ICS 71. 100. 99 G 74 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T0951—2017 催化裂化催化剂粒度分布的测定 激光散射法 Standard test method for particle size distribution of catalytic cracking catalyst by laser light scattering 2017-12-27发布 2018-06-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0951—2017 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准按照重新起草法修改采用ASTMD4464-15，制定了《激光散射法测定催化裂化催化剂粒度 分布的方法》。 本标准与ASTMD4464-15的技术性差异及原因如下： 一测量范围修改为粒径范围为1μm~300um，并且中位粒径为60μm~110μm的颗粒； 一本标准重新建立了精密度，精密度结果表达方式为中位粒径D（V，0.5）和0~20μm、0~ 40μm、0~149μm的颗粒累积体积分数，符合国内行业内部常用的习惯性表达方式； 一增加了仪器测量参考条件，见附录A。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280 SC1）归口。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院。 本标准参加起草单位：中国石化催化剂有限公司、中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司。 本标准主要起草人：郭瑶庆、朱玉霞、李家兴、陈妍、李叶、宿艳芳、唐晓红、吕伟娇、蒋邦开、 蔡军平、陈时辉、曹颖。 I NB/SH/T09512017 催化裂化催化剂粒度分布的测定 激光散射法 警告：本标准的使用可能涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全 问题都提出建议。用户在使用本标准之前有贵任制定相应的安全和保护措施，并确定相关规章限制的 适用性。 1范围 本标准规定了采用激光散射法测定催化裂化催化剂粒度分布的试验方法。 本标准适用于催化裂化、催化裂解催化剂及助剂颗粒粒径范围为1um~300μm，并且中位粒径为 60μm~110μm的微球状催化剂粒度分布的测定。本标准也适用于中位粒径超出本标谁范围的颗粒粒度 分布的测量，但是没有考察结果的精密度。 规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是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。 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 GB/T15445.1粒度分析结果的表述第1部分：图形表征 GB/T19077—2016粒度分布激光衍射法 JF1211激光粒度仪校准规范 NB/SH/T0960催化裂化催化剂、助剂和吸附剂采样法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 背景background 流动分散中测量到的由非测量颗粒引起的激光散射强度。包括测量体系中污染物的散射。 3.2 米氏散射理论 Miescattering 用于描述球形颗粒的激光散射的复杂电磁学理论。常应用于颗粒大小与激光光源波长接近的颗粒 的激光散射理论。需要考虑不同颗粒的不同激光折射系数。 3.3 Fraunhofer衍射理论 Fraunhoferdiffraction 用于描述球形颗粒的激光散射的复杂电磁学理论。该理论描述颗粒大小大于入射光波长的粒子 对光的小角度衍射。Fraunhofer理论只准确描述了颗粒的衍射现象，而不考虑颗粒对激光的折射和 反射。 1 NB/SHVT09512017 3.4 多重散射multiplescattering 指一个颗粒对另一颗粒所散射的激光再次散射。在浓度较高的样品测试中经常出现这种情况。 3.5 复折射率complexrefractiveindex 单个颗粒的折射率n，由实部和虚部（吸收）组成，数学表达式为n，=n，-，。 [GB/T19077—2016定义3.1.3] 3.6 遮光率/光学浓度obscuration/opticalconcentration 百分数或分数表示。 由手颗粒消光（散射和/或吸收 最诚的人部分 累计体积分数thecumulativevolumepercentage 指每一个小于或等于X的这些颗粒的体积大 颗粒体积总和的百分比，其中X为颗粒的 等效球径。 3. 