一种MTO催化剂碳含量的测定方法技术

本发明专利技术涉及催化剂积碳量测量技术领域，特别涉及一种MTO催化剂碳含量的测定方法。本发明专利技术通过测定与黑白色直接相关的明亮度L值，同时，通过确定碳含量与明亮度L值之间的关系公式，将明亮度L值代入到关系公式中，即可得到催化剂的碳含量的数值；避免了其它测量值在计算时的干扰，不破坏样品、无需化学反应过程；实现快速分析，为在线分析提供路径和数学模型。

A method for the determination of carbon content of MTO catalyst

The invention relates to the technical field of catalyst carbon deposition measurement, in particular to a method for determining the carbon content of MTO catalyst. By measuring the brightness L value directly related to black and white color, at the same time, by determining the relationship formula between carbon content and brightness L value, substituting the brightness L value into the relationship formula, the value of carbon content of catalyst can be obtained; the interference of other measurement values in calculation is avoided, the sample is not damaged, and the chemical reaction process is not required; fast analysis is realized, which is on-line separation Analysis provides path and mathematical model.

【技术实现步骤摘要】
一种MTO催化剂碳含量的测定方法
本专利技术涉及催化剂积碳量测量
，特别涉及一种MTO催化剂碳含量的测定方法。
技术介绍
甲醇制烯烃(MTO)催化剂在反应器中会产生积碳，积碳的量称为碳含量。而碳含量的多少直接影响催化剂的催化性能，进而影响反应器的双烯(乙烯、丙烯)转化率，所以，MTO工艺在生产过程中需要对积碳量进行控制，并在积累了较多积碳时对催化剂进行再生，以消除过多的积碳。在这个工艺过程中，需要有快速、准确的分析监测再生前(称为待生)和再生后(称为再生)催化剂的积碳含量。中煤蒙大新能源化工有限公司现在利用燃烧后生成的二氧化碳，用红外检测器确定二氧化碳含量，再换算成催化剂积碳含量。现方法主要缺点是重复性较差，相对误差为±2.0％；氧化反应的助剂(铁粒的量)影响结果程度不易控制；长期消耗坩埚和氧气，不易建立在线的测定方法。其它企业用热重法分析，操作步骤繁琐，分析的时间长，且不能用于在线分析；还有使用色度值测量法，利用色度＝〔R2+G2+B2〕1/2，使用碳粉与新鲜催化剂制备标样。这种方法使用的合成颜色因标样与实际生产中的催化剂颗粒形态不同而引起的很大的误差。MTO装置的催化剂在反应器中会产生积碳，碳含量的多少是工艺重要的控制指标，生产过程中需要通过分析手段得到碳含量值，本专利技术专利用于MTO装置催化剂含碳量的定量分析，可用于在线分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过测定与黑白色直接相关的明亮度L值，建立明亮度L与催化剂碳含量的关系，快速检测分析出催化剂中碳含量的目的，为在线分析提供路径和数学模型。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：包括以下步骤：1)仪器校正按色度计仪器提示依次用黑色玻璃板、白色校正板校正仪器，直至校正成功，白板偏差控制在±0.1，若校正不成功，清洁后重新校正；2)测试操作2.1)将催化剂样品充分混合均匀；2.2)用塑料杯将样品加入到光学玻璃样品杯内；应加满光学玻璃样品杯，不能强迫填充，随后，用直尺扫平表面即可；2.3)将光学玻璃样品杯放入色度计测量口，盖上遮光罩；2.4)按开始按钮，开始测试，色度计仪器自动输出L；其中，L是催化剂标准样品对应的明亮度；2.5)待测试完毕，记录L值；3)计算得到催化剂碳含量值将L值代入公式C％＝AL2+BL+C中，得到催化剂中的碳含量百分比C值；其中，C是碳含量值，A、B、C为常数，对于同批次催化剂，A、B、C为固定值。进一步的，对于具体的一种催化剂，所述A、B、C常数的确定方法是：2.1在利用现有的定碳仪或热重分析法所得到的数据中，收集碳含量有适度梯度差别的催化剂样品，其中，每一梯度的催化剂样品进行10次碳含量测量并取平均值；2.2对步骤2.1中不同梯度催化剂，使用色度计进行测量，得到不同梯度催化剂对应的明亮度L值；其中，不同梯度催化剂对应的明亮度L值测量多次，取平均值；2.3将步骤2.1得到的碳含量值与步骤2.2得到的明亮度L值进行统计、列表、分析、整理；2.4运用步骤2.3的数据，将碳含量作为纵坐标、明亮度L值作为横坐标，进行作图；2.5使用曲线坐标计算程序软件，对步骤2.4所作图进行处理，得到催化剂碳含量与明亮度L值的关系式或公式：C％＝AL2+BL+C；此时，A、B、C值是已知常数，也即，得到A、B、C常数值。进一步的，所述步骤2.2中，色度计采用：D65光源，10°观察角。优选的，所述明亮度L是经过对同一批次催化剂多次利用步骤2)的方法测量，然后对测量结果求取的平均值。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本公司现有检测方法是，利用燃烧后生成的二氧化碳，用红外检测器确定二氧化碳含量，再换算成催化剂积碳含量；其主要缺点是重复性较差，相对误差为±2.0％；氧化反应的助剂(铁粒的量)影响结果程度不易控制；长期消耗坩埚和氧气，不易建立在线的测定方法；现有的燃烧法或热重法，操作步骤繁琐，分析的时间长，且不能用于在线分析；本专利技术检测方法，只需要通过色度计检测出明亮度，通过碳含量与明亮度L之间建立的公式即可计算出碳含量，步骤简单，操作容易，能够实现在线检测的目的；2、通过测定与黑白色直接相关的明亮度L值，避免了其它测量值在计算时的干扰，不破坏样品、无需化学反应过程；实现快速分析；为在线分析提供路径和数学模型；3、现有色度值测量法，利用色度＝〔R2+G2+B2〕1/2，使用碳粉与新鲜催化剂制备标样；这种方法使用的合成颜色因标样与实际生产中的催化剂颗粒形态不同而引起的很大的误差；本专利技术检测方法，使用与黑白色直接相关的明亮度L，通过碳含量与明亮度L之间的公式，即可计算出碳含量，误差小于±1.5％；4、本专利技术测定方法，不破坏样品、无需化学反应过程，环保健康，且能达到快速分析的目的。附图说明图1是本专利技术实施例中再生催化剂碳含量与明亮度L值的关系曲线；图2是本专利技术实施例中待生催化剂碳含量与明亮度L值的关系曲线；图3是实验研究过程中所做的碳含量与色度关系图；图4是实验研究过程中所做的碳含量与b值关系图；图5是实验研究过程中所做的碳含量与a值关系图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。催化剂积碳量的多少会表现为催化剂表面的色度和明亮度的差异，而色度和明亮度的差异，可利用CIE1976标准的L、a、b值或色度差ΔE＝(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2进行表征，并使用色度计进行测量。通过对中煤蒙大新能源化工有限公司在用的催化剂大量的样品进行试验，这里需要说明的是，中煤蒙大新能源化工有限公司在用的催化剂是正大能源材料(大连)有限公司生产的DMTO催化剂，发现催化剂积碳量与整体颜色的变化ΔE和明亮度值L虽然都有趋势性的关系，但积碳含量的变化与ΔE的关系不可用线性、指数、多项式的定量关系式进行表征，而积碳量与明亮度L值有着良好的一元二次多项式的对应关系。CIE1976标准中规定物质的颜色可用明亮度和色度表示，明亮度用L表示，色度用a、b表示，并规定了在某标准光源时的明亮度、色度与三原色的换算关系；如Y/Y0、X/X0、Z/Z0均大于0.008866时，明亮度表达式L＝116(Y/Y0)1/3-16；红-绿色表达式a＝500〔(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3〕；黄-蓝色表达式b＝200〔(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3〕，明亮度L值的范围在0--100，红-绿色a值的范围在-120--+120，黄-蓝色b值的范围在-120--+120。不同物质的明亮度差ΔL＝L1-L2；色度差Δa＝a1-a2，Δb＝b1-b2，总颜色差ΔEab＝〔(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2〕1/2，即，物质视觉颜色的差别可以用数字表征。其中，X、Y、Z是物体的三刺激值；X0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MTO催化剂碳含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)仪器校正/n按色度计仪器提示依次用黑色玻璃板、白色校正板校正仪器，直至校正成功，白板偏差控制在±0.1，若校正不成功，清洁后重新校正；/n2)测试操作/n2.1)将催化剂样品充分混合均匀；/n2.2)用塑料杯将样品加入到光学玻璃样品杯内；/n应加满光学玻璃样品杯，不能强迫填充，随后，用直尺扫平表面即可；/n2.3)将光学玻璃样品杯放入色度计测量口，盖上遮光罩；/n2.4)按开始按钮，开始测试，色度计仪器自动输出L；/n其中，L是催化剂标准样品对应的明亮度；/n2.5)待测试完毕，记录L值；/n3)计算得到催化剂碳含量值/n将L值代入公式/nC％＝AL

