BenchCAT X000RHP為小分子領域基礎研究用可定制多通道固定床微反裝置。可用于催化劑的篩選、反應條件優化、催化劑穩定性考察等因素。

     BenchCAT多通道固定床微反裝置為可定制微反裝置，可根據用戶不同實驗需求（溫度、壓力、進料量、取樣方式等）設計建造，主要包括進料模塊（氣相、液相），反應模塊，取樣分離模塊等等。裝置擁有獨立的控制系統軟件，通過軟件可實現對溫度、壓力、氣體流量、液體流量進行定量控制，在線色譜實現自動控制等。

此裝置BenchCAT 6000RHP為客戶定制多通道裂解汽油一、二段加氫催化劑評價裝置。一段主要用于Pd和Ni系催化劑篩選，反應過程主要為氣、液、固三相加氫，催化劑顆粒直徑Φ3.0×3～4 mm；二段主要用于Co-Mo-Ni-W系列催化劑篩選，反應過程主要為氣、液相加氫，催化劑顆粒直徑為Φ1.5×2～3 mm。

     由于裝置設計考慮通用性，也可以用于其它實驗室常見實驗。

工藝參數：

裝置具有12站（2×6）反應系統，分別用于裂解汽油一段加氫催化劑（6站）和二段加氫催化劑（6站）評價篩選。

（1）一段催化劑評價裝置工藝設計參數

• 工作站數量：6

• 催化劑裝填量：10 mL

• 催化劑顆粒尺寸：φ3.0×3～4mm

• 設計壓力：6 MPa，正常使用壓力：3 MPa

• 反應爐設計溫度： 500℃，軸向和徑向控溫精度：±1℃

• 液體流量：10-80mL/h

• 氫氣流量：1-10L/h

• 氮氣流量：5-50L/h

• 操作過程中系統壓力控制精度：±0.05MPa

（2）二段催化劑評價裝置工藝設計參數

• 工作站數量：6

• 催化劑裝填量：10 mL

• 催化劑顆粒尺寸：φ1.5×2～3mm

• 設計壓力：6 MPa，正常使用壓力：3～5 MPa

• 設計溫度： 500 ℃，軸向和徑向控溫精度：±1℃

• 液體流量：10-50mL/h

• 氫氣流量：1-10L/h

• 氮氣流量：5-50L/h

• 操作過程中系統壓力控制精度：±0.05MPa

工藝流程簡述：

本裝置為BenchCAT 6000RHP系統，12站10mL高通量裂解汽油一、二段加氫催化劑評價裝置（每6個站為1套獨立評價系統，工藝流程類似），以單個獨立評價系統為例，流程如下：

（1）氣體進料單元

原料氣體（H₂）由氣瓶經過手動減壓閥門、過濾器、單向閥后給各個反應管路供氣，經由氣體質量流量計、過濾器、單向閥通往反應管。

進氣分為氫氣（反應氣）和氮氣（吹掃氣），可以精準控制進氣流量，裝置出現事故后氣路系統能夠自動截止。

（2）液體進料單元

液體從原料儲罐經過過濾器進入高壓泵。液體在泵的輸送下，通過緩沖罐、單向閥進入反應器，精確控制液體流速。之后進入到預熱裝置，與氣相反應物混合并預熱到設定溫度進入反應器。

液路系統可以精準控制流量，裝置出現事故后液路系統能夠自動截止。

（3）反應單元

每個反應器都有獨立的溫度、壓力探頭。

低溫反應部分預熱溫度在100℃以內，在反應管內進行滴流床反應。高溫反應部分，預熱溫度可達300℃，所進液體反應物被汽化，然后與氣體反應物混合后進入反應器進行反應。

一段催化劑評價裝置反應單元，6個反應管位于一個反應爐內，反應爐設計溫度500℃（控溫精度±1℃），反應溫度40～100℃，裝置設計壓力6.0Mpa，正常操作壓力3.0Mpa，催化劑裝填體積10mL（最大），泵進料范圍10～80ml/h，氫氣進氣量1～10L/h，氮氣進氣量5～50 L/h，催化劑顆粒直徑3.0mm，長度3～4mm。液體反應原料為LPG或者裂解汽油，進行選擇性加氫反應（主要為二烯烴加氫為單烯烴）。

二段催化劑評價裝置反應單元，6個反應管位于一個圓狀反應爐內，反應爐設計溫度500℃（控溫精度±1℃），反應溫度240～300℃，裝置設計壓力6.0Mpa，正常操作壓力3～5Mpa，催化劑裝填體積10mL（最大），泵進料范圍10～50ml/h，氫氣進氣量1～10L/h，氮氣進氣量5～50 L/h，催化劑顆粒直徑1.5mm，長度2～3mm。液體反應原料為裂解汽油或柴油（主要進行單烯烴飽和以及脫硫和脫氮反應）。

加熱爐采用程序升溫控制加熱，提供符合試驗要求的加熱溫度。6個反應器在加熱爐中對稱分布，保證每個反應器反應溫度相同。加熱爐配有TSS溫度保護裝置，反應器配有安全閥，起到超壓保護的作用。

