工作簡況1.1任務來源本標準經CSTM標準委員會審查并批準《增產低碳烯烴的催化助劑》立項，由中國石化催化劑有限公司牽頭承擔《增產低碳烯烴的催化助劑》團體標準的制定工作，標準項目歸口管理委員會為CSTM/FC05化工材料領域委員會。1.2負責單位本標準的主要起草單位是中國石化催化劑有限公司，該標準按照現行的GB/T1.1-2020給出的規則起草。中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院等單位參加標準編制與協作試驗。1.3主要編制過程（1）2021-01—2021-02，中國材料與試驗團體標準委員會化工材料領域委員組織并召開團體標準立項論證會，立項《增產低碳烯烴的催化助劑》團體標準。2021年2月，成立起草工作組，明確工作組成員組成和分工；通過查閱資料、線上及線下調研等方式，擬定了催化劑產品的技術指標；（2）2021年3月~4月，工作組召開討論會，通過了催化劑產品標準的制定方案；確定滿足生產及用戶需求的產品分析項目和指標；做好方法的建立工作；確定產品在取樣、包裝、儲運等各方面的安全要求；（3）2021年4月~2021年10月，在確定分析方法后，對催化劑產品的實物性能進行測試，收集了不少于20批次生產產品的質量數據；（4）2021年11～12月，召開工作組討論會，就標準范圍、定義、要求、試驗方法等展開研討，完成標準征求意見稿（文本及編制說明），并提交CSTM/FC05化工材料領域委員會。（5）2022年7月20日召開標準工作組會議，經工作組商議，修改后形成征求意見稿。（6）在標準編制過程中，起草工作組收集了以下資料：─GB/T191包裝儲運圖示標志─GB/T4456包裝用聚乙烯吹塑薄膜─GB/T8946塑料編織袋通用技術要求─GB/T10454集裝袋─NB/SH/T0951催化裂化催化劑粒度分布的測定激光散射法─NB/SH/T0952催化裂化催化劑微反活性指數測定法─NB/SH/T0953催化裂化催化劑灼燒減量測定法─NB/SH/T0954催化裂化催化劑表觀松密度測定法─NB/SH/T0955催化裂化催化劑孔體積測定水滴法─NB/SH/T0959催化裂化催化劑比表面積的測定靜態氮吸附容量法─NB/SH/T0960催化裂化催化劑、助劑和吸附劑采樣法─NB/SH/T0961催化裂化催化劑中氧化鋁含量的測定EDTA容量法─NB/SH/T0962催化裂化催化劑中氧化鈉含量的測定火焰光度法─NB/SH/T0964催化裂化催化劑磨損指數的測定直管法1.4主要起草人編寫人：賈慧、黃校亮、孫敏、李葉、宋海濤等；標準編制原則和確定標準主要內容的論據2.1制定該標準目的意義“十一五”、“十二五”期間，由于國內對成品油需要增長，低碳烯烴助劑需求相對下降，此類催化裂化助催化劑生產較少。“十二五”后期，我國煉油能力產能過剩矛盾日益突出，且呈加劇之勢。“十三五”期間，國內煉油企業已開始從原來的燃料型向煉化一體化轉型，低碳烯烴產能將大幅提高，相應的催化裂化助催化劑需求量也將增加。當前，我國石化行業正面臨煉油產能過剩和化工產品、特別是高端石化產品供給不足的結構性矛盾，成品油需求增速放緩，但芳烴和烯烴等基礎有機化工原料仍短缺，煉油企業亟須從“燃料型”向“煉化一體化”轉型升級。預計“十四五”期間，國內FCC煉化裝置低碳烯烴產能提升將是一個調整方向，FCC增長低碳烯烴助劑的需要也將上漲。針對國內催化裂化低碳烯助劑品種繁多、行業無統一標準的現狀，為穩定和提高催化裂化低碳烯助劑產品質量，保障生產單位和用戶的利益，提升國產催化劑的形象，需要制定《增產低碳烯烴的催化助劑》團體標準來統一判定其性能和質量水平，以便給同行業的有序競爭提供更為科學的質量評價標準，維護生產企業和用戶的利益。2.2標準的依據來源該標準按照現行的GB/T1.1-2020給出的規則起草。在標準化術語方面遵守了現行的GB/T20000.1《標準化工作指南第1部分：標準化和相關活動的通用術語》、GB/T20004.1《團體標準化第1部分：良好行為指南》的有關條款。該標準編制過程中，主要參考了NB/SH/T0951催化裂化催化劑粒度分布的測定激光散射法、NB/SH/T0952催化裂化催化劑微反活性指數測定法、NB/SH/T0953催化裂化催化劑灼燒減量測定法、NB/SH/T0954催化裂化催化劑表觀松密度測定法、NB/SH/T0955催化裂化催化劑孔體積測定水滴法、NB/SH/T0959催化裂化催化劑比表面積的測定靜態氮吸附容量法、NB/SH/T0960催化裂化催化劑、助劑和吸附劑采樣法等文件。