ICS 71. 100. 99 G 74 备案号：56396—2016
HG
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5035—2016
硝基苯加氢制苯胺催化剂
催化性能试验方法
Test method of catalytic performance
in the catalyst for nitrobenzene hydrogenation to aniline
2017-04-01实施
2016-10-22发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 HG/T 5035—2016
前 言
本标准按照GB/T1.1-2009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：南化集团研究院、江苏省产品质量监督检验研究院。 本标准主要起草人：股玉圣、洪华、邱爱玲、陈延浩、曾飞。
(3)
- HG/T5035—2016
硝基苯加氢制苯胺催化剂催化性能试验方法
警告一一本标准中使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性，部分操作具有危险性。本标准并未揭示所有可能的安全问题，使用者操作时应小心谨慎并有责任采取适当的安全和健康措施。
1范围
本标准规定了硝基苯加氢制苯胺催化剂催化性能试验方法。 本标准适用于以铜为活性组分、通过溶解吸附制备，主要用于流化床的硝基苯加氢制苯胺催
化剂。
规范性引用文件
2
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 3化工产品采样总则
3原理
硝基苯在一定温度、压力及催化剂作用下与氢气反应生成苯胺，其化学反应方程式如下：
C,H;NO2+ Hz→ C H; NH2+ 544 kJ/mol
通过测定反应前、后硝基苯和苯胺的质量分数计算出其硝基苯转化率即活性和苯胺选择性，以此表征催化剂的催化性能。
试验装置
4
4.1流程
硝基苯加氢制苯胺催化剂的活性及选择性试验装置示意图见图1。
(5)
1 HG/T 5035—2016
?
预热器工
鸟山 XH
8
N
水
进料泵
区
硝基
10
E
水
文粗产品
? 1
文文
? ? 区
说明： 1, 2 稳压阀； 3. 11 转子流量计；
- 过滤器： 5 质量流量计； 6 止回阅； 7 贮罐； 8 汽化器； 9 反应器； 10 冷凝分离器。
图1 硝基苯加氢制苯胺催化剂的活性及选择性试验装置示意图
4. 2 主要性能
硝基苯加氢制苯胺催化剂活性及选择性试验装置主要性能设计参数见表1。
表1硝基苯加氢制苯胺催化剂活性及选择性试验装置主要性能设计参数
指 标 $18×2 70 0. 3 300 0. 05 0. 05
项 日
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（极差值》/% 复现性（极差值）/%
≥
N
反应器等温区长度的测定按附录A的规定。
4
4.3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。
5采样
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50mI样品。将取得的
(6)
2 HG/T 5035—2016
样品充分混合均匀，以四分法缩分成1L的样量，装人样品瓶内，密封。 5.2试样
将适量实验室样品用孔径为125μm的试验筛（符合GB/T6003.1中R40/3系列）筛分，取筛上物，按附录B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6ml.对应质量的试样，精确至0.1g，待用。
6试验步骤
6.1试料的装填
在反应器的反应管底部垫一层不锈钢丝网，将处理干净的石英砂（Φ150um～@180um）装人反应管内，敲实填紧至规定尺寸。再在石英砂上加一层不锈钢丝网，将催化剂试料（见5.3）分次小心倒人反应管内，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。然后加上一层不锈钢丝网，用石英砂填充至管口。拧紧反应管螺母，将反应器接人系统。 6.2试漏
打开氮气总阀，向系统内通人氮气，并稳定在0.2MPa。关闭系统进、出口阀门。如在0.5h内压力下降小于0.02MPa，则视为系统密封。打开系统出口阀，使系统降至常压。将测温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。 6.3升温还原
向反应器内通入氢氮混合气［氢气为1.5%～2.5%（以体积分数计），其余为氮气］，空速为 1000h1，系统压力为常压。按表2的条件进行升温还原。
表2升温还原条件
温度 ℃ 室温～160 160~220 220
升温速率 ℃ /h 30
所需时间
h 4~5 6 2
10 0
6.4活性及选择性的测定
还原结束后，切断氮气气源，同时启动硝基苯进料泵，按硝基苯液体空速1.5h1将其送人温度为180℃的汽化器内，完全汽化后进人反应器。控制并调节其系统压力为0.20MPa、活性测定温度为160℃、氢气与硝基苯的摩尔比为50：1。打开分离器出口阀，将水排净后关闭阀门。待试验条件稳定2h后，每隔2h收集一次分离产物并进行分析。当连续3次硝基苯转化率的极差值和苯胺选择性的极差值均不大于0.05%时，可以结束试验。 6.5停车
