Teste de resistência ao esmagamento de pelotas de catalisador

Requerimento

Os catalisadores são amplamente usados em processos industriais onde os problemas de rendimento e tempo são críticos para formar um produto o mais rápido possível. Eles diminuem a energia de ativação necessária para uma determinada reação e freqüentemente aceleram a reação ao trabalhar a uma temperatura comparativamente mais baixa.

Para ter um desempenho eficiente, os catalisadores não precisam apenas de excelentes propriedades de adsorção, mas também de boas características de resistência física. A falha mecânica de pelotas porosas pode resultar na formação de pequenos fragmentos e partículas finas, que criam bloqueios no fluxo de fluido, quedas de pressão inaceitáveis no reator e variações na transferência de calor. Determinar a resistência mecânica de catalisadores sólidos é, portanto, um dos parâmetros-chave para garantir um processo de reação confiável e eficiente.

Os catalisadores comerciais vêm em uma ampla variedade de formatos, como pelotas, grânulos, comprimidos, esferas, anéis e extrudados, e são freqüentemente frágeis por natureza, com muito pouca deformação antes da fratura. Isso apresenta desafios não triviais durante o teste, o que resultou no desenvolvimento de vários padrões de teste de acordo com as diferentes geometrias e tipos de catalisador.

Solução

ASTM D4179 - Resistência ao esmagamento de um único pellet de catalisadores formados e portadores de catalisador - cobre a medição da 'resistência ao esmagamento lateral' (SCS) de pellets simples em uma forma regular, como esferas, cilindros curtos ou comprimidos. Ele permite o teste como um esmagamento radial ou axial, embora deva ser observado que a resistência ao esmagamento axial é muito maior e menos representativa do comportamento do catalisador no reator do que o esmagamento radial. A força é aplicada a uma taxa uniforme ao pellet até que ele esmague ou desmorone e a resistência máxima ao esmagamento (no ponto do colapso inicial) seja registrada.

ASTM D6175 - Resistência ao esmagamento radial do catalisador extrudado e partículas transportadoras do catalisador - abrange a medição da 'resistência ao esmagamento lateral' (SCS) de catalisadores extrudados simples de 1,6 - 3,2 mm de diâmetro com uma relação comprimento / diâmetro de ≥ 1: 1. Ele só permite o teste como esmagamento radial. A força é aplicada a uma taxa uniforme ao pellet até que ele esmague ou desmorone e a força por milímetro de deformação seja registrada. É um método adequado para medir a resistência ao esmagamento entre 0 - 65 N / mm.

Quando o material catalítico é feito de partículas irregulares, não é possível fazer testes significativos usando os métodos de resistência de pellet único. Portanto, é comum em aplicações industriais realizar testes de 'resistência ao esmagamento em massa' (BCS) de um leito de partículas de catalisador formadas, que é coberto pela ASTM D7084 - Determinação da força de esmagamento em massa de catalisadores e transportadores de catalisador.

ASTM D7084 cobre partículas de catalisador de 0,8 - 4,8 mm de diâmetro, como grânulos. As partículas são contidas em um porta-amostras cilíndrico e esmagadas com um pistão. A pressão é aplicada a uma taxa uniforme ao leito de partículas, mantida por 30 segundos e lentamente liberada. A pressão que causa 1% dos finos (partículas que passam por uma peneira com metade do tamanho do pellet) é registrada e normalmente fica entre 0,1 - 0,35 MPa para grânulos e 1 - 3,5 MPa para materiais formados maiores.

Os sistemas de teste de força MultiTest-i da Mecmesin são ideais para realizar testes de força de esmagamento de granulado único e granulado de materiais catalíticos. Uma estrutura de teste robusta é equipada com uma célula de carga de precisão e controlada por um software Emperor poderoso, porém fácil de usar. Os dados são coletados a 1 kHz para capturar com precisão fraturas repentinas e são claramente plotados em um gráfico para mostrar as verdadeiras características de resistência mecânica do espécime. O cálculo da resistência média ao esmagamento é realizado com uma indicação clara de aprovação / reprovação para o operador e exportação direta dos resultados para o Microsoft ™ Excel.

Uma gama completa de placas de aço de compressão autocompensadores estão disponíveis para o teste de esmagamento de pellet único e um gabarito de succulômetro, ou um pistão feito sob medida e acessório de recipiente para o teste de esmagamento de partículas, pellets e grânulos.

Equipamento de teste

• MultiTest-i
• Placa (s) de compressão autonivelante (s)
• Succulômetro / acessório de extrusão dupla com projeto personalizado ou padrão