如何用氣相色譜法測定裂化催化劑微反活性

1.       前言

石油是重要的戰略資源，提高石油資源的利用率，將更多的重油轉化為清潔的輕質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化深度和輕質油收率的一個關鍵因素是催化劑。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和有關特性數據的實驗方法，是評價裂化催化劑裂化活性的重要指標。

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微反活性專用版色譜工作站；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裂化反應操作條件

反應溫度：460±1℃

進油量：1.56±0.02g

反應時間：70s

催化劑：5.0g

反應后氮氣吹掃時間：10min

吹掃氣體流量：20mL/min

2.3色譜條件

氣相色譜柱：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；進樣量：0.4μL。

2.4測定步驟

將待測催化劑樣品放在烘箱內，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器中，啟動儀器后，儀器在70s內將1.56g標準原料油勻速注入反應器中進行反應，然后再用氮氣吹掃10min，反應產物收集于瓶中，該收集瓶放在冰水混合的冷阱中，反應產物用氣相色譜進行分析，根據分析數據計算催化劑的微反活性指數。由于裂化活性與催化劑組成、原料油性質和操作條件有關，因此必須嚴格控制微活性測定儀系統溫度控制精度、進油速度及進油量。

汽油與柴油譜圖分界點的確定：在汽油與標準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.       結果與討論

   圖1、圖2分別為標準原料油毛細管柱和經裂化反應后的油樣色譜圖。

汽油、柴油餾分含量的百分數及微反活性指數（MA）由BF-2002微反活性專用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——液體產物量，g；

W——進油量，g；

G——液體產物中汽油的含量的百分數。

標準原料油中汽油含量的百分數G=50.76%，用氣相色譜連續做3次分析測出的汽油含量的百分數平均值G=50.88%，偏差-0.12。油樣中實測的汽油含量的百分數G=55.85%，油樣微活指數MA=64.1且同一樣品兩次實驗結果的MA≯2。

4.       結論

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