一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法，属于催化剂、吸附剂制备与改性领域。所述催化剂、吸附剂的高通量评价装置由液流管路、载气管路、气氛吸附/脱附系统、尾气净化系统。所述气氛吸附/脱附系统由样品室、气化间、热风间、在线分析检测系统。所述测量方法是通过样品预处理、液流流量控制、载气大小调节、吸附/脱附实验等步骤完成。该评价装置与应用方法，操作简单，在线程度高，可以同时对多组不同催化剂、吸附剂并行进行评价，预先获取吸附/脱附过程中的解吸剂组成、温度、流量等参数，还可以进一步应用于催化剂、吸附剂精制领域研究，为大规模的工业化生产前期评估提供了一种新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法
本专利技术属于催化剂、吸附剂制备与改性领域，具体涉及一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与应用方法。
技术介绍
近些年，传统精制提纯工艺相应的弊端逐渐显示出来，比如需要更多的塔板数，更长馏程，模拟移动床色谱技术作为一种可以替代的新方式，逐渐得到工业领域应用，尤其针对同分异构体，近沸点化合物，吸附分离成为高效分离手段，而催化剂或吸附剂，作为其中一个重要环节，不同结构，不同的阳离子组成都将会在不同领域得到应用，况且催化剂或吸附剂在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等多个领域也占有极其重要的地位，因此催化剂或吸附剂的性能评价技术显得尤为重要。在现有技术中，比如CN203465255U、CN109060591A，常采用甲苯、水蒸气作为吸附质，来评价催化剂、吸附剂吸附容量，获取相应催化剂、吸附剂的性能。随着有机合成、分离精制和催化领域的发展，不断新型催化剂、吸附剂被合成出来，而评价这些催化剂或吸附剂成为技术难题，如何找到一种高通量、在线评价、操作简单的设备与方法具有重大意义。由现有技术获知，例如CN107543772A、CN111097372A，普遍都是采用容量方法。众所周知，容量法是一种间接评价催化剂、吸附剂性能的方法，所测试精度主要依赖于气体状态方程式的选取、自由空间体积的标定、压力以及温度传感器的精度，测试结果误差相对较大，不易控制，而重量法是一种直接评价催化剂、吸附剂性能的方法，评价过程中不涉及到气体状态方程式的选取和压缩因子计算等问题，其测试精度只依赖于传感器的精度，测试误差也比较容易控制。由上述现有技术也可以看到，现有设备普遍使用水浴、油浴加热装置，需要所有的装置都布置在恒温加热容器中，让整体环境升温，再传递至反应器中，需反应器中的催化剂、吸附剂达到目标温度值，稳定后，再进行评价实验，这极大的降低了传热效率，以及升温速率，进而延长了评价实验效率。因此，上述技术问题限制了其推广应用，尤其在需要快速、高效、大量筛选催化剂、吸附剂领域使用。科研研究项目终究面向工业生产，服务社会生活，获取经济效益，而在工业放大生产之前，需要大量的催化剂、吸附剂评价工作，无形增加成本、延长成果转化进程，因此，急需一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置与方法。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置及其应用方法，通过本专利技术所述装置，在解决上述技术问题同时，也提供一种使用方法。通过本专利技术所述装置的气氛吸附/脱附系统，不但可以用于评价催化剂或吸附剂的吸附/脱附性能，而且也可以作为高极性难精制化合物的提纯中，对多组不同催化剂或吸附剂的快速筛选。本专利技术的气氛吸附/脱附系统包括在线分析检测系统，作为一种重量法等温吸附测量装置改进，通过柔性弯曲传感器记录将盛有多组不同催化剂吸附剂的样品池在实验分析过程中变化曲线，进而可以评价不同解吸剂组成、温度、流量对不同催化剂、吸附剂的评价情况。专利技术的样品室采用套筒设计，内部设计有热风间，通过辅气路从内部对待测催化剂或吸附剂供热，快速、热量转化率高；本专利技术应用方法由数控信号板获取每组柔性弯曲传感器弯曲阻值所对应输出电压值，根据测得的数据，可以获得所对应的样品的质量变化，同时获得所测吸附剂的工作曲线，可以判断吸附剂的吸附/脱附性能，进而可以评价不同解吸剂组成、温度、流量对不同催化剂、吸附剂的评价情况。本专利技术提供了一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，包括气氛吸附/脱附系统、液流管路和载气管路，所述气氛吸附/脱附系统由筛板分为上、下两部分，上部分为样品室，下部分由隔板分割成气化间和热风间；样品室顶部设有子母盖板，子母盖板中心位置设有出口管道，从出口管道分支出两条管道，分别与真空泵和净化器连接；样品室内部设有平行交错排列的若干在线分析检测系统，贯穿筛板中心位置设有分散器，热风间直接与全部筛板接触，气化间内设有气化器，气化器顶部通过气化管路与分散器连接，热风间内部设有发热线圈，热风间底部设有进气口；所述液流管路与气化器底部连接，所述载气管路分支出并行的热源气路和辅助气路，热源气路与进气口连接，辅助气路与液流管路连接。进一步地，上述技术方案中，所述液流管路中的液体包含但不限于甲苯、二甲苯、对二乙基苯、正戊醇、正己醇、正己烷、正庚烷、2-甲基戊烷一种、两种或两种以上；所述载气管路中的气体包含但不限于氮气、氦气、氩气、空气中一种、两种或两种以上。进一步地，上述技术方案中，所述液流管路上从进液口至气化器底部依次设有阀门Ⅰ、恒流泵、单向阀Ⅰ，压力表Ⅰ、单向阀Ⅲ；所述载气管路上从进气口侧起依次设有阀门Ⅱ、压力表Ⅱ；从载气管路的分支点起，热源气路上依次设有阀门Ⅲ、压力表Ⅲ、质量流量计Ⅱ、单向阀Ⅳ，辅助气路上依次设有阀门Ⅳ、质量流量器Ⅰ、单向阀Ⅱ；辅助气路与液流管路的交汇点在压力表Ⅰ和单向阀Ⅲ之间；单向阀Ⅲ和单向阀Ⅳ均位于气氛吸附/脱附系统外部；所述恒流泵上设有排放口，恒流泵的液流流速为0.01-10mL/min；所述辅助气路由质量流量器Ⅰ控制与所述液流管路汇集进入气化间进入气化器；所述热源气路由载气管路分出后，通过质量流量器Ⅱ调节进入热风间；所述质量流量器Ⅰ流量为25-150mL/min；所述质量流量器Ⅱ流量为30-200mL/min。进一步地，上述技术方案中，所述气氛吸附/脱附系统内壁镶裹隔热层，热风间以及样品室内部均设有温度传感器，温度传感器与控制箱电连接；所述发热线圈与控制箱电连接；所述气化器的工作温度为25-120℃；所述发热线圈发热温度为40-150℃；样品室内部的工作温度为25-90℃。进一步地，上述技术方案中，所述样品室为圆筒形状，样品室顶端外边缘设有外螺纹，样品室底端通过快捷环形卡扣与气氛吸附/脱附系统下部分衔接，方便拆卸，快速更换空环中样品池中样品。所述子母盖板由凸型盖板和倒凹型盖板组成，所述凸型盖板侧面靠近底部位置设有环形凹槽，环形凹槽内设有全氟O型圈，将凸型盖板的设有全氟O型圈的环形凹槽部分插入样品室中，使凸型盖板与样品室顶端内壁密封，倒凹型盖板上设有内螺纹，倒凹型盖板扣合凸型盖板，并使内螺纹与样品室上的外螺纹衔接固定。所述样品室，圆筒顶端开孔直径占总直径55-65％，开孔深度与凸型盖板的具有最大直径的部分高度相同，且位于样品室内部，避免凸型盖板不易掉入样品室底部。进一步地，上述技术方案中，所述出口管道上设计有压力表Ⅳ，出口管道与真空泵连接的管路上设有阀门Ⅴ，出口管道与净化器连接的管路上设有阀门Ⅵ，所述净化器上还连有阀门Ⅶ。进一步地，上述技术方案中，所述在线分析检测系统包括固定环、样品池、平板支撑体、空环、菱形传导体、柔性弯曲传感器、弹簧和托板；平板支撑体、柔性弯曲传感器和托板相互平行且一端与固定环连接，柔性弯曲传感器和托板的另一端部之间设有弹簧，平板支撑体与柔性弯曲传感器之间设有菱形传导体；柔性弯曲传感器和托板的长度相同，平板支撑体长度大于柔性弯曲传感器，在长度大于柔性弯曲传感器的平板支撑体部分设有空环，空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，包括气氛吸附/脱附系统(2)、液流管路(25)和载气管路(26)，所述气氛吸附/脱附系统(2)由筛板分为上、下两部分，上部分为样品室(6)，下部分由隔板(20)分割成气化间(41)和热风间(42)；/n所述样品室(6)顶部设有子母盖板(30)，子母盖板(30)中心位置设有出口管道(15)，从出口管道(15)分支出两条管道，分别与真空泵和净化器(17)连接；样品室(6)内部设有平行交错排列的若干在线分析检测系统(31)，贯穿筛板中心位置设有分散器(6)，热风间(42)直接与全部筛板接触，气化间(41)内设有气化器(9)，气化器(9)顶部通过气化管路(8)与分散器(11)连接，热风间(42)内部设有发热线圈(19)，热风间(42)底部设有进气口(22)；/n所述液流管路(25)与气化器(9)底部连接，所述载气管路(26)分支出并行的热源气路(40)和辅助气路(39)，热源气路(40)与进气口(22)连接，辅助气路(39)与液流管路(25)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，包括气氛吸附/脱附系统(2)、液流管路(25)和载气管路(26)，所述气氛吸附/脱附系统(2)由筛板分为上、下两部分，上部分为样品室(6)，下部分由隔板(20)分割成气化间(41)和热风间(42)；
所述样品室(6)顶部设有子母盖板(30)，子母盖板(30)中心位置设有出口管道(15)，从出口管道(15)分支出两条管道，分别与真空泵和净化器(17)连接；样品室(6)内部设有平行交错排列的若干在线分析检测系统(31)，贯穿筛板中心位置设有分散器(6)，热风间(42)直接与全部筛板接触，气化间(41)内设有气化器(9)，气化器(9)顶部通过气化管路(8)与分散器(11)连接，热风间(42)内部设有发热线圈(19)，热风间(42)底部设有进气口(22)；
所述液流管路(25)与气化器(9)底部连接，所述载气管路(26)分支出并行的热源气路(40)和辅助气路(39)，热源气路(40)与进气口(22)连接，辅助气路(39)与液流管路(25)连接。


