GB T 31585-2015 煤制气中氧硫氰化物净化催化剂活性试验方法.pdf

1、ICS 71.100.99 G 74 中华人民共和国国家标准GB/T 31585-2015 . 煤制气中氧硫氧化物净化催化剂活性试验方法. Test method of activity for oxygen and sulphur and cyanide removal purification catalyst from coal gas 确, 2016-01-01实施2015-06-02发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会飞飞叫什夕沪川户吼叫L中华人民共和国国家标准媒制气中氧磁氨化物净化催化剂活性试验方法GB/T 31585-2015 铃中国标准出版社出

2、版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心1(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X 1230 1/16 印张0.75字数18千字2015年6月第一版2015年6月第一次印刷* 书号:155066.1-51739定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107咱-、目。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。- = 1=

3、1 本标准由全国化学标准化技术委员会(SAC/TC63)归口。GB/T 31585-2015 本标准起草单位z华烁科技股份有限公司、福州大学化肥催化剂国家工程研究中心、南化集团研究院。本标准主要起草人z肖安陆、钱胜涛、江莉龙、邱爱玲、刘华伟、张清建、魏华、孔渝华。I 1 范围煤制气中氧硫氧化物净化催化剂活性试验方法本标准规定了煤制气中氧硫氟化物净化催化剂的活性试验方法。GB/T 31585-2015 本标准适用于焦炉煤气及IGCC煤制气等煤制工业原料气中同时用于耐硫脱氧、氢氨酸转化、氧硫化碳和二硫化碳水解转化的净化催化剂。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

4、文件，仅注目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z金属丝编织网试验筛GB/T 6678 化工产品采样总则3 原理原料气中的氧气、氧硫化碳、二硫化碳、氢氨酸在催化剂的作用下，分别发生化学反应，其化学反应方程式如下zOz+2H2 ;=!2H20 COS+HzO-=二H2S+C02CS2+2H20-=二2H2S+C02HCN+2H20-=二NH3+HCOOH用控氧仪分析反应前后气体中氧的体积分数，计算出氧的转化率z用微量硫分析仪分析反应前后气体中氧硫化碳和二硫化碳的体积分数，计算出氧硫化碳和二硫化碳

5、转化率F用氢靠酸检测管分析反应前后气体中氢氨酸的体职分数，计算出氢氨酸的转化率，以此表征催化剂活性。4 试验装置4.1 流程煤制气中氧硫氧化物净化催化剂活性试验装置示意图见图1.1 GB/T 31585-2015 说明21一一原料气s2一一硫化气z3一一质量流量计s4一一缓冲罐z5-一一水饱和器56一一恒温水浴57一一反应管;8一一加热炉.圄1煤审j气中氧砸氟化物净化催化剂活性试验装置示意圄4.2 主要性能煤制气中氧硫氨化物净化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目性能参数反应管规格(不锈钢)/mm+8Xl 反应器等温区长度a/mm 75 最高使用压力/

6、MPa.o 最高使用温度/C飞、600 平行性(极差值)/%运1 复现性(极差值)/%=二2 反应器等温区长度的测定按附录A的规定.4.3 技验正常情况下，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，其测定方法接第6章和第7章的规定。5 采样5.1 实验室样晶按GB/T6678中的规定取得。2 GB/T 31585-2015 5.2 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0.45mm和0.90mm的试验筛(符合GB/T6003.1中R40/3系列)筛分。取粒度为0.45mm0.90 mm 的试样，置于烘箱中(120士5)

7、c干燥2h，取出放在干燥器中冷却至室温，按附录B的规定测定其堆棋密度。5.3 试料根据试样的堆密度，称取1.0mL对应质量的试样，精确至0.01g，待用。6 试验步骤警告-一本标准所涉及的试验用原料气和尾气含co、HCN、cos、乱臼2等)对人体健康和安全具有中毒、易燃、易爆危害，应严防系统漏气，现场严禁有明火，并且应配有必要的灭火器材和排凤设备等预防设施。6.1 原料气原料气(以体积分数计)由氢气(30%)、二氧化碳(8%)、一氧化碳(5%)、碗化氧(0.001% 0.100%)、氧气(O.1%O.4%)、氧硫化碳(0.01%-0.10%)、二硫化碳(0.01%-0.10%)、氢氧酸(0.0

8、01%-0.050%) ，其余为氮气组成。6.2 硫化气硫化气(以体积分数计)由硫化氢0%)、氢气(5%-10%)，其余为氨气组成。6.3 试料的装填在反应器的反应管底部的筛板上垫一层干净细钢网，将处理好的粒度为0.45mm0.9 mm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细钢网，将催化剂试料(见5.3)分次小心倒入反应管内，轻轻敲打管壁，使催化剂床层装填紧密，并测量其催化剂床层装填高度，然后加一层细钢网，用石英砂装填至距反应管人口截面10mm左右的位置。6.4 系统试漏将反应管接入系统。打开氯气总间，向系统内通人氮气，并稳定在0.8MPa，关闭系统进出

