催化裂化工艺是炼油厂最重要的石油二次加工工艺之一,它利用多孔分子筛微球催化剂在反应再生系统的连续循环,实现了重质原料油在催化剂作用下的连续催化裂化反应。在催化裂化装置操作过程中,常需要定期测量单程反应后失活催化剂（待生催化剂）上沉积的焦炭特性,用于监控和调整装置的运行状态。其中,H/C质量比就是一个最常测量的一个参数,它常用来评价待生剂汽提器汽提效率的高低。工业中,多孔结焦催化剂H/C质量比的测量一般采用分析烟气气体组分数据计算得到,通过测量烟气中CO和CO₂的含量确定焦炭中C元素的含量,结合烟气中O₂的含量可以进一步得到焦炭中H元素的含量。但是,在实际工业生产中,由于操作波动、采样误差、仪器操作等众多原因,测量得到的烟气气体组分数据存在不准确情况,致使计算得到的H/C质量比偏差较大,有时甚至出现超过裂化原料H/C质量比的情况。前人提出的酸溶-元素分析法和热重-质谱联用法测量H/C质量比的方法存在分析过程过于繁琐或设备过于昂贵等缺点。本课题的研究目的是在前人研究基础上提出一种适用于工业测量多孔结焦催化剂焦炭H/C质量比的新方法,希望其具有测量结果准确、设备价格低廉、操作简单的优点。本课题首先利用热重分析仪对FCC和MTO两种多孔结焦催化剂进行探究,通过多孔结焦催化剂高温下在惰性氮气中的失重规律,发现多孔催化剂中存在一定质量的自由水和结合水,这部分水的质量有时可高达催化剂总质量的1%以上,这部分水的存在是导致传统元素分析法测量H/C质量比过高的主要原因。因此,测量多孔结焦催化剂中H/C质量比过程中必须先对多孔结焦催化剂脱水,再采取措施准确测量烧焦烟气中H₂O和CO₂的质量。进一步,利用热重分析仪考察了不同脱水温度和时间的影响,确定了多孔结焦催化剂不发生热裂解且又能快速脱水的适宜操作温度和时间。基于上述认识,本研究提出了一种基于先脱水、后吸收称重的多孔结焦催化剂H/C质量比测量方法,并根据该方法设计并建造一套H/C质量比的测量仪器,该仪器主要包括气体净化系统、样品燃烧系统、烟气吸收系统三大系统。气体净化系统主要用于脱除惰性气体和氧化气体中影响H₂O和CO₂测量的杂质气体,样品燃烧系统用于焦炭的燃烧,燃烧后的气体与CuO反应可将CO全部转化为CO₂,烟气吸收系统主要用于H₂O和CO₂气体的吸收以及杂质气体的脱除。在测量过程中,先进行多孔结焦催化剂脱水干燥过程,再通过氧化气体烧焦,最后利用高精度天平测量H₂O和CO₂吸收容器的增重来计算出焦炭中氢碳元素的质量和H/C质量比。为了提高H₂O和CO₂质量的测量精度,对各系统的设计均进行了一定的优化。利用该仪器对聚丙烯（H/C分子比为2的标准物）的测定证明了该方法的准确性。在测量过程中,分别对3g MTO和13g FCC两种焦炭含量不同的催化剂的多次测量,结果显示本方法的重复性较好;并对H/C质量比及焦炭含量的误差分析,结果显示本方法的精确度较高,误差可以控制在5%以内。和传统分析H/C质量比的方法相比,本方法测量所用的催化剂样品质量为g级,而传统元素分析方法样品的质量则为mg级,因此可以有效减小样品采样及仪器人为操作引起的误差,提高测量精度。另外,本仪器总成本基本在5万元以下,远低于热重-质谱联用方法。该方法不仅适用于催化裂化多孔结焦催化剂的测量,也适合于其他工艺过程使用的多孔催化剂上焦炭中氢碳质量及H/C质量比的测量。