ES2334771T3 - Procedimiento y dispositivo para la evaluacion de las caracteristicas de catalizadores. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la evaluación de las características de catalizadores, en el cual son analizadas diferentes pruebas de catalizadores mediante métodos transitorios-cinéticos, caracterizado por el hecho de que este procedimiento comprende las siguientes fases: colocar las pruebas de catalizadores en paralelo de forma que adopten una disposición para la admisión (20, 120) de varias pruebas de catalizadores; y realizar análisis de las diferentes pruebas una tras otra mediante métodos transitorios-cinéticos añadiendo un flujo alterado de al menos un gas reactivo a cada prueba analizada (14, 30; I, L, 130), introduciendo el flujo alterado de tal manera que se transmita por lo menos un impulso de al menos un gas reactivo (14, 30) a cada prueba del catalizador puesta al vacío, que las pruebas de catalizador sean alimentadas individualmente por medios para la alimentación individual (14) conectados selectivamente con dispositivos de distribución (30), que desemboquen en los disposiciones para la admisión de varias pruebas de catalizador (20).
Description
Procedimiento y dispositivo para la evaluación
de las características de catalizadores.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un dispositivo para el análisis de las
características de catalizadores. El objetivo de la invención es el
análisis rápido de estas características de catalizadores para
optimizar los mismos o descubrir nuevos materiales catalíticos. Se
refiere especialmente a la catálisis heterogénea a la que se
recurre en un catalizador en fase sólida, mientras que la reacción
química, la cual es acelerada por este catalizador, emplea reactivos
en fase gaseosa y/o en fase líquida.
Hay un gran número de procesos químicos
industriales para los cuales la investigación, a pesar del
considerable esfuerzo investigador, no ha encontrado ningún
catalizador adecuado. Ello se puede explicar por el hecho de que los
catalizadores heterogéneos en fase sólida se caracterizan por
varios parámetros que son difíciles de identificar y por ello de
optimizar.
El descubrimiento de nuevos catalizadores
requiere probar diferentes composiciones que de hecho pueden
resultar ventajosas en el marco de los procedimientos industriales.
A este respecto son conocidos dos métodos diferentes.
La primera solución consiste en evaluar los
diferentes catalizadores mediante métodos cinéticos en un estado
estacionario. Para este objetivo hay que enviar un flujo continuo
de reactivos por un catalizador dado y entonces hay que modificar
progresivamente los diferentes parámetros de funcionamiento de la
reacción (temperatura, impresión parcial y presión total,
caudal).
Sin embargo, este procedimiento de análisis
presenta ciertas desventajas. Con respecto a la información
obtenida por los diferentes catalizadores analizados no es lo
bastante eficiente. Además su aplicación necesita mucho tiempo.
Como alternativa es usual analizar los
rendimientos de los catalizadores mediante métodos cinéticos de
tipo transitorio. Para esto es necesario introducir una alteración
puntual en el flujo de reactivos que alimentan el catalizador
analizado y analizar la respuesta o la relajación del sistema en la
salida del reactor catalítico, es decir su regreso al estado
estacionario.
Se pueden emplear estos métodos transitorios al
vacío, como en el marco del análisis temporal de productos
"Temporal Analysis of Products" (TAP). Este procedimiento
consiste en enviar por lo menos un impulso de un reactivo al
catalizador evaluado cuya duración es especialmente corta, por
ejemplo menos de 1 milisegundo.
En la zona de arrastre del lecho de catalizador
ahora se ve, especialmente mediante un espectrómetro de masas, una
curva de respuesta de la que se pueden deducir ciertas
características del catalizador.
Este primer método transitorio es conocido de,
por ejemplo, J.T. Gleaves, G.S. Jablonski, P. Phanawadii, Y.
Schuurman Appl. Catal. A 160 (1997) 55.
Otro procedimiento de este tipo es descrito por
P. Ferreira-Aparicio et al. en J. Catal. 184
(1999) 202.
Además hay otros métodos transitorios que se
emplean con una presión más alta o igual a la presión
atmosférica.
