Способ определения полноты регенерации алюмоплатинового катализатора риформинга Советский патент 1992 года по МПК B01J23/96 G01N31/00 

Изобретение относится к химической технологии топлива и газа, в частности к способам определения полноты регенерации алюмопяатиновых катализаторов процесса риформинга путем анализа состояния платины на поверхности носителя.

На нефтеперерабатывающих заводах работоспособность катализаторов процессов риформинга определяют следующим образом.

Катализатор подвергают испытанию в процессе каталитического риформинга пря- могонного очищенного бензина (фракция. 85-180°С) на стандартной пилотной установке. Активность катализатора оценивают октановым числом дебутанизированного бензина, полученного при 510°С и определенного по моторному методу. Данный метод требует наличия в заводской

лаборатории сложной пилотной установки, трудоемок, не позволяет определить причины снижения активности катализатора, в числе которых может быть его неполная регенерация, что может служить причиной замены потенциально работоспособного катализатора на свежий.

Цель изобретения -упрощение методики проведения испытаний, снижение трудо; емкости, возможность прогнозирования дальнейшей работоспособности катализаторов и продление срока его службы.

Указанная цель достигается описываемым способом определения полноты регенерации алюмоплатинового катализатора риформинга, заключающимся в просушивании образца катализатора, отобранного после регенерации при 110°С до постоянной массы, определении в нем общего содержаХ|

ГО vl 00 XJ

ния платины и растворимой платины с последующим проведением окислительной термообработки при 450-480°С в течение (3± 0,5) ч, повторном определении в прокаленных образцах общего содержания платины и содержания растворимой платины и по сравнению результатов определения судят о полноте регенерации.

Сущность способа заключается в следующем.

Образец катализатора риформинга АП-64, содержащего 0,64 мас.% платины и остальное - оксид алюминия, после регене- .рации просушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при 110°С. Высушенный образец делят на две части. В одной части определяют общее содержание платины по следующей методике.

Навеску измельченного катализатора около 10 г помещают в муфельную печь и просушивают при 110°С до постоянной массы. Из просушенного образца отбирают навеску для анализа на содержание общей платины около 0,3 г, помещают в химический стакан и растворяют в 15 мл серной кислоты при нагревании почти до кипения на песчаной бане, однако, нз допуская ни кипения смесей, ни выделения белых паров 50г (примерно при 90-96°С). После растворения носителя смесь охлаждают, добавляют в стакан 15-20 см3 дистиллированной воды, 2 см3 концентрированной соляной кислоты и 1 мл перекиси водорода (30%) и нагревают до полного растворения платины, закрыв стакан часовым стеклом. Если платина полностью не растворяется, повторяют обработку 2-3 раза соляной кислотой и перекисью водорода. Избыток перекиси водорода разлагают кипячением. Далее раствор разбавляют дистиллированной водой и количественно переносят в мерную колбу на 500 мл. Раствор охлаждают до комнатной температуры, разбавляют водой до метки, тщательно перемешивают и фильтруют в сухую коническую колбу через фильтр синяя лента. Первые порции фильтрата (130-150 мл) отбрасывают, как обедненные платиной за счет адсорбции на бумаге фильтра, а от остального.фильтрата отбирают 20 мл раствора, добавляют 4 мл хлорида олова (II). Смесь тщательно перемешивают встряхиванием и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при /1 400 нм.

Раствор хлористого олова готовят следующим образом.

Юг SnCIa растворяют в 80 см3 концентрированной соляной кислоты, нагревая на водяной бане до исчезновения мути. В раствор помещают 1-2 гранулы металлического

0

5

0

олова. Концентрацию платины определяют, исходя из калибровочной кривой, которую, строят по стандартному раствору плэтинох- лористоводородной кислоты, приготовленного путем растворения точной навески платины (99,9999%) в царской водке.

Массовую долю платины определяют по формуле

д С 560 100 100

т(ЮО-ППП)

где С - концентрация платины, найденная по калибровочному графику, мкг/мл;

m - масса навески катализатора, просушенного при 110°С.

ППП - массовая доля потерь при прокаливании катализатора при 1100°С.

Массовую долю потерь при прокаливании катализатора определяют следующим образом. Навеску 5 г просушенного при 110°С катализатора прокаливают в муфельной печи при 1100°С в течение 2-3 ч. mi - гп2

ППП

mi

100,

5

0

5

0

5

0

5

где mi - масса катализатора до прокаливания, г;

та - масса катализатора после прокаливания, г.

