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原文传递一种高通量催化剂性能分析装置和方法

专利名称：	一种高通量催化剂性能分析装置和方法
摘要：	本方案提供了一种高通量催化剂性能分析装置和方法，其中，该装置包括：原料配制混合系统，混合多种反应原料，获得混合原料；高通量反应系统，将混合原料分别与至少两组高通量反应中的催化剂进行反应；分析系统，对每组高通量反应的反应数据进行分析，获得每组参比催化剂和待分析催化剂的反应结果；控制系统，基于每组高通量反应中参比催化剂的反应结果，对高通量反应进行优化调整，以使高通量反应系统中各高通量催化反应达到预定的反应平行性。本方案能够将平行性未达到水平的高通量反应器中的反应条件进行优化调整，最终使得各高通量反应器的平行性保持在一定水平，保证了整个高通量催化剂性能评价数据的有效性。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京化工大学
发明人：	程道建;奚兆毅
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T01:00:00+0805
申请号：	CN201911360207.9
公开号：	CN111089936A
代理机构：	北京志霖律师事务所
代理人：	张文祎
分类号：	G01N31/10;G;G01;G01N;G01N31;G01N31/10
申请人地址：	100029 北京市朝阳区北三环东路15号
主权项：	1.一种高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，该装置包括：原料配制混合系统，将多种反应原料混合，获得混合原料；高通量反应系统，将所述混合原料分别与至少两组高通量反应中的催化剂进行反应；每组高通量反应中的催化剂包括：参比催化剂和待分析催化剂；分析系统，对每组高通量反应的反应数据进行分析，获得每组参比催化剂和待分析催化剂的反应结果；控制系统，基于每组高通量反应中参比催化剂的反应结果，对高通量反应进行优化调整，以使高通量反应系统中各高通量催化反应达到预定的反应平行性。 2.根据权利要求1所述的高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，所述原料配制混合系统包括：将多种反应原料混合，形成用于高通量反应的混合原料的原料混合器；优选地，所述原料配制混合系统还包括：质量流量控制器；所述质量流量控制器根据预定质量和流量，分别将多种反应原料送至原料混合器；优选地，所述原料配制混合系统还包括：设置在原料混合器上的压力传感器和压力调节阀；所述压力调节阀根据压力传感器对原料混合器中压力值的监测反馈，调节原料配制混合系统中的压力值。 3.根据权利要求1所述的高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，所述高通量反应系统包括：多个用于为每组催化剂提供反应环境的高通量反应器。 4.根据权利要求5所述的高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，所述高通量反应器包括：参比催化剂反应管、待分析催化剂反应管和加热设备；所述加热设备按照预定温度为参比催化剂反应管和待分析催化剂反应管加热；优选地，所述高通量反应系统还包括：质量流量控制器；所述质量流量控制器根据预定质量和流量，分别将混合原料送至高通量反应器；优选地，换热介质和套设在换热介质外部的加热器；所述参比催化剂反应管和待分析催化剂反应管均有部分管体位于换热介质中；优选地，所述换热介质上设有温度检测元件，用于实时监测和反馈加热温度。 5.根据权利要求4所述的高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，所述分析系统包括：分析仪器；以及，分别设置在参比催化剂反应管出气口和待分析催化剂反应管出气口的在线取样管线；分析仪器根据在线取样管线提供的采样气体，分析获得各个高通量反应器中参比催化剂反应管和待分析催化剂反应管中的反应结果；优选地，所述分析系统还包括：设置在在线取样管线中的放空管道上的压力传感器和压力调节阀；所述压力调节阀根据压力传感器对放空管道中压力值的监测反馈，调节放空管道中的压力值。 6.