如何用氣相色譜法測定裂化催化劑微反活性

摘要：介紹了裂化催化劑微反活性指數(shù)的氣相色譜分析方法。使用SP-3420A型氣相色譜儀對標(biāo)準(zhǔn)原料油中汽油含量的百分?jǐn)?shù)和油樣微活指數(shù)進(jìn)行測定，取得了滿意的效果。

關(guān)鍵詞：催化劑，微反活性，氣相色譜

1.       前言

石油是重要的戰(zhàn)略資源，提高石油資源的利用率，將更多的重油轉(zhuǎn)化為清潔的輕質(zhì)油品是社會對催化新材料和催化劑研究的熱切需求。催化裂化是重要的原油二次加工手段，提高重油催化裂化轉(zhuǎn)化深度和輕質(zhì)油收率的一個關(guān)鍵因素是催化劑。氣相色譜法測定裂化催化劑微反活性是提供微反活性指數(shù)和有關(guān)特性數(shù)據(jù)的實驗方法，是評價裂化催化劑裂化活性的重要指標(biāo)。

2.       實驗部分

2.1儀器與試劑

SP-3420A型氣相色譜儀 ，配氫火焰離子化檢測器（FID）；BF-2002微反活性版色譜工作站；WFS-1D裂化催化劑微活性測定儀 ）。

原料油：直餾輕柴油235-337℃餾分 ；正十二烷 。

2.2裂化反應(yīng)操作條件

反應(yīng)溫度：460±1℃

進(jìn)油量：1.56±0.02g

反應(yīng)時間：70s

催化劑：5.0g

反應(yīng)后氮氣吹掃時間：10min

吹掃氣體流量：20mL/min

2.3色譜條件

色譜柱：BFSP-0690-01，0.5m×2mm（ID）；汽化室溫度：280℃；檢測器溫度：280℃；柱溫：初始溫度35℃，保持0.5min，以12℃/min升至235℃，保持5min；載氣：高純氮；進(jìn)樣量：0.4μL。

2.4測定步驟

將待測催化劑樣品放在烘箱內(nèi)，在120℃下烘干1小時。稱取5.0g催化劑裝入床層溫度控制在460℃的微活性測定儀的反應(yīng)器中，啟動儀器后，儀器在70s內(nèi)將1.56g標(biāo)準(zhǔn)原料油勻速注入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，然后再用氮氣吹掃10min，反應(yīng)產(chǎn)物收集于瓶中，該收集瓶放在冰水混合的冷阱中，反應(yīng)產(chǎn)物用氣相色譜進(jìn)行分析，根據(jù)分析數(shù)據(jù)計算催化劑的微反活性指數(shù)。由于裂化活性與催化劑組成、原料油性質(zhì)和操作條件有關(guān)，因此必須嚴(yán)格控制微活性測定儀系統(tǒng)溫度控制精度、進(jìn)油速度及進(jìn)油量。

汽油與柴油譜圖分界點的確定：在汽油與標(biāo)準(zhǔn)輕柴油混合物中加入少量正十二烷，以正十二烷的保留時間作為分界點。在分界點之前是汽油，分界點之后為柴油。

3.       結(jié)果與討論

    圖1、圖2分別為標(biāo)準(zhǔn)原料油色譜圖和經(jīng)裂化反應(yīng)后的油樣色譜圖。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)原料油色譜圖

圖2 油樣色譜圖

汽油、柴油餾分含量的百分?jǐn)?shù)及微反活性指數(shù)（MA）由BF-2002微反活性版色譜工作站直接計算得出，計算方法如下：

MA=100-100W₁（1-G）/W

式中:W₁——液體產(chǎn)物量，g；

W——進(jìn)油量，g；

G——液體產(chǎn)物中汽油的含量的百分?jǐn)?shù)。

標(biāo)準(zhǔn)原料油中汽油含量的百分?jǐn)?shù)G=50.76%，用氣相色譜連續(xù)做3次分析測出的汽油含量的百分?jǐn)?shù)平均值G=50.88%，偏差-0.12。油樣中實測的汽油含量的百分?jǐn)?shù)G=55.85%，油樣微活指數(shù)MA=64.1且同一樣品兩次實驗結(jié)果的MA≯2。

4.       結(jié)論

實驗表明，用SP-3420A型氣相色譜儀對裂化催化劑微活指數(shù)進(jìn)行測定具有較高的穩(wěn)定性和很好的重復(fù)性。該方法可用于石油化工行業(yè)裂化催化劑微反活性指數(shù)的測定，它既可用于工業(yè)平衡催化劑又可用于老化的新鮮催化劑，也可用于催化反應(yīng)機(jī)理的研究、反應(yīng)條件的探索和催化劑的篩選等。