（4）取樣分離單元

每站反應后的產品經過低溫冷凝器冷卻后進入高壓預分離器，高壓預分離器底部的液體經減壓閥減壓，通過氣動三通球閥可選操作，既可以直接定時取樣，又可以定時進行在線分析。各個高壓預分離器通過管路進入同一個高壓分離器實現氣液分離，液路由液位計和控制閥聯鎖控制，液路產物進入液體收集罐；氣路由壓力傳感器和控制閥聯鎖控制，控制系統壓力，尾氣排空。每6站共用一個高壓分離器，有利于保證每站具有相同的反應壓力。

分離罐溫度可以達到-15℃，在分離罐內進行氣液分離。要求控制分離罐的壓力降小于設定值（能夠保證系統壓力波動小于0.05MPa）。

剩余的氣體經過單向閥進入共用的高壓分離器（調壓緩沖罐），進行自動壓力調節，保持系統穩定。再經過過濾、卸壓和手動閥門后與外排罐連通，進一步收集廢液，廢氣通過管路外排。

控制系統及軟件：

控制系統可實現對溫度、壓力、氣體流量、液體流量進行定量控制，在線色譜實現自動控制，具體功能如下：

·         實驗過程中只需要很少的手動操作，系統設有主要使用參數報警功能，系統嚴重故障時，能夠實現聯動停車自保護功能。

·         整套裝置能夠實現遠程控制，和符合無人值守操作要求。

·         兩個反應爐以及兩個壓力緩沖調節罐實現兩套反應單元不同的工作溫度和壓力調節

·         顯示屏上實時顯示重要設置值和當前值，包括：溫度、壓力、氫氣流量、氮氣流量、液體進料。

·         通過氣體流量計控制氣體流速，氣體質量流量控制計精度±0.8%；液體流量控制計控制精度±2%。

·         系統可以通過手動模式或者電腦程序設計來進行實驗。

·         催化劑裝卸和清洗比較方便，可以在反應器中裝卸和進行壓力測試。所有相關配件、螺絲較易擰緊和擰開。

·         所有需常規檢查的部件都較容易裝卸。

·         配備UPS電源，已備生產場地停電對裝置進行臨時性處理。

軟件采用先進的LabVIEW for Windows完成對溫度、壓力、流量、液位四大參數的自動檢測及控制。LabVIEW for Windows軟件是世界領先的工業自動化軟件之一，以它的可靠性和靈活性著稱。在工業的廣泛范圍中使用 LabVIEW for Windows軟件，可以依靠其更高的擴展性，可靠的控制和監測系統來降低操作成本，改進產量和產品質量。簡單操作的工具和強有力的特點可以快速的配置任何大小的方案。

能夠實現全自動進行系統啟動、實驗、關機的操作，實驗時的氣、液流速，預熱管路以及反應管的溫度和壓力等都可以編程設定。所選反應管的氣體流量、壓力、溫度以及分析設備的狀況等參數均可在顯示器上顯示、更改。

本套試驗裝置的上位監控軟件主要完成流程顯示、數據顯示、狀態報警、趨勢曲線、歷史數據、操作過程的模擬等功能。根據多年來工藝操作人員對試驗操作步驟的不斷完善，完全模擬操作人員的操作過程，不僅提高了系統操作的準確性，而且極大地簡化了操作人員的操作，減輕了操作人員的勞動強度。

（2）根據工藝流程的特點和試驗操作的過程，本套控制系統主要實現PID回路的調節、安全聯鎖、數據采集、自動進料系統等控制功能，完全能夠滿足工藝人員對實驗數據的精度要求，提高了試驗數據的可信度，對開發具有指導意義。計算機操作可以完成以下內容：

·         針對12通道反應器提供2個操作平臺。一段單獨的控制平臺和人機界面、二段單獨的控制平臺和人機界面。

·         總安裝文件可以通過圖形用戶界面調度命令中對所有需要控制的組件進行設置，還可以導入導出設定的數據文件

·         通過文本調度程序軟件輸入數據。

·         每10秒間隔記錄反應日志生成文件，采集時間和內容用戶可設定

·         可以輸入每個反應管內的催化劑種類、體積和重量

·         色譜的數據可以通過系統數據庫存儲和讀取

·         實驗程序包含時間，可以體現所有反應參數隨時間的變化

·         采集所有數據和進程，并可在Windows界面離線分析

·         通過點擊相應的圖形，當時以及設定的參數會在模型中顯示

·         如果超過安全值，安全響應會顯示在系統界面上，同時啟動相應的硬件防護

·         在Windows界面可以獲取所有或者某一歷史數據，并分析某一反應管內所有或者選定參數隨時間的變化

·         歷史數據至少可以保存六個月，文件編號以及數據不會被覆蓋。

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注：該產品未在中華人民共和國食品藥品監督管理部門申請醫療器械注冊和備案，不可用于臨床診斷或治療等相關用途。