FCC催化劑活性
時(shí)間：2014-06-04作者：江西中科凱瑞環(huán)保催化有限公司瀏覽：53
1.FCC催化劑活性
活性是指裂化催化劑促進(jìn)裂化反應(yīng)的能力，它的基礎(chǔ)準(zhǔn)則是以待定催化劑和標(biāo)準(zhǔn)原料在標(biāo)準(zhǔn)裂化條件下進(jìn)行反應(yīng)，以反應(yīng)所得干點(diǎn)小于204℃的產(chǎn)量加上蒸餾損失占原料的重量百分?jǐn)?shù)(D+L)%來(lái)表示。對(duì)早期的鋁催化劑活性較低，普遍使用戴維遜(D+L)活性指數(shù)法評(píng)價(jià)，試驗(yàn)條件見(jiàn)表1.5
表1.5 美國(guó)戴維遜活性測(cè)試條件(D+L)法[2]
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項(xiàng)目
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條件
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反應(yīng)時(shí)間，min
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120
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催化劑量，mL
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200
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催化劑顆粒尺寸，mm×mm
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4.7×4.7
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反應(yīng)溫度，℃
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454
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標(biāo)準(zhǔn)原料油
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東德克薩斯蠟油
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標(biāo)準(zhǔn)原料油餾程，℃
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260~370
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進(jìn)料速度，mL·min-1
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2
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劑油比，m/m
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0.7
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重量空速，h-1
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0.7
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由于分子篩催化劑活性高，對(duì)焦炭比較敏感，實(shí)際使用時(shí)反應(yīng)時(shí)間很短(2~4s)，而(D+L)法試驗(yàn)方法的反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，使焦炭產(chǎn)率過(guò)高，掩蓋了催化劑的真實(shí)活性，1966年以后發(fā)展了新的活性測(cè)試方法。雖然各國(guó)大石油公司都有自己的活性測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)，但絕大多數(shù)大同小異，測(cè)試結(jié)果也比較接近[1,3]。我國(guó)一開(kāi)始就綜合國(guó)際上普遍使用的改進(jìn)方法，
根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況建立了我國(guó)統(tǒng)一的微反活性指數(shù)測(cè)定(MAT)法，并一直沿用至今，測(cè)試條件見(jiàn)表1.6。目前國(guó)外主要采用或參照ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的Designed D3907-80方法標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)MAT法測(cè)試過(guò)程是[2,3]：將5克催化劑裝入一個(gè)床層溫度控制在460℃的標(biāo)準(zhǔn)微反應(yīng)器中，在70秒內(nèi)將1.56克標(biāo)準(zhǔn)原料油勻速注入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)原料油規(guī)定用大港235~337℃輕，在反應(yīng)溫度460℃、重量空速16h-1、劑油比3.2的反應(yīng)條件下反應(yīng)70s，所得產(chǎn)物中(<240℃+氣體+焦炭)質(zhì)量占總進(jìn)料的百分?jǐn)?shù)即為催化劑的微反活性(MA)。
表1.6 中國(guó)通用活性測(cè)試方法和戴維遜活性測(cè)試方法比較
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項(xiàng)目
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中國(guó)通用方法[1,2]
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改進(jìn)的戴維遜方法[2]
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反應(yīng)時(shí)間，min
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70
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75
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反應(yīng)溫度，℃
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460
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482
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催化劑量，g
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5
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5
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劑油比，m/m
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3.2
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3.0
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催化劑顆粒尺寸
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20-40目
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2.38 mm ×2.38mm
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標(biāo)準(zhǔn)原料油，
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大港輕
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東德克薩斯蠟油
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原料油餾程,℃
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235～337
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260～426
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進(jìn)料量
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1.56g
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2mL
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重量空速，h-1
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16
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16
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活性指數(shù)，％
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100－(>204℃液體
占進(jìn)料的重量百分?jǐn)?shù))
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100－(>204℃液體
占進(jìn)料的體積百分?jǐn)?shù))
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表1.6中的活性測(cè)試條件不同，但實(shí)踐證明，對(duì)同一種催化劑，兩種方法所得到的活性指數(shù)差別不大，一般不超過(guò)2個(gè)單位。
新鮮催化劑在開(kāi)始投用一段時(shí)間內(nèi)，活性急劇下降，待降到一定程度后則緩慢下降，由此初活性不能真實(shí)地反映實(shí)際的生產(chǎn)情況。在測(cè)定新鮮催化劑的活性前先將催化劑進(jìn)行水熱老比處理，目的就是使測(cè)定結(jié)果能較接近實(shí)際的生產(chǎn)情況。
在我國(guó)，水熱老化的條件是催化劑在800℃、常壓、100％水蒸氣下處理4h、10h或17小時(shí)，如表1.7所示，水熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，活性越低。
在實(shí)際生產(chǎn)中，催化劑受高溫和水蒸氣的作用，其活性會(huì)逐漸下降，另一方面，由于催化劑會(huì)損失而需定期地或不斷地補(bǔ)充—些新鮮催化劑。由此，在生產(chǎn)裝置中的催化劑活性可能維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平上，此刻的活性則稱為“平衡催化劑活性”，由此可見(jiàn)，從生產(chǎn)實(shí)際的角度來(lái)看，平衡催化劑活性比新鮮催化劑盾性更為重要。平衡催化劑活性的高低取決于催化劑的穩(wěn)定性和新鮮催化劑的補(bǔ)充量。分子篩催化劑的平衡活性多在60一75％這一范圍。
表1.7 三種典型商用催化劑的主要性質(zhì)[11]
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催化劑
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LB-2國(guó)產(chǎn)劑
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LN國(guó)產(chǎn)劑
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RT進(jìn)口劑
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Na2O，％
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0.45
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0.38
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0.39
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Al2O3，％
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43.5
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44.3
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52.0
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磨損指數(shù)%·h-1
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1.4
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2.3
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1.0
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堆密度，g·cm-1
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30.85
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0.72
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0.81
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比表面積，m2·g-1
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358
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265
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288
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孔體積，mL·g-1
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0.34
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0.32
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0.26
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微反活性(800℃×100％水汽老化) ,% ：
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老化4h
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78
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77
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74
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老化10h
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72
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69
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65
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老化17h
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63
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47
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49
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孔徑分布， %：
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≤3nm
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16.02
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53.95
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33.99
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3~10 nm
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72.98
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27.37
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50.73
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≥10 nm
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11.00
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18.68
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15.28
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