林存輝，陳坤，郭愛(ài)軍，王宗賢

（中國(guó)石油大學(xué)（華東）重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266580）

催化裂化油漿固含量測(cè)定方法的研究

林存輝，陳坤，郭愛(ài)軍，王宗賢

（中國(guó)石油大學(xué)（華東）重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266580）

目前催化裂化油漿固含量的測(cè)定方法沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行測(cè)定方法的比較分析鮮有報(bào)道。為了給油漿固含量測(cè)定方法的選擇提供參考，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地比較分析了過(guò)濾法、離心法、灰分法以及炭化灼燒法這 4種方法在固含量測(cè)定方面的準(zhǔn)確度和精密度，并對(duì)過(guò)濾法在過(guò)濾材料及稀釋劑選擇方面進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化分析。結(jié)果表明：過(guò)濾法的準(zhǔn)確度和精密度均較高，且基本能全面反映油漿固含物中催化劑及焦粉的含量；離心法的準(zhǔn)確度和精密度均較差，測(cè)定結(jié)果明顯偏大；灰分法及炭化灼燒法的精密度較高，但準(zhǔn)確度較低，測(cè)定結(jié)果偏?。徊捎眠^(guò)濾法測(cè)定固含量時(shí)，過(guò)濾材料選擇慢速定量濾紙即可滿足一般的精度要求，當(dāng)精度要求較高時(shí)，過(guò)濾材料可選擇孔徑為0.22μm的有機(jī)濾膜，另外稀釋劑可選擇芳香性溶劑如甲苯。

測(cè)量；固含量；過(guò)濾；離心分離；灰分；炭化灼燒

催化裂化是重油輕質(zhì)化的重要手段之一，隨著世界石油資源的重質(zhì)化，越來(lái)越多的催化裂化裝置開(kāi)始處理重質(zhì)原料，例如常壓渣油、減壓渣油、減壓瓦斯油、焦化瓦斯油或幾種重質(zhì)油的摻混油等，重油催化裂化便因此應(yīng)運(yùn)而生并得到廣泛應(yīng)用。另外，市場(chǎng)對(duì)汽油和柴油等輕質(zhì)燃料的需求日益增加，使得催化裂化裝置的加工量不斷增加，而油漿作為催化裂化的外甩副產(chǎn)物［1］，其產(chǎn)量也在逐年增加，近年來(lái)我國(guó)催化裂化油漿產(chǎn)量已達(dá)7.5Mt/a［2］。目前我國(guó)主要把油漿用作燃料油的調(diào)和組分，雖然解決了大量油漿的出路問(wèn)題，但這種方式對(duì)油漿的利用效率較低，浪費(fèi)了油漿中寶貴的可再利用組分［3］。催化裂化油漿中芳烴組分的含量較高，這使得油漿成為生產(chǎn)炭黑［4］、針狀焦［5-6］及碳纖維［7］等高附加值化工產(chǎn)品的潛在原料，然而油漿中一般含有較多的固體顆粒［8］，這些固含物嚴(yán)重限制了油漿的高效利用。目前國(guó)內(nèi)外一般通過(guò)沉降法、過(guò)濾法、離心法及靜電法來(lái)脫除油漿中的固含物［9］，而固含物高效脫除的必要前提是準(zhǔn)確測(cè)定油漿的固含量。

目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)定催化裂化油漿固含量的方法主要有過(guò)濾法、離心法、灰分法以及炭化灼燒法［10］，這4種固含量測(cè)定方法系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)比較分析鮮有報(bào)道。本文在常規(guī)過(guò)濾法的原理基礎(chǔ)上采用濾膜作為過(guò)濾材料測(cè)定了5種不同性質(zhì)催化裂化油漿的固含量，并與用離心法、灰分法以及炭化灼燒法測(cè)定的固含量進(jìn)行了比較優(yōu)選，分析了其各自的適用范圍，最后對(duì)過(guò)濾法在過(guò)濾材料和稀釋劑的選擇上進(jìn)行了優(yōu)化。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

