一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法
2023-06-08 21:52:01 2
一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法
【專利摘要】本發明涉及一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法，該方法包括以下步驟：(1)對選定的催化劑進行分類；(2)測定選定的樣品催化劑的氫氧化鉀指數數值及樣品的微反活性指數數值，繪製樣品氫氧化鉀指數數值與微反活性指數數值關係的標準曲線方程；(3)測量待測催化劑樣品的氫氧化鉀指數數值，將測定的結果代入標準曲線方程，得出待測樣品的微反活性指數數值，表徵催化裂化催化劑的活性。採用本方法表徵催化裂化催化劑的活性，操作簡單快捷，資金投入量小，結果準確可靠，對評價裂化催化劑的裂化活性具有現實意義。
【專利說明】一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種表徵催化劑活性的方法，尤其是一種表徵催化裂化催化劑活性的方法。
【背景技術】
[0002]催化裂化工藝在我國石油加工工業中佔有舉足輕重的地位，近80%的汽油和30%以上的柴油以及40%的丙烯都來自催化裂化裝置。改進催化裂化工藝、提高重油催化裂化轉化深度和輕質油收率，催化劑是關鍵因素之一，催化劑的活性對催化裝置催化劑的單耗、改善產品分布、提高輕質油收率、優化操作條件以及整體效益有著重要影響。催化性能評價通常以微反評價作為基礎方法，催化裂化催化劑的微反活性指數是評價催化劑的重要指標之一，準確測定催化裂化催化劑的微反活性指數對研究催化反應機理、催化材料篩選和催化劑研發以及指導生產過程、優化裝置操作條件、提高裝置效率具有重要意義。
[0003]目前，催化裂化催化劑微反活性的測試主要設備結構不外乎由催化裂化反應裝置及柴油重量的總轉化率測試裝置組成，隨著工藝技術的進步，儘管有人對測定裝置進行了改進，但仍然沒有改變設備所存在的購置費用高，結構龐大，工藝繁瑣，操作麻煩，費工費時等缺點，加之測定時間長，不能及時滿足生產控制分析的需要。
[0004]在石油化工行業內，對催化裂化催化劑的活性指數表徵方法，見諸報導的還有氫氧化鉀指數法。催化劑的活性中心具有酸性，其裂化活性隨酸值的增加而增加，因而測出催化劑的酸值可以表示出催化劑的活性大小。氫氧化鉀指數法利用中和原理進行測定，以每克樣品所需氫氧化鉀的毫克分子數來衡量催化劑的活性，並得出相應的活性指數數值，用以表示催化劑的活性大小，該方法操作過程簡單，不需要儀器設備，但該方法只能反應出催化劑活性的相對大小，不能真實準確測定催化劑的活性數值。·
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法。[0006]本發明提供一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法，包括如下步驟:[0007]1、催化劑的分類:[0008](I)將催化劑分為不同種類，包括經水熱老化處理後的新鮮催化劑、復活後的廢催化劑和平衡劑。[0009]⑵測定復活後的廢催化劑和平衡劑的比表面、表觀松密度、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na含量之和)，並根據其中一種或幾種數據對催化劑進行分類。[0010](3)按以下標準對催化劑進行類:[0011]1、經水熱老化處理後的新鮮催化劑為一類；[0012]I1、復活後的廢催化劑比表面數值小於200m2/g時，表觀松密度為0.65-0.75g/mL為一類；[0013]II1、復活後的廢催化劑比表面數值小於200m2/g時，表觀松密度為0.75-0.85g/mL為一類；
[0014]IV、復活後的廢催化劑比表面數值大於等於200m2/g時為一類；
[0015]V、平衡劑比表面數值小於等於110m2/g、表觀松密度為0.85g/mL以上、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na 含量之和)大於 40000ppm 為一類；
[0016]V1、平衡劑比表面數值大於110m2/g、表觀松密度為0.79-0.85g/mL、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na 含量之和)為 10000-40000ppm 為一類。
[0017]2、測定樣品催化劑的數值:
[0018](I)樣品催化劑氫氧化鉀指數的測定:
