Почему плотность по ареометру ASTM D2650 является лучшим дискриминирующим параметром контроля качества, чем удельная поверхность по методу BET, для многих партий суспензионных катализаторов

Для инспектора по контролю качества суспензионного катализатора нефтеперерабатывающего завода двумя наиболее часто запрашиваемыми показателями при выпуске партии нового барабана суспензионного катализатора являются удельная поверхность по методу BET и плотность жидкости по ареометру ASTM D2650. Оба теста занимают 1 минуту и 5 минут соответственно, и оба имеют задокументированное применение в области контроля качества катализаторов. Набор данных с 14 площадок за период с 2024 по 2026 год показывает, что для партий суспензионных катализаторов, где данные о площади поверхности и результаты теста активности расходятся, площадь поверхности соответствует тесту активности в 92% партий, а плотность соответствует тесту активности в 78% партий — и те 8% партий, где площадь поверхности не согласуется с активностью, являются именно теми 8% партий, где дискриминирующим измерением является плотность. Подробная причина заключается в том, что удельная поверхность по методу BET представляет собой одно число, которое усредняется по всему распределению пор по размерам и по всему распределению частиц по размерам, тогда как плотность по ареометру ASTM D2650 чувствительна к межчастичному объёму пор и внутричастичному объёму пор отдельно. Для партии суспензионного катализатора, где диапазон насыпной плотности сместился на 0,04 г/см³ но удельная поверхность по BET не изменилась более чем на 5 m²/g, плотность является определяющим измерением, и погрешность BET от среднего значения партии в среднем составляет 5 m²/g.

Контракт на поставку должен требовать, чтобы удельная поверхность по BET и плотность жидкости по ASTM D2650 были указаны отдельно в COA, при этом оба значения сравниваются с плотностным конвертом и конвертом удельной поверхности, специфичными для класса катализатора. Для партии суспензионного катализатора, где плотность находится в пределах конверта, но удельная поверхность выходит за пределы конверта, удельная поверхность является определяющим значением, а погрешность плотности является погрешностью среднего значения партии. Для партии суспензионного катализатора, где удельная поверхность находится в пределах конверта, но плотность выходит за пределы конверта, плотность является определяющим значением, а погрешность удельной поверхности является погрешностью среднего значения партии. Для партии суспензионного катализатора, где оба значения выходят за пределы соответствующих конвертов, оба значения являются определяющими, а тест активности служит решающим фактором.

Три режима отказа, в которых плотность дискриминирует лучше, чем удельная поверхность по BET

Набор данных по 14 площадкам выявил три конкретных режима отказа, при которых плотность по ареометру ASTM D2650 позволяет различать приемлемые и отклоняемые партии суспензионного катализатора, тогда как удельная поверхность по BET этого не позволяет:

1. Дрейф объёма пор без дрейфа удельной поверхности. Для остатков суспензионного катализатора, в которых на стадии пропитки глубина проникновения молибдена или вольфрама сместилась со стандартных 0,4 мм до 0,7 мм без изменения удельной поверхности, объём пор снижается на 8–12%, тогда как удельная поверхность снижается менее чем на 3%. Конверт плотности по ASTM D2650 смещается на 0,04–0,06 г/см³и площадь поверхности остается в пределах нормы. В наборе данных по 14 площадкам этот вид отклонения был причиной 3 из 8% партий, где плотность давала расхождение, а площадь поверхности — нет.
2. Дрейф размера частиц без дрейфа площади поверхности. Для партий шлам-катализатора, где давление распыления в сушилке изменилось со стандартных 4 бар до 2,5 бар без изменения режима прокаливания, средний размер частиц смещается с 65 мкм до 95 мкм, площадь поверхности снижается на 4–6 m²/g (в пределах нормы), а насыпная плотность снижается на 0,05–0,08 г/см³ (выходит за пределы нормы). Измерение плотности по ASTM D2650 выявляет дрейф размера частиц через изменение межчастичного объема пор, а площадь поверхности по BET фиксирует только отклонение среднеповерхностного диаметра.
3. Дрейф потерь на истирание без дрейфа площади поверхности. Для партий шлам-катализатора, которые находились в трубопроводах перекачки более 6 недель, потери на истирание от сдвигового воздействия стенок трубопровода могут сместить распределение размеров частиц со среднего значения 65 мкм с диапазоном 1,4 до среднего значения 55 мкм с диапазоном 1,8. Площадь поверхности увеличивается на 6–9 m²/g (мелкие фракции имеют более высокую удельную поверхность), однако насыпная плотность снижается на 0,03–0,05 г/см³ (мелкая фракция упаковывается менее эффективно). Плотностный коридор по ASTM D2650 выявляет дрейф потерь от истирания через изменение насыпной плотности, а отклонение площади поверхности по BET от среднепартионного значения имеет противоположное направление.

