CN101131355B - 一种快速测定固体催化剂碳含量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速测定固体催化剂碳含量的方法，该方法使用紫外漫反射光谱法测定样品吸光度可直接得到催化剂的碳含量。首先根据已知样品的碳含量和吸光度得到二者的回归分析方程，然后对未知碳含量的催化剂作紫外漫反射光谱得到相应吸光度，根据回归分析方程可直接得到催化剂的碳含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤化工、甲醇制烯烃、石油化工、石油炼制等行业中对催化剂上碳含量的测定，具体地说，涉及一种快速测定固体催化剂碳含量的方法。
背景技术
目前固体催化剂碳含量的测定方法主要有：1、热重法，得到全部积碳沉积物的量(C、H总和)；2、钢铁定碳法(国家标准GB/T 223.69-1997)，在管式炉中高温通空气条件下将已知重量的催化剂上的碳完全燃烧生成二氧化碳，将燃烧后的气体通过标准氢氧化钾溶液，体积差即为二氧化碳体积，经过换算得到催化剂上碳含量；3、利用燃烧后生成的二氧化碳溶解到碱液引起溶液电导率的变化，通过用已知碳含量的标准物外标，得到催化剂碳含量。4、根据国家标准GB/T7730.5-2000，利用红外作为检测手段，燃烧后生成的二氧化碳吸收某特定波长的红外能，其吸收能与碳的浓度成正比，可得到催化剂上碳含量。5、燃烧气体气相色谱检测法，徐春明等(中国专利申请号96211983.0)研制一种定碳方法，即利用气相色谱中色谱柱分离及热导检测器检测，可测定催化剂上积碳燃烧生成二氧化碳的量，从而可得到催化剂上碳含量。
上述各种测定方法中，钢铁定碳法及电导率法等一般操作较复杂，测定时间较长，并需定期更换标准碱液。红外分析法分析精度较高，一般适用在线分析，且设备较昂贵。色谱法需要标准气体进行定量，且后处理需要精度较高。
由于催化剂上碳含量对催化剂活性、选择性影响较大，尤其在煤化工、甲醇制烯烃、石油化工、石油催化裂化、石油炼制等工业生产中及时准确地测定催化剂上碳含量对指导生产起重要作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速测定固体催化剂碳含量的方法。
为实现上述目的，本发明提供的快速测定固体催化剂碳含量的方法，首先对碳含量已知、性质相同的样品进行紫外漫反射测定，得到波长对应的吸光度，并对碳含量和吸光度作线性回归分析方程，然后对未知碳含量、性质相同的催化剂作紫外漫反射光谱得到吸光度，根据所述线性回归分析方程直接得到和其吸光度对应的碳含量。
所述的方法，其中吸光度为单一波长的吸光度，或多个波长的吸光度的公式计算。
所述的方法，其中待测样品为直接测定。
所述的方法，其中待测样品与紫外漫反射用标准物均匀混合后测定。
所述的方法，其中同一性质的催化剂经过不同反应过程后积碳，具有不同的线性回归分析方程。
所述的方法，其中同一性质的固体催化剂在用于循环流化反应时，其反应后和再生后具有不同的线性回归分析方程。
本发明提供的测定方法，适用于煤化工、甲醇制烯烃、石油化工、石油炼制等行业中对催化剂上碳含量的测定。
附图说明
图1为本发明实施例1中催化剂不同含碳量和吸光度的线性关系。
图2为本发明实施例2中催化剂不同含碳量和吸光度的线性关系。
具体实施方式
本发明采用紫外漫反射光谱法测定固体催化剂碳含量。首先对碳含量已知、性质相同的一些催化剂进行紫外漫反射光谱测定，选定某一波长的吸光度和碳含量作回归分析，可得到回归方程和判定系数R2；也可选定多个波长的吸光度，对其进行公式计算，其得到的结果和催化剂的碳含量作回归分析，得到回归方程和判定系数R2。R2越大或越接近于1拟合程度越好。然后对未知碳含量、性质相同的催化剂进行紫外漫反射光谱测定，根据回归分析方程，可直接得到催化剂碳含量。用紫外漫反射进行催化剂测定时，根据需要可以加入紫外漫反射光谱用的标准物(如硫酸钡等)，均匀混合、压片后进行测定。如果是相同性质的催化剂进行循环流化反应，由于反应后和再生后的催化剂碳的性质和含量等有一定差别，因此所得到的回归分析方程也是不同的。相同性质的催化剂经过不同反应后积碳，催化剂的碳含量和吸光度所产生的回归分析方程是不同的。
以下通过实施例对本发明做出详细描述，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
大连化学物理研究所研制甲醇制烯烃用催化剂，循环流化床反应，在反应器下端取不同碳含量的样品。采用热重的方法对每个样品的碳含量进行测定，并对每个样品进行紫外漫反射测定，得到的结果见表1。
表1 催化剂的碳含量和紫外漫反射测定结果
对吸光度A4和碳含量作线性关系，得到线性回归方程和判定系数，结果见图1。
未知碳含量催化剂D10，进行紫外漫反射测定，结果见表2。再根据线性回归方程y＝6.0709x+0.7184，可直接得到催化剂上碳含量为6.23wt％。该催化剂的热重结果是6.27％，如以热重结果为真实值，紫外漫反射测定的结果与真实值的绝对误差为0.04wt％，相对误差为0.64％。
表2 未知碳含量催化剂紫外漫反射测定结果
实施例2
大连化学物理研究所研制甲醇制烯烃用催化剂，循环流化床反应，在再生器下端取不同碳含量的样品。采用热重的方法对每个样品的碳含量进行测定，并对每个样品进行紫外漫反射测定，得到的结果见表3。
表3 催化剂的碳含量和紫外漫反射测定结果
对吸光度A4和碳含量作线性关系，得到线性回归方程和判定系数，结果见图2。
未知碳含量催化剂D21，进行紫外漫反射测定，结果见表4。再根据线性回归方程y＝19.18x-1.1589可直接得到催化剂上碳含量为1.50wt％。该催化剂的热重结果是1.51％，如以热重结果为真实值，紫外漫反射测定的结果与真实值的绝对误差为0.01wt％，相对误差为0.67％。
表4 未知碳含量催化剂紫外漫反射测定结果
Claims (3)
1.一种快速测定固体催化剂碳含量的方法，首先对碳含量已知、性质相同的样品采用单一波长或多个波长的光源进行紫外漫反射测定，得到各波长对应的吸光度，并对碳含量和吸光度作线性回归分析方程，然后对未知碳含量、性质相同的催化剂待测样品直接测定或与紫外漫反射用标准物均匀混合后测定其紫外漫反射光谱得到吸光度，根据线性回归分析方程直接得到和其吸光度对应的碳含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，同一性质的催化剂经过不同反应过程后积碳，具有不同的线性回归分析方程。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，同一性质的固体催化剂在用于循环流化反应时，其反应后和再生后具有不同的线性回归分析方程。
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