《催化裂化催化剂酸性可接近指数测定方法》

T/CSTMXXXXX—2024

催化裂化催化剂酸性可接近指数测定方法

重要提示:使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问

题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1范围

本文件描述了一种采用吸附速率法测定催化裂化催化剂酸性可接近性指数的方法。

本文件适用于具有固体酸性的催化裂化催化剂、催化裂解催化剂及其助剂，其他类型的固体酸催化

材料可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

NB/SH/T0960催化裂化催化剂、助剂和吸附剂采样法

GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分:确定标准测量方法重复性与再

现性的基本方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

碱性探针分子basicprobemolecule

能与催化剂酸性中心结合，用于表征催化剂酸性中心数量、性质的有机分子

3.2

酸性可接近性acidaccessibility

分子接近催化剂颗粒酸性中心的难易程度。

3.3

吸附量adsorptioncapacity

在一定浓度下的探针分子溶液中，单位质量催化剂吸附探针分子的量。

3.4

吸附速率曲线adsorptionratecurve

单位质量催化剂吸附探针分子的量随时间变化的趋势图。

3.5

3

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酸性可接近性指数acidaccessibilityindex

一种定量描述重油分子对催化裂化催化剂颗粒中酸性中心接近能力的指标。

4原理

通过测定催化剂对规定浓度的碱性探针溶液中探针分子的吸附速率，结合吸附扩散理论计算催化剂

的酸性可接近性指数。

根据朗伯比尔定律，稀溶液的浓度值与吸光度成正比，绘制标准曲线，并根据公式（1）分别计算

探针分子溶液的初始浓度C0和吸附时间为t时的浓度Ct。

C=(A-b)/a……(1)

式中：

A——吸光度的数值。

C——吸光物质的浓度的数值，单位为mol/L。

a、b——常数。

根据公式（2）求得吸附量Qt，再根据Fick第一定律的J.Crank球状粒子的瞬态晶内扩散公式（3），

计算出扩散系数的具体数值。最后通过扩散时间常数与酸性可接近性指数的关系得出催化裂化催化剂酸

中心可接近性指数。

C−C

Q=0tV…………………(2)

tM

式中：

M——探针分子的相对分子质量，

V——配制溶液的体积，mmol/L

C0——配制的溶液初始浓度，mmol/L

Ct——配制的溶液在时间t对应的浓度，mmol/L。

6D1Q−Q

2tt0……...……...………………(3)

