顶部，11为放压阀，12为反应器和柱前压力调节阀，13为分流气体出口，14为分流气体入口，15为分流气体管，18为可替换的针状块，28为毛细管柱的顶部，35为毛细管柱入口针，23为载气入口，32为脉冲测量质量流量控制器，25为脉冲和氢测量质量流量控制器，33为分子筛，31为样品探针入口以及34为方式选择阀。对于取样来说，顶部7、8和9的正确顺序是很重要的。
下面将简单描述与本发明的装置有关的作用原理和优选的实施方案。微型反应器有三个方面的作用方式。它同时作为汽化器或注入器、反应器和样品分流器。反应器的上部作为汽化段，在那里液体进料被汽化。载气将汽化的进料送入反应器的中部，在那里与催化剂接触，并进行反应。使用毛细管技术，反应器的下部可变成取样区，用于脉冲测量和氢气分析的样品探针的顶部刚好在催化剂的下面。脉冲测量和化合物分析之间产物气体的分流可用连接到TCD出口的质量流量控制器来调节。在取样探针下游，产物气体用分流气体毛细管的外加氦气流稀释。用第二个取样探针将用于化合物分析的样品从稀释的产物流中取出。反应段在加热炉的温度分布最均匀的区域。在测试操作过程中，用载气的流速来控制进料在催化剂上的停留时间，用分流气体的流速来控制分流比。用连接到分流气体出口管线的柱前压力调节器来调节反应器的压力的流出气体的流速。
在实验中，使用管式反应。在反应器的中部，有一漏斗形限定器，在那里放入一层石英毛或其他适合的材料，以便调节催化剂的位置。在进行再生的相同温度下，用氧气脉冲冲洗反应器，清洗掉污染物。适合的催化剂数量为0.01-300毫克，将它放在管式反应器的中部，炉温分布最均匀的区域中。
对于催化裂化试验来说，手工或用半自动注入器将瓦斯油注入反应器的上部。对于气态进料来说，气体回路优选用于注入。如果进料的沸程是足够低的，例如100-150℃，那么也可使用液体注入阀。
在本发明的设备中，毛细管柱用作在线取样的样品探针以及用于化合物的分离。将分离柱的顶部放在分流气体毛细管顶部下方大约15毫米处。用分流气体流来调节取样区的分流比和延迟时间。为了达到从C1到C20化合物的分辨率，由于取样区中有小的死体积，起始温度为0℃(2分钟)和达到最终温度300℃的升温速率1.5℃/分的程度升温是优选的和适合的方法。
焦炭的数量例如可用单独的设备用脉冲法来测量。焦炭数量的计算基于用焦炭样品作为参考以相同的方式进行的外部修正，其焦炭数量用商业提供的方法来分析。
反应器最低可能的操作温度与油品的沸程有关。液体进料在进行气相反应的催化剂/情性物床层的开始处被汽化。用催化剂/惰性物床层和进料之间的高质量比来确保液体进料的汽化，汽化引起的温度降是很小的。气相进料送入反应器也是可能的。最高的操作温度限制到900℃。
原料可为任何一种沸点等于或低于550℃的液体或气体进料。为了确保均匀地注入，液相原料的粘度必需足够低。在室温下为高粘度的情况下，必需将进料加热到足够高的温度。在不造成分辨率和温度稳定性下降条件下，进料的数量可在0.1-1.0微升范围内变化。
任何一种多相催化剂都可用于这些实验和测试。由于加热炉的温度分布原因，催化剂床层的最大长度限为30毫米。催化剂床层区的温度分布应尽可能平，以便确保床层中温度均匀，从而使反应条件均匀。
剂油比可在0-300的宽范围内变化。例如，当进料的密度为780公斤/米3和注入油的体积为0.5微升(0.43毫克)时，剂油比可为0-45克催化剂/克油，反应器的直径为2毫米。催化剂/惰性剂床层的长度或体积始终保持不变，只改变床层中催化剂的质量分数。
可间接通过改变载气通过反应器的流速来控制进料在催化剂中的停留时间。载气的流速可在0.1-83.3厘米3/分(标准温度和压力)之间变化，它对应于在600℃、床层体积22.9厘米3下载气的停留时间为0.01-5.9秒。作为本发明一个优选的实施方案，试验方法的变化描述如下。