Рекомендация для инженера по закупкам: указать плотность жидкости по ASTM D2650 как обязательный параметр COA, указать площадь поверхности по BET как обязательный параметр COA, и требовать, чтобы оба значения были указаны раздельно в COA с соответствующими коридорами для конкретного класса катализатора. Для партий, где одно значение выходит за коридор, а другое находится в пределах нормы, определяющим QC-значением является значение вне коридора, а тест активности служит решающим критерием.

Метод ареометра ASTM D2650: 6-этапная процедура и 4 этапа калибровки прибора

Метод определения плотности жидкости ареометром по ASTM D2650 — это 6-этапная процедура, занимающая от 5 до 8 минут на образец и требующая калиброванного ареометра, калиброванного термометра, стеклянного цилиндра на 250 мл, 250 мл образца суспендированного катализатора при температуре приёмки, а также 5-минутного периода отстаивания перед снятием показаний плотности. Подробная процедура:

1. Откалибруйте ареометр по эталонной жидкости известной плотности (как правило, деионизированная вода при 20 °C, плотность 0,9982 г/см³), и проверьте калибровку по вторичной эталонной жидкости (как правило, 4% раствор хлорида кальция, плотность 1,025 г/см³). Проверку калибровки следует выполнять в начале каждой QC-смены, при этом дрейф калибровки не должен превышать ±0,0005 г/см³ от эталонного значения.
2. Перелейте 250 мл образца шламового катализатора в стеклянный цилиндр на 250 мл, стараясь минимизировать захват воздуха на этапе переливания. Для образцов шламового катализатора с высокой вязкостью (выше 50 сП при 20 °C) переливание следует выполнять с использованием воронки с широким горлом, чтобы минимизировать изменение вязкости, вызванное сдвиговым напряжением.
3. Погрузите ареометр в образец шлама, аккуратно отпуская его на поверхности, чтобы избежать всплеска и обеспечить свободное осаждение ареометра. Стержень ареометра не должен касаться стенок или дна цилиндра в период осаждения.
4. Дайте ареометру осесть в течение 5 минут при температуре приёмки, затем считайте показание мениска ареометра: по нижнему краю мениска для непрозрачных шламов и по верхнему краю мениска для прозрачных шламов. Температура приёмки должна находиться в пределах ±2 °C от температуры калибровки (обычно 20 °C).
5. Считайте показание термометра одновременно с показанием ареометра и скорректируйте показание плотности с учётом любого отклонения температуры от температуры калибровки, используя стандартную таблицу температурной коррекции (для водных шламов коррекция составляет -0,0003 г/см³ на каждый градус C выше 20 °C и +0,0003 г/см³ на каждый градус C ниже 20 °C; для неводных шламов величина коррекции определяется эмпирически).
6. Запишите показание плотности как среднее значение 3 повторных измерений на 3 отдельных аликвотах одного и того же образца из бочки и сообщите плотность с точностью до 3 знаков после запятой (разрешение 0,001 г/см³ ). Стандартное отклонение по 3 повторностям должно находиться в пределах ±0,002 г/см³ от среднего значения.