试验结束后，切断系统的电源，关闭原料总阀，系统排气降压，同时排放冷凝分离器中的冷
(7)
3 HG/T5035—2016 凝物。
1
硝基苯和苯胺质量分数的测定
7. 1 色谱操作条件
检测器：氢火焰检测器；色谱柱：Agilent19091J-213：325℃，规格为30m×320μm×1μm；氮气流量：1.5mL/min；氢气流量：30mL/min；空气流量：300ml/min；柱温：初始温度150℃保持5min，然后以30℃/min的升温速率升到250℃保持1min，再在
4min内升到280℃；
汽化室温度：250℃；离子室温度：300℃；进样量：1μL。
7. 2 2样品测定
分别以6.4所收集的分离产物为被测样品。用微量注射器吸取1L样品，注人色谱仪，测定硝基苯和苯胺的峰面积，以归一化法进行定量。 7.3结果计算 7.3.1活性
催化剂活性以硝基苯转化率E计，按公式（1）计算：
1-"2
×100%
..(1)
E=
u1
式中： u 2- 产物中硝基苯的质量分数，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次连续测定结果的极差值应不大于0.05%。
原料中硝基苯的质量分数，以%表示；
7. 3. 2 2选择性
苯胺选择性Y，按公式（2）计算：
Y= w3=+×100 %
.....(2)
uu2
式中： W3 产物中苯胺的质量分数，以%表示； 20+ 原料中苯胺的质量分数，以%表示；
原料中硝基苯的质量分数，以%表示；产物中硝基苯的质量分数，以%表示。
26'1 *2 取3次连续测定结果的算术平均值作为测定结果，3次连续测定结果的极差值应不大于0.05%。
(8)
4 HG/T5035—2016
附录A （规范性附录）
反应器等温区长度的测定
A.1装填
在反应器底部垫一层不锈钢丝网，装满$150μm～Φ180μm的石英砂，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，向热电偶套管内插入热电偶。
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：
a) 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热电偶套管内的长度
和相应的温度（即原点处的温度）。将热电偶沿反应器热电偶套管向外拉，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。
b）将反应器温度升至220℃恒温，待条件稳定2h后，按a)的步骤测定220℃下的等温区。 c） 取160℃和220℃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不大于1℃，等温区长度应不小于70mm。 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 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石英砂的高度和催化剂试料装填高度，并计算出热电偶的插人长度。
(9)
5 ICS 71. 100. 99 G 74 备案号：56396—2016
HG
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5035—2016
硝基苯加氢制苯胺催化剂
催化性能试验方法
Test method of catalytic performance
in the catalyst for nitrobenzene hydrogenation to aniline
2017-04-01实施
2016-10-22发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 HG/T 5035—2016
前 言
本标准按照GB/T1.1-2009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：南化集团研究院、江苏省产品质量监督检验研究院。 本标准主要起草人：股玉圣、洪华、邱爱玲、陈延浩、曾飞。
(3)
- HG/T5035—2016
硝基苯加氢制苯胺催化剂催化性能试验方法
警告一一本标准中使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性，部分操作具有危险性。本标准并未揭示所有可能的安全问题，使用者操作时应小心谨慎并有责任采取适当的安全和健康措施。
1范围
本标准规定了硝基苯加氢制苯胺催化剂催化性能试验方法。 本标准适用于以铜为活性组分、通过溶解吸附制备，主要用于流化床的硝基苯加氢制苯胺催
化剂。
规范性引用文件
2
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 3化工产品采样总则
3原理
硝基苯在一定温度、压力及催化剂作用下与氢气反应生成苯胺，其化学反应方程式如下：
C,H;NO2+ Hz→ C H; NH2+ 544 kJ/mol
通过测定反应前、后硝基苯和苯胺的质量分数计算出其硝基苯转化率即活性和苯胺选择性，以此表征催化剂的催化性能。
试验装置
4
4.1流程
硝基苯加氢制苯胺催化剂的活性及选择性试验装置示意图见图1。
(5)
1 HG/T 5035—2016
?
