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HG/T 5707-2020

基本信息

标准号: HG/T 5707-2020

中文名称:甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验方法

标准类别:化工行业标准(HG)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 甲基 丁基 甲醇 脱氢 甲酮 催化剂 反应 性能 试验 方法

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出版信息

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标准简介

HG/T 5707-2020.Test method of reaction performance for methyl isobutyI methyl alcohol dehydrogenation to methyl isobutyI ketone catalyst.
1范围
HG/T 5707规定了甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验方法。
HG/T 5707适用于以铜、锌、铝为主要活性组分,以共沉淀法制备的甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂。
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/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 6678化工产品采样总则
3原理
甲基异丁基甲醇在一 定温度、压力及催化剂作用下脱氢反应生成甲基异丁基甲酮,其化学反应方程式如下:
通过测定反应前后甲基异丁基甲醇和甲基异丁基甲酮的质量分数计算出其甲基异丁基甲醇转化率和甲基异丁基甲酮选择性,以此表征催化剂的反应性能。
4试验装置
4.1 流程
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验装置示意图见图1。
6试验步骤
6.1警示
使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。
6.2原料
原料为甲基异丁基甲醇(分析纯)。
6.3 试料的装填
在反应器的反应管底部垫--层不锈钢丝网,将处理干净的瓷环(φ5mmX5mm)装人反应管内,敲实填充至测定等温区时所确定的位置。在瓷环上加一层不锈钢丝网,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。再加上一层不锈钢丝网,用瓷环填充至管口,拧紧反应器螺帽,将反应器接入试验系统。
6.4试漏
打开氮气总阀,向系统内通人氮气,并稳定在0.5MPa压力。关闭系统进出口阀门。如在0.5 h内压力下降小于0. 05 MPa,则视为系统密封。打开系统出口阀,使系统压力降至常压。将测温热电偶插入热电偶套管内,使其热端位于气体入口催化剂床层内5 mm处。

