一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法技术

本发明专利技术涉及一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法，包括以下步骤：S1、采用有机碱性化合物和溶剂配置碱性探针分子溶液，将碱性探针分子溶液放入分析测试系统的搅拌容器中，所述分析测试系统可在无水条件下实时分析检测有机溶液的浓度；S2、开启测试系统，待检测信号稳定后，快速向所述搅拌容器中加入0.1～10g待测催化剂样品，继续对检测信号变化进行实时监测；S3、根据实时监测所得的检测信号得到碱性探针分子溶液的吸附速率曲线，该曲线的初始斜率是判断催化剂酸中心的可接近性的参数，而该曲线的平台对应的吸附量是判断催化剂酸中心的可接近总量的参数。该方法适用于多孔固体酸催化材料的酸中心可接近性的快速分析。分析。分析。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法


[0001]本专利技术属于石油化工催化剂研究领域，尤其涉及一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法。

技术介绍

[0002]重质油加工技术可以将重油转化为高附加值产品，如何最大限度地将重油分子转化为小分子化合物成为当前石油炼制领域的重要攻关课题。流化催化裂化(FCC)技术是炼厂加工重油的核心技术，FCC催化剂颗粒内活性中心(酸中心)对重油分子的可接近性是制约其转化效率的关键。因此，催化剂颗粒内的酸中心可接近性的快速分析对于催化剂的开发和使用过程中催化剂性能的评价具有重要意义。
[0003]目前，对于固体酸催化剂的酸性能的评价主要是运用正丁胺滴定法(C.Walling,J.Am.Chem.Soc.72(1950)1164
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1168.)、吡啶吸附原位红外光谱技术(Py
‑
FTIR)(The Journal of Physical Chemistry,1982,86(10):1760
‑
1763；Journal of Catalysis,1984,89(2):185
‑
195)、氨气程序升温脱附技术(NH3‑
TPD)(Zeolites,1984,4(1):9
‑
14.)，研究其酸类型、酸量和酸强度分布等信息。然而，尽管酸中心的可接近性作为影响FCC催化剂性能的关键因素已经引起了研究者们的关注，但是由于缺少一种快速便捷的分析方法，酸中心可接近性仍无法作为评价催化剂性能的关键参数。
[0004]可用于固体酸催化剂的酸中心可接近性研究的方法是原位红外光谱技术，N.S.Nesterenko等人(Microporous and Mesoporous Materials.2004,71:157
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166.)利用原位红外光谱技术，以CO和烷基吡啶为探针分子研究了丝光沸石孔道内酸中心的可接近性。但该方法存在几个缺点：一是上述原位红外光谱法要求在真空条件下进行实验条件苛刻，且实验过程繁琐，一组样品的分析需要2
‑
3天时间，不适用于快速分析；二是该方法要求对样品进行研磨压片处理，因此该方法不适用于成型催化剂颗粒内酸中心可接近性的分析测定；三是该方法要求所选碱性探针分子具有较高的饱和蒸气压，因此不适用于选择可模拟重油分子的大分子碱性化合物进行评价实验；四是由于红外光谱法是一种半定量方法，因此该方法无法对酸中心的可接近性进行准确的定量，另外，采用原位红外光谱法还存在红外附件和红外光谱仪价格较为昂贵的缺点，不适于广泛推广。
[0005]CN1513112A公开了一种检测多孔材料对于大化合物的可及性的方法和装置，该专利技术涉及一种检测多孔材料对于通常高分子量的大化合物的可及性并将所述可及性与多孔材料在应用条件下的可及性相关联的方法。该专利技术公开的方法只是关注了大分子化合物对催化剂孔道的可接近性，所述的大分子化合物为非碱性化合物无法实现催化剂酸中心可接近性的评价分析。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种催化剂颗粒内的酸中心可接近性的快速分析方法。该方法适用于石油化工研究院和石油炼厂的分析部门用
于催化剂酸性能的快速评价。
[0007]为此，本专利技术提供一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法，包括以下步骤：
[0008]S1、采用有机碱性化合物和溶剂配置碱性探针分子溶液，将碱性探针分子溶液放入测试系统的搅拌容器中，所述测试系统可在无水条件下实时分析有机溶液的浓度；
[0009]S2、开启测试系统，待检测信号稳定后，快速向所述搅拌容器中加入待测样品，继续对检测信号变化进行实时监测；
[0010]S3、根据实时监测所得的检测信号得到对应的碱性探针分子溶液的浓度，然后计算出待测样品对碱性探针分子的实时吸附量，再以实时吸附量与时间的平方根作图得到碱性探针分子溶液的吸附速率曲线，该曲线的初始斜率是判断待测样品内酸中心的可接近性的参数，而该曲线的平台对应的吸附量是判断待测样品内酸中心的可接近总量的参数。
[0011]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述测试系统包括：能够进行水蒸气隔绝的搅拌容器，有机溶液浓度在线分析检测器，循环泵，以及连接上述部件的管件。
