快速測定催化裂化催化劑微反活性指數(shù)的方法

左澤軍，葉 紅，高明軍，李世鵬，韓 沖

（1.中原油田石油化工總廠，河南 濮陽457000；2.青島惠城石化科技有限公司，山東 青島266555）

催化裂化催化劑的微反活性指數(shù)是評價催化劑的重要指標［1-2］。隨著FCC裝置工藝發(fā)展和加工原料油的劣質(zhì)化，在煉油生產(chǎn)過程中及時快速檢測使用過程中的FCC催化劑，可以有效地指導煉油廠的生產(chǎn)工藝控制、監(jiān)測催化劑的使用性能。同時，F(xiàn)CC催化劑的研究開發(fā)面臨著挑戰(zhàn)，生產(chǎn)技術(shù)水平需要不斷提高，對FCC催化劑進行微反活性指數(shù)的分析，還可為催化劑的研制生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，具有實際意義［3-4］。

目前，測試催化裂化催化劑微反活性的設備主要由催化裂化反應裝置及柴油重量的總轉(zhuǎn)化率測試裝置組成［5-6］。另外，在石油化工行業(yè)內(nèi)，對催化裂化平衡劑的活性指數(shù)表征方法，見諸報道的還有氫氧化鉀指數(shù)法。采用儀器法投入大，氫氧化鉀指數(shù)法只能得到催化劑的相對活性，這兩種測定催化劑活性的方法，是完全獨立的兩個體系。本文介紹一種快速測定催化裂化平衡劑活性的方法，在這兩種方法之間建立了函數(shù)關系，采用該法可以及時、快速的分析催化劑的微反活性，滿足生產(chǎn)控制需要。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

固定床微反裝置，北京；GC2014C氣相色譜儀，島津公司。

標準油：235～337℃直餾輕柴油。所用試劑均為分析純。

1.2 測定方法

1.2.1 分析曲線的建立

1）氫氧化鉀指數(shù)的測定。

將試樣倒入蒸發(fā)皿中，在高溫電阻爐內(nèi)700℃下焙燒2h，取出后在空氣中冷卻5min，在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后，稱取2.0～2.5g于250 mL具塞錐形瓶中，注入已知濃度的氫氧化鉀溶液100mL，振蕩錐形瓶搖動3min，靜置1min，然后將瓶傾斜，輕輕轉(zhuǎn)動瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附著的催化劑顆粒，轉(zhuǎn)動后靜置5min，過濾使溶液呈透明，吸取濾液25mL于錐形瓶，加溴甲酚綠-甲基紅指示劑4～5滴，用0.100 0mol／L鹽酸滴定。同時作空白實驗。

2）微反活性指數(shù)的測定。

將試樣在130℃烘干1h，裝入一個床層溫度可控的反應器中，在規(guī)定時間內(nèi)將1.56g標準原料油均勻注入反應器中進行反應，反應后用氮氣吹掃。反應的液體產(chǎn)物收集于放在冰水混合的冷肼中的收集瓶中，反應產(chǎn)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(jù)分析數(shù)據(jù)得出試樣催化劑的微反活性指數(shù)。

3）制定標準曲線。

繪制氫氧化鉀指數(shù)X與微反活性指數(shù)Y之間關系的標準曲線，得出氫氧化鉀指數(shù)X與微反活性指數(shù)Y關系的標準曲線方程為Y＝A1X＋B1。

1.2.2 測試樣的測定

按上述方法測定測試樣的氫氧化鉀指數(shù)，將計算后的待測催化劑的氫氧化鉀指數(shù)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(shù)，用以表征催化劑的活性。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析曲線

對選定的5個試樣催化劑進行氫氧化鉀指數(shù)和微反活性指數(shù)分析，結(jié)果見表1。

表1 試樣分析結(jié)果

根據(jù)表1繪制氫氧化鉀指數(shù)X與微反活性指數(shù)Y之間關系的標準曲線，見圖1。標準曲線方程為Y＝43.44 X＋38.37。

圖1 標準曲線

2.2 測試樣的測定結(jié)果

對3個待測樣進行微反活性分析，結(jié)果見表2。從表2可以看出：本法的測定精密度較高。

表2 待測樣微反活性測定結(jié)果

采用儀器法對3個待測試樣進行微反活性分析，結(jié)果見表3。

表3 儀器法待測樣微反活性測定結(jié)果

由表2、表3可見：與儀器測定相比，本法可以準確的測定出催化劑的微反活性指數(shù)數(shù)據(jù)，并且，在測定同一試樣時，重復性偏差不大于0.5%，儀器測定方法重復性偏差不小于0.9%?？梢姴捎帽痉ㄒ葍x器測定方法重復性好，并且得到表2或表3中6個微反活性指數(shù)數(shù)據(jù)，本法只需要約1h，儀器測定方法則需要8～9h。

3 結(jié) 論

通過氫氧化鉀指數(shù)與微反活性指數(shù)之間的函數(shù)關系，建立了一種快速測定催化裂化平衡劑活性的方法。與現(xiàn)有的兩種測定方法相比，該法可準確快速的測定催化裂化催化劑的微反活性指數(shù)，即避免了儀器法測定微反活性指數(shù)需要投入大量的資金購置設備，節(jié)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。采用該法操作簡便、快捷，結(jié)果準確可靠，重復性好，具有實際應用價值。

［1］ 宋海濤，朱玉霞，盧立軍，等.水熱處理后FCC催化劑及Y型沸石的裂化活性及其物化性質(zhì)表征［J］.石油學報：石油加工，2005，21（2）：80-85.

［2］ 宋海濤，朱玉霞，張久順，等.水熱處理后FCC催化劑及Y型沸石的物化性質(zhì)表征［J］.石油化工，2004，33（增刊）：587-589.

［3］ Madon R，Liu X，Marco A，et al.18th meeting of the catalysis society of North America［C］.Mexico：Cancun，2003.

［4］ 談俊杰，張久順，高永燦.FCC催化劑水熱失活模型［J］.石油煉制與化工，2002，33（12）：39-43.

［5］ 唐亮，馬丹斐，劉華.氣象色譜法測定裂化催化劑微反活性指數(shù)［J］.分析儀器，2005（4）：59-61.

［6］ 韓新竹，周忠國，許金山等.催化裂化催化劑微反活性指數(shù)氣相色譜法測定研究［J］.齊魯石油化工，2012，40（2）：155-159.