根据权利要求1至5任一项所述的高通量催化剂性能分析装置，其特征在于，所述控制单元包括：计算模块，根据获取得到的每组催化剂的反应数据，获得每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM；其中，m表示单个参比催化剂反应管的平均、M表示总平均、i表示是第i组高通量反应、X表示反应结果；根据每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM，确定用于第w组高通量反应中的参比催化剂反应的混合原料调整流量；控制模块，根据所述混合原料调整流量，同时调整第w组高通量反应中的参比催化剂反应和待分析催化剂反应的混合原料流量；优选地，所述控制模块还根据设置在原料混合器上的压力传感器对原料混合器中压力值的监测反馈，向压力调节阀发送调节信号，设置在原料混合器上的压力调节阀根据调节信号，调节原料配制混合系统中的压力值；或，所述控制模块还根据温度检测元件对换热介质温度的监测反馈，向加热器发送调节信号，所述加热器根据调节信号，调节加热温度；或，所述控制模块还根据设置在放空管道上的压力传感器对放空管道中压力值的监测反馈，向压力调节阀发送调节信号，设置在放空管道上的压力调节阀根据根据调节信号，调节放空管道中的压力值。 7.一种高通量催化剂性能分析方法，其特征在于，该方法的步骤包括：根据获取得到的多组高通量反应的反应数据，获得每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每个高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM；其中，m表示单个参比催化剂反应管的平均、M表示总平均、i表示是第i组高通量反应、X表示反应结果；每组高通量反应中的催化剂包括：参比催化剂和待分析催化剂；根据每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM，确定用于第w组高通量反应中的参比催化剂反应的混合原料调整流量；根据所述混合原料调整流量，同时调整第w组高通量反应中的参比催化剂反应和待分析催化剂反应的混合原料流量；在每组高通量反应均达到预定平行性的情况下，获取待分析催化剂的性能分析结果；优选地，每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)的计算方法为： Xm(i)＝(∑(第i组通量反应在t1时间内得到的所有X的值))/第i组通量反应在t1时间内得到的X值的个数；和/或，每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM的计算方法为： XM＝(∑(第i组通量反应在t1时间内得到的所有X的值))/n。 8.根据权利要求7所述的高通量催化剂性能分析方法，其特征在于，所述根据每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM，确定用于第w组高通量反应中的参比催化剂反应的混合原料调整流量的步骤包括：计算每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)与XM的偏差值ΔX(i)，找出最大的ΔX(i)值所对应的参比催化剂反应，记为w，并将第w组高通量反应中参比催化剂反应的反应结果Xm(w)去除，重新计算一个新的总平均值X’M；对比Xm(i)与X’M的偏差值ΔX’(i)，其中ΔX’(i)＝\|Xm(i)-XM\|(i→n，i≠w)，计算偏差值ΔX’(i)的平均值ΔX’m，找出最小的ΔX’(i)值所对应的参比样反应管(502)，记为g，以第g组高通量反应中参比催化剂反应的反应结果Xm(g)做为目标值，调整第w组高通量反应中参比催化剂反应的混合原料流量和所在高通量反应的温度，缩小第w组高通量反应中参比催化剂反应的反应结果与Xm(g)的偏差值，同时与第w组高通量反应中的待分析催化剂反应的混合原料流量调整与第w组高通量反应中参比催化剂反应的混合原料流量相同。 9.根据权利要求7所述的高通量催化剂性能分析方法，其特征在于，所述根据每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM，确定用于第w组高通量反应中的参比催化剂反应的混合原料调整流量的后一步还包括：经过一段时间t2，对比当前第w组高通量反应中的参比催化剂反应的反应结果与Xm(g)的偏差值ΔX(wg)，若ΔX(wg)小于等于之前计算得到的ΔX’m，则回到根据获取得到的多个高通量反应的反应数据，获得每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM的步骤，若ΔX(wg)大于ΔX’m，则重复该步骤。 10.根据权利要求9所述的高通量催化剂性能分析方法，其特征在于，该方法的步骤还包括：若重复步骤S110的次数超过50次，则不再将第w组高通量反应中的参比催化剂反应的反应结果纳入统计范围，并回到根据获取得到的多组高通量反应的反应数据，获得每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的反应结果平均值Xm(i)和每组高通量反应在预定时间内参比催化剂的总的反应结果的平均值XM的步骤。
所属类别：	发明专利