A través de la cinética transitoria o el
"Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis" (SSITKA) se
conoce un análisis del estado estacionario. Tal procedimiento se
conoce de, por ejemplo, S.L. Shannon, J.G. Goodwin, Chem. Rev. 95
(1995) 677; S.L. Shannon, J.G. Goodwin, Appl. Catal. 151 (1997)
3.
Este procedimiento conocido consiste en analizar
los rendimientos de un catalizador, manteniéndolo bajo condiciones
de un estado estacionario mediante el suministro de un flujo
continuo de gases reactivos. En un momento dado del análisis se
debe sustituir uno de los reactivos por su equivalente isotópico
(caracterización por un isótopo estable de uno o varios átomos de
la molécula reactiva).
El impulso producido por este cambio reactivo
posibilita acceder a ciertas características del catalizador
analizado con ayuda del estudio de una curva de respuesta o de una
curva de relajación, que se recibe en la zona de arrastre, en
particular por un espectrómetro de masas, como es el caso en el
análisis temporal de productos descrito arriba.
Como alternativa al proceso SSITKA también es
posible cambiar decisivamente la composición del fluido que fluye
por el catalizador probado. En este caso el reactivo sustituyente
no es ningún isótopo del tipo utilizado originalmente, sino que
posee una reactividad química totalmente diferente.
Esto provoca ahora una alteración química del
sistema catalítico de modo que la reacción no se realiza bajo
condiciones de estado estacionario, a diferencia del proceso
SSITKA. Estas pruebas se denominan progresivamente transitorias o
"Step Transient".
El análisis de catalizadores mediante métodos
transitorios-cinéticos también comprende otras
técnicas conocidas. Aquí se trata, entre otros aspectos, de la
desorción a temperatura programada o "Temperature Programmed
Desorption" (TPD), de la reacción a temperatura programada o
"Temperature Programmed Reaction" (TPRx), así como de la
oxidación o reducción a temperatura programada o "Temperature
Programmed Oxidation or Reduction" (TPO y TPR).
Los métodos
transitorios-cinéticos descritos arriba son
ventajosos en comparación con los métodos realizados bajo un estado
estacionario, puesto que posibilitan una mejor diferenciación entre
los diferentes mecanismos de reacción posibles.
Así, parecen ser más útiles con respecto a la
toma de información sobre estos mecanismos, como por ejemplo el
tipo de pasos elementales de la reacción que forman parte de estos,
al igual que las correspondientes constantes de velocidad.
DE 198 09 477 presenta un procedimiento para
analizar bajo condiciones estacionarias las pruebas de
catalizadores colocados en paralelo.
La invención tiene la intención de proponer un
procedimiento para la evaluación de las características de un
catalizador que recurre a métodos
cinéticos-transitorios cuyos rendimientos han sido
mejorados con respecto al estado de la técnica, en particular en lo
que se refiere a la cantidad de información obtenida sobre los
catalizadores analizados.
A este efecto ésta se refiere a un procedimiento
para el análisis de las características de catalizadores, en el
cual las diferentes pruebas de catalizadores están en disposición
paralela, y estas diferentes pruebas se analizan una tras otra
mediante métodos transitorios-cinéticos según las
características de las reivindicaciones 1 y 11.
La invención está descrita a continuación con
referencia a las figuras adjuntas, que sólo sirven como formas de
realización no-restrictivas, de las cuales
la(s):
\bullet Figura 1 es una vista en perspectiva,
la cual muestra un dispositivo que representa una primera forma de
realización del procedimiento para el análisis de los rendimientos
de catalizadores según la invención;
\bullet Figura 2 es una vista esquemática, la
cual muestra una válvula con la que está provisto el dispositivo de
la Figura 1;
\bullet Figura 3 es una vista en sección
longitudinal del dispositivo representado en la Figura 1;
\bullet Figura 4 representa una serie de
curvas, la cual muestra una forma de realización del procedimiento
según la invención con ayuda del dispositivo mostrado en las
Figuras de la 1 a la 3;
\bullet Figura 5 es una vista en perspectiva,
la cual muestra un dispositivo que representa una segunda forma de
realización del procedimiento para el análisis de los rendimientos
de catalizadores según la invención; y
\bullet Figuras 6, 6A y 7 son vistas
esquemáticas que muestran dos variantes de formas de realización
del dispositivo mostrado en la Figura 5.