選用來(lái)自錦州石化、吉林石化（一催、二催、三催）及大慶石化的5種性質(zhì)不同的催化裂化油漿作為試驗(yàn)原料，其基本性質(zhì)見(jiàn)表1。由表1可知，這5種催化裂化油漿在運(yùn)動(dòng)黏度、氫碳原子比及族組成方面有較大差異。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料與裝置

1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與材料

實(shí)驗(yàn)試劑：甲苯，分析純，西隴化工股份有限公司；0#柴油；溶劑煤油。

實(shí)驗(yàn)材料：雙圈牌慢速定量濾紙，杭州沃華濾紙有限公司；0.22μm、1.2μm有機(jī)濾膜，上海新亞凈化器件廠。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置與分析儀器

實(shí)驗(yàn)裝置：2XZ-2型旋片真空泵；砂芯過(guò)濾裝置；ZK-82B型電熱真空干燥箱；SX2-5-12型箱式電阻爐；TDZ5-WS型低速離心機(jī)。

表1　5種催化裂化油漿的基本性質(zhì)

分析儀器：Hitachi S-4800型冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡；EDAX能譜儀。

1.3 固含量測(cè)定方法

1.3.1 過(guò)濾法

稱(chēng)取一定質(zhì)量的油漿，加入溶劑進(jìn)行稀釋?zhuān)缓笤谏靶具^(guò)濾裝置上用真空泵進(jìn)行抽濾。抽濾完成后用熱甲苯對(duì)濾膜及殘留在過(guò)濾材料上的固體顆粒進(jìn)行回流抽提，去除固體顆粒吸附的油漿重組分，抽提干凈后對(duì)過(guò)濾材料及固體顆粒進(jìn)行真空干燥，稱(chēng)量后計(jì)算得到固含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.3.2 離心法

該方法主要參考了煉油企業(yè)催化裂化油漿固含量的測(cè)定方法［11］。方法概要是用煤油對(duì)油漿進(jìn)行稀釋?zhuān)訜崾蛊浠旌暇鶆?，然后離心分離，讀取離心管中固體沉淀的體積（mL），并據(jù)此查表得出油漿的固含量（g/L）。為方便比較，最后將查得的固含量（g/L）根據(jù)油漿的密度換算為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3 灰分法

該方法主要參考石油產(chǎn)品灰分測(cè)定法［12］，其基本步驟為用坩堝稱(chēng)取一定量的油漿，用無(wú)灰濾紙引燃，待坩堝中的油漿不再燃燒時(shí)將坩堝轉(zhuǎn)移至馬弗爐中繼續(xù)高溫（775℃）燃燒炭質(zhì)殘留物，直至將其全部轉(zhuǎn)化為灰分，稱(chēng)重后計(jì)算油漿固含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.3.4 炭化灼燒法

該方法的操作要點(diǎn)是在特定的加熱爐內(nèi)，在氮?dú)獯祾呦率褂蜐{在500～600℃溫度下干餾炭化，然后在 600℃溫度下用空氣吹掃使殘留的炭燃燒完全，最后將殘留的粉末稱(chēng)重后計(jì)算油漿固含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）［13］。

2　結(jié)果與討論

2.1 不同方法測(cè)定的固含量

2.1.1 過(guò)濾法

過(guò)濾法測(cè)定固含量的原理是通過(guò)過(guò)濾將油漿中的固含物截留在過(guò)濾材料上，然后計(jì)算固含物占油漿的相對(duì)密度得到固含量，因此為了截留盡可能多的固含物，本試驗(yàn)中選用了實(shí)驗(yàn)室條件下可獲得的孔徑最小的有機(jī)濾膜（孔徑為0.22μm）作為過(guò)濾材料。采用甲苯作為稀釋劑，對(duì)前述5種催化裂化油漿分別進(jìn)行了3次平行固含量測(cè)定試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如表2所示。由表2可知，錦州油漿的固含量最大，達(dá)到了 0.26%，5種油漿的固含量大小順序?yàn)椋哄\州＞一催＞大慶＞二催＞三催。對(duì)于油漿中固含物的粒徑范圍，有的文獻(xiàn)報(bào)道為1～70μm［14］，有的文獻(xiàn)報(bào)道為0.6～100μm［8］，而本方法中所采用的濾膜的孔徑為0.22μm，低于文獻(xiàn)報(bào)道的固含物粒徑范圍的下限，因此透過(guò)濾膜的顆粒含量可以忽略不計(jì)。稀釋劑甲苯能夠與油漿充分互溶，稀釋性很好，能夠使油漿中固體顆粒表面吸附的重組分（如膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）溶解下來(lái)，減少了濾膜上油漿重組分的殘留，抽濾完成后用甲苯對(duì)濾膜的回流抽提進(jìn)一步除去了固體顆粒表面吸附的油漿重組分，使固含量的測(cè)定更為精確。

