Katalītisko procesu reaktori un pilotiekārtas
Laboratorijas reaktori un pilotiekārtas katalizatoru izpētei, ķīmisko reakciju optimizācijai un jaunu tehnoloģisko procesu izstrādei. Micromeritics FR sērijas reaktori, ICCS katalizatoru raksturošanas sistēma un individuāli konfigurējamas pilotiekārtas nodrošina kontrolētus reakcijas apstākļus, automatizētu procesu vadību un iegūto rezultātu analīzi.
Micromeritics laboratorijas reaktori un pilotiekārtas ir paredzētas katalizatoru darbības novērtēšanai, ķīmisko reakciju izpētei un rūpniecisko procesu modelēšanai laboratorijas vai pilotiekārtas mērogā.
Atšķirībā no tradicionālajiem katalizatoru raksturošanas analizatoriem, šīs sistēmas ļauj pētīt katalizatoru darbību reālos vai rūpnieciskajiem procesiem pietuvinātos reakcijas apstākļos, kontrolējot temperatūru, spiedienu, reaģentu plūsmas un reakcijas ilgumu.
Micromeritics piedāvājums ietver vairākas savstarpēji papildinošas sistēmas:
- Flow Reactor (FR-100 un FR-200) – automatizēti laboratorijas reaktori katalizatoru aktivitātes, selektivitātes un stabilitātes izpētei.
- Multi Catalyst Reactor (MR 4 un MR 8) – vairāku reaktoru sistēmas paralēlai katalizatoru testēšanai un reakciju kinētikas pētījumiem.
- ICCS Catalyst Characterization – papildsistēma katalizatoru raksturošanai tieši reaktorā pirms un pēc ķīmiskās reakcijas.
- Pilot Plants – individuāli projektējamas pilotiekārtas ķīmisko un enerģētisko procesu izstrādei un mērogošanas pētījumiem.
Galvenās priekšrocības:
- Precīza reakcijas temperatūras, spiediena un reaģentu padeves kontrole.
- Gāzveida un šķidro reaģentu izmantošanas iespējas.
- Automatizēta eksperimentu vadība un nepārtraukta procesa parametru reģistrēšana.
- Katalizatoru aktivitātes, selektivitātes, stabilitātes un dezaktivācijas novērtēšana.
- Modulāras konfigurācijas dažādu ķīmisko procesu izpētei.
- Integrētas drošības sistēmas automatizētai procesa uzraudzībai.
Sistēmas paredzētas universitātēm, pētniecības institūtiem un rūpnieciskajām laboratorijām, kas nodarbojas ar katalīzi, ūdeņraža tehnoloģijām, ķīmisko sintēzi un jaunu ražošanas procesu izstrādi.
Micromeritics FR sērijas reaktori ir aprīkoti ar PROCESS@ procesa vadības un datu reģistrēšanas programmatūru.
Galvenās iespējas:
- Reakcijas temperatūras, spiediena un reaģentu plūsmu automatizēta kontrole.
- Daudzpakāpju eksperimentu programmu izveide un izpilde.
- Procesa parametru uzraudzība un grafiska attēlošana reāllaikā.
- Automātiska vadības parametru maiņa atbilstoši ieprogrammētajiem nosacījumiem.
- Nepārtraukta eksperimenta datu reģistrēšana un saglabāšana.
- Datu eksportēšana turpmākai analīzei.
- Integrētas trauksmes un drošības funkcijas ar automātisku reakciju uz kritiskiem procesa apstākļiem.
Programmatūra ļauj veikt ilgstošus eksperimentus automatizētā režīmā, samazinot nepieciešamību pēc nepārtrauktas operatora iesaistes.
Individuāli projektēto pilotiekārtu programmatūras funkcionalitāte tiek pielāgota konkrētā procesa prasībām.
Katalizatoru izpēte un izstrāde
- Katalizatoru aktivitātes, selektivitātes un stabilitātes novērtēšana.
- Dažādu katalizatoru sastāvu salīdzināšana.
- Reakciju kinētikas un katalizatoru dezaktivācijas izpēte.
Ūdeņraža un sintēzes gāzes tehnoloģijas
- Ūdeņraža iegūšanas un izmantošanas procesu izpēte.
- Amonjaka sintēze un sadalīšana.
- Metāna tvaika un sausā riforminga procesu izpēte.
CO₂ pārveidošana un sintētisko degvielu ražošana
- CO₂ hidrogenēšana un metanizācija (Sabatjē reakcija).
- Metanola sintēzes izpēte.
- Fišera–Tropša sintēzes procesu optimizācija.
Biomasas un atkritumu pārstrādes tehnoloģijas
- Biomasas un plastmasas atkritumu pirolīze.
- Gazifikācijas procesu izpēte.
- Biodegvielu un citu augstas pievienotās vērtības produktu iegūšanas tehnoloģiju izstrāde.
Ķīmisko procesu mērogošana
- Laboratorijā izstrādātu reakciju pārbaude pilotiekārtās.
- Optimālo procesa parametru noteikšana.
