【HG化工标准】 甲醇制氢催化剂活性试验方法

HG/T 5037-2016 甲醇制氢催化剂活性试验方法 Test method of activity for methanol hydrogen production catalysts 2016-10-22 发布 2017-04-01 实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 前言 本标准按照 GB/11.1—2009 给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会化工技术委员会（SAC/TC63）及其下设的催化剂分技术委员会（SAC/TC63/SC10）归口。 本标准起草单位：南化集团研究院，四川天-科技股份有限公司、山东齐鲁化工研究院有限公司，南京国吕化工科技有限公司。 本标准主要起草人：陆建国、朴勇、程上春、燕飞、唐明亮、程松、贺承国。 1 范围 本标准规定了甲醇制氢催化剂的活性试验方法。本标准适用于下述制氢工艺中甲醇加水制备氨气用催化剂。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的采用是必不可少的。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 第1部分：金属丝编织网 3 原理 甲醇和水在催化剂作用下发生化学反应，生成氢气和二氧化碳，化学反应方程式如下： CH3OH + H2O → 2H2 + CO2 用湿式气体流量计计量单位时间内产生的气体体积、气相色谱仪分析气体中氢气的体积分数，计算出氢气的时空产率，以此表征催化剂的活性。 4 试验装置 4.1 流程 甲醇制氢催化剂活性试验装置示意图见图1。 装置主要组件包括：引流管、进气泵、汽化器、反应器、冷凝器、流量计、湿式气体流量计、气相色谱仪。 4.2 主要性能 甲醇制氢催化剂活性试验装置主要性能设计参数见表1。 表1 甲醇制氢催化剂活性试验装置主要性能设计参数 - 反应器反应管规格/内径 - 加热器等温温度/℃ - 最高使用压力/MPa - 最高使用温度/℃ - 平行件（偏差值）/Nm³·h - 空速 （注：反应器等温长度的测定按附录A的规定） 4.3 校验 在正常情况下，试验装置的平行性、复现性每年用参考样或保留样测定至少一次；其测定方法按第6章和第7章的规定。 5 采样 5.1 实验室样品 按 GB/T 6679 中规定取得。 5.2 试样 取适量实验室样品，用孔径为 4.0mm 的试验筛（符合 GB/T 60113.1 中 R11/3 系列）筛去粉尘碎粒，按附录A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 $m_0$ 质量的试料，精确称量，待用。 6 试验步骤 6.1 警告 本标准所涉及的试验用原料和尾气（含 CH3OH、CO、H2、CO2）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 催化剂的装填 在反应器的反应管底部垫一层不锈钢筛板，将干净的瓷球（$phi$ 5-5mm）装入反应管内，敲实填充在测温等温区时所确定的位置。再在瓷球加一层不锈钢筛板，将催化剂试料（见5.3）分次小心倒入反应管内，轻轻敲击管壁使催化剂床层装填紧密，测量其催化剂床层的装填高度。然后盖上一层不锈钢筛板，拧紧反应器螺帽，将反应器接入试验系统。 6.3 试漏 打开氧气阀，向系统内注入氮气，并稳定在 0.5 MPa。关闭系统进、出口阀门，如在 0.5h 内压力下降小于 0.01 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，使热端位于气体入口催化剂床层内 5mm 处。 6.4 升温还原 向反应器内通入氮气和氢气混合气（以体分数计，氢气为 3%~5%，其余为氮气，空速按规定进行），按表2的条件进行升温还原。于 230℃ 恒温 1h 后，逐步将氮气混合气中的氢体积分数由 3%~5% 提高至 8%~15%，保持一定时间后还原结束。