9、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阔排气，使系统降至常压。将测温热电偶插入热电偶套管内，使其热端位于反应管外壁、催化剂床层内5mm处。6.5 升温葡化向反应器内通入氯气，按表2的条件进行升温z在反应器温度升至200c时，切换为硫化气，开始硫化;400c时，分析反应器进出口H2S体棋分数，直至进出口H2S含量平衡，硫化结束。3 GB/T 31585-2015 表2升温硫化条件反应器温度范围rc升温速率/(C/h)所需时间/h空速地-1系统压力室温至200100 2 200 。1 500 200-300 100 1 常压300 。2.5 3

10、00-400 100 1 1000 400 。4 6.6 活性的测定硫化结束后，切断硫化气，系统改通原料气，控制并调节其系统压力为常压、活性测定温度为(200士DC、空速为(3000士20沾一1(气体相关的流量校正见附录。、水汽饱和器温度控制在(30士DC，稳定2 h后，开始用控氧仪分析反应前后气体中氧的体积分数，计算出其脱氧率;用微量硫分析仪(FPD检测器分析反应前后气体中氧硫化碳和二硫化碳的体积分数，计算出其氧硫化碳和二硫化碳转化率;用氢氨酸检测管分析反应前后气体中氢氨酸的体积分数，计算出其氢氨酸脱除率。然后每隔0.5h测定一次，当连续三次测定数值的绝对差值不大于2%，则可结束试验。7 结

11、果计算活性以氧(或氧硫化碳、二硫化碳、氢氨酸)的转化率E计，按式(1)计算s式中z(/1 - tp E=一-一二x100% 伊1伊1一一原料气中氧或氧硫化碳、二硫化碳、氢氨酸)的体积分数的数值，以10-6表示ztp2 尾气中氧(或氧硫化碳、二硫化碳、氢氨酸的体积分数的数值，以10-6表示。. ( 1 ) 取三次连续测定结果的算术平均值作为测定结果，三次测定结果的绝对差值应不大于2.0%。4 A.1 装填附录A规范性附录反应器等温区长度的测定GB/T 31585-2015 在反应器底部垫两层细不锈钢丝网，装人0.45mm0.9 mm的石英砂，至距反应器人口截面10 mm左右的位置，并敲实。将反应

12、器联接到多功能净化催化剂性能试验装置中，试压试漏至合格，向反应管外壁热电偶套管内插人热电偶。A.2 测定步骤向反应器内通人原料气并升温，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2h后开始测定等温区。具体按下列步骤进行Ea) 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10mm，等2min 3 min，记录稳定后的温度，直至温度相差2C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。按上述步骤再重复测定一次，取两次测定的共同区间为该

13、温度下等温区。b) 将反应器温度升温至400c恒温，待条件稳定2h后，按a)的步骤测定400c下的等温区。c) 取200c和400c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1C，等温区长度应注75mm. 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 等温怪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，计算出热电偶插人的长度。5 GB/T 31585-2015 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5.2)分成若干份，依次加

14、人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10mLo B.2 试样的称量称量振实的10mL试样(见B.1)的质量，精确至0.1go B.3 堆积密度的计算催化剂堆积密度p.单位为克每毫升(g/mL).按式(B.l)计算z式中zm2-mt P=-y一m2-一-10mL量筒和10mL试样的质量的数值，单位为克(g); mt一一10mL量筒的质量的数值，单位为克(g); V一一试样的体积的数值，单位为毫升(mL)。计算结果保留3位有效数字。. ( B.1 ) 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

15、于2.0%0 6 附录C规范性附录)转子流量计流量的校正C.1 校正装置湿式气体流量计比对法流量校正装置示意图见图C.l.说明21一一原料气进气阀F2一一气量调节考克53一一转子流量计s4一一水压差计s5一一温度计z6一湿式气体流量计;7一一放空。亨圄C.1湿式气体流量计比对法流量枝正装置示意图GB/T 31585-2015 首先调节好湿式气体流量计的水平，再拧开水位溢流孔的螺帽，向湿式气体流量计内加入蒸锢水，当水由溢流孔漫出时，停止加水，待溢流孔不漫水时，拧紧溢流孔螺帽。C.2 校正步骤打开进气阀，气体经转子流量计进人湿式气体流量计，用考克调节气体流量的大小。记下湿式气体流量计的起始，同时启

16、动秒表计时，当湿式气体流量计计量一定量气体体积时，按下秒表，记下时间和湿式气体流量计的终止读数，并计算气体的体积流量。调节气体流量大小，重复测定，直至气体体积流量合格为止，确定转子流量计内浮子上端面的刻度位置。C.3 结果计算原料气的体积流量Q，单位为毫升每分(mL/min)，按式(C.l)计算z的FON|mF肉回筒。GB/T 31585-2015 .( C.1 ) 式中zSv一一原料气空速的数值，单位为每小时(h-1); V团军一一催化剂试料体积的数值，单位为毫升(mL);乡。一一标准状态下的大气压的数值，单位为帕斯卡(Pa)怡。=101325) 1 T一一测定时室温的热力学温度的数值，单位为开尔文(K); p 测定时的大气压的数值，单位为帕斯卡(Pa)1 To 标准状态下的热力学温度的数值，单位为开尔文(K)(To =273)。T nu-nu p-T 回一晶rv一Ut QU-一Q 版权专有侵权必究* 书号:155066 1-51739 16.00元定价2GB/T 31585-2015 打印日期:2015年6月26日F002