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标准内容

ICS71.100.99
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5707—2020
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验方法
Test method of reaction performance for methyl isobutyl methyl alcoholdehydrogenationto methyl isobutyl ketonecatalyst2020-12-09发布
2021-04-01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/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。HG/T5707—2020
本标准由全国化学标准化技术委员会化工催化剂分技术委员会(SAC/TC63/SC10)归口。本标准起草单位:中石化南京化工研究院有限公司、山东柏森化工技术检测有限责任公司。本标准主要起草人:陈延浩、李忠于、邱爱玲、李晓华、陆胜兰、张瑞华。(3)
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1范围
HG/T5707—2020
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验方法
本标准规定了甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验方法。本标准适用干以铜、锌、铝为主要活性组分,以共沉淀法制备的甲基异工基甲醇脱氢制甲基异基甲酮催化剂。
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/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分:金属丝编织网试验筛GB/T6678化工产品采样总则
3原理
甲基异丁基甲醇在一定温度、压力及催化剂作用下脱氢反应生成甲基异丁基甲酮,其化学反应方程式如下:
CH,CHCH,CHCH→CH,CHCH,CCH+H
通过测定反应前后甲基异丁基甲醇和甲基异丁基甲酮的质量分数计算出其甲基异丁基甲醇转化率和甲基异丁基甲酮选择性,以此表征催化剂的反应性能。4试验装置
4.1流程
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验装置示意图见图1。(5)
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HG/T 5707—2020
2-12-2
说明:
1-1:1-2
2-12-4
7-17-2
钢瓶(H.N);
转子流量计:
原料贮槽;
平流泵;
汽化器;
反应器;
冷凝分离器
7-1 7-2
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验装置示意图4.2主要性能
甲基异丁基甲醇脱氢制甲基异丁基甲酮催化剂反应性能试验装置主要性能设计参数见表1。表1反应性能试验装置主要性能设计参数项
反应器中反应管规格/mm
反应器等温区长度\/mm
最高使用压力/MPa
最高使用温度/℃
平行性(绝对差值)/%
复现性(绝对差值)/%
反应器等温区长度的测定按附录A的规定。4.3校验
$32×2
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。
5样品
5.1实验室样品
按GB/T6678的规定确定抽样桶数,从随机选定的每个桶中取出不少于50mL样品,将取得的2
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样品充分混合均匀后以四分法缩分成1L的样量,装人样品瓶内密封。5.2试样
HG/T5707—2020
取适量实验室样品,用孔径为2.5mm的试验筛(按照GB/T6003.1中R40/3系列)筛去粉尘、碎粒,按附录B的规定测定其紧堆密度。5.3试料
根据试样的紧堆密度称取50mL对应质量的试样,精确至0.1g,待用。6试验步骤
6.1警示
使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。6.2原料
原料为甲基异丁基甲醇(分析纯)。6.3试料的装填
在反应器的反应管底部垫一层不锈钢丝网,将处理干净的瓷环(5mm×5mm)装人反应管内,敲实填充至测定等温区时所确定的位置。在瓷环上加一层不锈钢丝网,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。再加上一层不锈钢丝网,用瓷环填充至管口,拧紧反应器螺帽、将反应器接人试验系统。6.4试漏
打开氮气总阀,向系统内通人氮气,并稳定在0.5MPa压力。关闭系统进出口阀门。如在0.5h内压力下降小于0.05MPa,则视为系统密封。打开系统出口阀,使系统压力降至常压。将测温热电偶插入热电偶套管内,使其热端位于气体人口催化剂床层内5mm处。6.5升温还原
向反应器内通入氢氮混合气[氢气为2.0%(以体积分数计),其余为氮气],空速为800h1,系统压力为常压。按表2的条件进行升温还原。于210℃恒温2h后,逐步将氢氟混合气中的氢体积分数由2.0%提高至6.0%。保持2h,还原结束。(7)
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HG/T5707—2020
室温~140
140180
180~210
6.6转化率及选择性的测定
表2升温还原条件
升温速率
所需时间
还原气组成
氢气为2.0%,其余为氧气
氢气为6.0%,其余为氮气
还原结束后,关闭氢气阀门。启动平流泵,将原料送人温度约230℃的汽化器中,完全汽化后进入反应器。控制并调节系统压力为0.1MPa、活性测定温度为210℃土1℃、液空速为1.0h1。打开冷凝分离器出口阀,将水排净。关闭阀门。待系统压力、活性测定温度、液空速稳定2h后,每隔1h收集一次冷凝分离产物并对甲基异丁基甲醇和甲基异丁基甲酮进行分析。当连续3次甲基异丁基甲醇转化率的极差值不大于0.3%、甲基异丁基甲酮选择性的极差值不大于0.2%时,则可以结束试验。
6.7、甲基异丁基甲醇质量分数、甲基异丁基甲酮质量分数的测定6.7.1
色谱操作条件
检测器:氢火焰检测器;
色谱柱:固定相PEG20M,6201载体,粒度0.200mm~0.300mm,不锈钢柱长3000mm、内径3mm
柱温度:130℃;
检测器温度:200℃;
汽化室温度:180℃;
载气(N,)流速:40mL/min;
进样量:μL。
6.7.2样品测定
以6.6所收集的分离产物为被测样品。用微量注射器吸取1ul样品:注人色谱,测定甲基异丁基甲醇和甲基异丁基甲酮的峰面积,以归一化法定量。典型色谱图见图2。4
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6.8停车
甲基异丁基甲酮
甲基异丁基甲醇
图2典型色谱图
HG/T5707—2020
试验结束后,切断系统的电源,依次关闭原料阀门、氮气阀门,系统排气降压,同时排放冷凝分离器中的冷凝物。
7试验数据处理
7.1转化率
甲基异丁基甲醇转化率以E计,按公式(1)计算:wi-w2
×100%
式中:
wl———原料中甲基异丁基甲醇质量分数,以%表示;-产物中甲基异丁基甲醇质量分数,以%表示。取3次连续测定结果的算术平均值作为测定结果,3次测定结果的极差值应不大于0.3%。7.2选择性
甲基异丁基甲酮选择性以Y计,按公式(2)计算:w3-w4×100%
式中:
产物中甲基异丁基甲酮质量分数,以%表示;原料中甲基异丁基甲酮质量分数,以%表示;原料中甲基异丁基甲醇质量分数,以%表示;产物中甲基异丁基甲醇质量分数,以%表示。取3次连续测定结果的算术平均值作为测定结果,3次测定结果的极差值应不大于0.2%。(9)
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HG/T5707—2020
A.1装填
附录A
(规范性附录)
反应器等温区的测定
在反应器底部垫一层不锈钢丝网,装满$5mm×5mm的瓷环,敲实,拧紧封头螺母。将反应器接到活性试验装置中,试压试漏至合格。向热电偶套管内插人热电偶。A.2测定步骤此内容来自标准下载网
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:
将热电偶插人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,等待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,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100mm。
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,然后重测等温区。A.3等温区的确定
根据测得的等温区长度确定反应器底部装填瓷环的高度和催化剂试料装填高度,计算出热电偶的插人长度。
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B.1试样的堆积
附录B
(规范性附录)
催化剂紧堆密度的测定
HG/T5707-2020
将适量的试样(见5.2)分成若干份,依次加人250mL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100mL。B.2
试样的称量
称量振实的100mL试样的质量,精确至0.1g。紧堆密度的计算
催化剂紧堆密度以β计,数值以克每毫升(g/mL)表示,按公式(B.1)计算:m2-ml
式中:
n2250mL量筒和100mL试样的质量的数值,单位为克(g);m
-250mL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3位有效数字。
取两次平行测定结果的算术平均值作为测定结果,平行测定结果的绝对差值应不大于2.0%。()
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