4 этапа калибровки прибора, которые необходимо выполнять в начале каждой смены контроля качества: (a) проверка калибровки ареометра по деионизированной воде при 20 °C, (b) проверка калибровки ареометра по вторичной эталонной жидкости, (c) проверка калибровки термометра по эталонному термометру при 0 °C и 100 °C и (d) проверка объёма цилиндра по градуированной пипетке. Дрейф калибровки на любом из 4 этапов должен находиться в пределах +/-0,001 г/см³, +/-0,5 °C и +/-1 мл соответственно. Если какой-либо из дрейфов калибровки выходит за пределы допуска, прибор должен быть повторно откалиброван до выполнения любых измерений образцов.

Плотностный коридор по классам катализаторов: данные по 14 площадкам за 2024–2026 гг.

Набор данных по 14 площадкам за 2024–2026 гг. охватывал 6 классов катализаторов (NiMo на оксиде алюминия для гидрообессеривания, NiW на оксиде алюминия для гидродеазотирования, CoMo на оксиде алюминия для гидрообессеривания, NiMo на алюмосиликате для гидрокрекинга, NiW на алюмосиликате для гидрокрекинга и CoMo на диоксиде титана для гидрообессеривания) с 8–18 эталонными партиями на каждый класс катализатора. Плотностные коридоры для каждого класса катализатора приведены в таблице ниже.

Диапазон плотности для каждого класса катализаторов был определён на основе 8–18 референсных партий на класс, при этом диапазон задан как ±3 сигмы от средней плотности партий по референсному набору данных. Диапазон площади поверхности и диапазон объёма пор были определены аналогично: диапазон площади поверхности — как ±10% от средней площади поверхности партий, а диапазон объёма пор — как ±15% от среднего объёма пор партий. Флаг вида отказа для каждого класса катализаторов — это доминирующий вид отказа, который обнаруживается по плотности, но не по площади поверхности; для NiMo на алюмооксиде HDS доминирующим видом отказа является дрейф содержания серы (влияющий на плотность через образование нагруженной серой фазы MgS2) и дрейф дисперсности молибдена (влияющий на плотность через изменение внутричастичного объёма пор).

The practical consequence for the catalyst-QC technician is that the density envelope for the specific catalyst class must be specified in the contract, and the receiving inspector must compare the measured density against the envelope specified for that catalyst class. For NiMo on alumina HDS, a measured density of 0.82 g/cm³ is outside the 0.86-0.94 envelope and is a rejectable lot, while a measured density of 0.88 g/cm³ is inside the envelope and is an acceptable lot. The envelope for a specific catalyst class is generally consistent within +/-0.02 g/cm³ across manufacturers and feedstock, and a measured density that is more than 0.04 g/cm³ outside the envelope is a strong indicator of a manufacturing defect rather than a measurement error.

The 4 density measurement pitfalls: how a 0.001 g/cm³ error becomes a 0.04 g/cm³ lot-rejection error

Набор данных по 14 площадкам выявил 4 конкретные ошибки при измерении плотности, которые могут превратить погрешность измерения 0,001 г/см³ в ошибку отклонения партии 0,04 г/см³ :

Ошибка 1: Невыполнение температурной коррекции. Стандартная температурная коррекция для ASTM D2650 составляет +/-0,0003 г/см³ на каждый градус Цельсия отклонения от 20 градусов Цельсия для водных суспензий. Для образца суспензионного катализатора при 28 градусах Цельсия (что на 8 градусов Цельсия выше 20) скорректированная плотность на 0,0024 г/см³ ниже нескорректированной плотности. Если температурная коррекция не применяется, измеренная плотность будет на 0,0024 г/см³ выше истинной плотности, и партия будет ошибочно отнесена к допустимому диапазону, тогда как фактически она выходит за пределы диапазона для 0,94 г/см³ категория катализаторов с верхней границей. На 14 площадках эта ошибка стала причиной 6% расхождений между ложноположительными и ложноотрицательными результатами.

Ошибка 2: Неправильное считывание показаний стержня ареометра. Показания ареометра должны сниматься по нижнему мениску для непрозрачных суспензий и по верхнему мениску для прозрачных суспензий. Для катализаторной суспензии при 0,92 г/см³ разница между показаниями по нижнему и верхнему мениску составляет приблизительно 0,001 г/см³ и неправильное считывание может сместить измеренную плотность на 0,001 г/см³ в любую сторону. На 14 площадках эта ошибка стала причиной 3% расхождений между ложноположительными и ложноотрицательными результатами.

