一种费托合成反应系统及在线分析系统的制作方法

文档序号:11756832阅读:324来源:国知局

本实用新型涉及费托合成的技术领域,特别是一种费托合成反应系统及在线分析系统的技术领域。



背景技术:

费托合成是CO和H2反应生成烃类的反应,具有产物分布宽,组分复杂,因而整个反应产物的分析较为困难,同时,由于反应再高温高压下进行,因而对费托合成进行在线分析就具有很大的难度。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种费托合成反应系统及在线分析系统,能够完成对费托合成各反应物和产物的在线分析,保证产品的质量和稳定性。

为实现上述目的,本实用新型一种费托合成反应系统及在线分析系统,费托合成反应系统包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第一稳压阀、第二稳压阀、第三稳压阀、第四稳压阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计、第一六通阀、四通阀、第一背压阀、第二背压阀、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第一冷井、第二冷井、第一泄压阀和第二泄压阀,所述第一开关阀、第一稳压阀、第一单向阀和第一流量计由前到后依次连接,第一开关阀的输入端与H2气体供应管连接,所述第一流量计的输出端与第一六通阀的1接口连接,所述第二开关阀、第二稳压阀、第二单向阀和第二流量计由前到后依次连接,所述第二开关阀的输入端与CO气体供应管连接,所述第二流量计的输出端与第一六通阀的3接口连接,所述第一六通阀的4接口连接有第一背压阀,所述第一六通阀的5接口与第一冷井的输出端连通,所述第一六通阀的2接口与第一固定床反应器的输入端连接,所述第一固定床反应器的输出端分别与第一泄压阀的输入端和第一冷井的输入端连接,所述第一六通阀的6接口连接有放空管,所述第一泄压阀的输出端与四通阀的1接口连接,所述四通阀的2接口连接有放空管,所述第三开关阀、第三稳压阀、第三单向阀和第三流量计由前到后依次连接,所述第三开关阀的输入端与H2气体供应管连接,所述第三流量计的输出端与第二六通阀的1接口连接,所述第四开关阀、第四稳压阀、第四单向阀和第四流量计由前到后依次连接,所述第四开关阀的输入端与CO气体供应管连接,所述第四流量计的输出端与第二六通阀的3接口连接,所述第二六通阀的4接口连接有第二背压阀,所述第二六通阀的2接口与第二固定床反应器的输入端连接,所述第二固定床反应器的输出端与第二冷井和第二泄压阀的输入端连接,所述第二泄压阀的输出端与四通阀的3接口连接,所述第二冷井的输出端与第二六通阀的5接口连接,所述第二六通阀的6接口连接有放空管,在线分析系统包括第三六通阀、第一十通阀、第二十通阀、第一定量管、第二定量管、第三定量管、第一载气管、第二载气管、第三载气管、第四载气管、第五载气管、第六载气管、进样器、两个针阀、第一预柱、第二预柱、第一毛细管柱、第二毛细管柱、碳分子筛、第一FID检测器、第二FID检测器和TCD检测器,所述四通阀的4接口与第三六通阀的2接口连接,所述第三六通阀的1接口和4接口通过第一定量管连通,所述第三六通阀的6接口连接有第一载气管,所述第三六通阀的5接口与进样器的输入端连接,所述进样器的输出端与第一毛细管柱的输入端连接,所述第一毛细管柱的输出端与第一FID检测器连接,所述第三六通阀的3接口与第一十通阀的3接口连接,所述第一十通阀的2接口和5接口通过第二定量管连通,所述第一十通阀的1接口连接有第三载气管,所述第一十通阀的6接口和10接口通过第二预柱连通,所述第一十通阀的8接口连接有第四载气管,所述第一十通阀的9接口与碳分子筛的输入端连接,所述碳分子筛的输出端和第二载气管均与TCD检测器连接,所述第一十通阀的4接口与第二十通阀的3接口连接,所述第二十通阀的2接口和5接口通过第三定量管连通,所述第二十通阀的1接口与第五载气管连接,所述第二十通阀的4接口连接有放空管,所述第二十通阀的6接口和10接口通过第一预柱连通,所述第二十通阀的8接口连接有第六载气管,所述第二十通阀的9接口与第二毛细管柱的输入端连接,所述第二毛细管柱的输出端与第二FID检测器连接,所述第一十通阀的7接口和第二十通阀的7接口均连接有针阀。