2.1.2 離心法

本試驗(yàn)中采用的離心管為50mL石油離心管，油漿及稀釋劑煤油均為 25mL，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min，離心時(shí)間為2min。對(duì)前述5種催化裂化油漿分別進(jìn)行了3次平行固含量測(cè)定試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，與過(guò)濾法相比，離心法測(cè)定的5種油漿的固含量均較高，尤其是錦州油漿、三催油漿及大慶油漿，其固含量甚至高達(dá)1%以上。由表1可以看出，固含量高于1%的這3種油漿中，錦州油漿和大慶油漿的瀝青質(zhì)含量較高，三催油漿的瀝青質(zhì)含量雖然不高，但其膠質(zhì)含量是最高的。由于稀釋劑煤油對(duì)油漿中的重組分溶解性不好，而上述3種油漿的瀝青質(zhì)或膠質(zhì)含量較高，部分膠質(zhì)、瀝青質(zhì)會(huì)在離心過(guò)程中隨油漿中的固體顆粒一起沉積在離心管底部，從而致使固含量測(cè)定結(jié)果明顯偏大。對(duì)于二催和一催來(lái)說(shuō)，二催不含瀝青質(zhì)，一催瀝青質(zhì)含量較低，所以二者測(cè)定結(jié)果的偏大程度要明顯低于其他3種油漿，其中二催油漿的測(cè)定結(jié)果僅比過(guò)濾法測(cè)定的結(jié)果高0.02%。

2.1.3 灰分法

用灰分法對(duì)前述5種催化裂化油漿分別進(jìn)行了3次平行固含量測(cè)定試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如表4所示。

表2　過(guò)濾法測(cè)定的固含量

表3　離心法測(cè)定的固含量

對(duì)比表4和表2可知，灰分法測(cè)定的5種油漿的固含量均有不同程度的降低。在試驗(yàn)的過(guò)程中，油漿燃燒時(shí)能觀測(cè)到大量黑煙，這會(huì)攜帶少量固體顆粒逸出油漿體系，使固含量測(cè)定結(jié)果偏低。另外，燃燒后的炭質(zhì)殘留物在高溫馬弗爐中會(huì)燒掉催化劑表面的積炭以及固含物中的焦粉，這是灰分法測(cè)定結(jié)果偏低的主要原因。為了驗(yàn)證這一說(shuō)法，以錦州油漿為例，對(duì)過(guò)濾法富集的固體顆粒進(jìn)行了元素分析，并對(duì)灰分法富集的固體顆粒進(jìn)行了能譜（EDS）分析。過(guò)濾法富集的固體顆粒中氫、碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.42%及17.30%，氫碳質(zhì)量比為0.082，在0.06～0.10之間，因此固體顆粒中氫、碳元素來(lái)源于催化劑上的焦炭，即過(guò)濾法富集的固體顆粒中是含有焦炭的。而灰分法富集的固體顆粒的組成元素及含量如表5所示，由表5可知，灰分法富集的固體顆粒并未檢測(cè)到碳元素的存在，含量最高的O元素來(lái)源于催化裂化催化劑以及燃燒生成的氧化物，Al及Si元素來(lái)源于催化裂化催化劑，Sb元素來(lái)源于催化裂化過(guò)程中加入的金屬鈍化劑，Ca及Fe來(lái)源于油漿燃燒過(guò)程中析出的鹽類(lèi)結(jié)晶物，因而灰分法富集的固體顆粒的組分主要為催化裂化催化劑及金屬鈍化劑。