[0019]將樣品催化劑倒入蒸發皿中，在高溫電阻爐內600~700°C下焙燒I~3h，取出後在空氣中冷卻5min,然後在乾燥器內冷卻至室溫後,稱取冷卻後樣品2.0-2.5g於250ml具塞錐形瓶中，向盛樣的錐形瓶中用移液管注入已知濃度的氫氧化鉀溶液100ml，振蕩錐形瓶搖動3min，靜置lmin，然後將瓶傾斜，輕輕轉動瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附著的催化劑顆粒，轉動後靜置5min,過濾，準備好漏鬥、濾紙、錐形瓶,將此溶液過濾，使溶液呈透明，用移液管吸取濾液25ml於錐形 瓶，加溴甲酚綠-甲基紅指示劑4-5滴，用0.1000mol/L鹽酸滴定，滴定至溶液顏色在灰綠於灰紅之間為終點，本實驗同時作空白實驗。
氫氧僕神護數=^hci (廠2 一廠I)
[0020]採用下述公式計算待測樣品的氫氧化鉀指數:_mx25^ 』其中，
xioo
Chcl為鹽酸的摩爾濃度W1為滴定試樣所需鹽酸的體積'N2為滴定空白所需鹽酸的體積；m為樣品的重量。
[0021](2)樣品催化劑微反活性指數的測定
[0022]將樣品催化劑在110~130°C烘乾I小時候，裝入一個床層溫度可控的反應器中，在規定時間內將1.56g標準原料油均勻注入反應器中進行反應，反應後用氮氣吹掃。反應的液體產物收集於放在冰水混合的冷肼中的收集瓶中，反應產物用氣相色譜進行模擬蒸餾分析，以正十二烷的保留時間作為分界點，根據分析數據得出樣品催化劑的微反活性指數。
[0023]3、制定標準曲線:
[0024]繪製氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y之間關係的標準曲線，得出氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y關係的標準曲線方程為Y = A1X-B1 ；
[0025]4、測試樣催化裂化催化劑微反活性指數的測定:
[0026](I)將待測催化劑倒入蒸發皿中，在高溫電阻爐內600~700°C下焙燒I~3h，取出後在空氣中冷卻5min,然後在乾燥器內冷卻至室溫後,稱取冷卻後樣品2.0-2.5g於250ml具塞錐形瓶中，向盛樣的錐形瓶中用移液管注入已知濃度的氫氧化鉀溶液100ml，振蕩錐形瓶搖動3min，靜置lmin，然後將瓶傾斜，輕輕轉動瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附著的催化劑顆粒，轉動後靜置5min，過濾，準備好漏鬥、濾紙、錐形瓶，將此溶液過濾，使溶液呈透明，用移液管吸取濾液25ml於錐形瓶，加溴甲酚綠-甲基紅指示劑4-5滴，用0.1000mol/L鹽酸滴定，滴定至溶液顏色在灰綠於灰紅之間為終點，本實驗同時作空白實驗。
^ /P-to^HCI (^2 ~ ^l)
[0027]採用下述公式計算待測樣品的氫氧化鉀指數:#25 』其中，
mx--
100
Cm為鹽酸的摩爾濃度；' 為滴定試樣所需鹽酸的體積；V2為滴定空白所需鹽酸的體積；m為樣品的重量。
[0028](2)將計算後的待測催化劑的氫氧化劑指數代入標準曲線方程Y = A1X-B1，得出待測催化劑的微反活性指數，用以表徵催化劑的活性。
[0029]現有的兩種表徵催化劑活性的方法，是完全獨立的兩個體系，本發明人通過多次大量實驗及分析，發現同一類型催化劑按照相關參數兩種方法之間存在函數關係。與現有的測定方法相比，本發明可方便快速的表徵催化裂化催化劑的活性，即避免了儀器法測定微反活性指數需要投入大量的資金購置設備，節省了財力物力，又避免了氫氧化鉀法只能得出催化裂化催化劑相對活性。採用本方法操作簡便、快捷，結果準確可靠，重複性好，對評價裂化催化劑的裂化活性具有現實意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的催化裂化催化劑氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y之間關係的標準曲線，橫坐標為催化裂化催化劑氫氧化鉀指數X，縱坐標為微反活性指數Y。
【具體實施方式】
[0031]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明:
[0032]本發明將催化裂化催化劑進行分類後，利用所測得催化劑的氫氧化鉀指數和微反活性指數，繪製氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y之間關係的標準曲線，從而利用該條曲線使得，測定待測催化劑的氫氧化鉀指數後，可快速求得其微反活性指數，表徵催化劑的活
性。 [0033]實施例中所用測試溶液及裝置如下:[0034]微活性測定裝置:固定床微反裝置；[0035]氣相色譜儀:島津GC2014C氫火焰檢測器；[0036]標準油:235-337 °C直餾輕柴油；[0037]本發明的實施例進一步說明本發明的效果但本發明不僅限於實施例。[0038]實施例1[0039](I)測定樣品的數值:[0040]a、樣品催化劑的選擇:[0041]選取平衡劑作為樣品催化劑，其金屬(Fe、N1、V、Ca、Na)總量在10000-40000ppm之間，比表面大於1100m2/g、表觀松密度為0.79-0.85g/mL之間。[0042]b、樣品氫氧化鉀指數的測定:[0043]稱取5個樣品催化劑Ci，i為正數；倒入蒸發皿中，在高溫電阻爐內650°C下焙燒