2.3標準的編制原則本標準編制遵循經濟社會發展需求原則、技術先進和經濟合理原則、適應貿易全球化需求原則、維護公眾利益原則、協商一致原則、廣泛參與和公開透明原則，盡可能地做到簡潔、統一、協調、優化；既要考慮其先進性，也要考慮生產企業的實用性、可行性；既要結合國內當前行業的實際狀況，也要符合國內外催化劑發展的需要。本標準的編制結合了增產低碳烯烴的催化助劑產品檢測指標及測試方法、試驗數據等資料，在充分借鑒已有經驗的基礎上，提出了增產低碳烯烴的催化助劑產品的質量檢驗指標、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝、運輸、貯存要求等，為評價增產低碳烯烴的催化助劑的產品質量提供具體的指導與依據。標準化對象簡要情況3.1產品簡介增產低碳烯烴的催化助劑以氧化鋁為基質、ZSM-5分子篩或其改性產物為主要活性組分，用于催化裂化裝置中提高乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴產率的微球狀固體催化劑產品。3.2產量及生產廠家隨著我國經濟的快速發展以及對精細化工中間體需求的日益增大，中國已經成為了聚烯烴消費大國。以乙烯、丙烯為代表的低碳烯烴是化學工業的最基本原料，國內外多以天然氣和輕質石油餾分為原料，采用蒸汽裂解工藝生產低碳烯烴。利用現有的催化裂化裝置增產低碳烯烴，原料來源廣泛，操作條件苛刻度低，產物分布調節靈活，能夠很好地彌補蒸汽裂解的不足。以丙烯為例，2020年國內丙烯需求量約為4400萬噸，達到新高。預計2025年丙烯需求量5000～6000萬噸，國內市場缺口有500～1500萬噸。我國大約30%的丙烯來自于石油加工的催化裂化過程（簡稱FCC），催化裂化是煉廠最重要的增效單元之一，其操作穩定、產品分布良好對整個煉廠，乃至周邊市政公共工程均具有重大的意義。催化裂化低碳烯烴助劑是一種快速提高FCC低碳烯烴的方法，相比丙烷脫氫、MTO、蒸汽裂解等工藝具有操作靈活、見效快的優點，在國內外催化裂化過程廣泛使用。國內增產低碳烯烴的催化助劑研發、生產機構主要有中國石化催化劑有限公司、中國石化石油化工科學研究院、中國石油石油化工研究院、中石油蘭州催化劑公司、岳陽三生化工有限公司、中石化洛陽分公司、中國石油大學、湖南聚力公司等。目前國內催化裂化裝置使用的增產低碳烯烴的催化助劑產品主要以中石化和中石油的催化劑工業應用裝置數量最多。國外Grace公司、BASF公司、UOP公司等企業有生產類似功能的催化裂化催化劑或添加劑產品。早期的Grace公司OlefinsMAX、Mobil公司的ZSM-5助劑、AkzoNobel公司的EclipseTP助劑等產品的活性組元同樣是以ZSM-5分子篩或其改性產品為主。近年來，受國際貿易關系波動影響以及國內此類產品技術的發展，國外增產低碳烯烴的催化裂化添加劑產品工業應用較少，未查詢到詳細的文獻資料。3.3產品主要用途增產低碳烯烴的催化助劑適用于加工重油且要求提高液化氣中低碳烯烴濃度的催化裂化裝置，該產品可與其它催化裂化催化劑混用，在提高液化氣中低碳烯烴濃度、尤其是丙烯濃度的同時又不影響產品分布。標準主要內容4.1項目和指標的確定根據目前增產低碳烯烴的催化助劑國內生產情況和用戶對產品的質量要求，初步設置了氧化鋁、氧化鈉、灼燒減量、孔體積、磨損指數、表觀松密度、比表面積、粒度分布0μm～20μm所占比例、粒度分布0μm～40μm所占比例、粒度分布0μm～149μm所占比例、粒度分布D（V，0.5）和丙烯增收率共計12個檢驗項目，這12項指標可基本反應該催化劑產品質量。氧化鋁：指助劑產品中氧化鋁的含量，氧化鋁是裂化催化劑及助劑具有催化活性的重要成分。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業的產品實物質量數據確定氧化鋁含量（質量分數）≥20%為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按照NB/SH/T0961進行測定。氧化鈉：指助劑產品中氧化鈉的含量，氧化鈉是催化裂化催化劑及其助劑中的有害雜，高溫下氧化鈉的存在易使催化劑燒結而降低熱穩定性和活性。