作为优选,所述第一稳压阀与第一单向阀之间的连接管上设有第一压力表,所述第二稳压阀与第二单向阀之间的连接管上设有第二压力表,所述第三稳压阀与第三单向阀之间的连接管上设有第三压力表,所述第四稳压阀与第四单向阀之间的连接管上设有第四压力表。

作为优选,所述进样器为毛细管进样器。

作为优选,所述第一六通阀的4接口与第一背压阀连接的连接管上设有第一反应压力表。

作为优选,所述第二六通阀的4接口与第二背压阀连接的连接管上设有第二反应压力表。

本实用新型的有益效果:本实用新型通过高压泄压阀对费托合成反应的高压气体进行卸压,等待样品气到达常压后,然后分别通过六通阀和十通阀进行进样,完成对费托合成各反应物和产物的在线分析,与现有技术相比,能够完成对费托合成各反应物和产物的在线分析,保证产品的质量和稳定性,并且系统的长期稳定性好。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种费托合成反应系统及在线分析系统的结构示意图。

图中:1-第一开关阀、2-第二开关阀、3-第三开关阀、4-第四开关阀、5-第一稳压阀、6-第二稳压阀、7-第三稳压阀、8-第四稳压阀、9-第一单向阀、10-第二单向阀、11-第三单向阀、12-第四单向阀、13-第一流量计、14-第二流量计、15-第三流量计、16-第四流量计、170-第一六通阀、171-第二六通阀、172-第三六通阀、18-四通阀、19-第一十通阀、20-第二十通阀、21-第一背压阀、22-第二背压阀、23-第一固定床反应器、24-第二固定床反应器、25-第一冷井、26-第二冷井、27-第一泄压阀、28-第二泄压阀、29-第一定量管、30-第二定量管、31-第三定量管、32-第一载气管、33-第二载气管、34-第三载气管、35-第四载气管、36-第五载气管、37-第六载气管、38-进样器、39-针阀、40-第一预柱、41-第二预柱、42-第一毛细管柱、43-第二毛细管柱、44-碳分子筛、45-第一FID检测器、46-第二FID检测器、47-TCD检测器、48-第一压力表、49-第二压力表、50-第三压力表、51-第四压力表、52-第一反应压力表、53-第二反应压力表。