Содержание растворимой платины определяют по следующей методике.

Методика основана на извлечении и фотометрическом определении в виде иодид- ного комплекса тех атомов платины, которые находятся на поверхности частиц нанесенного металла. 5 навесок по 0,1 г измельченного и просушенного при 110°С катализатора, прогревают на воздухе при 250°С в течение 1,5 ч и помещают в конические колбы с притертыми крышками, в которые добавляют по 16 мл уксусно-ацетатного буфера и 4 мл 20% раствора иодида калия. Колбы встряхивают в течение 7-8 ч в лабораторном встряхивающем устройстве, затем их содержимое центрифугируют. Раствор, содержащий иодидный комплекс, переносят в 1 см кювету, и его оптическую плотность определяют при А --- 490 нм относительно раствора сравнения {КНбу- Фер).

Массу растворимой платины рассчитывают в процентах по формуле ,, 20 D

С пгтгде D - оптическая плотность:

К - коэффициент экстинции Кадо 57,3 ();

I-толщина кюветы (1 см).

Долю растворимой или поверхностной платины от общего содержания платины рассчитывают:

Pt,f Ј ЮС % Другую часть высушенного образца

подвергают окислительной термообработке в токе воздуха при 450 480°С в течение 3 ч. После чего определяют в нем общее содержание платины и содержание растворимой платины по указанным методикам, Затем сравнивают результаты определения общего содержания платины и растворимой платины до и после окислительной термообработки и по результатам сравнения судят о полноте регенерации.

Если катализатор не полностью регенерирован (кокс полностью не удален), то показатели определения общего содержания платины и растворимой платины будут занижены, так как часть поверхности платины будет закрыта коксом. Наличие кокса мешает так же и определению общего содержа- ния платины. После полного удаления кокса (что достигается дополнительной термической обработкой в окислительной атмосфере) эти показатели увеличиваются. При полной регенерации катализатора общее содержание платины и растворимой платины не изменяются.

Пример 1.5г катализатора рифор- минга АП-64, взятого после регенерации, просушивают при 110°С в сушильном шкафу до постоянного веса. Высушенный образец делят на 2 части. В одной части определяют .общее содержание платины, а также содержание растворимой платины по указанным методикам.

, Другую часть высушенного образца подвергают окислительной термообработке в токе воздуха при 450°С в течение 3 ч. После этого определяют в нем общее содержание платины и содержание растворимой платины. Сравнивают результаты определения общего содержания платины и растворимой платины до и после окислительной термообработки..

Результаты проведенного исследования представлены в таблице 1. Изпредстав

0

5

0

5

0

5

0

5

ленных данных следует, что после окислительной обработки общее содержание платины и содержание растворимой платины существенно возросло, что позволило сделать заключение о необходимости проведения дополнительной регенерации катализатора.

П р и м е р 2. Катализатор АП-64 состава 0,64 мас.% Pt, остальное А1зОз анализируют аналогично примеру 1, но варьируют условия окислительной термообработки. Результаты представлены в табл.2. Как следует из представленных данных, оптимальными условиями термообработки являются температура 450-480°С и время О ±0.5)ч.

Таким образом, использование указанного способа позволяет оперативно контролировать полноту регенерации катализаторов, (время исследования образцов сокращается с 3 нед. до 3-4 дн.) прогнозировать дальнейшую их работоспособность, выяснить причины снижения активности, определить пути ее восстановления, в конечном итоге увеличить срок службы катализаторов.

Формула изобретения Способ определения полноты регенерации алюмоплатинового катализатора ри- форминга, отличающийся тем, что, fc целью упрощения методики проведения испытаний, снижения трудоемкости, возможности прогнозирования дальнейшей работоспособности катализаторов и продления срока его службы, отобранный после регенерации образец катализатора просушивают при 110°С до постоянной массы, определяют общее содержание платины и содержание растворимой платины, затем проводят окислительную термообработку при 450-480°С в течение (3 ± 0.5) ч. определяют в прокаленных образцах общее содержание платины и содержание растворимой платины и по сравнению результатов определения судят о полноте регенерации.

Изобретение касается аналитической химии, в частности определения качества регенерации алюмоплатинового катализатора риформинга. Цель - упрощение процесса. Его ведут высушиванием образца после регенерации при 110°С до постоянной массы, определением общего содержания платины и содержания растворимой платины, окислительной термообработкой при 450-480°С (,5 ч) и определением общего, содержания платины и содержания растворимой платины. О качестве регенерации судят по сравнению результатов, полученных по содержанию платины. 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2