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定氧化鈉含量（質量分數）≤0.15%為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按NB/SH/T0962進行測定。灼燒減量：即一定量催化劑在一定條件下灼燒后減少的重量，代表催化劑及助劑中水分及揮發性物質的含量。適宜范圍的水含量有助于提高催化劑的活性，但含有過多的水分，在使用過程中高溫下會產生“熱崩”，影響催化劑裝置操作和催化劑活性。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定灼燒減量（質量分數）≤13.0%為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按NB/SH/T0953規定進行測定。孔體積：催化裂化催化劑及其助劑的孔結構分布直接影響到烴類分子的擴散能力及反應能力，從而影響性能和反應速率；另外，孔體積也與催化劑的熱穩定性和機械穩定性密切相關，是重要的質量指標。由于本產品屬于微球類催化劑，流動性好，易吸水，國內外催化裂化催化劑行業多年來一直采用水滴法作為監控催化裂化催化劑孔體積的重要手段。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定孔體積≥0.20mL/g為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按NB/SH/T0955規定進行測定。磨損指數：在規定條件下，單位時間內催化劑顆粒由于磨損生成的細粉百分數。催化裂化反應過程中，催化劑顆粒在流化環境中的有害物理破損統稱為磨損。磨損性能的高低關系到流化催化裂化反應過程中催化劑的磨損失效及跑損，嚴重影響催化劑活性的保持，同時也增加催化劑消耗成本，并且跑出的細粉也會對空氣造成污染。催化劑的磨損性能以磨損指數來表示，磨損指數小，意味著催化劑的耐磨損性能好。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定磨損指數≤3.0%·h-1為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按NB/SH/T0964進行測定。表觀松密度：單位體積下處于自然堆積狀態未經振實的催化劑顆粒的質量。催化裂化工藝裝置均為流化床反應器，催化劑在反應裝置中主要以提升管流化態方式運行，其表觀密度（松裝密度）直接與其流化能力、流化狀態等密切相關，其表觀松密度需要保持在適宜的范圍內。結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定表觀松密度0.68～0.85g/mL為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標，按NB/SH/T0954進行測定。比表面積：指催化助劑中孔的總比表面積，是表征增產低碳烯烴的催化助劑孔結構的重要參數，增產低碳烯烴的催化助劑其活性、穩定性、選擇性、再生性能以及抗重金屬污染性能和催化助劑的表面結構有一定關系。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定比表面積≥100m2/g為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標。因為本產品同時具有微孔和介孔，屬于微介孔結構，按NB/SH/T0959規定進行測定。粒度分布：裂化催化劑及助劑形態上是微球，使用過程中其粒度分布應該滿足三個條件，易流化、氣流夾帶損失小、反應和傳熱面積大。因此增產低碳烯烴的催化助劑的粒度應具有適宜的分布范圍。本標準采用的粒度分布測定方法為激光散射法，粒徑分布主要包含0μm～20μm顆粒累計體積分數、0μm～40μm顆粒累計體積分數、0μm～149μm顆粒累計體積分數和中位粒徑D（V，0.5）（是指體積中位徑，即小于該粒徑的顆粒占體積的50%，大于的占50%），按NB/SH/T0951進行測定。根據產品的使用要求，結合收集到的主要生產企業產品實物質量數據確定0μm～20μm顆粒累計體積分數≤3.0%、0μm～40μm顆粒累計體積分數≤18.0%、0μm～149μm顆粒累計體積分數≥89.0%、中位粒徑D（V，0.5）控制在65.0～85.0μm為增產低碳烯烴的催化助劑質量控制關鍵指標。