ICS 71. 100. 99 HG G 74 备案号：60518—2018 中华人民共和国化工行业标准 HG/T 5202—2017 一氧化碳耐硫变换催化剂 耐热性能试验方法 Test method of heat-resisting performance for sulfur-tolerant carbonmonoxideshift 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/T5202—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。 (37) I HG/T5202—2017 一氧化碳耐硫变换催化剂耐热性能试验方法 警示——本标准所涉及的试验用原料气和尾气（含H2、N2、CO、H,S、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耐热性能试验方法。 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一 氧化碳耐硫变换催化剂。 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 武验筛 技术要求和检验第部分金属丝编织网试验筛 HG/T2779 氧化碳耐硫变换催化剂关低压部分） 3原理 力等条件 催化剂在 一定的温度、水 保持 段时间质用气相色谱仪分析反应器进、 一氧化碳体积分数 氧化碳转化率， ，并与耐热前能化剂的一氧化碳转化率进行 出口气体中一 计算其 对比，以耐热后催化剂的活性保留率表征催化剂耐热性 4试验装置 4.1流程 一氧化碳耐硫变换催化剂耐热性能试验装置示意图见图1 (39) HG/T5202—2017 放空 1-1 13 电 [9-1 ? ? 12-1 原料气 10 水 8-1 7. 5放空 11-2 4-2 9-2 00 8-2 冷却水 围12-2 说明： 11,12 质量流量计； 1-3,14 湿式气体流量计； 2- CS2蒸发器； 3- 气体混合瓶； 41,4-2 反应器； 5- 汽化器； 平流泵； 6 7- 计量管； 8-1,8-2 冷凝器； 91,92 水封瓶； 10- 气相色谱仪； 111,11-2- 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耐热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耐热性能试验装置主要性能设计参数见表1。 表1 一氧化碳耐硫变换催化剂耐热性能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)/% 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 2 (40) HG/T5202—2017 6章和第7章的规定。 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4.0mm~5.0mm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 6试验步骤 6.1原料气 原料气（以体积分数计） 氧化碳无15 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不锈钢筛板将处理于净的粒度为m 5mm的瓷球装人反应 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 轻轻敲击管睡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 心倒人反应管内， 在不锈钢筛板上装满粒度为品 5的瓷球轻轻敲实紧反应器螺帽，将 只不锈钢筛板 反应器接入试验系统！ 6.3系统试漏 打开原料气总阀，向系统通入原料气，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，使其热端位于气体人口催化剂床层内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。反应器温度升高至180℃时，开始向原料气中配入总硫（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。 (41) 3 HG/T5202—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 6 250~350 50 2 350 0 4 350~420 50 1. 5 420 0 2 420~350 自然降温 一 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土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士0.02（水蒸气与原料气体积比的测定见附录D)、 温度为350℃土1℃，稳定并保持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%时，则可以结束初活性试验。 6.5.2耐热后活性 将反应器温度升高到530℃土1℃、水蒸气与原料气体积比改为1.0士0.02，控制并保持8h后， 再将反应器温度降低至350℃士1℃，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测定一次。当连续3次一氧化碳转化率的极差值 不大于1.0%时，则可以结束耐热后活性试验。 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： (1-P2)×100 E= ×100% .(1) 91(100+92) 式中： 变换气中的一氧化碳体积分数，以%表示。 P2- 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%。 4 (42) HG/T 5202—2017 7. 2 耐热性 催化剂的耐热性E。，按公式（2）计算： (2) E1 式中： E1——催化剂初活性，以%表示； E2——催化剂耐热后活性，以%表示。 计算结果表示到小数点后1位。 (43) 5