一种评价积炭催化剂活性的方法技术

本发明专利技术公开了一种评价催化剂活性的方法。催化剂积炭量是评价催化剂活性的参数之一，催化剂积炭量通常采用通氧燃烧的方式进行测定，不仅操作复杂而且会因燃烧放热导致部分破坏催化剂的结构和性能。基于积炭含有顺磁共振可测的自由基，且该自由基浓度与催化剂积炭量成比例关系，因此通过测定催化剂上自由基浓度即可估计催化剂的积炭量，进而评价催化剂的活性。本发明专利技术的特点在于简便易行，不改变催化剂结构和性能。本发明专利技术适用于评价各种积炭催化剂的活性。

A method for evaluating the activity of carbon deposition catalyst

The invention discloses a method for evaluating catalyst activity. Catalyst coke deposition is one of the parameters to evaluate the activity of catalyst. Oxygen combustion is usually used to determine the amount of catalyst coke deposition. It is not only complicated to operate, but also can cause partial destruction of catalyst structure and performance due to combustion heat release. Based on the fact that coke deposit contains free radicals which can be measured by paramagnetic resonance and the concentration of free radicals is proportional to the amount of coke deposited on the catalyst, the amount of coke deposited on the catalyst can be estimated by measuring the concentration of free radicals on the catalyst, and then the activity of the catalyst can be evaluated. The characteristics of the invention are simple and convenient, without changing the structure and performance of the catalyst. The invention is suitable for evaluating the activity of various carbon catalysts.

【技术实现步骤摘要】
一种评价积炭催化剂活性的方法
本专利技术涉及一种催化剂活性评价的方法，特别是催化剂因积炭导致的活性变化的评价方法。
技术介绍
炼油化工过程中使用的催化剂的活性会逐渐下降，部分原因是原料在催化剂表面反应导致的积炭，该积炭一般不溶于很多溶剂，如甲苯、氯苯、二硫化碳、四氢呋喃等。积炭过程涉及自由基的缩聚反应，部分未成对电子会被约束或包埋在积炭中，形成顺磁共振仪(ESR)可测的稳定自由基。研究表明，在一定积炭范围内ESR测定的自由基浓度与催化剂上的积炭量呈现比例关系。工业上对催化剂活性的评价包括对比固定空速下原料的转化率或达到相同转化率所需的温度。在催化反应过程中，催化剂活性的下降伴随着积炭量升高，因此工业上常用催化剂积炭量作为评价催化剂活性的一个参数。积炭量的测定一般采用通氧燃烧的方式进行，根据燃烧后二氧化碳的质量或燃烧前后催化剂质量差可以得到催化剂的积炭量。
技术实现思路
由于催化剂积炭量是表征催化剂活性的参数，而催化剂积炭量与自由基浓度之间又存在比例关系，本专利技术提供了一种评价积炭催化剂评活性的简便方法，该方法通过直接测定积炭催化剂中自由基浓度的变化来评价催化剂活性。本专利技术的技术方案是：分别测定新鲜催化剂和完全失活催化剂的自由基浓度，作为催化剂活性的两个极限值，将待测积炭催化剂的自由基浓度与其进行比较，并按照公式1进行积炭催化剂活性评价。其中：Ac为催化剂活性参数；Nc为积炭催化剂自由基浓度；N0为新鲜催化剂自由基浓度；Nd为完全失活催化剂的自由基浓度。自由基测定过程中还可以获得g值和线宽两个参数，这两个参数可以用来研究催化剂上积炭的结构信息。以上方案中所述的催化剂可以是任意类型的积炭催化剂，但要求积炭形成过程涉及自由基反应，积炭中含有自由基。该方法具有操作简单、活性评价准确度高、同时又不破坏催化剂结构的优点。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。[实施例1]将不同运行时间的工业用渣油固定床加氢催化剂NiMo/γ-Al2O310毫克装入内径为3毫米，长度为35毫米的玻璃管内，用氮气吹扫玻璃管内部60秒，以排除玻璃管内氧气，然后封口。封口后的玻璃管放入顺磁管中，采用顺磁共振仪测定积炭催化剂的自由基浓度。同时，将硫化后的新鲜催化剂NiMo/γ-Al2O3和完全失活的催化剂NiMo/γ-Al2O3(积炭量为18.7％)分别按照以上方法进行自由基浓度测定。催化剂活性(以平均床层温度表示)、积炭量和自由基浓度如表1所示。由表可知，随着反应时间增加，渣油加氢催化剂床层温度逐渐升高，积炭量逐渐增加，自由基浓度逐渐增加。[实施例2]将不同运行时间的工业用煤焦油加氢催化剂NiMoP/γ-Al2O310毫克装入内径为3毫米，长度为35毫米的玻璃管内，用氮气吹扫玻璃管内部60秒，以排出玻璃管内氧气，然后封口。封口后的玻璃管放入顺磁管中，采用顺磁共振仪测定积炭催化剂的自由基浓度。同时，将硫化后的新鲜催化剂NiMoP/γ-Al2O3和完全失活的催化剂NiMoP/γ-Al2O3(积炭量为15.6％)分别按照以上方法进行自由基浓度测定。催化剂活性(以平均床层温度表示)、积炭量和自由基浓度如表2所示。由表可知，随着反应时间增加，煤焦油加氢催化剂床层温度逐渐升高，积炭量逐渐增加，自由基浓度逐渐增加。[实施例3]将不同运行时间的工业用柴油加氢催化剂NiMoW/γ-Al2O310毫克装入内径为3毫米，长度为35毫米的玻璃管内，用氮气吹扫玻璃管内部60秒，以排除玻璃管内氧气，然后封口。封口后的玻璃管放入顺磁管中，采用顺磁共振仪测定积炭催化剂的自由基浓度。同时，将硫化后的新鲜催化剂NiMoW/γ-Al2O3和完全失活的催化剂NiMoW/γ-Al2O3(积炭量为9.4％)分别按照以上方法进行自由基浓度测定。催化剂活性(以平均床层温度表示)、积炭量和自由基浓度如表3所示。由表可知，随着反应时间增加，柴油加氢催化剂床层温度逐渐升高，积炭量逐渐增加，自由基浓度逐渐增加。表1渣油加氢催化剂反应过程中的活性变化表2煤焦油加氢催化剂反应过程中的活性变化表3柴油加氢催化剂反应过程中的活性变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评价含有积炭的催化剂活性的方法。催化剂积炭量是评价催化剂活性的重要参数，而催化剂积炭量与积炭中稳定存在的自由基量之间存在比例关系，因此本专利技术的特征在于：通过测定催化剂中的自由基浓度来评价催化剂活性。

【技术特征摘要】
1.一种评价含有积炭的催化剂活性的方法。催化剂积炭量是评价催化剂活性的重要参数，而催化剂积炭量与积炭中稳定存在的自由基量之间存在比例关系，因此本发明的特征在于：通过测定催化剂中的自由基浓度来评价催化剂活性。2.如权利要求1所述的实验方法，其特征在于所述的催化剂活性评价方法中既可以用催化剂的自由基浓度本身作为活性评价参数，也可以采用以自由基浓度为参数的公式作为活性评价参数。3.如权利要求2所述的实验方法，其特征在于所述的活性评价公式包括但不仅限于以下公式：其中：Ac为催化剂活性参数；Nc为积炭催化剂自由基浓度；N0为新鲜催化剂自由基浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，石磊，刘清雅，师新阁，宫美娟，闫玉新，陈泽洲，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11