预热器工
鸟山 XH
8
N
水
进料泵
区
硝基
10
E
水
文粗产品
? 1
文文
? ? 区
说明： 1, 2 稳压阀； 3. 11 转子流量计；
- 过滤器： 5 质量流量计； 6 止回阅； 7 贮罐； 8 汽化器； 9 反应器； 10 冷凝分离器。
图1 硝基苯加氢制苯胺催化剂的活性及选择性试验装置示意图
4. 2 主要性能
硝基苯加氢制苯胺催化剂活性及选择性试验装置主要性能设计参数见表1。
表1硝基苯加氢制苯胺催化剂活性及选择性试验装置主要性能设计参数
指 标 $18×2 70 0. 3 300 0. 05 0. 05
项 日
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（极差值》/% 复现性（极差值）/%
≥
N
反应器等温区长度的测定按附录A的规定。
4
4.3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。
5采样
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50mI样品。将取得的
(6)
2 HG/T 5035—2016
样品充分混合均匀，以四分法缩分成1L的样量，装人样品瓶内，密封。 5.2试样
将适量实验室样品用孔径为125μm的试验筛（符合GB/T6003.1中R40/3系列）筛分，取筛上物，按附录B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6ml.对应质量的试样，精确至0.1g，待用。
6试验步骤
6.1试料的装填
在反应器的反应管底部垫一层不锈钢丝网，将处理干净的石英砂（Φ150um～@180um）装人反应管内，敲实填紧至规定尺寸。再在石英砂上加一层不锈钢丝网，将催化剂试料（见5.3）分次小心倒人反应管内，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。然后加上一层不锈钢丝网，用石英砂填充至管口。拧紧反应管螺母，将反应器接人系统。 6.2试漏
打开氮气总阀，向系统内通人氮气，并稳定在0.2MPa。关闭系统进、出口阀门。如在0.5h内压力下降小于0.02MPa，则视为系统密封。打开系统出口阀，使系统降至常压。将测温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。 6.3升温还原
向反应器内通入氢氮混合气［氢气为1.5%～2.5%（以体积分数计），其余为氮气］，空速为 1000h1，系统压力为常压。按表2的条件进行升温还原。
表2升温还原条件
温度 ℃ 室温～160 160~220 220
升温速率 ℃ /h 30
所需时间
h 4~5 6 2
10 0
6.4活性及选择性的测定
还原结束后，切断氮气气源，同时启动硝基苯进料泵，按硝基苯液体空速1.5h1将其送人温度为180℃的汽化器内，完全汽化后进人反应器。控制并调节其系统压力为0.20MPa、活性测定温度为160℃、氢气与硝基苯的摩尔比为50：1。打开分离器出口阀，将水排净后关闭阀门。待试验条件稳定2h后，每隔2h收集一次分离产物并进行分析。当连续3次硝基苯转化率的极差值和苯胺选择性的极差值均不大于0.05%时，可以结束试验。 6.5停车
试验结束后，切断系统的电源，关闭原料总阀，系统排气降压，同时排放冷凝分离器中的冷
(7)
3 HG/T5035—2016 凝物。
1
硝基苯和苯胺质量分数的测定
7. 1 色谱操作条件
检测器：氢火焰检测器；色谱柱：Agilent19091J-213：325℃，规格为30m×320μm×1μm；氮气流量：1.5mL/min；氢气流量：30mL/min；空气流量：300ml/min；柱温：初始温度150℃保持5min，然后以30℃/min的升温速率升到250℃保持1min，再在
4min内升到280℃；
汽化室温度：250℃；离子室温度：300℃；进样量：1μL。
7. 2 2样品测定
分别以6.4所收集的分离产物为被测样品。用微量注射器吸取1L样品，注人色谱仪，测定硝基苯和苯胺的峰面积，以归一化法进行定量。 7.3结果计算 7.3.1活性
催化剂活性以硝基苯转化率E计，按公式（1）计算：
1-"2
×100%
..(1)
E=
u1
式中： u 2- 产物中硝基苯的质量分数，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次连续测定结果的极差值应不大于0.05%。
原料中硝基苯的质量分数，以%表示；
7. 3. 2 2选择性
苯胺选择性Y，按公式（2）计算：
Y= w3=+×100 %
.....(2)
uu2
式中： W3 产物中苯胺的质量分数，以%表示； 20+ 原料中苯胺的质量分数，以%表示；
原料中硝基苯的质量分数，以%表示；产物中硝基苯的质量分数，以%表示。
26'1 *2 取3次连续测定结果的算术平均值作为测定结果，3次连续测定结果的极差值应不大于0.05%。
(8)
4 HG/T5035—2016
附录A （规范性附录）
反应器等温区长度的测定
A.1装填
在反应器底部垫一层不锈钢丝网，装满$150μm～Φ180μm的石英砂，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，向热电偶套管内插入热电偶。
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：
a) 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热电偶套管内的长度
和相应的温度（即原点处的温度）。将热电偶沿反应器热电偶套管向外拉，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。
b）将反应器温度升至220℃恒温，待条件稳定2h后，按a)的步骤测定220℃下的等温区。 c） 取160℃和220℃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不大于1℃，等温区长度应不小于70mm。 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 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石英砂的高度和催化剂试料装填高度，并计算出热电偶的插人长度。
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