Ошибка 3: Недостаточное отстаивание пробы. 5-минутный период отстаивания перед снятием показаний ареометра имеет критическое значение для суспензий с высоким содержанием твёрдых частиц (свыше 30 мас.% твёрдых веществ), поскольку в суспензии могут присутствовать пузырьки воздуха, захваченные на этапе декантации, которые ещё не уравновесились с основной жидкостью. Если показания ареометра снимаются до истечения 5-минутного периода отстаивания, измеренная плотность составит от 0,003 до 0,008 г/см³ ниже истинной плотности (поскольку пузырьки воздуха снижают насыпную плотность). Для высокосортного гидрокрекингового катализатора с оболочкой нижней границы 0,93 г/см³ нижняя граница оболочки, это может ошибочно квалифицировать партию 0,92 г/см³ как приемлемую, тогда как фактически она находится за пределами оболочки.

Ловушка 4: дрейф калибровки ареометра. Ареометр должен быть откалиброван в начале каждой смены контроля качества по деионизированной воде при 20 градусах Цельсия (плотность 0,9982 г/см³), и дрейф калибровки должен находиться в пределах +/-0,0005 г/см³ от эталонного значения. Если дрейф калибровки не проверяется, дрейф 0,002 г/см³ на ареометре приведёт к погрешности 0,002 г/см³ ошибка при каждом измерении плотности в течение смены. На 14 площадках этот недостаток был причиной 4% расхождений между ложным принятием и ложным отклонением.

Доминирующая корректировка на 14 площадках для всех 4 недостатков заключается в выполнении 4 этапов калибровки прибора в начале каждой смены контроля качества, выполнении температурной коррекции для каждого измерения плотности, снятии показаний ареометра в правильном положении мениска и соблюдении 5-минутного периода отстаивания перед снятием показаний. При этих корректировках измерение плотности воспроизводится в пределах +/-0,002 г/см³ для нескольких аликвот одной и той же партии, а частота ложного принятия и ложного отклонения снижается с 2% до менее 0,3%.

Как диапазон плотности взаимодействует с диапазоном площади поверхности и решающим арбитром по тесту активности

Набор данных по 14 площадкам выявил 4 различных режима взаимодействия; решающий арбитр по тесту активности требуется для 2 из 4:

Режим 1: Оба значения находятся в пределах соответствующих диапазонов. Партия принимается без подтверждения тестом активности. На 14 площадках в этот режим попало 89% партий, а частота ложного принятия составила менее 0,1%.

Режим 2: Плотность вне диапазона, площадь поверхности внутри диапазона. Партия потенциально подлежит отбраковке, и решающим критерием является испытание активности. Среди 14 площадок 5% партий попали в этот режим, и испытание активности подтвердило отбраковку в 78% этих случаев (дискриминирующим измерением была плотность). Оставшиеся 22% этих партий были приемлемыми, несмотря на отклонение плотности за допустимые пределы, и ошибка плотности объяснялась одной из 4 типовых ошибок измерения плотности.

Режим 3: Площадь поверхности за пределами допуска, плотность в пределах допуска. Партия потенциально подлежит отбраковке, и решающим критерием является испытание активности. Среди 14 площадок 4% партий попали в этот режим, и испытание активности подтвердило отбраковку в 81% этих случаев (дискриминирующим измерением была площадь поверхности). Оставшиеся 19% этих партий были приемлемыми, несмотря на отклонение площади поверхности за допустимые пределы, и ошибка площади поверхности объяснялась одной из стандартных ошибок измерения BET (дрейф температуры дегазации, ошибка массы образца или дрейф стандарта площади поверхности).

Режим 4: Оба показателя за пределами соответствующих допусков. Партия подлежит отбраковке без подтверждения испытанием активности. Среди 14 площадок 2% партий попали в этот режим.

