[发明专利]一种催化剂重积碳物种结构的定性检测方法

说明书

本申请公开了一种催化剂重积碳物种结构的定性检测方法，将积碳从积碳催化剂上剥离、纯化，结合基质共结晶，通过基质辅助激光电离‑离子回旋共振质谱来鉴定催化剂的重积碳物种结构；所述重积碳物种的分子量大于300g/mol。此方法快捷可靠，能快速获得催化剂积碳物种结构信息。

技术领域

本申请涉及一种含氧物种制烯烃过程中催化剂重积碳物种结构的定 性检测方法，属于能源化工领域。

背景技术

以乙烯、丙烯为代表的烯烃是现代化学工业中的重要平台化合物，从 乙烯和丙烯出发能够生产众多化工产品，从而形成庞大的产业链。我国富 煤少油，以石脑油裂解为主要来源的乙烯生产严重受制于原料供应，不能 完全满足经济快速发展的需求。甲醇制烯烃(MTO)技术使煤化工产品直 接对接石油化工下游，不仅提高煤化工企业的经济效益，而且为石油化工 下游企业提供基础原料，大力促进经济发展。

在甲醇制烯烃、石油炼制等行业中，催化反应过程往往伴随焦炭沉积 在催化剂的表面，堵塞催化剂的孔道，覆盖催化剂的活性中心，降低催化 剂的活性和选择性，从而缩短催化剂的运转周期。在工业生产中，结焦催 化剂须经过烧碳再生处理，循环使用。因此对催化反应过程中失活催化剂 的积碳物种结构进行测定，及时掌握催化剂的使用状态，对指导生产具有 重要的意义。

目前，失活催化剂碳物种的分析主要有如下几种方法：a)热重法，得 到全部积碳沉积物的量(C、H总和)；b)焙烧法，在管式炉中高温通空气条 件下将一定重量催化剂上的碳完全燃烧生产二氧化碳，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的体积，经过换算得到催化剂 上碳含量；或者将燃烧后的二氧化碳气体溶解到碱液中引起电导率的变化， 从而计算得到催化剂中的碳物种元素比例；c)色谱法，即利用气相色谱中色谱柱分离及氢火焰检测器检测，可测定催化剂上碳物种；d)紫外光谱 法，即利用在线紫外-可见光谱跟踪鉴定积碳物种结构演变。

上述检测方法一般具有检测范围有限、检测条件苛刻、难以区分重积 碳物种类别、操作较复杂和后处理需要精度较高等要求。热重法和焙烧法 只能定量得到积碳量信息，无法得到积碳物种结构信息；色谱法和紫外光 谱法可以甄别分析积碳物种结构，但只限于和只能准确分析轻组分积碳物 种(分子量小于300g/mol)。因此，寻找一种能够简便、准确的检测固体 催化剂中积碳物种结构尤其是重积碳物种(分子量大于300g/mol)结构的方法具有重要实际意义。

发明内容

根据本申请的一个方面，针对以往分析方法难以鉴定重积碳物种结构 的问题，本申请提供了一种含氧物种制烯烃过程中催化剂重积碳物种结构 的定性检测方法。此方法快捷可靠，能快速获得催化剂积碳物种结构信息。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

将含氧物种制烯烃反应后的积碳物种从失活分子筛剥离、纯化，结合 基质共结晶，通过基质辅助激光电离-离子回旋共振质谱来鉴定催化剂的重 积碳物种结构。

所述催化剂重积碳物种结构的定性检测方法，其特征在于，将积碳从 积碳催化剂上剥离、纯化，结合基质共结晶，通过基质辅助激光电离-离子 回旋共振质谱来鉴定催化剂的重积碳物种结构；

所述重积碳物种的分子量大于300g/mol。

对于本领域技术人员来说，积碳催化剂上的积碳包括轻积碳物种(分 子量小于300g/mol)和重积碳物种；现有技术中，能够实现的是轻积碳物 种的分析检测；重积碳物种的分析检测则存在无法精确分析、鉴定催化剂 重积碳物种结构的问题。本申请提供的重积碳物种结构的定性检测方法， 具有操作简便，准确度高的优势。

可选地，所述催化剂为分子筛。

可选地，所述分子筛选自SAPO-34、SAPO-18、DNL-6、SAPO-35、 ZSM-5、Beta、Mordenite中的至少一种。