在该试验方法中，第一步是将已知数量的催化剂装在管式反应器中。装完以后将反应器连接到试验设备的接头单元上，再把加热炉套在反应器上，以致使催化剂床层的位置在加热炉的均匀温度分布区的中部。将有手工注入块的载气管线连接到反应器的上端，然后通过放压阀用载气冲洗反应器。用质量流量控制器来调节载气流速、毛细管之间的分流比和样品分流以及脉冲方式测量。用连接到分流气体出口的针阀手工调节反应压力。在试验温度超过设定值并稳定以及进行催化剂预处理步骤以后，用手工或样品回路将进料注入反应器使试验反应开始。完成产物分析以后，将装有结焦催化剂的反应管从试验装置中取出，并连接到焦炭测量设备的接头上。用脉冲法(氧/氦混合物脉冲)，用一种适合的高灵敏的方法，例如作为甲烷来检测一氧化碳和二氧化碳的甲烷化法来测量沉积在催化剂上的焦炭数量。控制分析仪器并用个人计算机商业软件收集数据。用外部修正来计算氢和焦炭数量。
MAT-设备是一种适用于比较用于重质烃类催化裂化的不同FCC(流化催化裂化)催化剂的商业设备。根据本发明，就工艺变数和分析技术来说，在测试用于催化裂化反应的催化剂中，反应器和炉子与GC的组合与MAT相比有几个优越特点。
在MAT-设备中，在实验过程中气相样品收集到吸气管中，而液相样品作为冷凝物分出。所以，需要两个单独的分析。此外，在相当长的反应时间(20-75秒)内收集有平均性质的样品，而在实验过程中由于结焦，催化剂的活性下降。用本发明的ETC-设备，产物气体同时用毛细管分流成两股样品流并分析，因此得到脉冲方式、氢气响应值和化合物分析结果。而且，由于接触时间很短，所以在实验过程中催化剂的活性保持不变。
在催化剂性能测试中，使用了几个变数，例如温度、剂油比、停留时间和进料累积量。在ETC-设备中，这些变数比在MAT中可在相当大范围内变化。在ETC-设备中，液体进料的最低可能的温度由进料的沸点决定，而对于气体进料来说，这一温度可能低于100℃。例如，对于瓦斯油进料来说，这一温度可为20-900℃。剂油比可为0-300。停留时间可通过调节载气和分流气体体积流速来改变；在本发明的设备中，停留时间的范围通常为0.01-0.1秒。在骨架异构化和低聚反应方面，当使用含有≥C4化合物的原料时，可用0.01-0.3秒停留时间达到化合物水平分辨率。在没有任何温度控制问题的条件下，注入的液体进料的体积可以0.1-1.0微升的范围内变化。
此外，在裂化反应以后，催化剂的再生可用脉冲法进行。在反应过程中生成的累积焦炭数量通过将生成的CO和CO2加合来得到。通过将固定体积的空气送入有已知停留时间的一个脉冲中，通过在每一脉冲后分析生成的CO和CO2也可评价焦炭燃烧的反应动力学。在商业MAT-设备中，在实验后再生催化剂，并用IR-检定器分析累积的CO2量。在ETC-设备中，首先将CO和CO2转化成甲烷，然后用FID进行分析，FID是比IR高几个数量级灵敏度的方法。用FID可分析小于0.1微克的焦炭，它对应于催化剂中含有小于0.025％(重量)焦炭。此外，在MAT中的再生不能得到有关焦炭燃烧反应动力学的任何另外的信息。
ETC-设备和MAT-设备的主要特点汇集于表1。表1ETC-设备和MAT-设备的主要特点
对于催化裂化实验来说，这类反应器的优点是，由于接触时间很短催化剂的活性可认为是不变的；由于注入的油量小，反应温度可认为是不变的。表明实验的重复性是极好的。
下面作为实施例给出本发明的优选实施方案，不打算将这些实施例作为对本发明范围的限制。以下作为实施例1-5提供了本发明方法的优选改进。
实施例1热裂化通过将20毫克惰性材料(Inert Micropheres MX-3X，相同的材料与催化剂一起用于在床层中得到所需的催化剂量)和石英毛装入反应器来研究热裂化。反应器材料为石英玻璃，而进料为沸程221-420℃的轻质瓦斯油(96％，瓦斯油1)。实验随温度在500-700℃之间变化而进行，载气的停留时间不变(t=0.055秒，Rep=5)和进料量为0.5微升(0.43毫克)。产物分布汇集成5个不同的组，即转化的进料(＜221℃)、汽油的产率(C5-221℃)(公斤/100公斤进料)、液化石油气(LPG C3-C4)、干气(C1-C2)和焦炭。这些实验的结果列入表2。
表2瓦斯油1热裂化的转化率和产率
根据实验结果，热反应在600℃以下可忽略不计。所以，为了只研究催化反应，使反应温度保持在600℃以下是有利的。但是，热裂化总是与催化裂化连系在一起的，由于在这些反应中涉及分子之间的相互作用的复杂性，要分开这两种现象是困难的。