El dispositivo mostrado en las Figuras de la 1 a
la 3 comprende una cámara de vacío, que está denominada en su
totalidad con el número de referencia 2. Esta cámara está provista
de una entubación axial 4 que puede funcionar junto con
dispositivos, los cuales no representados, para generar el vacío
inferior del tipo convencional.
En el interior de la cámara 2 se encuentra una
válvula 6, que está provista de un eje 8, el cual puede girar bajo
la influencia del motor 10. Esta válvula 6 corresponde a una de las
que se venden por la empresa VALCO bajo la referencia SC.
Según muestra la Figura 2, esta válvula 6 posee
doce orificios del S1 al S12, que pueden formar salidas o entradas
de estas válvulas. Además hay provistos dos orificios más E1 y E2,
que pueden formar entradas o salidas. En la forma de realización
presente los orificios del S1 al S12 forman las salidas, mientras
que los orificios E1 y E2 forman las entradas.
Dependiendo de la posición del eje 8, la entrada
E2 está en contacto con una sola salida de las de la S1 a la S12,
en la presente forma de realización con la salida S12 de la Figura
2. En cambio, la entrada E1 está en contacto con todas las otras
salidas, es decir con las salidas de la S1 a la S11 de la Figura
2.
Además una línea 12 pone la entrada El en
contacto con una fuente no representada, la cual posibilita la
alimentación con gas inerte, que va destinado al pretratamiento.
Además, un conducto 14 pone la entrada E2 en contacto con un
receptáculo 16, el cual es representado esquemáticamente y
posibilita la alimentación con gas reactivo, como se describe en lo
sucesivo. A este efecto el conducto de alimentación 14 atraviesa
herméticamente una tapa 18, la cual está provista de la cámara de
vacío 2.
El receptáculo 16 está provisto de válvulas de
alta velocidad no representadas que son capaces de generar impulsos
de gas reactivo, cuya duración comprende aproximadamente un
milisegundo o menos.
En el ejemplo descrito y representado el
receptáculo 16 posibilita la alimentación con un solo gas reactivo.
Sin embargo, se puede prever la generación de impulsos sucesivos,
recurriendo por lo menos a dos gases reactivos diferentes.
La cámara 2 también acoge en su parte inferior,
la cual está enfrente del receptáculo 16, un reactor, que en su
totalidad es denominado con la referencia 20. El último mencionado
es anular y comprende doce canales circunferenciales 22 que pueden
recibir los análisis del catalizador.
A este efecto cada canal está cerrado por su
parte inferior por un fondo no representado, que puede retener la
fase sólida de este catalizador y que al mismo tiempo deja que el
gas reactivo fluya libremente. Además hay provista una tapa anular
24, que presenta doce orificios 26, de los cuales cada uno está
puesto en contacto con un canal 22 correspondiente.
Las salidas de los diferentes canales 22 están
conectadas de tal manera que forman una única salida axial 28. La
última mencionada, la cual se mantiene al vacío, está conectada con
un analizador del tipo conocido, por ejemplo con un espectrómetro
de masas o también con un cromatógrafo de gases.
Cada canal 22 está puesto en contacto con la
válvula 6. Para ello, los doce conductos 30 se extienden desde uno
de los orificios del S1 al S12 de esta válvula hasta uno de los
orificios 26, los cuales están provistos en la tapa 24.
Finalmente están provistos unos dispositivos de
calentamiento 32 para el reactor 20. Estos dispositivos de
calentamiento, que son anulares, están provistos en la
circunferencia de este reactor cerca de la parte superior de este
último.
La forma de realización del dispositivo de las
Figuras de la 1 a la 3 será explicada a continuación.
En primer lugar es necesario colocar diferentes
tipos de catalizadores en once de los doce canales 22. El último
canal de este reactor no es llenado o sólo lo es con un material
inerte del tipo del cuarzo, por lo que se puede formar una
referencia para el análisis del recorrido (distribución de tiempos
de residencia) de un impulso de gas reactivo en ausencia de
reacción.