2.根据权利要求1所述的一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，所述液流管路(25)上从进液口至气化器(9)底部依次设有阀门Ⅰ(24-1)、恒流泵(27)、单向阀Ⅰ(28-1)，压力表Ⅰ(23-1)、单向阀Ⅲ(28-3)；所述载气管路(26)从进气口侧起依次设有阀门Ⅱ(24-2)、压力表Ⅱ(23-2)；从载气管路(26)的分支点起，热源气路(40)上依次设有阀门Ⅲ(24-3)、压力表Ⅲ(23-3)、质量流量计Ⅱ(29-2)、单向阀Ⅳ(28-4)，辅助气路(39)上依次设有阀门Ⅳ(24-4)、质量流量器Ⅰ(29-1)、单向阀Ⅱ(28-2)；辅助气路(39)与液流管路(25)的交汇点在压力表Ⅰ(23-1)和单向阀Ⅲ(28-3)之间；单向阀Ⅲ(28-3)和单向阀Ⅳ(28-4)均位于气氛吸附/脱附系统(2)外部；
所述液流管路(25)中的液体包括甲苯、二甲苯、正戊醇、正己醇、正己烷、正庚烷、2-甲基戊烷一种、两种或两种以上；所述载气管路(26)中的气体包括氮气、氦气、氩气、空气中的一种、两种或两种以上；
所述恒流泵(27)上设有排放口(43)，恒流泵(27)的液流流速为0.01-10mL/min；所述质量流量器Ⅰ(29-1)流量为25-150mL/min；所述质量流量器Ⅱ(29-2)流量为30-200mL/min。