Ih,取出後在空氣中冷卻5min,然後在乾燥器內冷卻至室溫後,稱取冷卻後樣品2.0-2.5g於250ml具塞錐形瓶中，向盛樣的錐形瓶中用移液管注入已知濃度的氫氧化鉀溶液100ml，振蕩錐形瓶搖動3min，靜置lmin，然後將瓶傾斜，輕輕轉動瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附著的催化劑顆粒，轉動後靜置5min,過濾,準備好漏鬥、濾紙、錐形瓶,將此溶液過濾，使溶液呈透明，用移液管吸取濾液25ml於錐形瓶，加溴甲酚綠-甲基紅指示劑4-5滴，用0.1OOOmol/L鹽酸滴定，滴定至溶液顏色在灰綠於灰紅之間為終點，本實驗同時作空白實驗。[0044]採用下述公式計算待測樣品的氫氧化鉀指數
【權利要求】
1.一種快速表徵催化裂化催化劑活性的方法，其特徵在於採用微反活性指數表徵其活性，包括以下工藝步驟:(1)催化劑的分類:a、將催化劑分為不同種類，包括經水熱老化處理後的新鮮催化劑、復活後的廢催化劑和平衡劑。b、測定復活後的廢催化劑和平衡劑的比表面、表觀松密度、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na含量之和)，並根據其中一種或幾種數據對催化劑進行分類；(2)測定樣品催化劑的數值:a、測定樣品催化劑氫氧化鉀指數；b、測定樣品催化劑微反活性指數；(3)制定標準曲線:繪製氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y之間關係的標準曲線，得出氫氧化鉀指數X與微反活性指數Y關係的標準曲線方程為Y = A1X-B1 ；(4)測試樣催化裂化催化劑微反活性指數的測定:測定待測催化劑的氫氧化劑指數後，將其代入標準曲線方程Y = A1X-B1，得出待測催化劑的微反活性指數數值，用以表徵催化劑的活性。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的樣品催化劑分類標準如下:1、經水熱老化處理後的新鮮催化劑為一類；I1、復活後的廢催化劑比表面數值小於200m2/g時，表觀松密度為0.65-0.75g/mL為一類；II1、復活後的廢催化劑比表面數值小於200m2/g時，表觀松密度為0.75-0.85g/mL為一類；IV、復活後的廢催化劑比表面數值大於等於200m2/g時為一類；V、平衡劑比表面數值小於等於110m2/g、表觀松密度為0.85g/mL以上、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na含量之和)大於40000ppm為一類；V1、平衡劑比表面數值大於110m2/g、表觀松密度為0.79-0.85g/mL、金屬總量(Fe、N1、V、Ca、Na 含量之和)為 10000-40000ppm 為一類。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的催化劑氫氧化鉀指數的測定為，將樣品催化劑倒入蒸發皿中，在高溫電阻爐內600~700°C下焙燒I~3h，取出後在空氣中冷卻5min,然後在乾燥器內冷卻至室溫後,稱取冷卻後樣品2.0-2.5g於250ml具塞錐形瓶中，向盛樣的錐形瓶中用移液管注入已知濃度的氫氧化鉀溶液100ml，振蕩錐形瓶搖動3min，靜置lmin，然後將瓶傾斜，輕輕轉動瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附著的催化劑顆粒，轉動後靜置5min，過濾，準備好漏鬥、濾紙、錐形瓶，將此溶液過濾，使溶液呈透明，用移液管吸取濾液25ml於錐形瓶，加溴甲酚綠-甲基紅指示劑4-5滴，用0.1000mol/L鹽酸滴定，滴定至溶液顏色在灰綠於灰紅之間為終點，本實驗同時作空白實驗；採用下述公式計算待測樣品的
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的催化劑微反活性指數的測定為，將樣品催化劑在110~130°C烘乾I小時候，裝入一個床層溫度可控的反應器中，在規定時間內將1.56g標準原料油均勻注入反應器中進行反應，反應後用氮氣吹掃，反應的液體產物收集於放在冰水混合的冷肼中的收集瓶中，反應產物用氣相色譜進行模擬蒸餾分析，以正十二烷的保留時間 作為分界點，根據分析數據得出樣品催化劑的微反活性指數。
【文檔編號】G01N33/00GK103575859SQ201310500360
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】葉紅, 張新功, 張曉佳 申請人:青島惠城石化科技有限公司