《催化裂化催化劑酸性可接近指數(shù)測定方法》

T/CSTMXXXXX—2024

催化裂化催化劑酸性可接近指數(shù)測定方法

重要提示:使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問

題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件描述了一種采用吸附速率法測定催化裂化催化劑酸性可接近性指數(shù)的方法。

本文件適用于具有固體酸性的催化裂化催化劑、催化裂解催化劑及其助劑，其他類型的固體酸催化

材料可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

NB/SH/T0960催化裂化催化劑、助劑和吸附劑采樣法

GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再

現(xiàn)性的基本方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

堿性探針分子basicprobemolecule

能與催化劑酸性中心結(jié)合，用于表征催化劑酸性中心數(shù)量、性質(zhì)的有機分子

3.2

酸性可接近性acidaccessibility

分子接近催化劑顆粒酸性中心的難易程度。

3.3

吸附量adsorptioncapacity

在一定濃度下的探針分子溶液中，單位質(zhì)量催化劑吸附探針分子的量。

3.4

吸附速率曲線adsorptionratecurve

單位質(zhì)量催化劑吸附探針分子的量隨時間變化的趨勢圖。

3.5

3

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酸性可接近性指數(shù)acidaccessibilityindex

一種定量描述重油分子對催化裂化催化劑顆粒中酸性中心接近能力的指標(biāo)。

4原理

通過測定催化劑對規(guī)定濃度的堿性探針溶液中探針分子的吸附速率，結(jié)合吸附擴散理論計算催化劑

的酸性可接近性指數(shù)。

根據(jù)朗伯比爾定律，稀溶液的濃度值與吸光度成正比，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并根據(jù)公式（1）分別計算

探針分子溶液的初始濃度C0和吸附時間為t時的濃度Ct。

C=(A-b)/a……(1)

式中：

A——吸光度的數(shù)值。

C——吸光物質(zhì)的濃度的數(shù)值，單位為mol/L。

a、b——常數(shù)。

根據(jù)公式（2）求得吸附量Qt，再根據(jù)Fick第一定律的J.Crank球狀粒子的瞬態(tài)晶內(nèi)擴散公式（3），

計算出擴散系數(shù)的具體數(shù)值。最后通過擴散時間常數(shù)與酸性可接近性指數(shù)的關(guān)系得出催化裂化催化劑酸

中心可接近性指數(shù)。

C?C

Q=0tV…………………(2)

tM

式中：

M——探針分子的相對分子質(zhì)量，

V——配制溶液的體積，mmol/L

C0——配制的溶液初始濃度，mmol/L

Ct——配制的溶液在時間t對應(yīng)的濃度，mmol/L。

6D1Q?Q

2tt0……...……...………………(3)