- Jaunu ķīmisko procesu tehnoloģiskā un ekonomiskā potenciāla novērtēšana.
| Parametrs | FR-100 | FR-200 |
|---|---|---|
| Reaktoru skaits | 1 | 2 |
| Reaktoru konfigurācija | Viens reaktors | DUO, TWIN, PARALLEL |
| Standarta reaktora temperatūra | Līdz 800 °C | Līdz 800 °C |
| Paaugstinātas temperatūras opcijas | Līdz 1000 °C | Līdz 1000 °C |
| Standarta maksimālais spiediens | 100 bar | 100 bar |
| Maksimālais spiediens ar papildaprīkojumu | 200 bar | 200 bar |
| Standarta gāzu padeves līnijas | 3 | 3 vai 4 |
| Maksimālais gāzu padeves līniju skaits | 6 | 6 |
| Šķidro reaģentu padeve | Līdz 2 sūkņiem | Līdz 2 sūkņiem |
| Reaktora apiešanas līnija (bypass) | Automātiska | Automātiska |
| Gāzes/šķidruma atdalīšana | 1 separators, iespējams papildu | 1–2 separatori atkarībā no konfigurācijas |
| Procesa automatizācija | Jā | Jā |
| Papildināšana ar ICCS | Jā | Jā |
Micromeritics plūsmas reaktoros (Flow Reactor) katalizatora paraugs tiek ievietots reaktorā, caur kuru kontrolētā temperatūrā un spiedienā tiek vadīti gāzveida vai šķidri reaģenti.
Reakcijas laikā tiek kontrolēti un reģistrēti galvenie procesa parametri – temperatūra, spiediens, reaģentu plūsmas un reakcijas ilgums. Reakcijas produkti tiek novadīti tālākai analīzei, nepieciešamības gadījumā atdalot gāzveida un šķidrās fāzes.
Salīdzinot ievadīto reaģentu daudzumu ar iegūtajiem produktiem, iespējams novērtēt reaģentu konversiju, produktu selektivitāti un katalizatora aktivitāti.
Papildinot reaktoru ar ICCS Catalyst Characterization sistēmu, iespējams veikt katalizatora ķīmiskās adsorbcijas un temperatūras programmētās analīzes (TPR, TPD, TPO, TPSR) pirms un pēc reakcijas, neizņemot katalizatoru no reaktora.
Šāda pieeja ļauj sasaistīt katalizatora virsmas īpašību izmaiņas ar tā faktisko darbību ķīmiskajā procesā.
Flow Reactor FR-100
Automatizēts laboratorijas plūsmas reaktors ar vienu reakcijas staciju. Paredzēts katalizatoru darbības izpētei kontrolētos temperatūras, spiediena un reaģentu padeves apstākļos.
Piemērots reakciju kinētikas pētījumiem, katalizatoru salīdzināšanai un jaunu ķīmisko procesu izstrādei.
Flow Reactor FR-200
Divu neatkarīgi apsildāmu reaktoru sistēma ar vairākām konfigurācijas iespējām:
- DUO – reaktoru secīga darbība ar dažādām produktu atdalīšanas iespējām.
- TWIN – divu reaktoru izmantošana, tostarp iespēja vienā veikt reakciju, kamēr otrā notiek katalizatora reģenerācija.
- PARALLEL – paralēla vai secīga reaktoru darbība dažādu katalizatoru un procesu salīdzināšanai.
Multi Catalyst Reactor MR 4 un MR 8
Automatizētas sistēmas ar četriem vai astoņiem reaktoriem paralēlai katalizatoru testēšanai.
Paredzētas laboratorijām, kur nepieciešams salīdzināt lielu skaitu katalizatoru, pētīt reakciju kinētiku un optimizēt procesa apstākļus. Pieejamas individuāli pielāgojamas konfigurācijas.
ICCS Catalyst Characterization
Papildsistēma katalizatoru raksturošanai tieši reaktorā (in-situ), neizņemot paraugu un nepakļaujot to atmosfēras iedarbībai.
Nodrošina impulsu ķīmiskās adsorbcijas un temperatūras programmēto analīžu (TPR, TPD, TPO, TPSR) veikšanu, ļaujot novērtēt katalizatora aktīvās virsmas izmaiņas pirms un pēc reakcijas.
ICCS iespējams integrēt ar Micromeritics FR sērijas un citām piemērotām laboratorijas reaktoru sistēmām.
Pilot Plants – pilotiekārtas
Individuāli projektējamas, automatizētas pilotiekārtas ķīmisko un enerģētisko procesu izpētei un mērogošanai.
Pieejamie risinājumi ietver:
- Biomasas un atkritumu pirolīzes un gazifikācijas iekārtas.
- Maisāmtvertnes reaktoru sistēmas (Stirred Tank Reactors).
- Fotokatalītiskos reaktorus.
- Katalītiskā krekinga testēšanas sistēmas (MAT).
- Daudzreaktoru pilotiekārtas katalizatoru salīdzinošai testēšanai.
- Individuāli projektētas sistēmas atbilstoši konkrēta procesa prasībām.
Pilotiekārtu konfigurācija, darba temperatūra, spiediens, reaktoru tilpums un automatizācijas iespējas tiek noteiktas atbilstoši klienta tehnoloģiskajām vajadzībām.