实施例2催化裂化催化裂化实验随反应温度、剂油比和停留时间变化进行。使用的瓦斯油为沸程221-420的轻质瓦斯油(96％，瓦斯油1)和沸程227-530的轻质瓦斯油(96％，瓦斯油2)。反应温度在400-650℃之间变化，剂油比在0-29.8之间变化和停留时间在0.03-0.09秒之间变化。注入的油量总是为0.5微升(0.43毫克)，所用的催化剂和沸石为商业的平均催化剂和含有稀土元素的沸石催化剂。
通过改变床层温度进行实验，剂油比为11.2和停留时间为0.055秒。随温度变化的这种实验的结果列入表3-5。在平衡催化剂上瓦斯油1随停留时间变化的催化裂化结果列入表7。
表3瓦斯油1在平衡催化剂上催化裂化随温度变化的转化率和产率 根据实验结果，不同产物组随反应温度升高的产率符合预期的趋势转化率升高，一次裂化产物汽油增加达到最大值，随后由于生成LPG的二次裂化反应使它开始下降。LPG假设为一次裂化产物和二次裂化产物。干气和焦炭产率随反应温度的变化缓慢和十分线性地增加(主要为汽油和二次产物)。
表4瓦斯油1在含稀土元素的沸石催化剂上的催化裂化随温度变化的转化率和产率 根据上面所列的结果，含有稀土元素的沸石催化剂与平均催化剂相比活性明显更高。裂化反应的转化率在整个温度范围内高15-20，在550℃下得到最大的汽油产率。
表5瓦斯油2在平衡催化剂上催化裂化随温度变化的转化率和产率 根据上述结果，在平衡催化剂上瓦斯油2的裂化比瓦斯油1的裂化更容易。在这两种情况下，不同反应产物组随温度变化的产率遵从相同的逻辑趋势，不同的是瓦斯油2的产率更高。
通过改变催化剂在惰性材料中的数量来进行随剂油比变化的实验。在床层中催化剂的质量在4.0-34.4％(重量)之间变化，而催化剂床层的体积不变。在这些实验中的温度为550℃，停留时间为0.055秒，得到的颗粒雷诺数为6.6。结果列入表6。
表6瓦斯油1在平衡催化剂上的催化裂化随剂油比变化的转化率和产率
随着剂油比增加，转化率以及汽油和LPG的产率稍有增加，随后它们开始变平。在这一剂油比的范围内，干气和焦炭的产率几乎也成直线增加。
通过控制载气的流速使停留时间在0.03-0.09秒之间变化。对应的颗粒雷诺数为4.1-12.6。同样，实验还在500℃和剂油比11.2下进行。随停留时间变化的实验结果列入表7。
表7瓦斯油1的催化裂化随停留时间变化的转化率和产率 转化率和不同反应产物组的产率随停留时间的增加而增加。用长的停留时间，转化率和产率开始变平，它是传质限制反应速率的一个征兆。的确，用最长的停留时间0.09秒，颗粒的雷诺数为4.1，为了确保反应动力学速率控制整个反应速率，这一数值看来是太低了。
实施例3骨架异构化骨架异构化实验随反应温度变化进行，使用不变的剂油比(60)和停留时间(0.23秒)。进料为沸程为47-97°的含有正构烷烃和异构烷烃、正构烯烃和异构烯烃的轻质瓦斯油(96％)。温范围为275-350℃。注入的油量总是为0.5微升(0.43毫克)，使用的催化剂为镁碱沸石催化剂。这些实验的结果列入表8。
表8轻油骨架异构化随温度变化的转化率和产率
根据这些结果，不同产物的产率遵从随温度升高的逻辑趋势由于副反应的活性增加，正构烯烃的转化率下降和生成异构烯烃的选择性下降。因此，对于异构烯烃的选择性和产率来说，较低的温度是有利的。还可注意到，反应的类型、催化剂和进料的类型对停留时间都有影响。
实施例4脱氢试验脱氢实验随反应温度的变化进行，使用不变的剂油比和停油时间(0.055秒)。进料为正丁烷气体(99.7％)。反应温度范围为400-475℃。注入的气体量总量为500微升，使用的催化剂为一种脱氢催化剂。这些实验的结果以％(摩尔)列入表9。
表9正丁烷脱氢随温度变化的转化率和产率
根据这些结构，烯烃的产率遵从随反应温度升高的逻辑趋势由于催化反应的活性增加，正丁烷的转化率提高和生成烯烃和氢的选择性增加。
实施例5裂化催化剂失活通过在相同的条件下重复注入步骤数次(1、2、3、10、20和30次)并从最后一次注入取样进行化合物分析来研究裂化催化剂的失活。实验在600℃、剂油比11.2和停留时间0.055秒下进行。进料油为沸程221-420℃的轻质瓦斯油(96％，瓦斯油1)。注入的油量总是为0.5微升(0.43毫克)，而使用的催化剂为含有稀土元素的商业沸石催化剂。操作的时间尺度为0.055-1.65秒。在每一试验后测量累积的焦炭量，并从测量的累积结果作为最后两次注入之间的差值计算最终的焦炭量。累积结果列入表10，最终的结果列入表11。
