一种氯化氢催化氧化反应的评价装置的制作方法

本申请涉及氯碱化工，尤其是涉及一种氯化氢催化氧化反应的评价装置。

背景技术：

1、目前氯化氢制备氯气包括电解法、直接氧化法和催化氧化法，而其中以钌基催化剂下催化氧化法有大量工业化应用。在催化剂的作用下，氯化氢和氧气转化成氯气和水。具有反应温度较低，转化率高的优点，是目前主流的氯化氢回收再生产的氯气工艺。

2、相关技术可参考公告号为cn221124458u的中国实用新型专利。该实用新型公开了一种催化剂评价系统，包括进气单元和反应单元，进气单元包括氧气源、氯化氢气源和氮气源，三者分别连接有输气管道，每条输气管道均分成多个并联的支路管道，支路管道上设有支路控制阀和流量控制器，以单独控制原料气的流量大小；反应单元包括多个反应器，三个原料气对应的支路管道分组汇集连通至反应器，每个反应器相互独立，能够模拟不同工艺条件下的催化剂进行评价，评价效率高，评价更准确；氮气源对应的输气管道旁接有吹扫管道，吹扫管道的出口端连通至氯化氢气源对应的输气管道，通过氮气吹扫，将氯化氢残留原料气吹扫干燥，从而减轻对设备腐蚀，保护、延长设备使用寿命。

3、然而，现有评价装置仍存在以下不足，虽设置有氯化氢吹扫装置，但该吹扫装置除了将氯化氢吹扫至下游经尾气吸收系统处理外，还会将吹扫后的混合气体带入反应器参与反应，混合气体的反应配比并不固定，而评价装置需要极高的数据精度以进行评价，所以该反应配比不固定的混合气体会影响反应数据的精确性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，解决了吹扫后形成的混合气体会影响数据精确性的问题。

2、本申请实施例采用如下的技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其包括氮气钢瓶、氯化氢钢瓶和氧气钢瓶，所述氮气钢瓶、氯化氢钢瓶、氧气钢瓶分别通过第一输气管路、第二输气管路、第三输气管路连通至反应管，所述第一输气管路、第二输气管路互相连通形成复合管路，所述输气管路上均设置有开关阀，所述复合管路、第三输气管路设置有减压阀，所述减压阀位于开关阀下游，所述减压阀下游设置有质量流量计，所述反应管内部熔接有热电偶套管，所述反应管一侧连通有出料管线，所述出料管线上连接有取样管和尾气吸收装置，所述复合管路与输气方向相反的方向连通有用于排空氯化氢的放空管路，所述放空管路上设置有放空阀。

4、通过采用上述技术方案，当需要吹扫时，打开放空管路的放空阀，利用氮气从复合管路反向流动，将氯化氢管路中的残留气体直接排出装置，而不经过反应管和下游设备。这一设计基于气体流动原理，通过逆向吹扫避免了氯化氢进入反应区域，从而显著降低了氯化氢对催化剂、反应管及采样系统的腐蚀风险，且由于混合气体不进入装置下游参与反应，实现了保障反应数据精确性的效果。

5、在一种可选实现方式中，所述复合管路、第三输气管路与反应管之间设置有预混罐。

6、通过采用上述技术方案，预混罐作为一个缓冲容器，利用其内部空间使氯化氢和氧气在进入反应管前进行充分扩散和对流混合，确保了气体组成的均匀性。减少了局部浓度过高或过低引发的副反应或反应不充分，实现了提升反应转化率的效果。

7、在一种可选实现方式中，所述反应管的入口处设置有反应阀。

8、通过采用上述技术方案，反应阀作为切断装置，能够瞬间阻断气体流动，便于在更换催化剂或清洗反应管时分离反应管与上游管路。减少装置停机时间，实现了提高操作效率，并减少气体泄漏风险的效果。