Después hay que realizar un pretratamiento de
los once catalizadores que están colocados en el reactor 20. A este
efecto se conecta la entrada E2, la cual posibilita la alimentación
con el gas reactivo, con la salida S12, la cual está en contacto
con el canal que no es llenado por el catalizador.
Bajo estas condiciones se conectan los otros
once orificios del S1 al S11 con la entrada El. Ello permite
entonces introducir un gas de pretratamiento en estos diferentes
canales a través de la entrada El y las once salidas de la S1 a la
S11.
Después, cuando este pretratamiento ha
terminado, el eje 8 es girado para conectar la salida S1 a la
entrada E2. Así, la entrada El ahora está conectada a las salidas
S2 a S12.
Ahora se detiene la alimentación con gas de
pretratamiento por la línea 12 y la entrada E1. En cambio, un
impulso de gas reactivo es producido que va del receptáculo 16 y
que es conducido por la entrada E2 y la salida S1 a un primer canal
22 del reactor 20. Ello permite entonces mantener una curva mediante
el analizador de la manera conocida, la cual es representativa del
catalizador acogido en el canal respectivo.
Después de haber probado el primer catalizador,
el eje 8 es girado un poco más para poner ahora en contacto la
entrada E2 con la salida S2. De esta manera es posible evaluar otro
catalizador más, el cual es acogido en este segundo canal
alimentado por esta salida S2. Por consiguiente, los once tipos de
catalizadores se evalúan uno tras otro.
Una forma de realización detallada del
dispositivo de las Figuras de la 1 a la 3 es representada en la
Figura 4. En esta forma de realización once catalizadores del tipo
zeolítico están colocados en canales correspondientes del reactor
20.
Una de estas pruebas está provista dos veces
para garantizar la reproducibilidad de la medición. Además, el
último canal fue llenado con partículas de cuarzo para corregir los
datos de paso del reactor sin adsorción.
Después se añade a las pruebas una mezcla de un
50% de parte de masa de neón y un 50% de parte de masa de etano. La
duración de los impulsos correspondientes comprende unos
milisegundos.
Las curvas de la Figura 4 representan las
respuestas de los diferentes catalizadores a los impulsos de la
mezcla que se cita arriba a unos 100ºC. El tiempo es reflejado en
la abscisa, mientras la fluidez estandarizada es reflejada en la
ordenada.
Este método de evaluación mediante el análisis
temporal de los productos posibilita evaluar las diferencias del
grado de adsorción de las diferentes pruebas del catalizador. Así,
mediante la variación de la temperatura, se permite intervenir en la
entalpía de adsorción de los diferentes catalizadores.
Hay que destacar que las zeolitas se utilizan
especialmente como catalizadores para el craqueo catalítico, las
cuales posibilitan transformar las fracciones de oleína pesadas en
fracciones más ligeras, como por ejemplo las de la bencina. De esta
manera las características de adsorción de estas zeolitas desempeñan
un papel fundamental para los rendimientos totales de este tipo de
procedimiento.
Por consiguiente, la evaluación mediante un
método transitorio-cinético es especialmente
adecuada para estos catalizadores. Como comparación estas
características de adsorción no pueden ser deducidas de los
experimentos realizados en estado estacionario con un flujo
continuo de gas reactivo, puesto que estos últimos no experimentan
ninguna transformación.
La Figura 5 muestra un dispositivo para otra
forma de realización de la invención.
Este dispositivo comprende en primer lugar una
válvula superior 106, análoga a la 6 descrita arriba. Esta válvula
106, sin embargo, se diferencia de la otra por el hecho de que ésta
posee dieciséis orificios del S'1 al S'16 que representan las
salidas en la presente forma de realización. Además esta válvula
106 está provista de dos orificios E'1 y E'2 que forman las
entradas. Está provista de un eje 108, el cual se puede girar por
la influencia del motor 110.
El dispositivo también comprende un reactor
anular 120 en el cual están incorporados dieciséis canales 122 que
se extienden verticalmente en el ejemplo descrito. Este reactor 120
está colocado entre dos placas cilíndricas 124, 124', mientras que
están provistos unos dispositivos de fijación no representados que
posibilitan fijar este reactor y estas dos placas entre sí.
