ICS 71.100.99 G 74
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 31191—2014
常温锰系脱氧剂脱氧性能试验方法
Test method of manganese deoxidizer deoxy performance at room temperature
2015-05-01实施
2014-09-03发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T31191—2014
前 創言
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。 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：山东迅达化工集团有限公司、北京三聚环保新材料股份有限公司、上海立得催化
剂有限公司、南化集团研究院、西安元创化工科技股份有限公司。
本标准主要起草人：王强、胡文宾、孙国双、蔡祥军、张金荣、周晓奇、赵家骥、杨旭辉、胡希堂、路远方倪雪梅。
I GB/T31191—2014
常温锰系脱氧剂脱氧性能试验方法
警告：本标准涉及的试验用原料气和尾气（含H2、N2、02）对人体健康和安全具有易燃、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。
1范围
本标准规定了常温锰系脱氧剂脱氧性能试验方法本标准适用于以氧化锰为主活性组分，在常温下脱除烯烃、轻烃、情性气体中氧气的脱氧剂。
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/T6679固体化工产品采样通则
3原理
锰的低价氧化物在常温下与介质中的微量氧进行反应，生成高价氧化物从而达到脱除杂质氧的目的，其化学反应方程式如下：
MnO+O2 2→+MnO（Mn2OMnO)
用微量氧分析仪分析反应前、后介质中的微量氧体积分数，计算出其脱氧容量，以此表征脱氧剂的性能。
4试验装置
4.1流程
常温锰系脱氧剂脱氧性能试验装置示意图见图1。
1 GB/T31191—2014
3 4
?
?
6
1-2
1% 0,
天
天
排空
P
H,
N
7
1-3
说明： 1-1~1-3- 气体质量流量计；
2 - 预脱氧器； 3- 脱氧反应器；
电炉； 5. 冷却器； 6- 微量氧分析仪；
4-
湿式气体流量计。
图1： 常温锰系脱氧剂脱氧性能试验装置示意图
4.2 主要性能
常温锰系脱氧剂脱氧性能试验装置主要性能参数见表1。
表1脱氧性能试验装置主要性能设计参数
项
参数 $22×4 75 500 1.0 1.0
A
反应器中反应管的规格/mm 反应器的等温区的长度"/mm 最高使用温度/℃ 最高使用压力/MPa 复现性（绝对差值）/（mL/g)
>
N
、反应器的等温区长度的测定按附录A的规定。
4.3校验
正常情况下，试验装置的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/T6679中的规定取得。
2 GB/T 31191—2014
5.2试样
取适量实验室样品，置于瓷研钵内破碎研细，用孔径为0.85mm和1.70mm的试验筛（符合 GB/T6003.1中R40/3系列筛分，取粒度为0.85mm～1.70mm的试样，置于120℃烘箱中烘2h，取出放人干燥器中冷却至室温，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10.0mL对应质量的试样，精确至0.01g，待用。
6试验步骤
6.1试料的装填
在反应器的反应管等温区底部垫一层孔板，再加两层不锈钢丝网，将脱氧剂试料（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、均匀、平整，并测量其催化剂床层的装填高度，然后加上一层不锈钢网，用1.6mm～2.5mm的石英砂或情性瓷球填至距反应器入口截面约10mm处，拧紧反应器螺帽后，将反应器接入试验系统。 6.2系统试漏
打开氮气总阀，向系统内通人氮气，并稳定在0.5MPa，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。试漏符合要求后打开系统出口阀排气，使系统降至常压。将测温热电偶插人热电偶套管内，使其热端位于脱氧剂床层中部。 6.3升温还原
向反应器内通人还原气，还原气的组成（以体积分数计）为氢气为10%、其余为氮气，空速为 1000h-1，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
所需时间 min
反应器温度范围
升温速率 ℃ / h 150
℃ 室温～200 200 200~300 300 300~350 350
80 60 40 60 20 120