表4　灰分法測(cè)定的固含量

表5　灰分法富集的錦州油漿固體顆粒的組成元素及含量

2.1.4 炭化灼燒法

用炭化灼燒法分別對(duì)前述5種催化裂化油漿進(jìn)行了3次平行固含量測(cè)定試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。對(duì)比表6及表2可知，炭化灼燒法測(cè)定的固含量要低很多，這一方面可能是因?yàn)橥諝庾茻龝r(shí)燒掉了催化劑上的積炭，另一方面可能是因?yàn)闇y(cè)試過(guò)程中的氮?dú)夂涂諝鈿饬鲾y帶出了部分顆粒，使測(cè)試結(jié)果偏低。為了驗(yàn)證炭化灼燒的過(guò)程中會(huì)燒掉固含物中的焦粉物質(zhì)，對(duì)炭化灼燒法富集得到的固含物做了元素分析，結(jié)果如表7所示。由表7可知，由于未檢測(cè)到C、S、N元素的存在，可以認(rèn)為炭化灼燒法同灰分法一樣會(huì)燒掉固含物中的焦粉物質(zhì)，使固含量偏低，而少量H元素的檢出則可能是因?yàn)闃悠肺搅丝諝庵械乃帧?/p>

表6　炭化灼燒法測(cè)定的固含量

表7　炭化灼燒法富集固含物的元素分析

2.2 4種固含量測(cè)定方法的比較分析

2.2.1 4種固含量測(cè)定方法的精密度分析

根據(jù)4種固含量測(cè)定方法分別對(duì)5種油漿進(jìn)行了3次平行試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并分別繪制每種方法的誤差棒圖，如圖1所示。由圖1可以看出，過(guò)濾法、灰分法及炭化灼燒法測(cè)定的固含量標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，而用離心法測(cè)定的固含量標(biāo)準(zhǔn)偏差則非常大。用離心法測(cè)定的5種油漿的固含量中，瀝青質(zhì)含量為零的二催油漿的標(biāo)準(zhǔn)偏差最小，膠質(zhì)含量最小的大慶油漿的標(biāo)準(zhǔn)偏差次之，而瀝青質(zhì)含量最大的錦州油漿的標(biāo)準(zhǔn)偏差則最大，可知油漿中膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量越高，則離心法測(cè)定的固含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差越大。

圖1　4種固含量測(cè)定方法的誤差棒圖

為方便比較起見(jiàn)，以錦州油漿為例，將4種方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差繪于圖2中。由圖2可以明顯看出，4種方法測(cè)定的固含量大小順序?yàn)椋弘x心法＞過(guò)濾法＞灰分法＞炭化灼燒法；相對(duì)于離心法來(lái)說(shuō)，過(guò)濾法、灰分法及炭化灼燒法測(cè)定固含量的重復(fù)性非常好。

圖2　4種固含量測(cè)定方法的誤差棒圖（以錦州油漿為例）

2.2.2 4種固含量測(cè)定方法的準(zhǔn)確度分析及其適用范圍

過(guò)濾法所用有機(jī)濾膜的孔徑為0.22μm，該方法實(shí)際上測(cè)定的是顆粒直徑在 0.22μm以上的固含物的含量。為了考察透過(guò)濾膜的顆粒的含量，即顆粒直徑小于 0.22μm的固含物的含量，用灰分法測(cè)定了5種油漿濾液（蒸出溶劑）的固含量，結(jié)果均為零，這說(shuō)明催化劑均留在了濾紙上。過(guò)濾法富集的固體顆粒中既包含了催化劑成分，又包含了催化劑上的焦炭成分，而且固含量的測(cè)定不受油漿中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量的影響，因此過(guò)濾法測(cè)定的固含量準(zhǔn)確度很高，且適用于所有種類(lèi)的油漿。

離心法測(cè)定過(guò)程中離心管的讀數(shù)受人為因素影響較大，造成一定的偏差，另外如果油漿中含有較高含量的膠質(zhì)及瀝青質(zhì)會(huì)使固含量測(cè)定結(jié)果嚴(yán)重偏大，因而離心法測(cè)定固含量適用于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較低，尤其是瀝青質(zhì)含量較低的油漿。