[0012]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述能够进行水蒸气隔绝的搅拌容器为采用惰性气体(不与待测样品与碱性探针分子溶液发生反应的气体)氛围保护的容器，所述容器的容积为50～500ml。
[0013]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述有机溶液浓度在线分析检测器为配备原位池的紫外或荧光检测器。
[0014]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述原位池为比色皿，所述比色皿的容积为5μl
‑
1.5ml，优选50
‑
500μl。
[0015]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述循环泵为流速平稳的小体积蠕动泵或柱塞泵。
[0016]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述碱性探针分子溶液中的碱性探针分子包含带吡啶氮和氨基氮基团的碱性有机化合物，优选选自喹啉、吖啶和萘胺分子中的至少一种。
[0017]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述碱性探针分子溶液中的溶剂为非极性有机溶液，优选选自C7
‑
C10正构或异构烷烃或其混合物、C6
‑
C8芳香烃或其混合物、四氯化碳、氯仿和CS2中的至少一种。
[0018]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述碱性探针分子溶液的浓度为10
‑9～10
‑2mol/L，更优选10
‑7～10
‑2mol/L，更进一步优选0.1
‑
10mmol/L；所述待测样品的取样量为0.1～10g，更优选为0.5～2g。
[0019]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述多孔固体颗粒为球形颗粒状多孔固体，其粒径为5～150μm。
[0020]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述多孔固体为FCC催化剂，FCC催化剂包括新鲜的FCC催化剂、使用过的FCC催化剂和失活的FCC催化剂。
[0021]本专利技术所述的快速分析方法，其中优选的是，所述多孔固体为多孔固体酸催化剂，所述多孔固体酸催化剂需要先对催化剂进行脱水处理，更优选所述脱水处理的温度为100～350℃。
[0022]本专利技术公开的多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法具有快速、便捷，
且价格低廉的优势。
[0023]本专利技术公开的多孔固体颗粒内的酸中心可接近性的快速分析方法，所述方法具体包括如下步骤：
[0024]步骤一：分析仪器和试剂的准备
[0025]本方法需要一套能够在无水条件下实时分析检测碱性探针分子溶液浓度变化的分析测试系统，该分析测试系统包括：隔绝空气的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔固体颗粒内酸中心可接近性的快速分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用有机碱性化合物和溶剂配置碱性探针分子溶液，将碱性探针分子溶液放入分析测试系统的搅拌容器中，所述分析测试系统可在无水条件下实时分析检测有机溶液的浓度；S2、开启测试系统，待检测信号稳定后，快速向所述搅拌容器中加入待测样品，继续对检测信号变化进行实时监测；S3、根据实时监测所得的检测信号得到对应的碱性探针分子溶液的浓度，然后计算出待测样品对碱性探针分子的实时吸附量，再以实时吸附量与时间的平方根作图得到碱性探针分子溶液的吸附速率曲线，该曲线的初始斜率是判断待测样品内酸中心的可接近性的参数，而该曲线的平台对应的吸附量是判断待测样品内酸中心的可接近总量的参数。2.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于，所述分析测试系统包括：能够进行水蒸气隔绝的搅拌容器，有机溶液浓度在线分析检测器，循环泵，以及连接上述部件的管件。3.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于，所述能够进行水蒸气隔绝的搅拌容器为采用惰性气体氛围保护的容器，所述容器的容积为50～500ml。4.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于，所述有机溶液浓度在线分析检测器为配备原位池的紫外或荧光检测器。5.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征在于，所述原位池为比色皿，所述比色皿的容积为5μl
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1.5ml，优选50
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500μl。6.根据权利要求1所述的快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉才，高雄厚，宋丽娟，刘宏海，张莉，孔维杰，胡清勋，张晓彤，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：