一种测定催化剂抗磨损能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种测定催化剂抗磨损能力的方法，以解决现有技术分别存在的测定结果的重复性不好、每次磨损的催化剂样品数量较少、测定装置的结构与测定操作比较复杂等问题。本发明专利技术所用的催化剂磨损装置设有电动机(1)、传动轴(5)、两个以上的磨损管(3)，电动机输出轴端部和各传动轴端部均与相邻磨损管外侧壁的中部以可拆开的方式连接。通过磨损管的转动，使装入各磨损管内腔中的催化剂样品发生磨损，再卸下磨损管倒出磨损后的催化剂样品。通过粒度分析仪测定催化剂样品磨损前后的粒径分布，以催化剂样品磨损前后细催化剂颗粒所占体积百分比的差值来判断催化剂的抗磨损能力。本发明专利技术主要用于测定石油加工流化催化裂化催化剂的抗磨损能力。

【技术实现步骤摘要】
一种测定催化剂抗磨损能力的方法
本专利技术涉及一种测定催化剂抗磨损能力的方法。
技术介绍
粒径分布是流化裂化催化剂的关键控制指标，对催化剂的流化性能和反应性能有很大的影响。流化裂化催化剂中的细催化剂颗粒(即催化剂细粉)减少，会使催化剂的流化和循环恶化；细催化剂颗粒含量过多，会增加旋风分离器的工作负荷，降低旋风分离器的分离效率，造成催化剂跑损，增加生产成本。对于所有的流化床反应器，催化剂在使用过程中都会与反应器器壁以及加工原料之间发生摩擦，催化剂之间也会发生摩擦，将不可避免地造成催化剂颗粒的磨损，产生细催化剂颗粒。如果催化剂的抗磨损能力差，产生的细催化剂颗粒所占的比例就高。因此需要评价催化剂的抗磨损能力，以便为催化剂的生产控制、研究开发、制定验收标准提供依据。目前，在测定微球流化裂化催化剂的抗磨损能力时，我国尚无统一的国家标准和行业标准。行业内常用的方法为中石化石油化工科学研究院的方法(RIPP29-90微球裂化催化剂磨损指数测定法)。该方法将催化剂在玻璃制作的鹅颈管中用高速气流吹磨5小时，磨损后的催化剂通过沉降器和气流的作用进行分离；分离出的细催化剂颗粒被吹出沉降器，由滤纸筒收集，称重后计算磨损指数。美国试验与材料协会方法(ASTMD5757-11空气喷射法测定FCC催化剂的磨损)，与RIPP29-90方法的原理相同，主要是将催化剂磨损管换成不锈钢直管；沉降器与RIPP29-90方法中使用的沉降器的形状相同，尺寸有所差异。上述两种方法存在的主要问题是：(1)都是在磨损管中使用高速气流吹磨催化剂使之发生磨损，再通过沉降器和气流的作用进行分离，得到细催化剂颗粒。由于在磨损管和沉降器内气流的状况非常复杂，沉降器不能完全区分粗细催化剂颗粒，使一些细催化剂颗粒不能被完全吹出，并且细催化剂颗粒在收集过程中会有损失，导致测定结果的重复性不好。本专利技术的专利技术人采用ASTMD5757-11方法测定一种流化裂化催化剂的磨损指数时，将其在高速气流下吹磨5小时后取剩余的样品用激光粒度分析仪进行粒径分析，发现仍有很多粒径小于20微米的细催化剂颗粒。(2)每次只能磨损2个催化剂样品，效率较低。(3)需要使用高速气流吹磨催化剂样品使之发生磨损，还需要对催化剂样品进行预加湿操作(由于采用饱和了水蒸汽的空气吹磨，预加湿操作是为了防止催化剂样品在吹磨过程中吸湿变重)，因此要设置相关的设备和测量仪表；再加上沉降器、细催化剂颗粒收集设备等，使测定装置的结构与测定操作都比较复杂。中国专利CN101109682A公开了一种快速测定氧化铝磨损指数的方法。该方法首先用激光粒度仪测试磨损前样品中小于或大于45微米粒级的百分含量，然后称取50.00±0.10克的试样放入磨损指数测定仪内，气流循环吹拂15分钟后收集磨损后的样品，同时用收尘袋收集磨损中损失的细粉。用收尘袋收集的小于45微米的细粉补偿磨损后的样品至50克，混和均匀后用激光法测试小于或大于45微米粒级的百分含量；根据激光粒度仪测试的磨损前、后试样中小于或大于45微米粒级百分含量的变化计算该试样的磨损指数。