灰分法和炭化灼燒法實(shí)際上測(cè)定的是油漿中單純催化劑的含量，并不包含固含物中焦粉的含量，導(dǎo)致固含量測(cè)定結(jié)果較真實(shí)固含量偏低，因而這兩種方法適用于焦粉含量低的油漿。

從4種固含量測(cè)定方法所需的時(shí)間上來(lái)看，過(guò)濾法因有抽提步驟而用時(shí)最長(zhǎng)，灰分法和炭化灼燒法次之，而離心法用時(shí)最短，因而離心法常用于煉廠油漿固含量的即時(shí)監(jiān)測(cè)。

根據(jù)以上對(duì)4種固含量測(cè)定方法的比較分析，將分析結(jié)果列于表8中。

表8　4種固含量測(cè)定方法的比較

值得注意的是，以上對(duì)4種固含量測(cè)定方法適用范圍的分析是僅從測(cè)定方法本身的精確度方面考慮的，而測(cè)定方法的選擇不僅取決于方法本身的精確度，還取決于所關(guān)心的固含量種類(lèi)。例如，當(dāng)生產(chǎn)實(shí)際中只關(guān)心油漿中催化劑的含量時(shí)則首選灰分法或炭化灼燒法，而當(dāng)需要知道油漿中全部固含物（包括催化劑和焦粉）含量時(shí)則應(yīng)選擇離心法或過(guò)濾法。

2.3 過(guò)濾法測(cè)定固含量方法的優(yōu)化

由上述分析可知過(guò)濾法測(cè)定固含量的準(zhǔn)確度和精密度均較高，即過(guò)濾法測(cè)定的固含量能夠較真實(shí)地反映油漿中的固含量情況，且測(cè)定的穩(wěn)定性較好，適用于全部類(lèi)型的油漿。為進(jìn)一步對(duì)過(guò)濾法進(jìn)行優(yōu)化，又考察了過(guò)濾材料種類(lèi)以及稀釋劑種類(lèi)對(duì)過(guò)濾法測(cè)定固含量的影響。

2.3.1 過(guò)濾材料的選擇

前已述及，用過(guò)濾法測(cè)定油漿固含量時(shí)，為了最大化地截留固含物，過(guò)濾材料選用了孔徑為0.22μm的有機(jī)濾膜，但是否有必要選用這么小的孔徑以及過(guò)濾材料孔徑大小對(duì)固含量測(cè)定結(jié)果的關(guān)系還有待考察。為此，以甲苯作為稀釋劑，考察了孔徑為1.2μm的有機(jī)濾膜及孔徑為1～3μm的慢速定量濾紙對(duì)錦州油漿固含量測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果如表9所示。由表9中的固含量測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，過(guò)濾材料選擇1.2μm的有機(jī)濾膜和1～3μm的慢速定量濾紙時(shí)測(cè)定的固含量結(jié)果非常接近，均約為0.23%，且當(dāng)過(guò)濾材料的孔徑由0.22μm增大到1.2μm和1～3μm時(shí)，固含量的測(cè)定結(jié)果降低幅度很小，也能夠基本反映油漿的固含量情況。因此，考慮到過(guò)濾材料的孔徑越小成本越高，且孔徑越小過(guò)濾阻力越大、過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng)，一般情況下采用廉價(jià)易獲得的 1～3μm的慢速定量濾紙即可滿足油漿固含量的測(cè)定需求。但脫固處理后的油漿固含量很低，此時(shí)測(cè)定固含量考察脫固效果就最好采用0.22μm的有機(jī)濾膜作為過(guò)濾材料以提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