表10瓦斯油1在含稀土元素的沸石催化剂上催化裂化随时间变化的转化率和产率 随着操作时间增加，累积的焦炭量也增加，催化剂的失活可观测到，因为转化率和LPG产率下降。
表11瓦斯油1在含稀土元素的沸石催化剂上催化裂化随时间变化的转化率和选择性 根据这些结果，在失活过程中焦炭的生成量下降。例如，在前0.055秒，焦炭的产率为2.25％(重量)，但在操作的活化期(1.6秒)以后，生成的焦炭量仅为0.06％(重量)。
权利要求
1．一种测试短接触时间反应用多相催化剂的装置，其特征在于它包括由管式反应器(2)组成的有宽的和均匀的温度分布的加热炉(3)；用于毛细管柱的出口通过以及连接反应管、分流气体毛细管入口、分流气体出口、温度测量探针、脉冲测量和氢气样品毛细管探针的接头单元(16、29)，通过它控制产物气体室的体积；进料气体或进料液体的注入阀(22)；装有适合检测器(26、27、39)的气相色谱(20)；质量流量和温度测量控制器(25、32)；注入器(36)、反应器(2)和柱前压力调节阀(12)；用毛细管技术有样品分流的在线取样设备(8、9、28)；以及脉冲方式(26)、氢气响应(27)和化合物响应(39)的同时检测。
2．根据权利要求1的装置，其特征在于，使用的停留时间为0.01-0.3秒。
3．根据权利要求1或2的装置，其特征在于，使用的停留时间为0.01-0.1秒。
4．根据权利要求1-3中任一项的装置，其特征为，使用的剂油比为0-300。
5．根据权利要求1-4中任一项的装置，其特征为，使用的温度为20-900℃。
6．根据权利要求1-5中任一项的装置，其特征为，沸点等于或低于550℃的油和气用作原料。
7．根据权利要求1-6中任一项的装置，其特征为，注入体积为0.1-1.0微升。
8．一种测试短接触时间反应用多相催化剂的方法，其特征在于，它包括将催化剂装入管式反应器(2)，然后将反应器(2)连接到试验设备的接头单元(29)，将加热炉(3)套在反应器上，将有注入块的载气管线(23)连接到反应器(2)的上端，再用载气冲洗反应器(2)；调节载气流速、毛细管柱之间的分流比和样品分流、脉冲方式测量和反应压力；试验温度超过设定值并稳定以及进行任选的催化剂预处理步骤以后，通过将进料样品注入反应器来开始试验反应；控制分析仪器和收集数据并计算氢和碳的数量。
9．一种测量短接触时间催化裂化、骨架异构化、加氢、脱氢和甲烷偶合反应用多相催化剂的方法，其特征在于，它包括将催化剂装入管式反应器(2)，然后将反应器(2)连接到试验设备的接头单元(29)上，将加热炉(3)套在反应器上，将有注入块的载气管线(23)连接到反应器(2)的上端，然后用载气冲洗反应器(2)；调节载气流速、毛细管柱之间的分流比和样品分流、脉冲方式测量和反应压力；试验温度超过设定值并稳定以及进行任选的催化剂预处理步骤以后，通过将进料样品注入反应器开始试验反应；控制分析仪器和收集数据以及计算氢和碳的数量。
10．根据权利要求8或9的方法，其特征在于，检测氢和C1-C20烃类。
11．根据权利要求8、9或10的方法，其特征在于，分析以后，将装有结焦的催化剂的反应管(2)从试验装置中取出，然后连接到焦炭测量设备的接头单元上，然后用脉冲法用一种作为甲烷来检测CO和CO2的适合的高灵敏方法测量沉积在催化剂上的焦炭数量。
全文摘要
本发明涉及一种用于测试短接触时间反应用多相催化剂的装置、设备和方法。它是毛细管技术的一种新应用,其中毛细管和分离柱用作在线取样探针以及用于化合物分离。该设备包括得到宽的和均匀的温度分布的加热炉、管式反应器、接头单元、气体和液体注入阀、装有适合检测器的气相色谱、质量流量和温度测量控制器、注入器、反应器和柱前压力调节阀、毛细管技术的在线取样应用、毛细管技术的样品分流、脉冲方式、氢和化合物响应的同时检测。
文档编号G01N31/10GK1301346SQ99806228
公开日2001年6月27日 申请日期1999年5月10日 优先权日1998年5月15日
发明者K·里皮艾南 申请人:福特姆石油天然气有限公司