r2Q−Q

00

式中：

π——圆周率，

t——吸附时间，s

Q0——初始吸附量，mmol/g

Qt——t时间对应的吸附量，mmol/g

Q∞——平衡吸附量，mmol/g

2-1

D/r0——扩散时间常数，s。

5试剂和材料

5.1碱性探针分子：喹啉，色谱纯。

5.2正辛烷：色谱纯。

5.3喹啉溶液：1mmol/L，准确称量0.1291g喹啉，放入50mL烧杯，加入30mL正辛烷充分搅拌溶

解，然后将溶液全部移入1000mL容量瓶，用正辛烷定容，配制出1mmol/L的溶液，转移至专用试剂

瓶，密封避光保存备用。

4

T/CSTMXXXXX—2024

6仪器设备

6.1酸性可接近性指数测试设备，装置组装示意图如图1所示。

6.1.1恒流泵

流量范围：1.00mL/min~40.00mL/min；

最高工作压力：10MPa。

6.1.2紫外/可见检测器

波长范围：190nm~740nm；

数据采集速度：大于20点/s。

6.1.3恒温密闭搅拌釜

容积：100mL~500mL；

温度范围：-10℃~100℃；

温度稳定性：±1℃；

搅拌速度：0rpm~100rpm；

搅拌方式：磁力搅拌；

材质：石英玻璃或316L不锈钢；

管路材质：PEEK管、聚四氟乙烯管、或316L不锈钢管。

图1测试装置组装示意图

6.2马弗炉：温度可控制在500℃±5℃。

6.3干燥器：400mm。

6.4电子天平：精度0.1mg。

6.5烧杯：50mL。

6.6容量瓶：1000mL。

6.7磁子：聚四氟乙烯，15mm。

7取样和制样

按照NB/SH/T0960取样。称取2.0g催化剂，精确至0.1mg，在马弗炉（6.2）中以2℃/min升温至

500℃±5℃，焙烧4h，降温至50℃后取出，放入干燥器（6.3）中备用。

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8试验步骤

8.1准备仪器

确认恒温密闭搅拌釜、紫外/可见检测器与恒流泵的连接。

8.2测试样品

8.2.1准确量取100mL正辛烷（5.2）加入到测试系统的恒温密闭搅拌釜（6.1.3）中，用100rpm的

转速搅拌，开启恒流泵，以5.00mL/min的流速在系统中循环正辛烷。

8.2.2开启紫外/可见检测器，选择321nm波长进行扫描，数据采集频率为10次/s，待基线稳定，将

检测器吸光度值归零。

8.2.3准确量取100mL、浓度为1mmol/L的喹啉溶液（5.3）加入到上述恒温密闭搅拌釜中，待检测

器读数稳定，记为初始浓度溶液的吸光度值。

8.2.4将准确称量的1.0g焙烧后的催化剂样品一次性转移至恒温密闭搅拌釜（6.1.3）中，实时记录吸

光度数值的变化，持续采集30min（或采集至基线稳定）。

8.2.5根据实时监测所得的检测信号，计算得到对应时间t时喹啉溶液的浓度（Ct），然后计算出催

化剂样品对碱性探针分子的实时吸附量（Qt）。

9试验数据处理

催化裂化催化剂酸性可接近性指数AAI按式（4）计算。

22

AAI=D/r0×10……...………………(4)

式中：

2

D/r0——扩散时间常数，依据公式（3）计算得到，最后通过扩散时间常数与酸性可接近性指数的

关系得出催化裂化催化剂酸中心可接近性指数。

10精密度

10.1概述

按照GB/T6379.2的规定确定了方法的精密度，有5个实验室参加了精密度实验，每个实验室对样品

重复测定3次，在一周内完成实验。精密度数值置信水平为95%。

10.2重复性限

在重复性实验条件下，两次独立测试结果的绝对差值应不大于0.70%。

10.3再现性限

在再现性条件下，两次独立测试结果的绝对差值应不大于0.71%。

11试验报告

试验报告应至少包括下列内容：

a)本文件的编号；

b)关于样品的详细信息；

6

T/CSTMXXXXX—2024

c)试验结果；

d)本文件未规定的任何自选操作；

e)试验中观察到的异常现象；

f)试验日期。

7

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附录A

（资料性）

起草单位和起草人

本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、辽宁石油化工大学、石油大学（北京）、

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司、中国石化催化

剂有限公司

本文件主要起草人：张莉、刘宏海、胡清勋、秦玉才、曹庚振、宋洁瑞、孔维杰、赵红娟、熊晓云、刘

涛、焦文君、黄校亮、王久江、柳黄飞、张吉华、朱夔、郑安民、任申勇、杨雪、李勇华、朱景利、陈利方、

徐志芳、潘红霞

_________________________________

8

ICS71.100.99

CCSG75

团体标准

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催化裂化催化剂酸性可接近指数测定方法

Thedeterminationmethodofacidaccessibilityindexofcatalyticcracking

catalys

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

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催化裂化催化剂酸性可接近指数测定方法

重要提示:使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问

题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1范围

本文件描述了一种采用吸附速率法测定催化裂化催化剂酸性可接近性指数的方法。

本文件适用于具有固体酸性的催化裂化催化剂、催化裂解催化剂及其助剂，其他类型的固体酸催化

材料可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

NB/SH/T0960催化裂化催化剂、助剂和吸附剂采样法

GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分:确定标准测量方法重复性与再

现性的基本方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

碱性探针分子basicprobemolecule

能与催化剂酸性中心结合，用于表征催化剂酸性中心数量、性质的有机分子

3.2

酸性可接近性acidaccessibility

分子接近催化剂颗粒酸性中心的难易程度。

3.3

吸附量adsorptioncapacity

在一定浓度下的探针分子溶液中，单位质量催化剂吸附探针分子的量。

3.4

吸附速率曲线adsorptionratecurve

单位质量催化剂吸附探针分子的量随时间变化的趋势图。

3.5

3

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酸性可接近性指数acidaccessibilityindex

一种定量描述重油分子对催化裂化催化剂颗粒中酸性中心接近能力的指标。

4原理

通过测定催化剂对规定浓度的碱性探针溶液中探针分子的吸附速率，结合吸附扩散理论计算催化剂

的酸性可接近性指数。

根据朗伯比尔定律，稀溶液的浓度值与吸光度成正比，绘制标准曲线，并根据公式（1）分别计算

探针分子溶液的初始浓度C0和吸附时间为t时的浓度Ct。

C=(A-b)/a……(1)

式中：

A——吸光度的数值。

C——吸光物质的浓度的数值，单位为mol/L。

a、b——常数。

根据公式（2）求得吸附量Qt，再根据Fick第一定律的J.Crank球状粒子的瞬态晶内扩散公式（3），

计算出扩散系数的具体数值。最后通过扩散时间常数与酸性可接近性指数的关系得出催化裂化催化剂酸

中心可接近性指数。

C−C

Q=0tV…………………(2)

tM