表9　不同過(guò)濾材料測(cè)定的錦州油漿固含量結(jié)果

2.3.2 稀釋劑的選擇

前述過(guò)濾法測(cè)定固含量的過(guò)程中所使用的稀釋劑為甲苯，甲苯為芳香族溶劑，能夠使得油漿體系中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等芳香性和極性較高的重組分充分溶解，有效降低油漿黏度，減小過(guò)濾阻力。但甲苯在將重組分充分溶解的同時(shí)也會(huì)將包裹在重組分中的固體顆粒剝離出來(lái)，這樣就有可能造成油漿固含物中粒徑小于過(guò)濾材料孔徑的極細(xì)小顆粒在過(guò)濾過(guò)程中穿過(guò)過(guò)濾材料進(jìn)入濾液中，從而使固含量測(cè)定結(jié)果偏小。另一方面，如果采用脂肪族溶劑作為稀釋劑，結(jié)果可能大不相同。眾所周知，脂肪族溶劑由于結(jié)構(gòu)組成與瀝青質(zhì)差異極大從而二者的混合相溶性極差，常被用作瀝青質(zhì)沉淀劑。因此，使用脂肪族溶劑作為稀釋劑時(shí)，沉淀的瀝青質(zhì)可以吸附在油漿中固體顆粒的表面，從而重組分瀝青質(zhì)可以作為天然的黏結(jié)劑，將油漿中細(xì)小的固體顆粒黏結(jié)在一起形成較大的聚集體，增大過(guò)濾時(shí)過(guò)濾材料對(duì)固體顆粒的截留率。

為驗(yàn)證脂肪族稀釋劑的效果，以0#柴油為例作為過(guò)濾的稀釋劑，過(guò)濾材料采用0.22μm的有機(jī)濾膜，過(guò)濾完成后又用甲苯對(duì)濾渣進(jìn)行抽提以去除固含物吸附的瀝青質(zhì)，測(cè)定結(jié)果如表10所示，作為對(duì)比，用甲苯作為稀釋劑的測(cè)定結(jié)果也列于表 10中。由兩種稀釋劑的測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，柴油作為稀釋劑時(shí)的固含量測(cè)定結(jié)果比甲苯作為稀釋劑時(shí)的固含量測(cè)定結(jié)果大了一倍多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了預(yù)想。因此猜測(cè)，相比于用甲苯作為稀釋劑過(guò)濾得到的固含物，用柴油作為稀釋劑過(guò)濾并用甲苯抽提后獲得的固含物中不僅僅多出了極細(xì)小的顆粒，而且還應(yīng)包含部分瀝青質(zhì)重組分，使得固含量測(cè)定結(jié)果明顯偏高。

圖3（a）、（b）分別為用甲苯和柴油分別作為稀釋劑過(guò)濾得到的固含物宏觀照片，可以明顯看出用甲苯作為稀釋劑過(guò)濾得到的固含物呈分散較好的粉末狀，而用柴油作為稀釋劑過(guò)濾得到的固含物則存在較為明顯的顆粒板結(jié)現(xiàn)象。這說(shuō)明盡管用柴油作為稀釋劑過(guò)濾后得到的濾渣又進(jìn)一步用甲苯進(jìn)行了抽提操作，但在擾動(dòng)不大的抽提操作條件下，甲苯并不能充分有效地溶解固含物顆粒所吸附的瀝青質(zhì)重組分，使得部分瀝青質(zhì)重組分殘留在最終的固含物中。圖4中兩種固含物的SEM圖可以更加直觀地說(shuō)明這一點(diǎn)。相比于圖 4（a），圖 4（b）中的顆粒有明顯的聚集現(xiàn)象，且存在粒徑較小的顆粒，說(shuō)明柴油作為稀釋劑的確能夠?qū)O細(xì)小的顆粒截流在過(guò)濾材料上，另外顆粒聚集現(xiàn)象的存在也從側(cè)面印證了黏結(jié)劑瀝青質(zhì)在抽提后固含物中的存在。

表10　不同稀釋劑測(cè)定的錦州油漿固含量結(jié)果

圖3　不同稀釋劑過(guò)濾得到的固含物照片

綜上分析，盡管用柴油作為稀釋劑可以基本克服用甲苯作為稀釋劑所造成的極細(xì)小顆粒的流失，但會(huì)在最終的固含量測(cè)定結(jié)果中引入部分瀝青質(zhì)重組分的含量，帶來(lái)更嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，以保證較為準(zhǔn)確的固含量測(cè)定結(jié)果為前提，在用過(guò)濾法測(cè)定油漿固含量時(shí)應(yīng)選擇甲苯作為稀釋劑。

