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本标准规定了氧化铝型硫磺回收催化剂的活性试验方法。
本标准适用于含硫化氢酸性气为原料的克劳斯硫回收工艺中，以氧化铝为主要活性组分的硫磺回
收催化剂。
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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 6679 固体化工产品采样通则
原料气中的二硫化碳与水在催化剂的作用下，发生水解反应生成硫氧化碳和硫化氢，硫氧化碳再水
解生成硫化氢和二氧化碳；硫化氢与二氧化硫在催化剂的作用下，发生化学反应生成单质硫和水。其化
学反应方程式如下：
CS₂+H₂O=COS+H₂S
COS+H₂O=H₂S+CO₂
2H₂s+SO₂÷Sx+2H₂O
用气相色谱分析反应前后气体中硫化氢、二氧化硫、二硫化碳、硫氧化碳等的体积分数，计算出其总
硫转化率和有机硫水解率，以此表征催化剂的活性。
氧化铝型硫磺回收催化剂活性试验装置示意图见图1。
GB/T 33103—2016
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说明：
2、9——冷井；
8 硫 磺 扑 集 器 ；
图 1 氧化铝型硫磺回收催化剂活性试验装置示意图
氧化铝型硫磺回收催化剂活性试验装置主要性能设计参数见表1。
表 1 活性试验装置主要性能设计参数
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GB/T 33103—2016
正常情况下，试验装置的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。
按GB/T 6679 中的规定取得。
取适量实验室样品，置于瓷研钵内破碎研细，用孔径为1.18 mm 和2.36 mm
的试验筛(按照
GB/T 6003.1 中 R40/3 系列)筛分。取粒度为1.18 mm～2.36 mm
的试样放入烘干箱内于120℃士
5 ℃ 干 燥 2 h,然后置于干燥器中冷却至室温，按附录B 的规定测定其堆积密度。
根据试样的堆积密度，称取30 mL 对应质量的试样，精确至0.1 g,待用。
在反应器的反应管等温区底部垫一层不锈钢筛板，再在不锈钢筛板上加三层不锈钢丝网，将催化剂
试料(见5.3)小心倒入反应管内，轻轻敲击管壁，使催化剂床层装填紧密，并测量其催化剂床层装填高
度，然后再装入粒度为2.5 mm～3mm 的瓷球30 mL,
轻轻敲实，拧紧反应器螺帽，将反应器接入试验
系统。
打开原料气总阀，向系统内通入惰性气体(N₂), 并稳定在0.25 MPa,
关闭系统进出口阀门，如在 0.5h 内压力下降小于0.02 MPa,
则视为系统密封。试漏符合要求后打开系统出口阀排气，使系统降至
常压。将测温热电偶插入热电偶套管内，使其热端位于催化剂床层中部。
根据氧化铝型硫磺回收催化剂在工业装置中使用情况的差异，可采用不同的活性试验条件。工业
应用中，催化剂装填在1级反应器中时，实验室按条件1进行活性测试，以总硫转化率和有机硫水解率
表征其活性；工业应用中，催化剂装填在2、3级反应器中时，实验室按条件2进行活性测试，以总硫转化
率表征其活性。
氧化铝型硫磺回收催化剂活性试验条件见表2。
GB/T 33103—2016
表 2 活性试验条件
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打开氮气阀门，使反应器以120℃/h
左右的速率升温，升至活性测定温度后，改通原料气，控制并
调节好气体流量，同时开启平流泵向系统加入去离子水。在表2的活性试验条件下稳定2
h 后，开始用
色谱(操作条件见表3)分析反应器进出口气体中的硫化氢、二氧化硫、二硫化碳的体积分数，并计算其
总硫转化率和有机硫水解率。每隔1 h 分析一次，连续运行24 h
后，停止试验。取24 h 数值的平均值
作为催化剂的总硫转化率和有机硫水解率的最终数值。
表 3 色谱操作条件
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试验结束后，先关闭平流泵，停止注水，再关闭除氮气外的其余气源，进行系统吹扫(至少1
h),最
后关闭氮气，切断系统电流。
催化剂的总硫转化率E₁ , 按式(1)计算：
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style="width:8.40003in;height:1.07998in" /> ………… (1)
式中：
41——原料气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
42— 原料气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示；
Q3 原料气中二硫化碳的体积分数的数值，以%表示；
φx——尾气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
4s——尾气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示；
46——尾气中二硫化碳的体积分数的数值，以%表示；
47 尾气中硫氧化碳的体积分数的数值，以%表示。
取24 h 连续测定结果的算术平均值作为测定结果。
催化剂的有机硫水解率 E₂ , 按式(2)计算：
style="width:5.7134in;height:1.05996in" /> (2)
式中：
φ1——原料气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
42—原料气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示；
43——原料气中二硫化碳的体积分数的数值，以%表示；
φ4——尾气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
4s 尾气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示；
46——尾气中二硫化碳的体积分数的数值，以%表示；
φ7——尾气中硫氧化碳的体积分数的数值，以%表示。
取24 h 连续测定结果的算术平均值作为测定结果。
催化剂的总硫转化率E₃, 按式(3)计算：
style="width:6.54664in;height:1.07998in" /> (3)
式 中 ：
48 — 原料气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
4g 原料气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示；
410 — 尾气中硫化氢的体积分数的数值，以%表示；
4 — — 尾气中二氧化硫的体积分数的数值，以%表示。
取 2 4 h 连续测定结果的算术平均值作为测定结果。
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(规范性附录)
反应器等温区长度的测定
A.1 装填
在反应器底部垫两层细不锈钢丝网，装入1.4 mm～2.5 mm
的瓷球，至距反应器入口截面10 mm
左右的位置，并敲实，拧紧反应器螺帽。将反应器接到试验装置中，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
向反应器内通入原料气并升温，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2 h 后开始测定等温区。具体按下列步骤进行：
a)
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
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10 mm,
等2 min~
3
min,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入，方
法同上，直到热电偶插到原点位置为测定一次。按上述步骤再重复测定一次，取两次测定的共
同区间为该温度下等温区。
b) 将反应器温度升温至320℃恒温，待条件稳定2 h
后，按a)的步骤测定320℃下的等温区。
c)
取230℃和320℃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80 mm。
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，然后重测等温度区。
A.3 等温区的确定
根据测得等温度区的长度，确定反应器内不锈钢筛板的固定位置和催化剂试料装填高度，计算出热
电偶插入的长度。
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(规范性附录)
催化剂堆积密度的测定
B. 1 试样的堆积
将适量的试样(见5.2)分成若干份，依次加入100 mL
量筒内；每加一次，均需将量筒上下振动若干
次，直至试样在量筒内的位置不变为振实，反复操作，直至振实的试样量为100
mL。
B.2 试样的称量
称量振实的100 mL 试样(见 B. 1) 的质量，精确至0.1g。
B.3 堆积密度的计算
催化剂堆积密度p,数值以克每毫升(g/mL) 表示，按式(B.1) 计算：
style="width:1.55996in;height:0.5467in" /> … … … … … … … … … …(B. 1)
式中：
m2— 100mL 量筒和100 mL 试样的质量的数值，单位为克(g);
m₁— 100mL 量筒的质量的数值，单位为克(g);
V — 试样的体积的数值，单位为毫升(mL)。
计算结果保留三位有效数字。
取平行测定结果的算术平均值作为测定结果，平行测定结果的相对误差应不大于2.0%。
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