中国专利CN202281732U公开了一种催化剂磨损指数测定装置。该装置包括磨损测试管，磨损测试管的顶部出口与样品沉降室的底部进口相连通，样品沉降室的顶部出口和细粉输送管的进口相连通，细粉输送管的末端插入细粉收集槽中水液面以下，细粉收集槽用于收集磨损产生的细粉。在磨损测试管外装有磨损测试管加热炉，在样品沉降室外装有沉降室加热炉，可获得催化剂的热态磨损指数。利用上述装置进行催化剂磨损指数测定的实验，可以参照ASTMD5757-00的方法，通过对细粉进行称重、计算获得磨损指数，此时将存在着与上述RIPP29-90方法、ASTMD5757-11方法相似的问题。上述装置也可以按照CN101109682A所述的方法，利用激光粒度仪对实验前催化剂样品、实验后催化剂样品和细粉收集袋中的细粉进行粒径分布测量，通过分析实验前后催化剂样品及细粉的粒径分布曲线获得磨损指数；虽然能够完全区分粗细催化剂颗粒，但除此之外其它的问题依然不同程度地存在；其中在分离、收集催化剂细粉并将该催化剂细粉与分离出催化剂细粉后剩余的磨损后的催化剂样品进行混合的过程中会有催化剂细粉的损失，而造成测定结果的重复性不好，另外该过程还比较繁琐(CN101109682A也存在着类似的问题)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测定催化剂抗磨损能力的方法，以解决现有技术分别存在的不能完全区分粗细催化剂颗粒、测定结果的重复性不好、每次磨损的催化剂样品数量较少、测定装置的结构与测定操作比较复杂等问题。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种测定催化剂抗磨损能力的方法，所用的测定催化剂抗磨损能力的装置包括催化剂磨损装置和粒度分析仪，催化剂磨损装置设有磨损管，其特征在于：催化剂磨损装置还设有电动机、若干根传动轴，电动机的电动机输出轴以及各根传动轴均水平、同轴设置，磨损管为横截面呈圆形的直管，与传动轴相垂直，设置2个以上，磨损管的一端设有端盖，另一端封闭，电动机输出轴同与其相邻的传动轴相邻的端部之间、相邻两根传动轴相邻的端部之间均设有一个所述的磨损管，所述电动机输出轴的端部和各传动轴的端部均与相邻磨损管外侧壁的中部以可拆开的方式连接，采用上述测定催化剂抗磨损能力的装置测定催化剂抗磨损能力的方法，包括如下步骤：首先对每一个磨损前的催化剂样品取试样，分别通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比，卸下全部磨损管并打开每个磨损管的端盖，向每个磨损管的内腔中装入各催化剂样品并盖上端盖，之后再装上各磨损管并开动电动机，使每个磨损管转动，各磨损管内腔中的催化剂样品发生磨损，各磨损管转动一定时间后，电动机停止运转，待磨损管静止后，卸下全部磨损管并打开每个磨损管的端盖，倒出磨损后的催化剂样品，对每一个磨损后的催化剂样品取试样，分别通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比，以每一个催化剂样品磨损前后细催化剂颗粒所占体积百分比的差值来判断催化剂的抗磨损能力。采用本专利技术，具有如下的有益效果：(1)在封闭的磨损管内进行催化剂样品的磨损，磨损后的催化剂样品从磨损管倒出后取试样，通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比。该过程没有细催化剂颗粒以及催化剂样品的任何损失，可以由粒度分析仪测定出全部细催化剂颗粒所占的体积百分比，并且粒度分析仪对粗细催化剂颗粒的区分能力好、本身的测定重复性好，因此使总的测定结果的重复性很好。(2)催化剂磨损装置每次可以磨损多个样品(最多10个)、效率较高，而且磨损条件(主要是电动机与磨损管的转速、催化剂样品的磨损时间)可以根据需要进行调整。