ICS 71. 100. 99 G 74 HG 备案号：50904—2015 中华人民共和国化工行业标准 HG/T 4864—2015 尿素合成用CO2 脱氢催化剂 活性试验方法 Test method of activity for CO2 dehydrogenation catalysts in urea synthesis using 2016-01-01实施 2015-07-29发布 中华人民共和国工业和信息化部发布 HG/T 4864—2015 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T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、泰州市产品质量监督检验所、南化集团研究院 本标准主要起草人：陈健、陈妍、刘华伟、陈松辉、张清建、魏华、孔渝华、邱爱玲 1 HG/T4864-2015 尿素合成用CO2脱氢催化剂活性试验方法 1范围 本标准规定了尿素合成用C()2脱氢催化剂活性试验方法 本标准适用于以氧化铝为载体负载铂、钯或铂钯制成的用于除去合成尿素用二氧化碳中的氢以及 高纯气体和其他化T原料气中氢的催化剂。 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/T6003.1i 试验筛技术要求和检验 第1部分：金属丝编织网试验筛 GB/T6678 化工.产品采样总则 3术语 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 最低全转化温度 The required minimum full transition temperature 使反应尾气中残氢量不大于50×10所需最低反应温度（T1）。脱氢催化剂的活性用TLc表 示，TLc越低则活性越好。 4原理 原料气中的氢气和氧气在催化剂作用下发生化学反应生成水，其化学反应方程式如下： 1 H++ 通过测定反应器出口氢的体积分数所对应的最低全转化温度来表征催化剂的活性 5试验装置 5. 1 流程 尿素合成用C()2脱氢催化剂活性试验装置示意图见图1。 1 HG/T4864—2015 X 说明： 1 原料气； 2 质量流量计； 3 缓冲罐； 4 反应管； 5 加热炉。 图1 尿素合成用CO2脱氢催化剂活性检验装置图 5. 2 主要性能 脱氢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 项 日 性能参 数 反应器中反应管规格/mm $9×1.5 反应器等温区长度/mm 73 压力/MPa 常乐 最高使用温度/℃ 300 平行性（极差值）/℃ 复现性（极差值）/'C 5 反应器等温区长度的测定按附录A的规定。 5.3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。 6采样 6. 1 实验室样品 按GB/T6678的规定取得。 6.2试样 将实验室样品混合均匀，用四分法取约20g，置于瓷研钵内破碎研细。再用四分法取约10g，用孔 径为0.85mm和1.18mm的试验筛（符合GB/T6003.1中R40/3系列）筛分。取粒度为0.85mm~ 1.18mm的试样，置于烘箱中，于120℃士5℃干燥2h。取出，放在干燥器中，冷却至室温，按附录 B的规定测定其堆积密度。 6.3试料 根据试样的堆积密度，称取2.0ml.对应质量的试样，精确至0.01g。待用。 2 HG/T4864—2015 7试验步骤 警告：本标准所涉及的原料气和尾气（H2、O2、CO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措施。 7.1原料气 原料气（以体积分数计）由氢气（0.8%1.0%）、氧气（1.2%～1.4%）、一氧化碳（0.1%）。 其余为二氧化碳组成。 7.2试料的装填 在反应器的反应管底部的筛板上垫一层不锈钢丝网，将处理好的粒度为1.40mm～2.00mm的 石英砂装人反应管内并敲实，填至测定等温区时所确定的位置。再在石英砂上加一层不锈钢丝网，将 催化剂试料（见6.3）分次小心倒人反应管内，轻轻敲打管壁使催化剂床层装填紧密、均匀、平整， 左右的位置。将反应管接人系统。 7.3系统试漏 打开氮气总阀，向系统内通入氮气.压力为0.5MPa.保持2h。若系统压力下降小于0.05 MPa，视为合格。试漏符合要求后停气，将热电偶插人热电偶套管内，使其热端位于气体人口催化剂 床层内5mm处。 7.4活性的测定 向反应器内通入氮气，空速为24000h1土100h1（气体相关的流量校正见附录C)，系统压力 为常压。反应器升温至180℃时，改通原料气，将空速控制在24000h-1士100h1，稳定2h。然后。 每5℃为一个台阶缓慢降温。每降至一个设定温度后，稳定0.5h，再用微量氢检测仪或气相色谱仪 （检测限为1×10-）分析出口氢体积分数。每10min分析一次，当连续3次出口氢体积分数大于 50×10"时，记下此温度点，以该温度点开始每1℃开始缓慢升温，稳定0.5h，每10min分析一 次，测定出口氢体积分数刚刚小于50×10时，该温度即为最低全转化温度．则可以结束试验。 切断电源．关闭原料气，改通氮气，空速为3000h1，自然降温至室温，关闭氮气。 3 HG/T4864—2015 附录A （规范性附录） 反应器等温区长度的测定 A.1在反应器底部垫两层细不锈钢丝网，装人1.4mm～2.5mm的石英砂，至反应器入口截面 10mm左右的位置，并敲实，再将反应管接到脱氢活性试验装置中，试压试漏至合格后将热电偶插入 热电偶套管内。 A.2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脱氢催化剂活性试 验的条件下，待条件稳定2h后开始测定等温区。 原点出温度）。将热电偶沿反应器电偶套管向外拉，每拉出10mm，等2min～3min，记录稳定后的 温度，直至温度相差2℃以上为止。随后再将热电偶向电偶套管插入，方法同上，直到热电偶插到原 点位置再测一次。 A.4按A.3的步骤重复测定一次，取两次测定的共同区间为该温度下的等温区。 A.5等温区的长度单位为mm，等温区长度应不小于75mm，温度差值应不大于1℃。 A.6根据测定的等温区长度，确定反应器内不锈钢筛板的固定位置和脱氢催化剂试料装填高度，计 算出热电偶插入的长度。 HG/T4864—2015 附录B （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6.2）置于电热鼓风干燥箱中，在120℃土5℃下干燥1h，然后置于干燥器中 冷却至室温，再将试样分成若干份，依次加入10mL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10mL。 B.2试样的称量 称量振实的10mL.试样 羊（见B.1）的质量，精确至0.01g。 B. 3 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，按公式（B.1）计算： m2m 0= (B. 1) V 式中： m2——10ml.量简和10ml试样的总质量的数值，单位为克（g）； ml——10ml.量简的质量的数值，单位为克（g)； V-—--试样的体积的数值，单位为毫升（ml.）。 取两次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%。 5