Pokusné jednotky pro hodnocení aktivity katalyzátorů
Základem infrastruktury je sestava různě velkých čtvrt-provozních jednotek, které umožňují výzkum heterogenních katalyzátorů a katalytických procesů v reaktorech s pevným ložem. Mohou být provozovány v širokém rozmezí reakčních podmínek – teplota do 600 °C, tlak do 20 MPa, plyny H2, H2/H2S, N2, vzduch a etylen z plynového potrubí. Ostatní plyny mohou být dávkovány z tlakových láhví. Jednotky mohou být rozděleny do dvou základních skupin – jednotky pro nástřiky, obsahující síru (např. procesy hydrorafinace, hydrokrakování a testování katalyzátorů) a jednotky pro bezsirné nástřiky (např. hydrogenace a izomerizace, typicky používající katalyzátory na bázi vzácných kovů, stejně tak další reakce např. kondenzační reakce, konverze CO, parciální oxidace atd.). Tyto průtočné jednotky jsou plně automatizovány a provozovány zkušenou obsluhou 24 hodin denně 7 dní v týdnu. Také mohou být rozlišovány na základě používaného množství katalyzátoru jako malé jednotky (5-20 g katalyzátoru) a velké jednotky (100-200 g katalyzátoru). Reaktory byly zkonstruovány společností Parr.
Navíc infrastruktura zahrnuje také adsorpční, destilační a mikroreaktorovou jednotku.
Mikroreaktorová jednotka se skládá ze šesti nezávislých reaktorů, zkonstruovaných z nerezu SS316. Reaktory jsou konstruovány pro provoz v izotermálním režimu a down-flow modu, pro operační tlak 10-195 bar a teplotu do 500 °C. Každý reaktor má svůj předehřívač, jehož provozní teplota je 350 °C. Do každého reaktoru je zaveden vstup následujících plynů: vodík nebo dusík o průtoku do 100 l/h, vodík o průtoku do 2 Nl/h a propylen do 50 Nl/h.
Mikroreaktorová jednotka je navržena pro nástřik kapalných surovin o viskozitě vyšší než 100 mPas. Pro zachování možnosti práce s různými typy kapalin, mohou být zásobník suroviny i kapalinová trasa do reaktoru temperovány v rozsahu 0-100 °C. Zásobník suroviny může být inertizován dusíkem a míchán pomocí magnetického míchadla. Dávkování kapalné suroviny může být v rozsahu od 3 do 150 ml/h. Výstup odtoku z mikroreaktoru je veden do vysokotlakého separátoru kapalné a plynné fáze, který může být temperován na teplotu 0 až 100 °C. Mikroreaktory jsou vybaveny na odběr vzorků jak v plynné, tak kapalné fázi.
Plynové chromatografy (GC) pro analýzu plynných a kapalných produktů
Infrastruktura je vybavena také plynovými chromatografy, které umožní okamžitou analýzu produktů, a tím zajistí zpětnou vazbu pro provoz pokusných jednotek. Jednu skupinu sedmi chromatografů (Agilent) v jedno- i dvoukanálové verzi, umožňující práci s náplňovými i kapilárními kolonami, lze připojit přímo k pokusným jednotkám, a tak zajistit on-line analýzu plynných produktů z různých chemických procesů – hydrogenace, krakování, hydrokrakování, izomerizace, deoxygenace, Fischer-Tropschova syntéza atd. Kromě těchto přístrojů je k dispozici dalších šest dvoukanálových chromatografů s kapilárními kolonami, vybavených různými typy nástřiku (split/splitless/on-column), které umožňují analýzu širokého spektra kapalných produktů. Skupina chromatografických přístrojů je ještě doplněna dvěma speciálními analyzátory pro simulovanou destilaci (Simdis), pro analýzu složitých výševroucích směsí. Chromatografická zařízení pro podrobnou charakterizaci a identifikaci látek v produktech jsou popsána níže.
Fotogalerie infrastruktury CATPRO (3)