(3)催化剂磨损装置不需要使用高速气流吹磨催化剂样品使之发生磨损、不需要对催化剂样品进行预加湿操作，因此不必设置相关的设备和测量仪表；另外本专利技术也不设置沉降器、细催化剂颗粒收集设备等并进行有关的操作，使测定装置的结构与测定操作都比较简单。本专利技术，催化剂样品在磨损管内磨损后，不必分离出细催化剂颗粒即直接取试样、通过粒度分析仪进行测定，十分简便。本专利技术主要用于测定石油加工流化催化裂化(FCC)催化剂的抗磨损能力，也可以用于测定与FCC催化剂类似的粒径在10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定催化剂抗磨损能力的方法，所用的测定催化剂抗磨损能力的装置包括催化剂磨损装置和粒度分析仪，催化剂磨损装置设有磨损管(3)，其特征在于：催化剂磨损装置还设有电动机(1)、若干根传动轴(5)，电动机(1)的电动机输出轴(2)以及各根传动轴(5)均水平、同轴设置，磨损管(3)为横截面呈圆形的直管，与传动轴(5)相垂直，设置2个以上，磨损管(3)的一端设有端盖，另一端封闭，电动机输出轴(2)同与其相邻的传动轴(5)相邻的端部之间、相邻两根传动轴(5)相邻的端部之间均设有一个所述的磨损管(3)，所述电动机输出轴(2)的端部和各传动轴(5)的端部均与相邻磨损管(3)外侧壁的中部以可拆开的方式连接，采用上述测定催化剂抗磨损能力的装置测定催化剂抗磨损能力的方法，包括如下步骤：首先对每一个磨损前的催化剂样品取试样，分别通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比，卸下全部磨损管(3)并打开每个磨损管(3)的端盖，向每个磨损管(3)的内腔中装入各催化剂样品并盖上端盖，之后再装上各磨损管(3)并开动电动机(1)，使每个磨损管(3)转动，各磨损管(3)内腔中的催化剂样品发生磨损，各磨损管(3)转动一定时间后，电动机(1)停止运转，待磨损管(3)静止后，卸下全部磨损管(3)并打开每个磨损管(3)的端盖，倒出磨损后的催化剂样品，对每一个磨损后的催化剂样品取试样，分别通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比，以每一个催化剂样品磨损前后细催化剂颗粒所占体积百分比的差值来判断催化剂的抗磨损能力。...

【技术特征摘要】
1.一种测定催化剂抗磨损能力的方法，用于测定流化催化裂化催化剂的抗磨损能力，所用的测定催化剂抗磨损能力的装置包括催化剂磨损装置和粒度分析仪，催化剂磨损装置设有磨损管(3)，其特征在于：催化剂磨损装置还设有电动机(1)、若干根传动轴(5)，电动机(1)的电动机输出轴(2)以及各根传动轴(5)均水平、同轴设置，磨损管(3)为横截面呈圆形的直管，与传动轴(5)相垂直，设置2个以上，磨损管(3)的一端设有端盖，另一端封闭，电动机输出轴(2)同与其相邻的传动轴(5)相邻的端部之间、相邻两根传动轴(5)相邻的端部之间均设有一个所述的磨损管(3)，所述电动机输出轴(2)的端部和各传动轴(5)的端部均与相邻磨损管(3)外侧壁的中部以可拆开的方式连接，采用上述测定催化剂抗磨损能力的装置测定催化剂抗磨损能力的方法，包括如下步骤：首先对每一个磨损前的催化剂样品取试样，分别通过粒度分析仪测定其粒径分布，得到细催化剂颗粒所占的体积百分比，卸下全部磨损管(3)并打开每个磨损管(3)的端盖，向每个磨损管(3)的内腔中装入各催化剂样品并盖上端盖，之后再装上各磨损管(3)并开动电动机(1)，使每个磨损管(3)转动，各磨损管(3)内腔中的催化剂样品发生磨损，各磨损管(3)转动一定时间后，电动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怿，白正伟，
申请(专利权)人：中石化洛阳工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41