آنالیز دانسیته توده‌ای (Bulk Density)

معرفی آزمون

اندازه‌گیری دانسیته توده‌ای (Bulk Density) یکی از کلیدی‌ترین پارامترهای فیزیکی در مرکز خدمات آزمایشگاهی شرکت ایران کاتالیست است که برای تعیین جرم واحد حجم کاتالیست‌ها و جاذب‌ها در حالت انباشته به کار می‌رود. این آزمون برخلاف چگالی اسکلتی، شامل فضای خالی بین ذرات نیز می‌شود. دانستن چگالی توده‌ای برای محاسبه وزن دقیق کاتالیست مورد نیاز جهت بارگذاری در راکتورهای صنعتی (Loading) و همچنین طراحی مخازن ذخیره و سیستم‌های انتقال مواد ضروری است.

کاربردها

• تخمین وزن بارگذاری Loading Weight : محاسبه مقدار دقیق کاتالیست مورد نیاز برای پر کردن حجم مشخصی از راکتور یا ریفرمر
• کنترل کیفیت تولید: پایش یکنواختی ابعادی و تخلخل ذرات کاتالیست در بچ‌های مختلف تولیدی
• طراحی مهندسی فرآیند: استفاده در محاسبات افت فشار (Pressure Drop) و هیدرولیک جریان در بستر ثابت
• ارزیابی پایداری مکانیکی: بررسی میزان نشست (Settling) و خردایش ذرات تحت استرس‌های فیزیکی در مرکز خدمات آزمایشگاهی ایران کاتالیست

مشخصات و ویژگی‌ها

• بهره‌گیری از دستگاه بومی IC-209: طراحی و ساخت اختصاصی توسط متخصصان شرکت ایران کاتالیست بر اساس استانداردهای بین‌المللی کاتالیست.
• تنوع در تجهیزات اندازه‌گیری: مجهز به استوانه‌های مدرج با قطرهای مختلف جهت انطباق با ابعاد متفاوت کاتالیست‌ها و جاذب‌ها (Pellet, Sphere, Extrudate)
• شبیه‌سازی شرایط صنعتی: طراحی استوانه‌ها بر اساس نسبت قطر به ذره در ریفرمرها و راکتورهای صنعتی جهت کاهش خطای دیواره (Wall Effect)
• دقت بالا در اندازه‌گیری: رعایت دقیق تلورانس‌های ابعادی و کالیبراسیون حجم استوانه‌ها مطابق با مراجع معتبر
• کاربری دوگانه: قابلیت اندازه‌گیری هر دو حالت دانسیته توده‌ای (Loose) و کوبیده (Tapped)

معرفی روش آزمون

در فرآیند انجام این تست در مرکز خدمات آزمایشگاهی شرکت ایران کاتالیست، ابتدا نمونه کاتالیست در دمای مشخص خشک می‌شود تا رطوبت بر نتایج وزنی اثر نگذارد. سپس با استفاده از دستگاه IC-209، مقدار مشخصی از نمونه از ارتفاعی معین و با نرخ جریان یکنواخت به داخل استوانه مدرج (که قطر آن متناسب با ابعاد کاتالیست انتخاب شده) ریخته می‌شود. برای تعیین دانسیته توده‌ای آزاد، حجم بلافاصله قرائت می‌شود. در صورت نیاز به دانسیته کوبیده (Tapped Density)، استوانه تحت لرزش یا ضربات استاندارد قرار می‌گیرد تا ذرات به پایدارترین حالت چیدمان برسند. در نهایت، جرم کاتالیست تقسیم بر حجم اشغال شده، به عنوان Bulk Density گزارش می‌گردد.

استانداردها

• ASTM D4164: روش استاندارد برای تعیین دانسیته توده‌ای کاتالیست‌ها و حامل‌های کاتالیستی لرزانده شده (Tapped)
• ASTM D4180: روش استاندارد برای تعیین دانسیته توده‌ای کاتالیست‌های ارتعاشی
• ASTM D7481 روش‌های استاندارد برای تعیین دانسیته توده‌ای “آزاد” و “کوبیده” پودرها
• استاندارد طراحی IC-209: منطبق بر دستورالعمل‌های فنی بارگذاری کاتالیست در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی