快速测定催化裂化催化剂微反活性指数的方法

左泽军，叶 红，高明军，李世鹏，韩 冲

（1.中原油田石油化工总厂，河南 濮阳457000；2.青岛惠城石化科技有限公司，山东 青岛266555）

催化裂化催化剂的微反活性指数是评价催化剂的重要指标［1-2］。随着FCC装置工艺发展和加工原料油的劣质化，在炼油生产过程中及时快速检测使用过程中的FCC催化剂，可以有效地指导炼油厂的生产工艺控制、监测催化剂的使用性能。同时，FCC催化剂的研究开发面临着挑战，生产技术水平需要不断提高，对FCC催化剂进行微反活性指数的分析，还可为催化剂的研制生产提供技术支撑，具有实际意义［3-4］。

目前，测试催化裂化催化剂微反活性的设备主要由催化裂化反应装置及柴油重量的总转化率测试装置组成［5-6］。另外，在石油化工行业内，对催化裂化平衡剂的活性指数表征方法，见诸报道的还有氢氧化钾指数法。采用仪器法投入大，氢氧化钾指数法只能得到催化剂的相对活性，这两种测定催化剂活性的方法，是完全独立的两个体系。本文介绍一种快速测定催化裂化平衡剂活性的方法，在这两种方法之间建立了函数关系，采用该法可以及时、快速的分析催化剂的微反活性，满足生产控制需要。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

固定床微反装置，北京；GC2014C气相色谱仪，岛津公司。

标准油：235～337℃直馏轻柴油。所用试剂均为分析纯。

1.2 测定方法

1.2.1 分析曲线的建立

1）氢氧化钾指数的测定。

将试样倒入蒸发皿中，在高温电阻炉内700℃下焙烧2h，取出后在空气中冷却5min，在干燥器内冷却至室温后，称取2.0～2.5g于250 mL具塞锥形瓶中，注入已知浓度的氢氧化钾溶液100mL，振荡锥形瓶摇动3min，静置1min，然后将瓶倾斜，轻轻转动瓶身，用瓶中溶液洗下壁上附着的催化剂颗粒，转动后静置5min，过滤使溶液呈透明，吸取滤液25mL于锥形瓶，加溴甲酚绿-甲基红指示剂4～5滴，用0.100 0mol／L盐酸滴定。同时作空白实验。

2）微反活性指数的测定。

将试样在130℃烘干1h，装入一个床层温度可控的反应器中，在规定时间内将1.56g标准原料油均匀注入反应器中进行反应，反应后用氮气吹扫。反应的液体产物收集于放在冰水混合的冷肼中的收集瓶中，反应产物用气相色谱进行模拟蒸馏分析，以正十二烷的保留时间作为分界点，根据分析数据得出试样催化剂的微反活性指数。

3）制定标准曲线。

绘制氢氧化钾指数X与微反活性指数Y之间关系的标准曲线，得出氢氧化钾指数X与微反活性指数Y关系的标准曲线方程为Y＝A1X＋B1。

1.2.2 测试样的测定

按上述方法测定测试样的氢氧化钾指数，将计算后的待测催化剂的氢氧化钾指数代入标准曲线方程Y＝A1X＋B1，得出待测催化剂的微反活性指数，用以表征催化剂的活性。

2 结果与讨论

2.1 分析曲线

对选定的5个试样催化剂进行氢氧化钾指数和微反活性指数分析，结果见表1。

表1 试样分析结果

根据表1绘制氢氧化钾指数X与微反活性指数Y之间关系的标准曲线，见图1。标准曲线方程为Y＝43.44 X＋38.37。

图1 标准曲线

2.2 测试样的测定结果

对3个待测样进行微反活性分析，结果见表2。从表2可以看出：本法的测定精密度较高。

表2 待测样微反活性测定结果

采用仪器法对3个待测试样进行微反活性分析，结果见表3。

表3 仪器法待测样微反活性测定结果

由表2、表3可见：与仪器测定相比，本法可以准确的测定出催化剂的微反活性指数数据，并且，在测定同一试样时，重复性偏差不大于0.5%，仪器测定方法重复性偏差不小于0.9%。可见采用本法要比仪器测定方法重复性好，并且得到表2或表3中6个微反活性指数数据，本法只需要约1h，仪器测定方法则需要8～9h。

3 结 论

通过氢氧化钾指数与微反活性指数之间的函数关系，建立了一种快速测定催化裂化平衡剂活性的方法。与现有的两种测定方法相比，该法可准确快速的测定催化裂化催化剂的微反活性指数，即避免了仪器法测定微反活性指数需要投入大量的资金购置设备，节省了财力物力，又避免了氢氧化钾法只能得出催化裂化催化剂相对活性。采用该法操作简便、快捷，结果准确可靠，重复性好，具有实际应用价值。

［1］ 宋海涛，朱玉霞，卢立军，等.水热处理后FCC催化剂及Y型沸石的裂化活性及其物化性质表征［J］.石油学报：石油加工，2005，21（2）：80-85.

［2］ 宋海涛，朱玉霞，张久顺，等.水热处理后FCC催化剂及Y型沸石的物化性质表征［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］ 谈俊杰，张久顺，高永灿.FCC催化剂水热失活模型［J］.石油炼制与化工，2002，33（12）：39-43.

［5］ 唐亮，马丹斐，刘华.气象色谱法测定裂化催化剂微反活性指数［J］.分析仪器，2005（4）：59-61.

［6］ 韩新竹，周忠国，许金山等.催化裂化催化剂微反活性指数气相色谱法测定研究［J］.齐鲁石油化工，2012，40（2）：155-159.