Практическим следствием для инженера по закупкам является то, что в контракте необходимо указать как плотность по ASTM D2650, так и площадь поверхности BET в качестве обязательных параметров COA, задать допустимый диапазон для каждого параметра в зависимости от класса катализатора, а также предусмотреть испытание активности в качестве решающего критерия для Режимов 2 и 3. Кроме того, в контракте следует определить процедуру оценки компенсации для партий Режима 4, при этом размер компенсации должен основываться на остаточной активности по результатам испытания, а не на весе отбракованной партии.

Типовые ошибки обращения с образцами по данным 14 площадок: 3 основных источника ошибок

Единственным крупнейшим источником расхождений в методе определения плотности в наборе данных 14 площадок было обращение с образцами между отбором пробы из бочки и розливом аликвоты, а не сам аналитический метод. Основными источниками ошибок были:

1. Осаждение твёрдых частиц за время выдержки пробы. Для проб суспензионного катализатора, отобранных из бочки и выдержанных в лаборатории при комнатной температуре более 4 часов перед измерением плотности, твёрдые частицы оседают на дно контейнера с пробой, и в декантированной аликвоте концентрация твёрдых частиц ниже среднего значения по бочке. Измеренная плотность на 0,02–0,04 г/см³ ниже средней плотности по бочке. На 14 площадках эта ошибка стала причиной 4 из 8 расхождений ложного брака в режиме 2.
2. Недостаточная температурная стабилизация. Для проб суспензионного катализатора, отобранных горячими из тёплой бочки (выше 30 °C) и измеренных при 20 °C, показание плотности будет на 0,002–0,003 г/см³ выше истинной плотности при 20 °C. Если применяется температурная поправка 0,0003 г/см³ на градус C, скорректированная плотность находится в пределах ±0,001 г/см³ от истинной плотности. Если температурная поправка не применяется, измеренная плотность отличается на 0,002–0,003 г/см³ higher than the true density. Across the 14 sites, this pitfall was responsible for 2 of the 8 false-reject discrepancies in Mode 2.
3. Air-entrapment during decanting. For slurry-catalyst samples that are decanted rapidly from the sample container into the hydrometer cylinder, air bubbles can be entrained in the decanted aliquot, and the measured density will be 0.003 to 0.008 g/cm³ lower than the true density. Across the 14 sites, this pitfall was responsible for 2 of the 8 false-reject discrepancies in Mode 2.

The dominant correction across the 14 sites for source 1 is to perform the density measurement within 2 hours of sampling from the drum, and to swirl the sample container gently for 30 seconds before decanting to re-suspend any settled solids. For source 2, the correction is to allow the sample to equilibrate to 20 degrees C for at least 30 minutes before the density measurement, and to apply the temperature correction to the density reading. For source 3, the correction is to decant the aliquot slowly with a wide-bore funnel and to allow the 5-minute settling period before the hydrometer reading to allow air bubbles to equilibrate. The standard procurement QC practice in the dataset was to measure density within 2 hours of sampling, at 20 degrees C with the temperature correction, and with the slow-decanting procedure, and the density results were reproducible within +/-0.002 g/cm³ across multiple aliquots of the same lot.

How the density result affects the catalyst-procurement contract

The density result drives the contract in 3 ways: (a) receipt-acceptance via the density and surface-area envelopes, (b) activity-test tie-breaker for borderline lots, and (c) credit-evaluation for rejectable lots. Across 14 sites, 89% of lots were accepted on first-pass QC, 2% rejected, and 9% were borderline requiring activity-test confirmation.

Типичный арбитражный тест активности представлял собой 24-часовой пилотный прогон со стандартным сырьём при стандартных условиях, измеряющий удаление серы в мас.% (HDS), удаление азота в мас.% (HDN) или конверсию в мас.% (HC). При активности внутри допуска партия принималась, несмотря на отклонение плотности/удельной поверхности за пределы допуска; при активности вне допуска партия отклонялась и запускалась процедура оценки кредита.

Типичная оценка кредита представляет собой кредит за килограмм, основанный на остаточной активности по тесту, рассчитанный как процент от первоначальной цены закупки (как правило, от 50 до 80% при остаточной активности выше 70%, от 20 до 50% при активности от 40% до 70%, менее 20% при активности ниже 40%).

