第9卷第2期2001年3月工业催化INDUSTRIALCATALYSISVol19No12Mar.2001测试与表征FCC催化剂基体的酸性与氢转移反应性能Ξ朱华元1,2,何鸣元2,袁勇1,张信1,宋家庆2,张觉吾1(11中石化长岭分公司研究院,湖南岳阳414012;21中石化石油化工科学研究院,北京100083)摘要:本文采用吡啶吸附的傅立叶变换红外光谱法(Py2FTIR)对三类典型工业FCC催化剂基体的新鲜样品及其水热处理样品(模拟平衡态)进行了详细的酸性表征,并与基体的催化裂化反应性能尤其是氢转移反应能力进行了关联研究,发现基体的催化功能与其平衡态直接相关,而不是其新鲜态。关键词:催化剂;基体;流化催化裂化;酸性;氢转移反应;孔结构中图分类号:TE62419+1文献标识码:A文章编号:100821143(2001)0220060205AcidityofthematrixofFCCcatalystsanditspropertyinhydrogentransferreactionsZHUHua2yuan1,2,HEMing2yuan2,YUANYong1,ZHANGXin1,SONGJia2qing2,ZHANGJue2wu1(11ResearchInstituteofChanglingRef&chemco,Ltd,HunanYueyang414012,China;21ResearchInstituteofPetroleumProcessing,SINOPEC,Beijing100083,China)Abstract:AcidityofthefreshandhydrothermaltreatedsamplesofthreetypicalFCCcatalystmatrixwascharacterizedusingPy2FTIR.Theacidityofthematrixwascorrelatedwithitscatalyticpropertyforcatalyticcracking,especiallyforhydrogentransferreactions.Itwasfoundthatcatalyticpropertyofthematrixwasdirectlyrelatedtoacidityofitsequilibriumsample,notfreshone.Keywords:FCCcatalyst;matrix;acidity;hydrogentransferreactionCLCnumber:TE62419+1Documentcode:AArticleID:100821143(2001)0220060205流化催化裂化(FCC)是炼油工业最重要的工艺过程之一,随着石油资源的枯竭和质量的恶化,FCC正面临着更多的渣油转化和生产环境友好产品的重任[1]。为提高FCC装置的掺渣能力,改善油品质量,对FCC催化剂的性能进行优化是最为经济而有效的办法。在改进催化裂化催化剂性能方面,基体起着越来越重要的作用。因此,关于FCC催化剂基体的研究正日益受到人们的广泛关注[2～3]。基体在FCC催化剂中的最初作用只是提供机械强度、传热、稀释和分散分子筛等物理作用,以更好地发挥分子筛的催化作用。然而FCC装置原料油性质的变化,使基体也必须具有一定的催化功能,尤其是在重油大分子裂化能力方面,主要靠基体来完成。因此,基体的酸性及其在催化反应中的作用显得尤为关键。本文从基础研究角度出发,对几类典型工业FCC催化剂基体进行了酸性研究和反应Ξ收稿日期:2000208211作者简介:朱华元(1965—),男,高级工程师,中石化石油化工科学研究院在读博士生,已发表论文10余篇。性能尤其是氢转移反应能力的考察,得到了一些有意义的信息。1实验部分111样品的制备采用工业级原料在中型规模实验室25立升间歇式反应釜装置上制备各种FCC催化剂基体浆液,经喷雾干燥得到平均粒径为60～70Λm的基体微球,然后在一定温度的脱离子水中用适当的盐类进行离子交换以除去Na+、SO2-4、Cl-等杂质离子,烘干,即得到所需基体,样品的化学组成列于表1。表1基体样品的化学组成和孔结构Tab11Compositionandporestructureofthematrixsamples样品编号A21A22B21B22B23C21C22C23化学组成�wt%Al2O32616031181601445915927169611204314250178Na2O01100111010701060105011201090106SO2-411141104118411941122118911631139Cl-—0109014411100131115401220116孔结构表面积�m2·g-1378182122118102136120130孔容�cm3·g-101380122011401140115011201100111112表征方法孔结构测试系在美国Micromeritics公司ASAP22400型自动吸附仪上采用低温静态氮吸附容量法进行,比表面积和孔容采用两参数BET方程计算,采用BJH法计算孔径分布,各基体样品的测试结果见表1。酸性研究采用吡啶吸附的红外光谱法,在Bruker公司IFS113V型FT2IR光谱仪上进行。测试过程:样品磨成细粉后采用本体法压片,将厚度均匀一致的薄片置于红外光谱仪的原位池中密封,以15℃�min的升温速率将样品薄片从室温加热至350℃,恒温并保持高真空(10-3Pa)脱气2小时,冷却至室温,此时向原位池中导入吡啶蒸气,维持吸附平衡30min。升温至200℃,抽...