【技术特征摘要】
1.一种MTO催化剂碳含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)仪器校正
按色度计仪器提示依次用黑色玻璃板、白色校正板校正仪器，直至校正成功，白板偏差控制在±0.1，若校正不成功，清洁后重新校正；
2)测试操作
2.1)将催化剂样品充分混合均匀；
2.2)用塑料杯将样品加入到光学玻璃样品杯内；
应加满光学玻璃样品杯，不能强迫填充，随后，用直尺扫平表面即可；
2.3)将光学玻璃样品杯放入色度计测量口，盖上遮光罩；
2.4)按开始按钮，开始测试，色度计仪器自动输出L；
其中，L是催化剂标准样品对应的明亮度；
2.5)待测试完毕，记录L值；
3)计算得到催化剂碳含量值
将L值代入公式
C％＝AL2+BL+C中，得到催化剂中的碳含量百分比C值；
其中，C是碳含量值，A、B、C为常数，对于同批次催化剂，A、B、C为固定值。


2.根据权利要求1所述的一种MTO催化剂碳含量的测定方法，其特征在于，对于具体的一种催化剂，所述A、B、C常数的确定方法是：
2.1在利用现有的定碳仪或热...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊玉卿，王六，张迎辉，赵霞，王春香，
申请(专利权)人：内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15