El reactor anular 120 está rodeado de
dispositivos de calentamiento anulares 132, mientras que cada placa
presenta líneas de refrigeración no representadas que posibilitan
reducir los efectos del calentamiento.
Hay provistos dieciséis orificios continuos 126,
126', que se extienden verticalmente, en cada placa 124, 124'. Se
debe prestar atención a que cada orificio 126, provisto en la placa
superior 124, desemboca en un canal 122 situado en el lado opuesto,
que a su vez está en contacto con un orificio 126' situado en el
lado opuesto, el cual está provisto en la placa inferior 124'.
También hay provista una válvula inferior 107
análoga a la válvula superior 106. Sin embargo, en la forma de
realización descrita los dieciséis orificios del E''1l al E''16, de
los que está provista la válvula 107, son utilizados como entradas,
mientras que los dos orificios S''1 y S''2 de esta misma válvula
son usados como salidas. Esta válvula 107 puede ser girada bajo la
influencia de una onda 109 accionada por un motor 111.
Los dieciséis conductos 130 posibilitan poner en
contacto cada salida de la S'1 a la S'16 de la válvula 106 con un
orificio correspondiente de los orificios 126 provistos en la placa
superior. Dieciséis conductos adicionales 131 se extienden entre uno
de los orificios 126', provistos en la placa inferior 124', y una
orificio correspondiente de los orificios del E''1 al E''16 de esta
válvula.
Un primer tipo de alimentación con gas reactivo
del dispositivo de la Figura 5 se describe ahora con referencia a
las Figuras 6 y 6A.
En primer lugar hay que mencionar que según lo
dicho sobre esta válvula 6 la entrada E'2 de la válvula 106 sólo
está en contacto con una de las salidas de la S'1 a la S'16,
mientras que la entrada E'1 está conectada a todas las otras
salidas.
Además, la entrada E'1 es alimentada a través de
un conducto I con un primer gas reactivo que puede ser, por
ejemplo, monóxido de nitrógeno N^{14}O^{16}. La entrada E'2 es
alimentada a través de un conducto L con otro gas reactivo el cual
representa un isótopo del primero, por ejemplo monóxido de nitrógeno
en su forma isotópica N^{15}O^{18}.
La salida S''1 de la válvula inferior 107, según
la flecha F, es puesta en contacto con un analizador no mostrado,
el cual es, por ejemplo, un espectrómetro de masas o un
cromatógrafo de gas. La otra salida S''2 de esta válvula 107
garantiza por su parte una función de emisión de los gases
reactivos a la atmósfera, representada por la flecha F'.
Hay que prestar atención a que cada salida de la
S'1 a la S'16 de la válvula superior 106 está conectada con la
entrada correspondiente de la E'1 a la E'16 de la válvula inferior
107 a través de las líneas 130 y 131, los orificios 126 y 126' y los
canales 122.
Se da por sentado que la entrada E'2 se
encuentra conectada con la salida S'1 en un momento dado (Figura
6). Así, el primer canal 122, del reactor 120, el cual es
alimentado por esta salida S'1 absorbe el gas reactivo isotópico,
mientras que los otros canales son alimentados con el primer gas
reactivo.
Además el gas isotópico que fluye por la salida
S'1 es introducido a través de la entrada E''1 y es conducido hasta
el analizador a través de la salida S''1. Los gases reactivos no
isotópicos son conducidos por su parte a la atmósfera a través de
las entradas de la E''2 a la E''16 así como de la salida S''2.
\newpage
Si se desea generar un impulso en el segundo
canal 122_{2}, el cual es alimentado por la salida S'2, se gira
la válvula 106 con ayuda del eje 108, de modo que la entrada E'2
ahora está en contacto con esta salida S'2 (Figura 6A). En este
caso las otras salidas S'1 y de la S'3 a la S'16 así como los
canales que las alimentan absorben el primer gas reactivo isotópico
no mostrado.
Además, se trata de girar la válvula inferior
107 al mismo tiempo que la válvula superior 106 y en una dirección
de rotación inversa.
De esta manera la entrada E''2 de esta válvula
107, la cual está conectada al segundo canal 122_{2}, está en
contacto con la salida S''1 y por consiguiente con el analizador.
