FCC催化劑活性
1.FCC催化劑活性
活性是指裂化催化劑促進裂化反應的能力,它的基礎準則是以待定催化劑和標準原料在標準裂化條件下進行反應,以反應所得干點小于
表1.5 美國戴維遜活性測試條件(D+L)法[2]
項目 | 條件 |
反應時間,min | 120 |
催化劑量,mL | 200 |
催化劑顆粒尺寸,mm×mm | 4.7×4.7 |
反應溫度,℃ | 454 |
標準原料油 | 東德克薩斯蠟油 |
標準原料油餾程,℃ | 260~370 |
進料速度,mL·min-1 | 2 |
劑油比,m/m | 0.7 |
重量空速,h-1 | 0.7 |
由于分子篩催化劑活性高,對焦炭比較敏感,實際使用時反應時間很短(2~4s),而(D+L)法試驗方法的反應時間太長,使焦炭產率過高,掩蓋了催化劑的真實活性,1966年以后發展了新的活性測試方法。雖然各國大石油公司都有自己的活性測試方法和標準,但絕大多數大同小異,測試結果也比較接近[1,3]。我國一開始就綜合上普遍使用的改進方法,
根據我國的實際情況建立了我國統一的微反活性指數測定(MAT)法,并一直沿用至今,測試條件見表1.6。目前國外主要采用或參照ASTM標準中的Designed D3907-80方法標準。
我國MAT法測試過程是[2,3]:將
表1.6 中國通用活性測試方法和戴維遜活性測試方法比較
項目 | 中國通用方法[1,2] | 改進的戴維遜方法[2] |
反應時間,min | 70 | 75 |
反應溫度,℃ | 460 | 482 |
催化劑量,g | 5 | 5 |
劑油比,m/m | 3.2 | 3.0 |
催化劑顆粒尺寸 | 20-40目 | |
標準原料油, | 大港輕柴油 | 東德克薩斯蠟油 |
原料油餾程,℃ | 235~337 | 260~426 |
進料量 | | 2mL |
重量空速,h-1 | 16 | 16 |
活性指數,% | 100-(> 占進料的重量百分數) | 100-(> 占進料的體積百分數) |
表1.6中的活性測試條件不同,但實踐證明,對同一種催化劑,兩種方法所得到的活性指數差別不大,一般不超過2個單位。
新鮮催化劑在開始投用一段時間內,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地反映實際的生產情況。在測定新鮮催化劑的活性前先將催化劑進行水熱老比處理,目的就是使測定結果能較接近實際的生產情況。
在我國,水熱老化的條件是催化劑在
在實際生產中,催化劑受高溫和水蒸氣的作用,其活性會逐漸下降,另一方面,由于催化劑會損失而需定期地或不斷地補充—些新鮮催化劑。由此,在生產裝置中的催化劑活性可能維持在一個穩定的水平上,此刻的活性則稱為“平衡催化劑活性”,由此可見,從生產實際的角度來看,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定性和新鮮催化劑的補充量。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[11]
催化劑 | LB-2國產劑 | LN國產劑 | RT進口劑 |
Na2O,% | 0.45 | 0.38 | 0.39 |
Al2O3,% | 43.5 | 44.3 | 52.0 |
磨損指數%·h-1 | 1.4 | 2.3 | 1.0 |
堆密度,g·cm-1 | 30.85 | 0.72 | 0.81 |
比表面積,m2·g-1 | 358 | 265 | 288 |
孔體積,mL·g-1 | 0.34 | 0.32 | 0.26 |
微反活性(800℃×100%水汽老化) ,% : | |||
老化4h | 78 | 77 | 74 |
老化10h | 72 | 69 | 65 |
老化17h | 63 | 47 | 49 |
孔徑分布, %: | |||
≤3nm | 16.02 | 53.95 | 33.99 |
3~10 nm | 72.98 | 27.37 | 50.73 |
≥10 nm | 11.00 | 18.68 | 15.28 |