ICS 75.100.40 SH G 74 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T 0918--2015 固体催化剂酸度的测定 氨化学吸附法 Standard test method for determination of catalyst acidity by ammonia chemisorption 2015-10-27发布 2016-03-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0918—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用美国试验与材料协会标准ASTMD4824-13《氨化学吸附测定催化 剂酸度的标准方法》。 本标准与ASTMD4824-13的主要技术性差异及其原因如下： 将第2章引用标准ASTMD3766删除，在标准第3章术语和定义中保留ASTMD3766有关酸度 的定义，将3.2条符号内容删除，将其内容表述在标准相关处； 在8.2条下增加注，补充说明当阀V和阀V.都连接试样时，则两个试样需分别按照试验步骤 进行独立测量，分别计算； 将试验温度由开尔文温度修改为摄氏温度，同时式（2）和式（3）做相应修改； 标准中大气压力只保留标准大气压的表示，同时式（4）做相应修改。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑油标准化技术委员会石油燃料和润滑油分技术委员会归口（SAC/ TC280/SC1)。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院。 本标准主要起草人：张春光、肖占敏、梁迎春、王春燕。 本标准为首次发布。 NB/SH/T0918-2015 固体催化剂酸度的测定氨化学吸附法 警告：本标准的应用可能涉及到某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安 全问题都提出建议。用户在使用本标准前有责任制定相应的安全和保护措施，并确定相关规章限制的 适用性。 1范围 本标准规定了用氨化学吸附法测定催化剂和催化剂载体酸度的测量方法，化学吸附氨的量由一套 静态体积测量系统得到。 本标准适用于测定固体催化剂或载体的酸度。 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，仅所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。 ASTME691开展实验室间研究以确定试验方法精密度的规程（PracticeforConductinganInterlabora- tory Study to Determine the Precision of a Test Method) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 酸度acidity 指催化剂或载体在饱和化学吸附氨气以后，吸附氨气的量与样品质量的比值，以cm"/g表示。 注：氨气的量需要转换为标准大气压气体体积。 4方法概要 首先把催化剂放在真空中加热脱气，脱除试样表面吸附的气体。然后，把催化剂放置在过量的氨 气氛中进行化学吸附，并把剩余的氨用盛有液氮的冷阱冷凝出来。那么，化学吸附氨气的量可以通过 计算催化剂放置以前氨气的量和液氮冷回收氨气的量之差得出，进而通过计算得出酸度。 5方法应用 本标准采用氨化学吸附法来评价催化剂材料的酸度与规格相符性，本标准可以用于催化剂生产控 制、催化剂评价和催化剂的研发。 6仪器 6.1图1给出了种典型仪器的示意图。仪器可以用玻璃或金属建造，可以手动或自动操作。而且， NB/SH/T09182015 该仪器还有以下特征： 压力 压力 测量 测量 设备2 设备上 V, (0Pa~3.3×10*Pa) (0 Pa~1.34x10°Pa) 空气或P 氟气 膨胀容器（热电偶 安全 放置在玻璃和塑料 放空阀 套之间，测量 冷阱低温泵 Vs （5A分子筛） D 干燥NH 样品管 放置热阱中 NH,冷凝回流管 (约15mL) 图1 体积测量系统的示意图 真空系统：在没有试样存在的情况下，可以达到并维持压力在0.01Pa。 6.1.1 6.1.2，胀睿器：它的体积（V）介于300cm~500cm之间，误差在0.01cm以内。体积V定义为 介于流量调节阀V，和阀V之间的容积，包括压力测量设备2和氨气冷凝回流管。 注较小体积的膨胀容器是给低比表面积材料或较小颗粒尺寸的材料准备的。 6.13压力测量设备1：测量范围是0Pa~1.34x10°Pa，测量精度为0.TPa。 6.14e压力测量设备2：测量范围是0Pa~3.3×10Pa，测量精度为10Pa。 6.1.5阀V.）：连接氨气源和膨胀容器。 