Las otras entradas E''1 y de la E''3 a la E''16 están ahora
conectadas a la salida S''2, de modo que el gas reactivo no
isotópico, que es introducido en estas entradas, es emitido a la
atmósfera.
La Figura 7 representa otra forma de
alimentación con gases reactivos del dispositivo de la Figura
5.
Como muestra esta Figura 7, el conducto I para
la alimentación con gas reactivo no isotópicos así como la línea L
para la alimentación con gases reactivos isotópicos desembocan en
dos entradas de una válvula de cuatro vías 113 del tipo conocido.
Una primera salida de esta válvula 113 posibilita la emisión a la
atmósfera mediante una línea 115, mientras que su otra salida se
conecta con la entrada E'2 de la válvula superior 106 a través de
una línea 117.
En la Figura 7 la válvula de cuatro vías 113
conecta el conducto I con el conducto 117, de modo que la entrada
E'1 es alimentada con gas reactivo no isotópico. Lo mismo sucede
con la salida S'1 así como con el catalizador alojado en el primer
canal 122_{1} del reactor 120.
Además, una línea adicional 119 que transporta
gas inerte se conecta con la entrada E'1 de la válvula 106 y por
consiguiente con las salidas de la S'2 a la S'16 de la última
mencionada. De esta manera las pruebas de catalizador recibidas en
los otros canales del reactor son alimentadas con gas inerte siendo
éste, por ejemplo, helio o argón.
Si se desea generar un impulso a la altura del
primer canal 122_{1} del catalizador acogido, hay que inclinar la
válvula de cuatro vías 113 para conectar la línea 117 con la línea
L, lo cual garantiza la alimentación con gas reactivo isotópico. De
esta manera el gas reactivo no isotópico que originalmente fue
conducido mediante la línea 115 al catalizador es emitido a la
atmósfera.
Si se requiere analizar el segundo catalizador,
el cual fue acogido en el segundo canal 122_{2}, hay que inclinar
la válvula superior 106 para conectar la salida S'2 con la entrada
E'2 mientras que la válvula de cuatro vías es mantenida en la
posición de la Figura 7. Este segundo canal, que originalmente fue
alimentado con gas inerte, recibe gas reactivo no isotópico,
mientras que los otros canales son alimentados con gas inerte.
Después, la válvula de cuatro vías se inclina,
como se describe arriba, para alimentar la línea 117 con gas
reactivo isotópico. Bajo estas condiciones, el catalizador que se
encuentra en el segundo canal 122_{2} está ahora en contacto con
el gas reactivo isotópico, por lo cual es posible someterlo a una
alteración.
En las Figuras de la 5 a la 7 se describe una
forma de realización de la evaluación de catalizadores que recurre
a un método transitorio-cinético de tipo isotópico
(SSITKA). Como alternativa se pueden aplicar también métodos
progresivamente transitorios. En este contexto las líneas de
alimentación L e I transportan gases reactivos cuyos compuestos son
completamente distintos y como consecuencia no representan
variantes isotópicas sencillas.
La invención posibilita realizar los objetivos
mencionados arriba, ya que la invención posibilita aumentar el
número de pruebas de catalizadores que se pueden analizar durante
un periodo de tiempo dado al aprovechar la eficacia de los métodos
de evaluación de tipo transitorio.
Así, ésta garantiza una mejor comprensión con
respecto a los efectos provocados por las modificaciones de las
composiciones y la estructura de los catalizadores en las
diferentes fases elementales de una reacción dada.
De esta manera la invención es capaz de ofrecer
un complemento satisfactorio a las conocidas técnicas combinatorias
que tienen como objetivo el descubrimiento de nuevos catalizadores
y la optimización de los catalizadores existentes, estableciendo
relaciones entre la información sobre la composición y la estructura
de los catalizadores y los parámetros globales de la reacción
catalítica, como por ejemplo la selectividad, la venta, el
rendimiento, el mecanismo y los parámetros cinéticos internos de la
reacción, como por ejemplo las constantes de velocidad internas
(número de revoluciones de las áreas activas, energía de activación
...).
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet DE 19809477 [0020]
\bullet J.T. Gleaves; G.S.