10 制备好的样品颗粒在水或有机溶液中分散，分散剂携带样品颗粒循环通过激光光柱或某个合适的 激光光源。颗粒通过激光光柱并散射激光。光电探测器收集被颗粒散射的激光光强分布并转换成电信 号，假设前提是所有颗粒是球形的，采用米氏散射理论，计算得到颗粒的体积分布。 5方法应用 5.1采用这种测定方法与其他理论测定的颗粒粒径的结果可能不同。采用不同理论方法会得到不同测 定结果。任何测量粒度的方法只能相对意义上比较，不应与其他测量方法做绝对比较。特别是对于细 小颗粒（即中位粒径<20μum的颗粒）而言，不同厂商的激光粒度仪得到的结果明显不同。这些差异包 括激光的不同波长，检测器的构造以及将散射光强转为颗粒粒度分布的算法。因此，不同仪器间比较 结果可能误导试验人员。 5.2激光散射理论（Fraunhofer衍射理论和米氏散射理论）用于测量颗粒粒径已经存在多年。一些颗 2 NB/SH/T0951—2017 粒粒度分析仪器也是基于这些理论。虽然每个型号的仪器都采用相同的激光散射理论作为粒径分布的 分析基础，但是将收集到的散射激光光强转换成颗粒粒径结果时，不同的假设和不同的模型可能导致 每台仪器的结果不同。那么，一且有超出该仪器测量范围的颗粒被忽略时，就导致可测量范围内的颗 粒含量的增加。颗粒粒径分布图的结尾在该仪器可测量范围内突然中止时，说明有可测量范围外的大 颗粒存在。这样，采用这种测量方法得到的结果就不能与其他仪器结果相比较。 5.3对于中位粒径<20μm的细小颗粒，应使用米氏散射理论。输入包括该颗粒的复合折射率，即折射 激光的折射率的实部和虚部值这些光学模型参数。“虚部”折射率也就是“吸收值”，透明材质如玻璃 珠的吸收值为零。对于常规材质和自然界存在的矿物质（如高岭土），它们的折射率已经公开，包含在 仪器操作手册中。例如，高岭土的在589.3nm的折射率为1.55。矿物质和金属氧化物的吸收率（折射 率的虚部值）通常取为0.001、0.01或0.1。公开了很多材质在589.3mm钠光）下的折射率，也公布 了其他激光波长下的折射率。可以通过外推、内插或估计激光波长。 6干扰因素 6.1分散剂循环所携带的气泡会散射激光，被认为是颗粒。通常循环分散剂时不需要脱气处理，但是 目测测量系统时，应无气泡。 6.2例如，附着在样品上的非水相溶剂、油或其他有机物，这些污染物可能在水相分散体系中乳化， 散射激光，被认为是一部分颗粒粒度分布。这类被污染的样品可能需要在非水相溶剂中溶解这些污染 物，或者用可兼容的溶剂先清洗去除污染物 6.3分析过程中颗粒的团聚或沉降会导致错误结果。整个分析过程中需 制备稳定的样品分散体系。 6.4样品量不够可能导致电信噪干扰，数据再现性差。过多样品量可能导致激光衰减以及多重散射 9取样 9.1按照NB/SH/T0960一2017《催化裂化催化剂、助剂和吸附剂采样法》的要求来取有代表性的 样品。 9.2用分样器分取样品。样品先经一个偏心设置的采样漏斗通过震动流入分样器顶冠的开口。顶冠以 恒定的转动速率进行转动，进样样品被均一地分人接收容器中。得到粒度分布均一的几份样品。 9.3根据颗粒中位粒径、颗粒密度和样品传输系统来选取有一定代表性的样品。 9.4对于用液体分散的样品，应保证选取有代表性的样品。 3 NB/SHVT0951—2017 10 仪器准备 10.1根据仪器制造商推荐的条件预热仪器。 10.2安装调试所需的样品分散传输系统，根据仪器制造商推荐，选择合适的仪器测试条件。 10.3根据仪器制造商的要求，定期校准光路。 11 校准 11.1根据仪器操作手册，标定仪器的光学组件的性能。 11.2按照JF1211对仪器进行校准。 12试验步骤 12.1分析每个试样前，保证测量池清洁。 12.2试样分析条件下首先测量背景。测量背景时保证分散剂通过光路。背景值不应超过仪器制造商 要求的值。如果背景值过高，按仪器制造商要求的操作降低背景值至允许范围 12.3根据本标准第9章所述获得有代表性样品。 12.4选择合适的测量时间。选择测量时间非常重要。一般保证两次重复试验来估计测量时间。强烈 推荐两次分析，有利于观察到单次测量中异常人为误差。 12.5根据仪器制造商列出的参数，选择测量所需要的参数。 12.6将有代表性的样品加人样品分散传输系统，循环至少20s或者在测试前固体均一分散。 12.7分析试样。 12.8排干样品分散系统，如有必要，清洗去除样品带来的污染物，然后用分散剂填充分散系统。 12.9分析每个试样前需要重复12.2条步骤。 13精密度 本标准的精密度数据是采用6种催化剂，在6个实验室进行协同实验得到的（每种样品在每个实 验室各进行3次实验），然后采用GB/T6379.2计算本标准的精密度。按下述规定判断试验结果的可靠 性（95%置信水平）。 注：本标准的精密度试验所采用的仪器和参考试验条件参见附录A，若采用其他不同仪器测定，结果的精密度可能 达不到所规定的要求。 13.1 试验结果包括四个指数，分别是中位粒径D（V，0.5）、0~20μm颗