ICS 71. 100.99 HG G74 备案号：60513—2018 中华人民共和国化工行业标准 HG/T5197—2017 氧化碳耐硫变换催化齐 抗水合性能试验方法 Test method of anti hydrated performance for sulfur-tolerant carbon monoxide shift catalysts 2018-04-01实施 2017-11-07发布 中华人民共和国工业和信息化部 发布 HG/T5197—2017 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会化工催化剂分技术委员会（SAC/TC63/SC10）归口。 本标准起草单位：福州大学化肥催化剂国家工程研究中心、北京三聚环保新材料股份有限公司、 南化集团研究院。 本标准主要起草人：江莉龙、曹彦宁、赵文涛、邱爱玲、孙国双、陈延浩。 (41) HG/T 5197—2017 一氧化碳耐硫变换催化剂抗水合性能试验方法 警示——本标准所涉及的试验用原料气和尾气（含H2、N2、CO、H2S、CO2、CS2）对人体健康 和安全具有中毒、易燃、易爆危害，必须严防系统漏气，现场严禁有明火，并且应配有必要的灭火器 材和排风设备等预防设施。 1范围 本标准规定了一氧化碳耐硫变换催化剂抗水合性能试验方法。 本标准适用于工况压力大于3.0MPa的合成氨及制氢等装置中一氧化碳加水蒸气制取氢气的不 含钾耐硫变换催化剂。 2规范性引用文件 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/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛 HG/T2779 9一氧化碳耐硫变换催化剂（低压部分） 3原理 催化剂在一定的温度、水汽比、压力等条件下，保持一段时间后，用气相色谱仪分析反应器进、 出口气体中一氧化碳体积分数，计算出其一氧化碳转化率，并与耐水前催化剂的一氧化碳转化率进行 对比，以耐高水汽比后催化剂的活性保留率表征催化剂的抗水合性能。 4试验装置 4.1流程 一氧化碳耐硫变换催化剂抗水合性能试验装置示意图见图1。 (43) 1 HG/T5197—2017 13 李良12-1 原料气 ? 放空 -2 8-2 冷却水 说明： 11,12- 质量流量计； 1-3,14 湿式气体流量计； 2- CS,蒸发器； 气体混合瓶； 3 4-1,4-2- 反应器； 汽化器； 5- 6 平流泵； 7- 计量管； 8-1,82 冷凝器； 9-1,9-2- 水封瓶； 10- 气相色谱仪； 11-1,11-2 脱硫器； 12-1,12-2 碱洗瓶； 13- 保温管。 图1一氧化碳耐硫变换催化剂抗水合性能试验装置示意图 4.2主要性能 一氧化碳耐硫变换催化剂抗水合性能试验装置主要性能参数见表1。 表1试验装置主要性能设计参数 项 目 参 数 反应器中反应管规格/mm $38X3 反应器等温区长度*/mm 50 最高使用压力/MPa 10. 0 最高使用温度/℃ 600 平行性（极差值)/% 2 复现性（极差值)/% 3 反应器等温区长度的测定按附录A的规定。 4.3校验 正常情况下，试验装置的平行性、复现性每年用参考样或保留样至少测定一次，其测定方法按第 6章和第7章的规定。 2 (44) HG/T5197—2017 5样品 5.1实验室样品 按HG/T2779的规定取得。 5.2试样 取适量实验室样品。如果是条形，应处理成长度为3.5mm～4.0mm的试样；如果是球形，应 处理成直径为4.0mm5.0mm的试样［用孔径为4.0mm和5.0mm的试验筛（按照GB/T6003.1 中R40/3系列）筛分]。按附录B的规定测定其堆积密度。 5.3试料 根据试样的堆积密度，称取30mL对应质量的试样，精确至0.1g，待用。 6试验步骤 6.1原料气 原料气（以体积分数计）由一氧化碳（45%～50%）、二氧化碳（3%5%）、硫化氢 （0.1%～0.5%），其余为氢气组成。 6.2试料的填装 在反应器的反应管底部垫一只不锈钢筛板，将处理干净的粒度为3mm～5mm的瓷球装入反应 管内，敲实填充至测定等温区时所确定的位置。再在瓷球上加一只不锈钢筛板，将催化剂试料分次小 心倒入反应管内，轻轻敲击管壁使催化剂床层装填紧密，测量其催化剂床层的装填高度。然后加上一 只不锈钢筛板，在不锈钢筛板上装满粒度为3mm5mm的瓷球，轻轻敲实，拧紧反应器螺帽，将 反应器接人试验系统。 6.3系统试漏 打开原料气总阀，向系统通人原料气，并稳定在4.0MPa，关闭系统进出口阀门。如在0.5h内 压力下降小于0.02MPa，则视为系统密封。试漏符合要求后打开系统出口阀排气，使系统压力降至 常压。将测温热电偶插入热电偶套管内，使其热端位于气体入口催化剂床层内5mm处， 6.4升温硫化 向系统通入原料气，空速为750h-1（空速相关的流量校正见附录C)、压力为常压，按表2的规 定进行升温硫化。反应器温度升至180℃时，开始向原料气中配人总硫（以H,S计）为15g/Nm3～ 20g/Nm²的硫化剂，直至反应器温度从420℃降温时停止配硫，硫化结束。 (45) 3 HG/T5197—2017 表2硫化操作条件 温度范围/℃ 升温速率/(℃/h) 所需时间/h 室温～250 60 4 250 0 250~350 50 2 350 0 4 350~420 50 1. 5 420 0 2 420~350 自然降温 6.5 活性的测定 6.5.1初活性 将汽化器、保温管升温至约320℃，控制并调节系统压力为4.0MPa士0.02MPa、原料气空速为 3000h-1土50h-1、水蒸气与原料气体积比为1.0土0.02（水蒸气与原料气体积比的测定见附录D)、 温度为350℃1℃，稳定并保证4h后，开始分析反应器进出口气体中的一氧化碳体积分数，计算 其一氧化碳转化率，然后每隔1.5h～2.0h测定一次。当连续3次一氧化碳转化率的极差值不大于 1.0%，则可以结束初活性试验。 6.5.2耐水后活性 将反应器温度降低至200℃土1℃、水蒸气与原料气体积比改为2.0土0.02，控制并保持8h后， 再将反应器温度升高到350℃土1℃、水蒸气与原料气体积比改为1.0士0.02，稳定4h后，开始分析 反应器进出口气体中的一氧化碳体积分数，计算其一氧化碳转化率，然后每隔1.5h～2.0h测定 次。当连续3次一氧化碳转化率的极差值不大于1.0%，则可以结束耐水后活性试验。 6.5.3停车 关闭原料气总阀，系统排空降压，同时排放冷凝器中的冷凝水。当系统压力降至常压时，关闭平 流泵，停止注水，最后切断系统电源。 7试验数据处理 7.1活性 催化剂活性以一氧化碳转化率E计，按公式（1）计算： (P1-2)×100 E= X100% (1) Pi(100+2) 式中： 91原料气中一氧化碳体积分数，以%表示； ?2——变换气中一氧化碳体积分数，以%表示。 取3次连续测定结果的算术平均值作为测定结果，3次测定结果的极差值应不大于1.0%。 (46) 4 HG/T 5197—2017 7.2抗水合性 催化剂的抗水合性E。，按公式（2）计算： E。= E1 式中： E, 一催化剂初活性，以%表示； 一催化剂耐水后活性，以%表示。 计算结果表示到小数点后1位。 (47)