Jablonski; P. Phanawadii; Y. Schuurman.
Appl. Catal. A, 1997, vol. 160, 55 [0009]
\bullet S.L. Shannon; J.G. Goodwin.
Chem. Rev., 1995, vol. 95, 677 [0012]
\bullet S.L. Shannon; J.G. Goodwin.
Appl. Catal., 1997, vol. 151, 3 [0012]
Claims (21)
1. Procedimiento para la evaluación de las
características de catalizadores, en el cual son analizadas
diferentes pruebas de catalizadores mediante métodos
transitorios-cinéticos, caracterizado por el
hecho de que este procedimiento comprende las siguientes fases:
- colocar las pruebas de catalizadores en paralelo de forma que adopten una disposición para la admisión (20, 120) de varias pruebas de catalizadores; y
- realizar análisis de las diferentes pruebas una tras otra mediante métodos transitorios-cinéticos añadiendo un flujo alterado de al menos un gas reactivo a cada prueba analizada (14, 30; I, L, 130), introduciendo el flujo alterado de tal manera que se transmita por lo menos un impulso de al menos un gas reactivo (14, 30) a cada prueba del catalizador puesta al vacío, que las pruebas de catalizador sean alimentadas individualmente por medios para la alimentación individual (14) conectados selectivamente con dispositivos de distribución (30), que desemboquen en los disposiciones para la admisión de varias pruebas de catalizador (20).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el impulso dura menos de
10 milisegundos, preferiblemente menos de 1 milisegundo y que cada
prueba está colocada bajo una presión de menos de 10 milibares,
preferiblemente de menos de 1 milibar.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por el hecho de que todas las pruebas
analizadas son sometidas al mismo tiempo a una única fase de
pretratamiento (12).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por el hecho
de que en caso de que el o todos los impulsos sean conducidos a una
prueba de catalizador dada, las otras pruebas de catalizadores no se
tocan.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por el hecho
de que después de que cada gas reactivo fluya hasta cada prueba de
catalizador, éste(estos) gas(es) reactivo(s)
es/son conducido(s) a un único analizador.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en primer lugar un primer
gas reactivo (I) y en segundo lugar un segundo gas reactivo de
sustitución (L) en el que la presión es más alta o igual que la
presión atmosférica son conducidos a una prueba del catalizador
dada.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que el segundo gas es un
isótopo del primer gas.
8. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que el segundo gas posee una
reactividad diferente a la del primer gas.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado por el hecho
de que cuando una prueba del catalizador dada es alimentada con el
primer gas reactivo o con el segundo gas reactivo, las otras pruebas
del catalizador son alimentadas con ayuda del segundo gas reactivo
o respectivamente del primer gas reactivo.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado por el hecho
de que cuando una prueba del catalizador dada es alimentada con el
primer gas reactivo o con el segundo gas reactivo, las otras pruebas
del catalizador son alimentadas con un gas inerte.
11. Disposición para la evaluación de las
características de catalizadores para la realización del
procedimiento que comprende disposiciones para la admisión (20,
120) de varias pruebas de catalizador colocadas en paralelo,
caracterizada por el hecho de que la disposición comprende
disposiciones (6, 14, 16, 106, I, L) que posibilitan conducir un
flujo alterado a cada prueba del catalizador para probarlos uno
tras otro mediante métodos transitorios-cinéticos,
caracterizada por el hecho de que las disposiciones de
admisión (20) están puestas al vacío y que los dispositivos que
posibilitan conducir el flujo alterado (16) comprenden dispositivos
para la producción de por lo menos un impulso de al menos un gas
reactivo, estando conectados los dispositivos para la producción de
un impulso a dispositivos para la alimentación individual (14), los
cuales están conectados selectivamente a disposiciones de
distribución (30), que desembocan en las disposiciones de admisión
(20).
12. Disposición según la reivindicación 11
caracterizada por el hecho de que los dispositivos para la
alimentación individual (14) desembocan en la entrada de
alimentación (E2) de una válvula de alimentación (6), comprendiendo
esta válvula además varias salidas (S1-S12) las
cuales están en contacto con un dispositivo de distribución
correspondiente (30), pudiendo estar cada salida conectada
selectivamente a la entrada de alimentación (E2).