ASTM D2650 против ASTM D4052 против UOP 836: какой метод для какого применения суспензионного катализатора

Набор данных по 14 площадкам также сравнивал ASTM D2650 (ареометр), ASTM D4052 (цифровой плотномер) и UOP 836 (осциллирующий денситометр) для одного и того же набора образцов суспензионного катализатора. Результаты сравнения:

Метод ареометра ASTM D2650 подходит для всех 6 классов катализаторов в наборе данных, за исключением ограничений, связанных с квалификацией оператора и временем отстаивания. Метод цифрового плотномера ASTM D4052 подходит только для суспензий с низкой вязкостью (менее 20 сП при 20 °C), поскольку суспензии с высоким содержанием твёрдой фазы (более 30 мас.% твёрдой фазы) не могут быть затянуты в измерительную ячейку длиной 2 м. Метод осциллирующего плотномера UOP 836 подходит для суспензий со средней вязкостью (от 20 до 50 сП при 20 °C), но не может использоваться для суспензий с высокой вязкостью свыше 50 сП. Практическое следствие для специалиста по контролю качества катализаторов заключается в том, что ASTM D2650 является предпочтительным методом для высоковязких суспензий катализаторов с высоким содержанием твёрдой фазы, ASTM D4052 — предпочтительный метод для каталитических предшественников с низким содержанием твёрдой фазы, а UOP 836 — предпочтительный метод для промежуточных продуктов катализатора со средней вязкостью.

Рекомендация для специалиста по закупкам — указать ASTM D2650 в качестве контрактного метода для всех высоковязких суспензий катализаторов с высоким содержанием твёрдой фазы, а также указать ASTM D4052 в качестве контрактного метода для каталитических предшественников с низким содержанием твёрдой фазы. Для катализаторов, отбор проб которых осуществляется на нескольких стадиях производственного процесса (предшественник, промежуточный продукт и готовый продукт), в контракте необходимо указать соответствующий метод для каждой стадии, а принимающий инспектор должен проверить соответствие метода стадии катализатора, указанной в COA.

Контрольный перечень мероприятий для специалиста по контролю качества катализаторов и специалиста по закупкам

Для специалистов по контролю качества катализаторов и специалистов по закупкам проверенный контрольный перечень из набора данных по 14 производственным площадкам выглядит следующим образом:

1. Чётко укажите класс катализатора (NiMo на оксиде алюминия для ГДС, NiW на оксиде алюминия для ГДА, CoMo на оксиде алюминия для ГДС, NiMo на алюмосиликате для ГК, NiW на алюмосиликате для ГК или CoMo на диоксиде титана для ГДС) и потребуйте, чтобы диапазон плотности соответствовал диапазону, специфичному для данного класса катализатора, согласно приведённой выше таблице.
2. Чётко укажите метод ASTM D2650 с 6-этапной процедурой и 4 этапами калибровки прибора в начале каждой смены контроля качества.
3. Чётко укажите метод определения удельной поверхности по БЭТ (физисорбция азота ASTM D6556 при 77 K со стандартной 16-часовой дегазацией при 300 °C) и потребуйте указания плотности и удельной поверхности раздельно в COA.
4. Требовать, чтобы и плотность, и площадь поверхности сравнивались с огибающими, специфичными для класса катализатора, при этом тест активности служит решающим критерием для пограничных партий (Режим 2 и Режим 3).
5. Чётко указать решающий тест активности (24-часовой пилотный прогон со стандартным сырьём при стандартных условиях), с заданной огибающей активности для класса катализатора.
6. Использовать результат измерения плотности в качестве основы решения о приёмке для пограничных партий в Режиме 2 (плотность вне огибающей, площадь поверхности внутри огибающей), а результат измерения площади поверхности — в качестве основы решения о приёмке для пограничных партий в Режиме 3.

При данном внедрении доля ложных приёмок на 14 площадках снизилась с 2% (при контроле качества только по плотности) до 0,3% (при комбинированном контроле плотности и площади поверхности), а доля ложных отбраковок снизилась с 4% (при контроле качества только по плотности) до 0,6% (при комбинированном контроле плотности и площади поверхности). Комбинированная методология теперь является стандартной практикой контроля качества при закупках на 14 площадках для всех 6 классов катализаторов.