丙烯增收率：以ACE（AdvancedCrackingEvaluation）小型FCC固定流化床裝置作為標準評價裝置，以所選用的標準原料油和標準FCC平衡劑的反應結果為基準，通過考察標準FCC平衡劑中摻入固定量的丙烯助劑后丙烯收率（相對于進料）的增量。該指標用來評價增產低碳烯烴的催化助劑增產丙烯的性能。按照附錄A提供的方法進行測定。具體指標詳見表1。表1增產低碳烯烴的催化助劑的技術要求項目指標氧化鋁（Al2O3），w/%≥20.0氧化鈉（Na2O），w/%≤0.15灼燒減量，w/%≤13.0孔體積，mL/g≥0.20磨損指數，w/%·h-1≤3.0比表面積，m2/g≥100表觀松密度，g/mL0.68～0.85丙烯增收率，w/%≥2.5粒度分布0μm～20μm，φ/%≤3.00μm～40μm，φ/%≤18.00μm～149μm，φ/%≥89.0D（V，0.5），μm68.0～85.0D（V，0.5）是指體積中位徑，即小于該粒徑的顆粒占體積的50%，大于的占50%。4.2試驗方法的確定和試驗工作4.2.1氧化鋁按NB/SH/T0961測定。4.2.2氧化鈉按NB/SH/T0962測定。4.2.3灼燒減量按NB/SH/T0953測定。4.2.4孔體積按NB/SH/T0955測定。4.2.5磨損指數按NB/SH/T0964測定。4.2.6比表面積按NB/SH/T0959測定。4.2.7表觀松密度按NB/SH/T0954測定4.2.8粒度分布按NB/SH/T0951測定。4.2.9丙烯增收率按照附錄A的規定進行測定。主要試驗（或驗證）結果的分析、綜述報告、技術經濟論證，預期的經濟效果等5.1主要試驗（或驗證）結果的分析和綜述報告5.1.1催化劑物性指標按照標準文本中的試驗方法，分別對催化助劑的氧化鋁、氧化鈉、灼燒減量、孔體積、表觀松密度、磨損指數、比表面積、粒度分布進行測定，確定催化劑各項指標的波動范圍，詳見表2。表2增產低碳烯烴的催化助劑的物性數據匯總和數理統計批次氧化鋁%（質量分數）氧化鈉%（質量分數）灼燒減量%（質量分數）孔體積mL/g表觀松密度g/mL比表面積m2/g33.30.0868.610.210.8218930.10.0757.120.280.8121126.50.0686.940.310.7820731.80.0817.610.230.8321026.90.0617.900.310.8119829.80.0699.730.230.8519225.60.0669.660.330.7519031.70.0848.970.220.7419325.20.0847.710.330.7420624.30.0827.530.310.7820724.00.0828.160.250.8021025.70.0849.120.240.8121434.40.0819.370.330.7520935.40.0838.490.230.8421128.30.0837.920.290.7419130.10.0808.300.220.8217734.60.0578.540.270.7420430.50.0687.020.300.7419027.70.0837.060.220.8216533.70.0828.980.270.7918937.90.136.10.260.7310538.30.166.80.240.7310738.20.116.70.260.7111239.20.136.50.280.749839.40.147.30.240.7610438.40.157.10.260.7210338.50.136.00.250.7510137.70.176.50.260.7710739.30.126.40.240.6910439.20.156.70.270.8110538.10.146.30.230.7511037.90.137.10.250.699839.40.126.80.260.7210538.60.157.00.250.7410838.20.167.20.240.7810339.10.146.40.260.7210038.80.136.80.260.7310138.60.146.20.240.7510439.30.126.50.230.7410837.90.157.10.250.75104平均值34.040.1087.4560.260.764151.3最大值39.40.179.730.330.85214最小值24.00.0576.00.210.6998標準偏差5.2270.0331.0250.