6.1.6样品管：体积为5cm~25cm²，样品管可以通过标准套管接头、玻璃密封接头或者卡套式接头 连接到设备上 6.1.7 杜瓦瓶： 盛装液氮，用来沉浸装有氨气的膨胀容器。 6.1.8 温度计或者热电偶（I）：用来测量膨胀容器的温度。如果膨胀容器的恒温温度比周围环境高， 可以不 记录该温度。 6.1.9 加热套或小型加热炉：用来加热样品管。 6.1. 10 6.1.11 温度计或热电偶（Ⅱ）：用来测量样品管的温度。 6.1. 12 液氮冷阱：用于冷凝真空系统中的氨。 6.1.13 干燥管：用来干燥氨气，填充物可以是3A分子筛或者BaO。 7 试剂与材料 7. 1 氮气：纯度不低手99.9%且流经干燥管。 7.2 氨气：纯度不低天99.9% 7.3液氮。 8试验步骤 8.1 试样预处理和脱气 2 NB/SH/T0918—2015 8.1.1称量样品管的质量精确到0.1mg，并记录为W，，然后把大约2g试样放人到样品管中。 8.1.2把样品管安装到设备上。 8.1.3开启样品管连接阀V和阀V6，两阀既可依次开启，也可同时开启 8.1.4慢慢开启连通真空系统的阀（V），同时监控压力下降速率，避免压必下降过快，因为压力过 快下降会导致粉末型试样产生额外的流失。 8.1.5在样品管的外侧放置加热套或加热炉，把试样的温度升高到400℃。 注：如果空气的相对湿度超过5%，要采用特殊的预防措施以避免粉末试样突然溅出。推荐在这种环境中的升温速 率不要超过2元/min 8.1.6在490℃的温度/持续脱气至少3h，脱气压力不超过0.1Pa，可以脱气12h左有。 注：对于一般试样，确定预处理温度为400℃，但是对于某些在400℃的温度下会分解或者烧结的试样来说，需要 更低的预处理温度，在试验报告中需要说明预处理温度。 8.2 氨吸附量的测定 注：如果阀s和阀V。都连接试样，则两个试样需要分别按照8.2.1~8.2.10的步骤进行独立测量，分别计算。 脱气结束以后，把试样温度降低到175℃。 8.2.1 8.2.2 关闭截止阀V，，把试样和膨胀容器分隔开来，并允许氨气经过阀V。进入膨胀容器。假定化学 吸附量矢约是cm²/g，并耳通人充足的氨气，以保证在与氨气接触的过程中，氨气匾力为13kPa~ 20kpab 8.23 关闭氨气阀V，把膨胀容器沉浸在液氮中，把氨气可以冷凝到膨胀容器中。 8.24 当氨气凝结以后，关闭样品管连接阀V，和阀V，打开阀V,，抽出没有凝结的架质气体。（通 常来说2min是比较充分的抽空时间。） 8.25 在把没有凝结的杂质气体抽出之后，关闭通往真空的阀V并把液氮从膨胀容器上撤去这 样氨就可以膨胀到膨胀容器中。此时测量压力P和温度T。 8.2.6 关闭通往真空的阀.，打开阀V,，然后再打开阀V,或者阀V。，把试样暴露于过量的氨气中 30min 试样温度应该保持在175℃±1℃。 8.2.7 经过30min的氨吸附后，再把膨胀容器重新浸人液氮中2h，把氨气重新冷凝下来。 8.2.8 经过这段时间的冷凝，关闭阀Y，，从而把样品管同膨胀容器分离开。如果在冷凝阶段快要结 束的时候，压力不小于10Pa，说明系统漏气，测试需要重新进行一次。移除液氮，让氨气膨胀倒膨胀 容器中 如果系统不漏气，也就不会留有任何冷凝物质，这时可以测量压力P,和温度T2。 8.2.9 从样品管上移除加热套或加热炉丝，并冷却到环境温度。并把样品管回充氮气到大气压力或稍 高于大气压力。关闭样品管连接阀V，和阀V.。 从设备上取下样品管并称重。记录质量W，，精确到0.1mg。 8.2.10 注：如果使用标准套管接头，在称重时需要小心地去除油脂。 9结果计算 9.1按式（1）计算试样质量W： W,=W2-W, (1) 式中： 一吸附氨气的试样质量单位为克（g)； W，一一样品管质量，单位为克（g）； Wz吸附氨气的试样和样品管质量之和，单位为克（g）。 9.2按式（2），式（3）计算在标准温度下的压力P和Pzr： 3 NB/SH/T0918—2015 273 Pit =P, × (2) T, + 273 273 Pzr = P2 × (3) T, + 273 式中： Pir 换算为标准温度下的初始氨压力，单位为帕（Pa）； 换算为标准温度下的最终氨压力，单位为帕（Pa）； 初始氨压力，单位为帕（Pa)； P2- 最终氨压力，单位为帕（Pa）； T- 初始压力下膨胀容器的温度，单位为摄氏度（℃）； 最终压力下膨胀容器的温度，单位为摄氏度（℃）。 9.3按式（4）计算吸附体积Vads： PiT - PzT (4) 式中： 换算为标准状况下的吸附氨气体积，单位为立方厘米（cm"）； V- 一修正后的氨膨胀体积，单位为立方厘米（cm"）。 9.4按式（5）计算酸度A： A = Vads/Ws (5) 式中： A- 试样的酸度，单位为立方厘米每克（cm²/g）。 10试验报告 10.1 报告中应包括试样预处理的温度、脱气温度以及试样充分吸附氨气时的温度。 10.2#