3.根据权利要求1所述的一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，所述气氛吸附/脱附系统(2)内壁镶裹隔热层(5)，热风间(42)以及样品室(6)内部均设有温度传感器，温度传感器与控制箱(21)电连接；所述发热线圈(19)与控制箱(21)电连接；所述气化器(9)的工作温度为25-120℃；所述发热线圈(19)发热温度为40-150℃；样品室(6)内部的工作温度为25-90℃。


4.根据权利要求1所述的一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，所述样品室(6)顶端外边缘设有外螺纹(10)，样品室(6)底端通过快捷环形卡扣(7)与气氛吸附/脱附系统(2)下部分衔接，所述子母盖板(30)由凸型盖板(46)和倒凹型盖板(1)组成，所述凸型盖板(46)侧面靠近底部位置设有环形凹槽(44)，环形凹槽(44)内设有全氟O型圈，将凸型盖板(46)的设有全氟O型圈的环形凹槽部分插入样品室(6)中，使凸型盖板(46)与样品室(6)顶端内壁密封，倒凹型盖板(1)上设有内螺纹(45)，倒凹型盖板(1)扣合凸型盖板(46)，并使内螺纹(45)与样品室上的外螺纹(10)衔接固定。


5.根据权利要求1所述的一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，所述出口管道(15)上设计有压力表Ⅳ(23-4)，出口管道(15)与真空泵连接的管路上设有阀门Ⅴ(24-5)，出口管道(15)与净化器(17)连接的管路上设有阀门Ⅵ(24-6)，所述净化器(17)上还连有阀门Ⅶ(24-7)。


6.根据权利要求1所述的一种针对催化剂、吸附剂的高通量评价装置，其特征在于，所述在线分析检测系统(31)包括固定环(3)、样品池(32)、平板支撑体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延鑫，王志光，李小龙，王贤彬，李进，王炳春，
申请(专利权)人：中触媒新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21