r2Q?Q

00

式中：

π——圓周率，

t——吸附時間，s

Q0——初始吸附量，mmol/g

Qt——t時間對應(yīng)的吸附量，mmol/g

Q∞——平衡吸附量，mmol/g

2-1

D/r0——擴散時間常數(shù)，s。

5試劑和材料

5.1堿性探針分子：喹啉，色譜純。

5.2正辛烷：色譜純。

5.3喹啉溶液：1mmol/L，準(zhǔn)確稱量0.1291g喹啉，放入50mL燒杯，加入30mL正辛烷充分?jǐn)嚢枞?/p>

解，然后將溶液全部移入1000mL容量瓶，用正辛烷定容，配制出1mmol/L的溶液，轉(zhuǎn)移至專用試劑

瓶，密封避光保存?zhèn)溆谩?/p>

4

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6儀器設(shè)備

6.1酸性可接近性指數(shù)測試設(shè)備，裝置組裝示意圖如圖1所示。

6.1.1恒流泵

流量范圍：1.00mL/min~40.00mL/min；

最高工作壓力：10MPa。

6.1.2紫外/可見檢測器

波長范圍：190nm~740nm；

數(shù)據(jù)采集速度：大于20點/s。

6.1.3恒溫密閉攪拌釜

容積：100mL~500mL；

溫度范圍：-10℃~100℃；

溫度穩(wěn)定性：±1℃；

攪拌速度：0rpm~100rpm；

攪拌方式：磁力攪拌；

材質(zhì)：石英玻璃或316L不銹鋼；

管路材質(zhì)：PEEK管、聚四氟乙烯管、或316L不銹鋼管。

圖1測試裝置組裝示意圖

6.2馬弗爐：溫度可控制在500℃±5℃。

6.3干燥器：400mm。

6.4電子天平：精度0.1mg。

6.5燒杯：50mL。

6.6容量瓶：1000mL。

6.7磁子：聚四氟乙烯，15mm。

7取樣和制樣

按照NB/SH/T0960取樣。稱取2.0g催化劑，精確至0.1mg，在馬弗爐（6.2）中以2℃/min升溫至

500℃±5℃，焙燒4h，降溫至50℃后取出，放入干燥器（6.3）中備用。

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8試驗步驟

8.1準(zhǔn)備儀器

確認(rèn)恒溫密閉攪拌釜、紫外/可見檢測器與恒流泵的連接。

8.2測試樣品

8.2.1準(zhǔn)確量取100mL正辛烷（5.2）加入到測試系統(tǒng)的恒溫密閉攪拌釜（6.1.3）中，用100rpm的

轉(zhuǎn)速攪拌，開啟恒流泵，以5.00mL/min的流速在系統(tǒng)中循環(huán)正辛烷。

8.2.2開啟紫外/可見檢測器，選擇321nm波長進行掃描，數(shù)據(jù)采集頻率為10次/s，待基線穩(wěn)定，將

檢測器吸光度值歸零。

8.2.3準(zhǔn)確量取100mL、濃度為1mmol/L的喹啉溶液（5.3）加入到上述恒溫密閉攪拌釜中，待檢測

器讀數(shù)穩(wěn)定，記為初始濃度溶液的吸光度值。

8.2.4將準(zhǔn)確稱量的1.0g焙燒后的催化劑樣品一次性轉(zhuǎn)移至恒溫密閉攪拌釜（6.1.3）中，實時記錄吸

光度數(shù)值的變化，持續(xù)采集30min（或采集至基線穩(wěn)定）。

8.2.5根據(jù)實時監(jiān)測所得的檢測信號，計算得到對應(yīng)時間t時喹啉溶液的濃度（Ct），然后計算出催

化劑樣品對堿性探針分子的實時吸附量（Qt）。

9試驗數(shù)據(jù)處理

催化裂化催化劑酸性可接近性指數(shù)AAI按式（4）計算。

22

AAI=D/r0×10……...………………(4)

式中：

2

D/r0——擴散時間常數(shù)，依據(jù)公式（3）計算得到，最后通過擴散時間常數(shù)與酸性可接近性指數(shù)的

關(guān)系得出催化裂化催化劑酸中心可接近性指數(shù)。

10精密度

10.1概述

按照GB/T6379.2的規(guī)定確定了方法的精密度，有5個實驗室參加了精密度實驗，每個實驗室對樣品

重復(fù)測定3次，在一周內(nèi)完成實驗。精密度數(shù)值置信水平為95%。

10.2重復(fù)性限

在重復(fù)性實驗條件下，兩次獨立測試結(jié)果的絕對差值應(yīng)不大于0.70%。

10.3再現(xiàn)性限

在再現(xiàn)性條件下，兩次獨立測試結(jié)果的絕對差值應(yīng)不大于0.71%。

11試驗報告

試驗報告應(yīng)至少包括下列內(nèi)容：

a)本文件的編號；

b)關(guān)于樣品的詳細(xì)信息；

6

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c)試驗結(jié)果；

d)本文件未規(guī)定的任何自選操作；

e)試驗中觀察到的異?，F(xiàn)象；

f)試驗日期。

7

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附錄A

（資料性）

起草單位和起草人

本文件起草單位：中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院、遼寧石油化工大學(xué)、石油大學(xué)（北京）、

中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院、中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司、中國石化催化

劑有限公司

本文件主要起草人：張莉、劉宏海、胡清勛、秦玉才、曹庚振、宋潔瑞、孔維杰、趙紅娟、熊曉云、劉

濤、焦文君、黃校亮、王久江、柳黃飛、張吉華、朱夔、鄭安民、任申勇、楊雪、李勇華、朱景利、陳利方、

徐志芳、潘紅霞

_________________________________

8

ICS71.100.99

CCSG75

團體標(biāo)準(zhǔn)

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催化裂化催化劑酸性可接近指數(shù)測定方法

Thedeterminationmethodofacidaccessibilityindexofcatalyticcracking

catalys

（征求意見稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

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催化裂化催化劑酸性可接近指數(shù)測定方法

重要提示:使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問

題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件描述了一種采用吸附速率法測定催化裂化催化劑酸性可接近性指數(shù)的方法。

本文件適用于具有固體酸性的催化裂化催化劑、催化裂解催化劑及其助劑，其他類型的固體酸催化

材料可參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

NB/SH/T0960催化裂化催化劑、助劑和吸附劑采樣法

GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分:確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再

現(xiàn)性的基本方法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

堿性探針分子basicprobemolecule

能與催化劑酸性中心結(jié)合，用于表征催化劑酸性中心數(shù)量、性質(zhì)的有機分子

3.2

酸性可接近性acidaccessibility

分子接近催化劑顆粒酸性中心的難易程度。

3.3

吸附量adsorptioncapacity

在一定濃度下的探針分子溶液中，單位質(zhì)量催化劑吸附探針分子的量。

3.4

吸附速率曲線adsorptionratecurve

單位質(zhì)量催化劑吸附探針分子的量隨時間變化的趨勢圖。

3.5

3

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酸性可接近性指數(shù)acidaccessibilityindex

一種定量描述重油分子對催化裂化催化劑顆粒中酸性中心接近能力的指標(biāo)。

4原理

通過測定催化劑對規(guī)定濃度的堿性探針溶液中探針分子的吸附速率，結(jié)合吸附擴散理論計算催化劑

的酸性可接近性指數(shù)。

根據(jù)朗伯比爾定律，稀溶液的濃度值與吸光度成正比，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并根據(jù)公式（1）分別計算

探針分子溶液的初始濃度C0和吸附時間為t時的濃度Ct。

C=(A-b)/a……(1)

式中：

A——吸光度的數(shù)值。

C——吸光物質(zhì)的濃度的數(shù)值，單位為mol/L。

a、b——常數(shù)。

根據(jù)公式（2）求得吸附量Qt，再根據(jù)Fick第一定律的J.Crank球狀粒子的瞬態(tài)晶內(nèi)擴散公式（3），

計算出擴散系數(shù)的具體數(shù)值。最后通過擴散時間常數(shù)與酸性可接近性指數(shù)的關(guān)系得出催化裂化催化劑酸

中心可接近性指數(shù)。

C?C

Q=0tV…………………(2)

tM