【具体实施方式】

参阅图1,本实用新型一种费托合成反应系统及在线分析系统,费托合成反应系统包括第一开关阀1、第二开关阀2、第三开关阀3、第四开关阀4、第一稳压阀5、第二稳压阀6、第三稳压阀7、第四稳压阀8、第一单向阀9、第二单向阀10、第三单向阀11、第四单向阀12、第一流量计13、第二流量计14、第三流量计15、第四流量计16、第一六通阀170、四通阀18、第一背压阀21、第二背压阀22、第一固定床反应器23、第二固定床反应器24、第一冷井25、第二冷井26、第一泄压阀27和第二泄压阀28,所述第一开关阀1、第一稳压阀5、第一单向阀9和第一流量计13由前到后依次连接,第一开关阀1的输入端与H2气体供应管连接,所述第一流量计13的输出端与第一六通阀170的1接口连接,所述第二开关阀2、第二稳压阀6、第二单向阀10和第二流量计14由前到后依次连接,所述第二开关阀2的输入端与CO气体供应管连接,所述第二流量计14的输出端与第一六通阀170的3接口连接,所述第一六通阀170的4接口连接有第一背压阀21,所述第一六通阀170的5接口与第一冷井25的输出端连通,所述第一六通阀170的2接口与第一固定床反应器23的输入端连接,所述第一固定床反应器23的输出端分别与第一泄压阀27的输入端和第一冷井25的输入端连接,所述第一六通阀170的6接口连接有放空管,所述第一泄压阀27的输出端与四通阀18的1接口连接,所述四通阀18的2接口连接有放空管,所述第三开关阀3、第三稳压阀7、第三单向阀11和第三流量计15由前到后依次连接,所述第三开关阀3的输入端与H2气体供应管连接,所述第三流量计15的输出端与第二六通阀171的1接口连接,所述第四开关阀4、第四稳压阀8、第四单向阀12和第四流量计16由前到后依次连接,所述第四开关阀4的输入端与CO气体供应管连接,所述第四流量计16的输出端与第二六通阀171的3接口连接,所述第二六通阀171的4接口连接有第二背压阀22,所述第二六通阀171的2接口与第二固定床反应器24的输入端连接,所述第二固定床反应器24的输出端与第二冷井26和第二泄压阀28的输入端连接,所述第二泄压阀28的输出端与四通阀18的3接口连接,所述第二冷井26的输出端与第二六通阀171的5接口连接,所述第二六通阀171的6接口连接有放空管,在线分析系统包括第三六通阀172、第一十通阀19、第二十通阀20、第一定量管29、第二定量管30、第三定量管31、第一载气管32、第二载气管33、第三载气管34、第四载气管35、第五载气管36、第六载气管37、进样器38、两个针阀39、第一预柱40、第二预柱41、第一毛细管柱42、第二毛细管柱43、碳分子筛44、第一FID检测器45、第二FID检测器46和TCD检测器47,所述四通阀18的4接口与第三六通阀172的2接口连接,所述第三六通阀172的1接口和4接口通过第一定量管29连通,所述第三六通阀172的6接口连接有第一载气管32,所述第三六通阀172的5接口与进样器38的输入端连接,所述进样器38的输出端与第一毛细管柱42的输入端连接,所述第一毛细管柱42的输出端与第一FID检测器45连接,所述第三六通阀172的3接口与第一十通阀19的3接口连接,所述第一十通阀19的2接口和5接口通过第二定量管30连通,所述第一十通阀19的1接口连接有第三载气管34,所述第一十通阀19的6接口和10接口通过第二预柱41连通,所述第一十通阀19的8接口连接有第四载气管35,所述第一十通阀19的9接口与碳分子筛44的输入端连接,所述碳分子筛44的输出端和第二载气管33均与TCD检测器47连接,所述第一十通阀19的4接口与第二十通阀20的3接口连接,所述第二十通阀20的2接口和5接口通过第三定量管31连通,所述第二十通阀20的1接口与第五载气管36连接,所述第二十通阀20的4接口连接有放空管,所述第二十通阀20的6接口和10接口通过第一预柱40连通,所述第二十通阀20的8接口连接有第六载气管37,所述第二十通阀20的9接口与第二毛细管柱43的输入端连接,所述第二毛细管柱43的输出端与第二FID检测器46连接,所述第一十通阀19的7接口和第二十通阀20的7接口均连接有针阀39,所述第一稳压阀5与第一单向阀9之间的连接管上设有第一压力表48,所述第二稳压阀6与第二单向阀10之间的连接管上设有第二压力表49,所述第三稳压阀7与第三单向阀11之间的连接管上设有第三压力表50,所述第四稳压阀8与第四单向阀12之间的连接管上设有第四压力表51,所述进样器38为毛细管进样器,所述第一六通阀170的4接口与第一背压阀21连接的连接管上设有第一反应压力表52,所述第二六通阀171的4接口与第二背压阀22连接的连接管上设有第二反应压力表53。

本实用新型工作过程:

本实用新型一种费托合成反应系统及在线分析系统在工作过程中,本系统费托反应气为一路高压气体,一路常压气体,分别通过流量计控制气体流量,稳压阀控制气体压力,调节一定的压力及流量后,通过手动对第一六通阀170和第二六通阀171切换使反应气体进入固定床反应器中反应,反应完成后,通过泄压阀对费托合成反应的高压气体进行卸压,等待样品气到达常压后,然后分别通过第三六通阀172和十通阀进行进样,进入色谱分析系统中,完成对费托合成各反应物和产物的在线分析。

色谱分析系统

1.C1-C30烃类分析

C1-C30的烃类组分通过第三六通阀172进样后,经过毛细管进样器分流气化后,通过第一毛细管柱42进行分离,然后进入第一FID检测器45进行检测。

2.N2,CH4,CO,CO2分析

样品通过第一十通阀19进样后,通过第二预柱41进行分离,然后进入碳分子筛44分离后,然后通过TCD检测器47进行检测。样品中高沸点组分通过切换第二十通阀20。样品中高沸点组分通过切换第二十通阀20反吹出色谱系统,维持系统的长期稳定性。

3.C1-C5烃类分析

C1-C5的烃类通过第二十通阀20进样后,首先通过第一预柱40进行分离,然后再通过第二毛细管柱43进行分离,可以分析C1-C5的所有烯烃,烷烃,正构烃,异构烃,顺烯烃,反烯烃等组分,并通过第二FID检测器46进行检测。对于高碳的组分,通过第二十通阀20进行反吹,防止高碳组分进入第二毛细管柱43对色谱柱造成污染,同时,可以有效地防止水进入第二毛细管柱43中,造成峰的迁移。反吹出色谱系统,维持系统的长期稳定性。

上述实施例是对本实用新型的说明,不是对本实用新型的限定,任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

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