0 150 0 150 0
6.4脱氧性能的测定 6.4.1微量氧分析仪在线零点校正
还原结束后，打开系统跨线，控制并调节氢气含量为1.0%、系统压力为0.3MPa、气体的空速为 2000h=1,待条件稳定0.5h～1h后，打开微量氧分析仪开始校正其零点。当15min内氧含量变化小
3 GB/T31191—2014
于0.02μL/L时，结束零点校正。此点设为仪器的在线零点。
6.4.2原料气中氧含量的测定
微量氧分析仪在线零点校正完成后，打开配氧阀门和对应的气体质量流量计，控制并调节原料气的组成，稳定0.5h1h后，开始测定原料气中氧的含量。 6.4.3脱氧性能的测定
原料气中氧含量测定完成后，记录湿式气体流量计的读数，打开反应器的进口阀门，关闭跨线，按表3的要求控制并调节系统压力、原料气空速、反应器温度等测定条件。待条件稳定4h后，开始分析反应器出口氧体积分数，每隔1h分析一次。当出口氧体积分数开始上升时，改为每15min分析一次。 当出口氧体积分数≥1.0μL/L时，再次记录湿式气体流量计的读数，结束试验。
表3脱氧剂脱氧性能的测定条件
项目脱氧剂试样装填量/mL 原料气的空速/h-1
条件 10.0 2 000±50 0.3 80.0±1.0
系统压力/MPa 脱氧性能测定温度/℃
H2:0.9%~1.1%，O：100μL/L±5μL/L，其余为N
原料气组成
6.4.4停车
试验结束后，切断系统的电源，关闭原料气总阀，系统排气降压，同时排放分离器中的冷凝物。
7结果计算
脱氧剂的脱氧性能以脱氧容量V。计，以毫升每克（mL/g)表示，按式（1)计算：
(V1-V,)pT× 10-s V. =
.(1)
mp.T
式中： V，湿式气体流量计的终止读数的数值，单位为升（L)； V2-- 湿式气体流量计的初始读数的数值，单位为升（L）：
原料气中氧体积分数的数值，单位为（μL/L)；测定时大气压的数值，单位为帕斯卡(Pa)；
p To 标准状态下的热力学温度的数值，单位为开尔文（K)（T。=273）；
脱氧剂试料的装填量的数值，单位为克（g）；
m po 标准状态下的大气压的数值，单位为帕斯卡（Pa）（P。三101325）：
测定时热力学温度的数值，单位为开尔文（K）。
T 计算结果保留三位有效数字。
N GB/T31191—2014
附录A （规范性附录）
反应器等温区长度的测定
A.1在反应器底部垫两层细不锈钢丝网，装人1.4mm～2.5mm的石英砂或惰性瓷球，至距反应器人口截面10mm左右的位置，并敲实，拧紧反应器螺帽。将反应器接到脱氧性能试验装置中，试压试漏至合格，向热电偶套管内插人热电偶。 A.2向反应器内通入原料气并升温，将温度、压力、空速及原料气体积比控制在脱氧性能的试验的条件下，待条件稳定2h后开始测定等温区。 A.3将热电偶插入反应器电偶套管内的适当位置，记下热电偶插入反应器电偶套管内的长度和相应的温度（即原点处的温度）。将热电偶沿反应器电偶套管向外拉，每拉出10mm，等2min～3min，记录稳定后的温度，直至温度相差2℃以上为止。随后再将热电偶向反应器电偶套管内插人，方法同上，直到热电偶插到原点位置为测定一次。 A.4按A.3的步骤再重复测定一次，取两次测定的共同区间为该温度下的等温区， A.5将反应器温度升温至350℃恒温，待条件稳定2h后，按A.3、A.4的步骤测定350℃下的等温区。 A.6取80℃和350℃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≤1℃，等温区长度应≥75mm。 A.7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.8根据测得等温区的长度，确定反应器内不锈钢筛板的固定位置和脱氧剂试料装填高度，计算出热电偶插入的长度。
5 GB/T 31191—2014
附录B （规范性附录）
脱氧剂堆积密度的测定
B.1试样的堆积
将适量的试样（见5.2)分成若于份，依次加人50mL量筒内：每加一次，均需将量筒上下振动若于
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50mL。
B.2 试样的称量
称量振实的50mL试样（见B.1）的质量，精确至0.01g。
B.3 堆积密度的计算
脱氧剂堆积密度β的数值以克每毫升（g/mL）表示，按式（B.1)计算
mz-mi
...(B.1 )
p= V
式中： m2——50mL量筒和50mL试样的质量的数值，单位为克（g）； m，——50mL量筒的质量的数值，单位为克（g)； V一—试样的体积的数值，单位为毫升（mL）。 计算结果保留三位有效数字。 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于2.0%。
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