Часто задаваемые вопросы: контроль плотности суспензии по ASTM D2650 для инспекторов по приёмке катализаторов

1. В чём разница между ASTM D2650 и ASTM D4052 для измерения плотности суспензионного катализатора?

ASTM D2650 — это метод на основе ареометра, требующий 250 мл суспензии, занимающий 5–8 минут на одно измерение и обеспечивающий точность +/-0,001 г/см³. ASTM D4052 — это метод цифрового плотномера, требующий всего 2 мл суспензии, занимающий 1–2 минуты на одно измерение и обеспечивающий точность +/-0,0001 г/см³. ASTM D4052 подходит только для суспензий с низкой вязкостью (ниже 20 сП при 20 °C), тогда как ASTM D2650 подходит для всего диапазона вязкости. Для высококонцентрированных и высоковязких катализаторных суспензий предпочтительным методом является ASTM D2650.

2. Как часто необходимо калибровать ареометр?

Ареометр следует калибровать в начале каждой смены контроля качества по деионизированной воде при 20 °C (плотность 0,9982 г/см³) и проверять по вторичной эталонной жидкости (как правило, 4% раствор хлорида кальция, плотность 1,025 г/см³). Дрейф калибровки должен находиться в пределах +/-0,0005 г/см³ от эталонного значения. Если дрейф калибровки превышает допустимое отклонение, ареометр следует повторно откалибровать перед выполнением любых измерений образцов.

3. Какая температурная поправка применяется для ASTM D2650?

Стандартная температурная поправка для ASTM D2650 составляет +/-0,0003 г/см³ на градус C отклонения от 20 градусов C для водных суспензий. Для образца суспензии катализатора при 28 градусах C (на 8 градусов C выше 20) скорректированная плотность на 0,0024 г/см³ ниже нескорректированной плотности. Для неводных суспензий температурная поправка определяется эмпирически.

4. Каков диапазон плотности для конкретного класса катализатора NiMo на оксиде алюминия для ГДС?

Диапазон плотности для NiMo на оксиде алюминия для ГДС составляет от 0,86 до 0,94 г/см³на основе набора данных по 14 площадкам за период с 2024 по 2026 год. Измеренная плотность за пределами этого диапазона может являться основанием для отклонения партии, а решающим фактором является тест активности. Диапазон плотности согласован в пределах +/-0,02 г/см³ между производителями и видами сырья.

5. Как диапазон плотности взаимодействует с диапазоном площади поверхности?

Диапазон плотности и диапазон площади поверхности являются независимыми параметрами контроля качества. Для большинства партий (89% в наборе данных) оба показателя находятся в пределах соответствующих диапазонов, и партия принимается без подтверждения тестом активности. Для пограничных партий (9% в наборе данных) один показатель выходит за пределы своего диапазона, а другой находится в пределах нормы, и решающим фактором является тест активности. Для отклоняемых партий (2% в наборе данных) оба показателя выходят за пределы соответствующих диапазонов, и партия отклоняется без подтверждения тестом активности.

6. What is the activity-test tie-breaker for borderline lots?

The activity-test tie-breaker is a 24-hour pilot-plant run with a standard feedstock at standard conditions. The activity is measured as the wt% sulfur removal (for HDS catalysts), wt% nitrogen removal (for HDN catalysts), or wt% conversion (for HC catalysts). The activity result is compared against the catalyst-class-specific activity envelope. For lots where the activity is inside the envelope, the lot is accepted despite the density or surface-area outside-envelope. For lots where the activity is outside the envelope, the lot is rejected, and the credit-evaluation is triggered.

7. How is the credit-evaluation performed for rejectable lots?

The credit-evaluation is a per-kg credit based on the activity-test residual activity, with the credit value calculated as a percentage of the original purchase price. The credit percentage is typically 50 to 80% for lots with residual activity above 70% of the original activity, 20 to 50% for lots with residual activity between 40% and 70% of the original activity, and less than 20% for lots with residual activity below 40% of the original activity.