0320.04147.81表2增產低碳烯烴的催化助劑的物性數據匯總和數理統計（續）序號磨損指數%（質量分數）/h0μm～20μm%（體積分數）0μm～40μm%（體積分數）0μm～149μm%（體積分數）D（V，0.5）μm2.01.817.789.072.82.31.213.390.074.71.71.215.087.082.42.71.217.291.772.01.91.417.786.178.01.51.315.490.270.72.51.615.490.175.91.71.313.691.870.51.92.014.689.570.31.42.014.790.273.81.32.218.090.471.62.31.413.690.372.43.01.714.891.874.41.32.015.092.571.32.22.414.489.570.31.21.717.091.173.31.61.316.593.169.41.81.814.391.771.81.61.714.989.973.62.32.015.691.270.42.72.915.483.081.22.41.113.084.978.92.32.113.884.780.22.92.314.286.079.43.21.514.885.278.83.02.013.886.079.72.71.714.983.381.52.41.514.488.676.32.62.214.886.678.12.82.014.184.181.32.7////2.6////3.2////2.4////2.4////2.1////2.7////2.6////3.0////2.5////平均值2.291.7515.0688.6575.17最大值3.22.918.093.182.4最小值1.21.113.083.069.4標準偏差0.550.421.3182.9074.05由表2看出，增產低碳烯烴的催化助劑氧化鋁含量（質量分數）數據分布區間為24.0%～39.4%，氧化鈉含量（質量分數）數據分布區間為0.057%～0.17%；灼燒減量（質量分數）數據分布區間6.0%～9.73%；孔體積數據分布區間為0.21～0.33mL/g，表觀松密度區間為0.69～0.85g/mL，磨損指數（（質量分數）/h）區間為1.2%～3.2%；粒度分布0μm～20μm（體積分數）數據分布區間為1.1%～2.9%，粒度分布0μm～40μm（體積分數）數據分布區間為13.0%～18.0%，粒度分布0μm～149μm（體積分數）數據分布區間為83.0%～93.1%，粒度分布D（V，0.5）數據區間為69.4～82.4μm；比表面積數據區間為98m2/g～214m2/g。5.1.2催化助劑反應性能指標本標準中采用丙烯增收率來評價丙烯助劑增產丙烯的反應性能指標。丙烯增收率定義為標準FCC平衡劑中摻入10％丙烯助劑樣品后丙烯收率（相對于進料）的增量。評價方法見標準文本附錄A。本標準中采用美國Kayser公司開發的ACE（AdvancedCrackingEvaluation）小型FCC固定流化床裝置作為測試丙烯增收率的標準評價裝置。該裝置具有評價數據重復性良好、自動化程度高，并且能批量制造等優點。為了進一步提高評價數據的可重復性，并且盡量地使反應條件模擬增產丙烯助劑工業使用的狀況，還規定了評價的標準平衡劑和標準原料油。標準平衡劑選用了一種不含ZSM-5沸石組分的常規裂化催化劑的工業平衡劑，目的在于消除主劑中ZSM-5沸石組分對增產丙烯助劑反應性能的影響，使評價結果更能反映助劑的本征性能。標準原料油選用了一種其組成和性質在國內催化裂化裝置中比較有代表性的中間基催化裂化原料。評價方法中，以所規定的標準原料油和標準FCC平衡劑在規定的反應條件下的反應結果為基準，通過考察標準FCC平衡劑中摻入規定量的增產丙烯助劑后丙烯收率（相對于進料量）的增量——丙烯增收率來評價增產丙烯助劑的增產丙烯性能。采用標準文本附錄A中的催化劑評價方法，評價了收集到的18個催化助劑樣品的丙烯增收率，見表3。表3催化劑反應性能指標編號丙烯增收率，%（質量分數）12.722.532.742.852.562.472.682.892.5102.4115.30125.45134.55144.93154.17163.17171.30182.06平均值5.45最大值1.30最小值3.165.2技術經濟論證和預期的經濟效果本標準所屬產品適用于催化裂化過