ICS 71. 100.99 G 74 HG 备案号：60519—2018 中华人民共和国化工行业标准 HG/T 5203—2017 中温耐硫水解催化剂活性试验方法 Test method of activityformedium-temperature sulfur-resistanthydrolysis 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/T5203—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：华烁科技股份有限公司、北京三聚环保新材料股份有限公司、西安向阳航天材 料股份有限公司、南化集团研究院 本标准主要起草人：雷军、刘华伟、赵文涛、张清建、1 侯亚楠、魏华、王先厚、孙国双、邱爱 玲、金义。 (53) I HG/T5203—2017 中温耐硫水解催化剂活性试验方法 1范围 本标准规定了中温耐硫水解催化剂活性试验方法。 本标准适用于脱除煤制气、焦炉气等气源中硫氧化碳和二硫化碳的中温耐硫水解催化剂。 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/T 6003.1 试验筛 技术要求和检验 第1部分：金属丝编织网试验筛 GB/T 6678 化工产品采样总则 原理 原料气中的硫氧化碳、 、二硫化碳和水在催化剂的作用下分别发生化学反应生成硫化氢和二氧化 碳，其化学反应方程式如下： CO2 H2 +2H0 2HS CO2 S 用气相色谱仪分析反应前后气体重硫氧化碳和二硫化碳的体积分数计算！硫氧化碳和二硫化碳 的转化率，以此表征催化剂的活 4 试验装置 4.1流程 中温耐硫水解催化剂活性试验装置示意图见图1。 (55) HG/T5203—2017 说明： 1- 原料气瓶； 减压阀； 2 一流量计； 3 一水汽饱和器； 一反应管； 5- 电加热炉； 7 恒温水浴。 图1 中温耐硫水解催化剂活性试验装置示意图 4. 2 主要性能 中温耐硫水解催化剂活性试验装置主要性能设计参数见表1。 表1 中温耐硫水解催化剂活性试验装置主要性能设计参数 项 目 性能参数 反应管规格（不锈钢）/mm Φ30×2 反应器等温区长度*/mm 75 最高使用压力/MPa 2. 0 最高使用温度/℃ 600 平行性(极差值)/% 2 复现性(极差值)/% 2 反应器等温区长度的测定按附录A的规定。 a 4.3校验 正常情况下，检验装置的平行性、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。 5样品 5.1 实验室样品 按GB/T6678的规定取得。 5. 2 试样 取适量实验室样品，用孔径为3.0mm和5.0mm的试验筛（按照GB/T6003.1中R40/3系列） 2 (56) HG/T5203—2017 筛分。取粒度为3.0mm～5.0mm的试样，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30.0mL对应质量的试样，精确至0.01g，待用。 6试验步骤 6.1警示 本标准所涉及的试验用原料气和尾气（含CO、COS、H2S、CS2等）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。 6.2原料气 原料气（以体积分数计）由氢气（30%）、二氧化碳（8%10% 氧化碳（5%）、硫化氢 (0.001%~0.1%) 氧气(0.1%~0.4%)、硫氧化碳（0.01%~0.1%)、 二硫化碳（0.01%~ 0.1%），其余为氮气组成 6.3硫化气 硫化气 （以体积分数计） 山硫化氧器 10%其余为氮气组成。 6.4试料的装填 在反应器反应管 管底部的筛板垫 一层干净的细钢网， 处理好的粒度为 3.0mm5.0 mm的情 性瓷球装入反应管 内，敲实填至测定等温区时所确定的位置。 再在情性瓷球上加一层细钢网，将催 内轻轻敲打管壁使催化剂床层装填紧密测量其催化剂床层装填高 化剂试料分次小心倒人反应管 至距反应管人 10左存的立置。 将反应管接人 度。然后加 一层细钢网，用情 性瓷球装坊 系统。 6.5系统试漏 打开氮气总阀，向系统内通人氮气，并稳定在0.5MPa，关闭系统进出口阀门。 如在0.5h内压 力下降小于0.05MPa，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。将测温热电偶插人热电偶套管内，使其热端位于气体入口催化剂床层内5mm处。 6.6升温硫化 向反应器内通入氮气，按表2的条件进行升温硫化。反应器温度升高至200℃时，改通硫化气。 400℃时，分析反应器进出口硫化氢体积分数，直至平衡，硫化结束， (57) 3 HG/T5203—2017 表2升温硫化条件 反应器温度范围 升温速率 所需时间 空速 系统压力 ℃ ℃/h h h~1 室温～200 100 2 200 0 1 500 200~300 100 1 常压 300 0 2. 5 300~400 100 1 1 000 400 0 4 6.7活性的测定 硫化结束后，切断硫化气，系统改通原料气，控制并调节系统压力为常压、活性测定温度为 200℃土1℃、空速为1000h-1土10h-1（气体相关的流量校正见附录C)、水汽饱和器温度为30℃ 土1℃，稳定2h后，开始用气相色谱仪（FPD检测器）分析原料气和尾气中硫氧化碳和二硫化碳的 体积分数，计算出其硫氧化碳和二硫化碳的转化率，然后每隔0.5h测定一次。当连续3次测定数值 的绝对差值不大于2%时，则可结束试验。 试验数据处理 活性以硫氧化碳、二硫化碳的转化率E计，按公式（1）计算： .................. (1) P1 式中： 一原料气中硫氧化碳、二硫化碳的体积分数，以10-6表示； Pi -尾气中硫氧化碳、二硫化碳的体积分数，以10-6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次测定结果的绝对差值应不大于2.0%。 (58) 4 HG/T 5203—2017 附录A (规范性附录） 反应器等温区长度的测定 A.1装填 在反应器反应管底部的筛板上垫一层干净的细钢网，将处理好的粒度为3.0mm～5.0mm的惰 性瓷球装入反应管内，至距反应器入口截面10mm左右的位置，敲实。将反应器接到系统中，试压 试漏至合格，向热电偶套管内插入热电偶。 A.2测定步骤 向反应器内通人原料气，升温，将温度、压力、空速及原料气体积比控制在催化剂活性试验的条 件下，待条件稳定2h后开始测定等温区。具体按下列步骤进行： 将热电偶插入反应器热电偶套管内的适当位置，记下热电偶插入反应器套管内的长度和相应 a) 的温度（即原点处的温度）。将热电偶沿反应器电偶套管向外拉，每拉出10mm，等待 2min～3min，记录稳定后的温度，直至温度相差2℃以上为止。随后再将热电偶向套管内 插人，方法同上，直到热电偶插到原点位置为测定一次。按上述步骤重复测定一次，取两次 测定的共同区间为该温度下的等温区。 b) 将反应器温度升高至400℃恒温，待条件稳定2h后，按a）的步骤测定400℃下的等温区。 取200℃和400℃的共同区间作为该反应器的等温区，该区间长度即为反应器等温区长度， ) 单位为mm，等温区内的温度差值应不大于1℃，等温区长度应不小于100mm。 若所测量温度显示不出等温区，需将反应器拆下，调整电炉丝的疏密位置，然后重测等温区。 A. 3 等温区的确定 根据测得的等温区长度，确定反应器底部装填瓷环的高度和催化剂试料装填高度，计算出热电偶 的插人长度。 (59) 5