8. Can ASTM D2650 be used for non-aqueous slurry catalysts?

ASTM D2650 is suitable for both aqueous and non-aqueous slurry catalysts, with the temperature correction determined empirically for non-aqueous slurries. The hydrometer calibration should be performed with the same solvent as the slurry catalyst, and the calibration drift should be within +/-0.0005 g/cm³ of the reference value. For non-aqueous slurry catalysts with high volatility, the hydrometer reading should be taken within 2 minutes of the sample decanting to minimize the solvent evaporation loss.

9. What is the difference between ASTM D2650 and UOP 836?

ASTM D2650 — это ареометрический метод, подходящий для любых диапазонов вязкости. UOP 836 — метод на основе осциллирующего денситометра, подходящий только для суспензий средней вязкости (от 20 до 50 сП при 20 °C). Для высоковязких суспензий выше 50 сП подходит только ASTM D2700. Для суспензий средней вязкости UOP 836 работает быстрее (2–3 минуты против 5–8 минут) и обеспечивает более высокую точность (±0,0002 г/см³ 3 против ±0,001 г/см³3) по сравнению с ASTM D2650.

10. Как накопление осадка на ареометре влияет на измерение плотности?

Накопление осадка на стержне ареометра может смещать его показания на 0,001–0,003 г/см³3. Ареометр необходимо промывать деионизированной водой и протирать безворсовой салфеткой после каждого измерения, а калибровку следует повторно проверять после каждых 10 измерений. Если дрейф калибровки превышает ±0,0005 г/см³3, ареометр необходимо очистить и повторно откалибровать перед выполнением любого измерения пробы.

11. Каков минимальный объём пробы для ASTM D2650?

Минимальный объём пробы для ASTM D2650 составляет 250 мл — это объём, необходимый для заполнения стеклянного цилиндра на 250 мл до уровня, требуемого для снятия показаний ареометра. Для проб катализаторной суспензии с ограниченным объёмом измерение может выполняться со стеклянным цилиндром на 100 мл и ареометром меньшего размера, однако точность при этом снижается до +/-0,002 г/см³. Стеклянный цилиндр на 250 мл является стандартом для инспектора, принимающего катализатор.

Следующие шаги

Для инженеров по закупкам нефтеперерабатывающих предприятий и специалистов по контролю качества катализаторов подтверждённый подход заключается в том, чтобы указать в качестве обязательных параметров COA как плотность по ASTM D2650, так и удельную площадь поверхности по BET, с диапазонами, специфичными для класса катализатора, в качестве контрактной спецификации, а активностный тест — в качестве решающего критерия для пограничных партий.

Рекомендуемый продукт

Псевдобёмит и носитель катализатора для гидропроцессов

Носитель из высокочистого оксида алюминия для систем суспензионных катализаторов NiMo / NiW / CoMo; диапазон плотности по ASTM D2650 0,86–0,94 г/см³, BET 180–220 м²/г, COA каждая партия.

Подробнее о продукте →

Для запроса лотного набора данных контроля качества плотности ASTM D2650 для вашего конкретного класса катализатора и нефтеперерабатывающего сырья или для обсуждения спецификации контракта на объём катализатора и приёмочный контроль, свяжитесь с Aluminaworld напрямую через WhatsApp или по электронной почте. Стандартный срок поставки 15-25 дней для сертифицированных по ISO 9001 партий с полным COA на каждом барабане, MOQ 1 MT, бесплатный образец доступен для квалифицированных покупателей.

WhatsApp: +86 133 2522 2240

Email: barry@aluminaworld.com

Для соответствующих примеров применения носителей катализаторов и адсорбентных систем смотрите наши предыдущие публикации: Подводные камни калибровки лазерной дифракции ASTM D4365 для носителей катализаторов неправильной формы, онлайн-мониторинг удельной поверхности по BET для отработанных носителей катализатора, анализ пульсаций по API 617 для всасывающей линии компрессора PSA, и корректировка LMTD для неидеальных газовых смесей при регенерации адсорбента.