9、在一种可选实现方式中，所述反应阀通过法兰与反应管连通。

10、通过采用上述技术方案，采用法兰连接反应阀，减少连接处密封性不足和拆卸不便造成的影响。法兰连接提供了高强度、高密封性的接口，能够承受反应过程中的高温和压力波动，防止气体泄漏，实现了保障密封，且方便拆卸维修的效果。

11、在一种可选实现方式中，所述反应管采用石英材质制成。

12、通过采用上述技术方案，采用石英材质制作反应管，石英材质具有优异的耐高温、耐腐蚀和化学惰性，能够在氯化氢氧化反应的高温条件下保持结构稳定，不与反应物或产物发生相互作用，实现了保障反应稳定性的效果。

13、在一种可选实现方式中，所述反应管两侧均可拆卸连接有伴热带。

14、通过采用上述技术方案，伴热带对反应管及相连管路进行持续加热，维持温度高于水蒸气和氯化氢的露点，减少冷凝液形成的腐蚀性盐酸，实现了保障加热的均匀性和连续性，减少腐蚀风险的效果。

15、在一种可选实现方式中，所述出料管线上设置有三通阀，所述三通阀一端连通取样瓶，另一端连通尾气吸收装置。

16、通过采用上述技术方案，三通阀允许操作者轻松将气流导向取样瓶或尾气吸收装置，无需拆卸管路，实现了快速、无缝的模式转换。

17、在一种可选实现方式中，所述尾气吸收装置包括两个串联的吸收瓶，所述吸收瓶内的管线均长进短出。

18、通过采用上述技术方案，串联设计增加了气体与吸收液的接触时间和路径，而长进短出结构利用重力差和流体动力学，使气体在瓶内充分停留并与液体反应，实现了提高尾气吸收效率的效果。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.设置放空管路与预混罐结构，实现了对腐蚀性气体的安全隔离与反应气体的充分预混合，既显著降低了设备腐蚀风险，又保障了反应条件的均匀稳定，从而有效提升了实验数据的准确性与可靠性；

21、2.采用石英反应管与可拆卸伴热带组合，结合三通阀切换与串联吸收瓶设计，在确保装置耐腐蚀性与温度均匀性的同时，实现了取样与尾气处理的高效切换，全面提升了操作安全性及尾气处理效果。

1.一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，包括氮气钢瓶(1)、氯化氢钢瓶(2)和氧气钢瓶(3)，所述氮气钢瓶(1)、氯化氢钢瓶(2)、氧气钢瓶(3)分别通过第一输气管路(4)、第二输气管路(5)、第三输气管路(6)连通至反应管(15)，所述第一输气管路(4)、第二输气管路(5)互相连通形成复合管路(7)，所述输气管路上均设置有开关阀(8)，所述复合管路(7)、第三输气管路(6)设置有减压阀(10)，所述减压阀(10)位于开关阀(8)下游，所述减压阀(10)下游设置有质量流量计(11)，所述反应管(15)内部熔接有热电偶套管(16)，所述反应管(15)一侧连通有出料管线(18)，所述出料管线(18)上连接有取样管和尾气吸收装置，其特征在于：所述复合管路(7)与输气方向相反的方向连通有用于排空氯化氢的放空管路，所述放空管路上设置有放空阀(9)，所述第一输气管路(4)上设置有两个开关阀(8)。

2.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述复合管路(7)、第三输气管路(6)与反应管(15)之间设置有预混罐(12)。

3.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述反应管(15)的入口处设置有反应阀(13)。

4.如权利要求3所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述反应阀(13)通过法兰(14)与反应管(15)连通。

5.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述反应管(15)采用石英材质制成。

6.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述反应管(15)两侧均可拆卸连接有伴热带(17)。

7.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述出料管线(18)上设置有三通阀(19)，所述三通阀(19)一端连通取样瓶(20)，另一端连通尾气吸收装置。

8.如权利要求1所述的一种氯化氢催化氧化反应的评价装置，其特征在于：所述尾气吸收装置包括两个串联的吸收瓶(21)，所述吸收瓶(21)内的管线均长进短出。