圖4　不同稀釋劑過(guò)濾得到的固含物SEM照片

3　結(jié)　論

本文通過(guò)試驗(yàn)系統(tǒng)地考察了過(guò)濾法、離心法、灰分法以及炭化灼燒法測(cè)定催化裂化油漿固含量時(shí)的準(zhǔn)確度與精密度，并分析了每種方法的適用范圍，最后對(duì)過(guò)濾法進(jìn)行了優(yōu)化，得出如下結(jié)論。

（1）過(guò)濾法測(cè)定的油漿固含量基本反映了油漿中焦粉及催化劑的含量，且固含量測(cè)定結(jié)果不受油漿中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量的影響，準(zhǔn)確度及精密度均較高，適用于所有種類(lèi)的油漿。

（2）離心法測(cè)定的油漿固含量結(jié)果受油漿中膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量影響很大，導(dǎo)致固含量測(cè)定結(jié)果中包含了部分膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量，精密度準(zhǔn)確度均較低，適用于膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量低的油漿以及煉廠油漿固含量的及時(shí)監(jiān)測(cè)。

（3）灰分法及炭化灼燒法測(cè)定的油漿固含量 僅反映了油漿中的催化劑含量，并不能反映油漿中焦粉的含量，精密度很高但準(zhǔn)確度不高，適用于焦粉含量低的油漿，同時(shí)適用于只關(guān)心催化劑含量的情況。

（4）用過(guò)濾法測(cè)定油漿固含量時(shí)，采用0.22μm 的有機(jī)濾膜作為過(guò)濾材料測(cè)得的固含量略高于采用慢速定量濾紙作為過(guò)濾材料測(cè)得的固含量，因此采用慢速定量濾紙作為過(guò)濾材料即可滿足一般精度要求，當(dāng)精度要求高時(shí)，建議采用0.22μm的有機(jī)濾膜作為過(guò)濾材料；另外，采用脂肪族溶劑作為稀釋劑時(shí)容易將部分瀝青質(zhì)重組分的含量引入最終的固含量測(cè)定結(jié)果，因此過(guò)濾法所采用的稀釋劑優(yōu)選芳香族溶劑如甲苯。

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Study on determination methods of solids content in catalytic cracking slurry oil

LIN Cunhui，CHEN Kun，GUO Aijun，WANG Zongxian
（State Key Laboratory of Heavy Oil Processing，China University of Petroleum，Qingdao 266580，Shandong，China）

So far there has not been an universal standard in determining solids content in catalytic cracking slurry oil.Comparisons between current determination methods were seldom reported.In order to provide guidance to the selection of solids content determination methods，the accuracy and precision of four solids content determination methods including filtration，centrifugation，ash analysis and burning method were systematically analysed by experiments，after which the filtration method was further optimized in selection of filter material and dilution solvent.The results showed that filtration method is of both high accuracy and precision and can reflect both catalysts and coke powders contents in slurry oil.The determination result of centrifugation method is too large，with both low accuracy and precision.The determination results of ash analysis and burning method are too small，with high precision but low accuracy.When using filtration method to determine solids content，choosing slow quantitative filter paper as filter material will meet normal accuracy requirements and choosing organic filter membrane with bore diameter of 0.22μm can meet the higher ones.Besides，an aromatic solvent such as toluene can be used as dilution solvent in filtration method.

measurement；solids content；filtration；centrifugation；ash analysis；burning method

TE 624.41

A

1000-6613（2016）09-2699-08

10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.010

2016-01-19；修改稿日期：2016-03-23。

山東省自然科學(xué)基金（ZR2014BQ030）及青島市自主創(chuàng)新計(jì)劃應(yīng)用研究專(zhuān)項(xiàng)（15-9-1-77-jch）項(xiàng)目。

林存輝（1990—），男，博士研究生，研究方向?yàn)橹刭|(zhì)油化學(xué)與加工。聯(lián)系人：王宗賢，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹刭|(zhì)油化學(xué)與加工。E-mail zxwang@upc.edu.cn。陳坤，講師，研究方向?yàn)橹刭|(zhì)油化學(xué)與加工。E-mail chenkun1982_0@163.com。