\newpage
13. Disposición según la reivindicación 12,
caracterizado por el hecho de que esta válvula de
alimentación (6) comprende además una entrada de pretratamiento
(E1) que se puede conectar con todas las salidas de la válvula, a
excepción de la salida que está en contacto con la entrada de
alimentación.
14. Disposición según una de las
reivindicaciones de la 11 a la 13, caracterizada por el
hecho de que los dispositivos de admisión comprenden un reactor
anular (20) al vacío que presenta varios depósitos de admisión (22)
para una prueba de catalizador.
15. Disposición según una de las
reivindicaciones de la 11 a la 14, caracterizada por el
hecho de que los dispositivos de admisión a vacío (20) tienen una
única salida (28) que puede ser conectada al analizador.
16. Disposición según la reivindicación 11,
caracterizada por el hecho de que los dispositivos de
admisión (120) están dispuestos bajo una presión mayor o igual a la
presión atmosférica, mientras que los dispositivos (I, L, 106) que
posibilitan conducir el flujo alterado comprenden dispositivos (I)
para la alimentación con un primer gas reactivo, dispositivos (L)
para la alimentación con un segundo gas reactivo así como
dispositivos (106) que posibilitan que el primer o el segundo gas
reactivo sea sustituido por el otro de estos gases reactivos.
17. Disposición según la reivindicación 16,
caracterizada por el hecho de que los dispositivos (1) para
la alimentación con un primer gas reactivo desembocan en una
primera salida (E'1) de una válvula de alimentación (106), mientras
que los dispositivos (L) para la alimentación con un segundo gas
reactivo desembocan en una segunda entrada (E'2) de esta
válvula,
estando selectivamente conectada esta segunda
entrada a una salida determinada (S'2), la cual está conectada a un
depósito (122_{2}) que forma parte de los dispositivos de
admisión (120) y que es capaz de admitir una prueba de catalizador
dada mientras que la primera entrada (E'1) está conectada a todas
las otras salidas (S'1, S'3-S'16) de la válvula las
cuales están en contacto con los otros depósitos (122_{1},
122_{3}-122_{16}) de los dispositivos de
recibimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Disposición según la reivindicación 16,
caracterizada por el hecho de que los dispositivos (I) para
la alimentación con un primer gas reactivo desembocan en una
primera entrada de la válvula de cuatro vías (113), mientras que los
dispositivos (L) para la alimentación con un segundo gas reactivo
desembocan en una segunda entrada de esta válvula de cuatro vías
(113), comprendiendo esta válvula además una salida de vertido
(115) así como una salida de alimentación (117) conectada
selectivamente a un depósito dado (122_{1}) de los dispositivos de
admisión (120).
19. Disposición según la reivindicación 18,
caracterizada por el hecho de que los dispositivos (119)
para la alimentación con un gas inerte desembocan en una primera
entrada (E'1) de una válvula de alimentación (106), mientras que la
salida de alimentación (117) desemboca en una segunda entrada (E'2)
de esta válvula, estando esta segunda entrada selectivamente
conectada a una salida dada (S'1) la cual está en contacto con un
depósito (122_{1}) que forma parte de los dispositivos de admisión
(120) y que es capaz de admitir una prueba de catalizador dada
mientras que la primera entrada (E') está conectada a todas las
otras salidas (S'2-S'16) de la válvula que están en
contacto con los otros depósitos
(122_{2}-122_{16}) de los dispositivos de
admisión.
20. Disposición según una de las
reivindicaciones de la 16 a la 19, caracterizada por el
hecho de que la salida del dispositivo de admisión (120) está
conectada a una válvula de descarga (107) la cual está
selectivamente conectada a un analizador.
21. Disposición según la reivindicación 20,
caracterizada por el hecho de que la válvula de descarga
posee una salida de análisis (S''1) la cual está en contacto con un
analizador, pudiendo estar esta salida de análisis selectivamente
conectada a una entrada dada (E''2) de esta válvula, así como con
una salida de descarga (S''2), que está en contacto con las otras
entradas (E''1, E''3-E''16).
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