韓 沖，李世鵬，李國健，石鐵磐，劉 暉

(青島惠城環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，山東 青島 266500)

催化裂化催化劑在反應器和再生器內歷經反應、汽提和再生等階段后性能發(fā)生改變，其分析結果有助于催化劑制造商和煉油廠進行質量驗證和性能評估。催化裂化催化劑的化學組成通常包括氧化鋁、氧化鈉、鐵、氧化稀土、灼燒減量等指標，其中氧化鋁是催化劑的主要化學成分。稀土來自催化劑中的分子篩，有時在催化劑制造工藝中也引入稀土離子達到改善性能的目的，氧化稀土含量越高，催化劑活性越高，焦炭產率也偏高。氧化鐵在高溫下會分解并沉積在催化劑上，積累到一定程度就會引起催化劑中毒，使催化劑活性降低。有效控制氧化鈉含量，避免其過量導致催化劑活性降低。

目前，國內采用粉末壓片法制樣分析稀土含量[1-3]，也有采用熔融制樣法，具有融樣時間短的優(yōu)點，熔融制樣法熒光分析技術得到廣泛應用[4-7]。但X射線熒光儀儀器貴重，分析成本高，或者在儀器故障的情況下無法進行樣品分析。本文采用壓力溶彈在高溫高壓下將樣品熔融，用乙二胺四乙酸(EDTA)配位滴定測定Al2O3含量，電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測定Fe、Na和RE2O3含量，與X射線熒光法分析結果比較，并進行加標回收試驗。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

美國熱電公司電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-6300，發(fā)生器功率1 150 W，氬氣純度99.999%，冷卻器流量15 L·min-1，輔助氣流量0.5 L·min-1，霧化器流量0.65 L·min-1，泵速50 rpm。樣品沖洗時間30 s，積分時間2 s；壓力容彈，50 mL容量；分析天平感量0.1 mg；200 mL容量瓶；50 mL滴定管，250 mL錐形瓶等。鹽酸(分析純)，六次甲基四胺(分析純)，EDTA標準溶液(0.050 0 mol·L-1)，氯化鋅標準溶液(0.050 0 mol·L-1)等。

催化裂化催化劑樣品外觀為灰白色微球或土黃色微球。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的熔融

采用壓力溶彈法。稱取試樣約0.7 g (精確至0.000 2 g)于壓力溶彈的四氟內膽中，加入濃鹽酸10 mL，晃動內膽使鹽酸與試樣充分接觸，蓋上四氟蓋后，置于壓力溶彈中，蓋上不銹鋼外蓋，扳手擰緊壓緊螺絲半圈即可。將壓力溶彈放入烘箱內，升溫至180 ℃保溫3 h(升溫速率≤5 ℃·min-1)，冷卻后試液轉入200 mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻備用。

1.2.2 樣品的測定方法

對FCC新鮮催化劑的化學成分分析，主要分析項目為Al2O3、Fe、RE2O3、Na2O。

Al2O3含量測定——采用EDTA配位滴定法，試樣溶液中的鋁離子與已知過量的EDTA在加熱煮沸下生成穩(wěn)定的絡合物，過量的EDTA以二甲酚橙為指示劑，六次甲基四胺為緩沖劑，在pH=5～6條件下，用ZnO標準溶液滴定，依據消耗EDTA標準溶液的體積計算干基試樣中Al2O3含量。

Fe、RE2O3、Na2O含量測定——采用ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，根據待測定金屬元素含量與發(fā)射強度成正比的原理，用已知濃度的系列標準樣品與發(fā)射強度的線性相關性確定樣品中金屬元素含量，然后轉化成氧化物含量。

1.2.3 標準曲線繪制

采用稀釋方法配置標準曲線，得0.5×10-6、1.0×10-6、5×10-6、10×10-6、50×10-6系列標準曲線，且R>0.999 5。

1.2.4 ICP譜線選擇

通過對ICP譜線形狀的觀察(分析有無譜線干擾)、譜線強度數據對比和背景強度數據比較之后，選擇最佳波長，元素分析譜線分別為：Na 5 895 nm、Fe 2 382 nm、La 3 337 nm。

2 結果與討論

2.1 精密度

對催化裂化催化劑樣品進行8次重復測定，且以X射線熒光法(XRF)分析結果作為對照，以相對標準偏差考察該方法的重復性，結果見表1所示。

表1 重復性試驗結果Table 1 Results of repeatability test

續(xù)表

從表1可以看出，對同一樣品重復8次，分析結果與XRF一致，且實驗結果相對標準偏差均≤5%，能夠滿足分析準確性的要求。

2.2 準確度

為驗證分析方法準確性，分別對5個樣品進行測定，并與XRF結果進行比較，結果見表2所示。

表2 多樣品實驗對照結果Table 2 Multi-sample experimental control results

由表2可以看出，本方法測量值與XRF測定結果相吻合，表明此方法準確可靠。

2.3 加標回收率實驗

采用本方法對加標催化劑樣品進行處理和測定，計算回收率用以考察方法的準確性，結果見表3所示。從表3可以看出，本方法回收率為97.8%～105.0%，表明方法可行。

表3 回收率實驗結果Table 3 Recovery rate test results

3 結 論

采用壓力溶彈在高溫高壓下將樣品熔融，應用化學滴定法及ICP測定催化裂化催化劑中金屬含量，并與X射線熒光法測定結果進行比較。結果表明，該方法分析結果準確，重復性好，回收率97.8%～105.0%，滿足催化裂化催化劑金屬含量分析的需求，不需要大型X射線熒光儀等貴重儀器，操作簡單，分析成本低，為一種較全面的測定催化裂化催化劑中金屬含量的方法。