[發明專利]一種催化劑磨損指數的評價方法

在審

• 申請號: 201610510736.2
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107560957A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 郭瑤慶;徐冬翔;郭曉峰;陳妍;朱玉霞;舒春溪;王金慧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N5/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉國平,顧映芬

技術領域

本發明涉及催化裂化催化劑磨損性能評價領域，具體地，涉及一種催化劑磨損指數的評價方法。

背景技術

粉末狀催化劑在流化床中的耐磨損性能是催化劑重要生產指標之一。催化劑在催化裂化提升管、鼓泡流化床、再生器、旋風分離器以及輸送管道中會發生催化劑顆粒間相互碰撞，催化劑顆粒與輸送管壁間的磨損。催化劑經過磨損后產生細粉會隨著煙氣進入大氣而污染大氣，或者進入未反應的油漿中。催化劑經碰撞破碎后顆粒減小，會影響催化劑在輸送管中的流動、增加再生器、反應器中的壓降。催化劑耐磨性能好是流化床平穩生產的重要保障。

ASTM D5757-11公開了一種通過空氣噴射磨損方式，測定催化裂化催化劑磨損性能的方法。催化劑裝在長710mm，內徑為35mm的磨損管中，一定速度的經過加濕的空氣通過3個品字分布的直徑為0.381mm的微孔，使裝在磨損管中的催化劑流化，產生顆粒間碰撞和顆粒與器壁間磨損，分別收集第1h淘析出的細粉和第5h淘析出的細粉，計算淘析出的細粉量占裝樣量的百分比。淘析出的細粉量越大，則催化劑耐磨損性能越差。這種裝置是催化劑在常溫狀態下評價其耐磨損性能。而工業實際應用時，催化劑在提升管中的溫度為450℃～580℃，在再生器中的溫度為650℃～750℃。催化劑都是在高溫環境中產生磨損。此方法不能真實反映催化劑的耐磨性能。

Q/SH 3360 209-2006公開了一種通過空氣噴射磨損方式，測定催化裂化催化劑磨損性能的方法。催化劑裝在一個特殊構造的部件中，將一定速度的經過加濕的空氣通過毛細管孔，使裝在磨損管中的催化劑在玻璃彎管中來回移動，產生磨損。第一小時吹出的細粉棄去不計，收集后四小時吹出的試樣，計算平均每小時磨損百分數，作為試樣的磨損指數。計算淘析出的細粉量占裝樣量的百分比。淘析出的細粉量越大，則催化劑耐磨損性能越差。該方法也是在室溫下評價的，不能真實反映催化劑在高溫使用環境下的耐磨性能。

Q/SH 3360 208-2006公開了一種通過空氣噴射磨損方式，測定催化裂化催化劑磨損性能的方法。催化劑裝在長440mm，內徑為25mm的磨損管中，一定速度的經過加濕的空氣通過1個直徑為1mm的孔，使裝在磨損管中的催化劑在石英磨損直管中流化，產生磨損，第一小時吹出的細粉棄去不計，收集后四小時吹出的試樣，計算平均每小時磨損百分數，作為試樣的磨損指數。淘析出的細粉量越大，則催化劑耐磨損性能越差。該方法也是在室溫下評價的，不能真實反映催化劑在高溫使用環境下的耐磨性能。

CN202281732U公開了一種催化劑磨損指數測定裝置。包括磨損輸送管，樣品沉降室，細粉收集槽，在磨損測試管和樣品沉降室外裝有加熱爐。磨損測試管的加熱溫度設定為400℃～500℃，樣品沉降室的加熱溫度設定為200℃～300℃。這種測定裝置能得到催化劑熱態磨損指數，能反映催化劑工業運行下的催化劑耐磨強度。此專利沒有提及其裝置具體尺寸。加熱狀態下產生流化的氣體受熱膨脹，特別是沉降室也處于200℃～300℃時，僅依靠沉降室的直徑擴大而降低流化氣體速度，并不能充分降低流化氣體速度，收集到的細粉中存在大量非磨損產生的細粉，而是催化劑樣品中的小顆粒。這樣就不能正確評價催化劑耐磨性能。通過蒸干細粉收集槽中的水分來收集細粉的方法浪費能源，延長試驗時間，且水分的去除程度影響細粉的真實計量。

US6930067公開了一種提高催化劑可接近性的催化劑制備方法，其實施例中提及一種熱態磨損評價方法。氣體通過3個噴嘴孔，在磨損管中產生磨損，磨損管置于700℃高溫下，與磨損管頂端相連的沉降器降低氣速，使＞20μm的顆粒落回磨損管中，而＜20μm的顆粒進入收集袋中。此方法中沒有公開評價催化劑熱態磨損指數評價裝置的具體部件及部件的設計尺寸。

發明內容

本發明的發明人研究發現，現有測量催化劑磨損指數的方法存在以下缺陷：1)大量細粉粘附在沉降器內壁未收集入細粉收集器中，影響分析結果的一致性的缺陷；2)隨著試驗時間的延長，細粉收集器的出氣孔道被細粉堵塞，導致評價氣流的流速逐漸下降，催化劑顆粒之間、催化劑顆粒與磨損管的器壁間的磨損力量減弱，影響磨損評價結果的一致性。

本發明的目的是為解決現有測定催化裂化催化劑的磨損指數的結果一致性不足的問題，提供了一種催化劑磨損指數的評價方法。特別是可以評價催化裂化催化劑處于高溫狀態下的熱態磨損性能，模擬催化裂化劑工業使用狀態下的磨損情況。