Test di resistenza alla compressione di pellet di catalizzatori

Requisiti

I catalizzatori sono ampiamente utilizzati nei processi industriali in cui i problemi di rendimento e tempo sono fondamentali per formare un prodotto il prima possibile. Riducono l'energia di attivazione richiesta per una particolare reazione e spesso accelerano la reazione lavorando a una temperatura relativamente più bassa.

Per funzionare in modo efficiente, i catalizzatori non hanno solo bisogno di eccellenti proprietà di assorbimento, ma anche di buone caratteristiche di resistenza fisica. Il guasto meccanico dei pellet porosi può causare la formazione di piccoli frammenti e particelle fini, che creano blocchi nel flusso del fluido, inaccettabili cadute di pressione attraverso il reattore e variazioni nel trasferimento di calore. Determinare la resistenza meccanica dei catalizzatori solidi è quindi uno dei parametri chiave per garantire un processo di reazione affidabile ed efficiente.

I catalizzatori commerciali sono disponibili in un'ampia varietà di forme come pellet, granuli, compresse, sfere, anelli ed estrusi, e sono spesso fragili in natura con una deformazione molto ridotta prima della frattura. Ciò presenta sfide non banali durante i test, che ha portato allo sviluppo di numerosi standard di test in base alle diverse geometrie e tipi di catalizzatore.

Soluzione

ASTM D4179 — Resistenza allo schiacciamento del singolo pellet di catalizzatori formati e portatori di catalizzatori — copre la misurazione della "resistenza allo schiacciamento laterale" (SCS) di singoli pellet in una forma regolare, come sfere, cilindri corti o compresse. Consente il test come schiacciamento radiale o assiale, sebbene si noti che la resistenza allo schiacciamento assiale è molto più elevata e meno rappresentativa del comportamento del catalizzatore nel reattore rispetto allo schiacciamento radiale. La forza viene applicata a una velocità uniforme sul pellet fino a quando non si schianta o collassa e si registra la massima forza di schiacciamento (nel punto del collasso iniziale).

ASTM D6175— Resistenza a schiacciamento radiale del catalizzatore estruso e particelle portanti del catalizzatore — copre la misurazione della "resistenza allo schiacciamento laterale" (SCS) dei catalizzatori estrusi singoli con diametro compreso tra 1,6 e 3,2 mm con un rapporto lunghezza / diametro ≥ 1: 1. Consente solo il test come schiacciamento radiale. La forza viene applicata a una velocità uniforme sul pellet fino a quando non si schiaccia o collassa e viene registrata la forza per millimetro di deformazione. È un metodo adatto per misurare la resistenza allo schiacciamento tra 0 e 65 N / mm.

Quando il materiale catalitico è costituito da particelle irregolari, non è possibile effettuare test significativi utilizzando i metodi di resistenza a pellet singolo. È quindi comune nelle applicazioni industriali eseguire test di "resistenza allo schiacciamento alla rinfusa" (BCS) di un letto di particelle di catalizzatore formate, che è coperto da ASTM D7084— Determinazione della forza di compressione alla rinfusa di catalizzatori e portatori di catalizzatori.

ASTM D7084 copre particelle di catalizzatore di diametro 0,8 - 4,8 mm come i granuli. Le particelle sono contenute in un porta-campione cilindrico e schiacciate con un pistone. La pressione viene applicata a una velocità uniforme sul letto di particelle, trattenuta per 30 secondi e rilasciata lentamente. Viene registrata la pressione che causa l'1% delle ammende (particelle che passano attraverso un setaccio di semi-dimensione del pellet) e si trova in genere tra 0,1 - 0,35 MPa per granuli e 1 - 3,5 MPa per materiali formati più grandi.

I sistemi di prova della forza MultiTest-i di Mecmesin sono ideali per l'esecuzione di prove catalitiche sia a pellet singolo che in massa. Un robusto telaio di prova è dotato di una cella di carico di precisione e controllato da un software Emperor potente ma facile da usare. I dati vengono raccolti a 1 kHz per catturare accuratamente fratture improvvise e sono chiaramente tracciati su un grafico per mostrare le reali caratteristiche di resistenza meccanica del campione. Il calcolo della forza media di schiacciamento viene eseguito con un'indicazione chiara di superamento / fallimento per l'operatore e l'esportazione diretta dei risultati in Microsoft ™ Excel.

È disponibile una gamma completa di piastre autoallineanti in acciaio per compressione per il test di schiacciamento a pellet singolo e una maschera per succulometro, oppure un pistone e un dispositivo contenitore su misura per il test di schiacciamento sfuso di particelle, pellet e granuli.

Apparecchiature di prova

• MultiTest-i
• Piastre di compressione autolivellanti
• Succulometro / apparecchio a doppia estrusione progettato su misura o standard