Rapid analysis of heavy oil catalytic cracking products using pyrolysis GC (1) Rapid evaluation of catalytic cracking of long-chain hydrocarbons (C16-C56)

Význam tématu

Analýza katalytického krakování těžkých olejů je klíčová pro optimalizaci rafinérských procesů a snížení nákladů. Rychlé stanovení účinnosti krakování dlouhořetězcových uhlovodíků (C16–C56) umožňuje včasnou regulaci provozních podmínek a vývoj nových katalyzátorů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit schopnost přímého pyrolytického GC/FID (Py-GC/FID) systému rychle hodnotit účinnost krakování při různých poměrech rovnovážného katalyzátoru a vzorku těžkého oleje. Studie sledovala, jak se mění rozložení produktů v závislosti na poměrech katalyzátor/olej od 3/1 do 23/1.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek: direct-desulfurized těžký olej v toluenu.
Katalyzátor: průmyslově používaný rovnovážný katalyzátor.
Instrumentace:

• Multi-Shot Pyrolyzer EGA/PY-3030D (Frontier Labs) přímo napojený na GC injektor
• GC kolona UA-SIMDIS(HT), dimethylpolysiloxan, 5 m × 0,53 mm × 0,1 µm
• Služba nosného plynu He při 5 mL/min, split 1:10
• GC program: 60–400 °C při 20 °C/min s 3min držením
• FID detektor při 400 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Katalytická přítomnost značně snižuje obsah dlouhořetězcových uhlovodíků, přeměňujíc je na sloučeniny s nižšími teplotami varu. Analýza chromatogramů v třech zónách (C16–C20, C21–C30, C31–C56) prokázala vzrůstající účinnost krakování s rostoucím poměrem katalyzátor/olej. Optimální konverze byla zaznamenána při poměru nad 18/1.

Přínosy a praktické využití metody

• Blesková evaluace katalytických vlastností bez časově náročné přípravy
• Možnost rychlého screeningu nových katalyzátorů a podmínek
• Vysoká reprodukovatelnost a přesnost kvantifikace
• Snadná integrace do kontrolních procesů v rafinériích

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace Py-GC/FID s automatizovanými vzorkovači a pokročilou datovou analýzou umožní ještě rychlejší a přesnější screening katalyzátorů. Uplatnění nachází i v výzkumu obnovitelných surovin a v monitoringu zbytkových složek po krakování.

Závěr

Přímá pyrolytická GC/FID metoda se ukazuje jako efektivní nástroj pro rychlé hodnocení katalytického krakování těžkých olejů. Optimální poměr katalyzátor/olej nad 18/1 zajišťuje maximální konverzi dlouhořetězcových uhlovodíků.

Reference

• Frontier Laboratories Ltd. Multi-functional Pyrolyzer Technical Note PYA1-104E
• Frontier Laboratories Ltd. Related Technical Note PYA1-105E