HGT 6367-2025 乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法标准立项发展报告

乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforCatalyticPerformanceofSilverCatalystforEthyleneOxideProductionviaEthyleneOxidation摘要关键词：乙烯氧化；环氧乙烷；银催化剂；催化性能；试验方法；行业标准AbstractEthyleneoxide,asacrucialfundamentalorganicchemicalrawmaterial,itsproductiontechnologyleveldirectlyconcernsthesecurityandhigh-qualitydevelopmentofChina'spetrochemicalindustrychain.Silvercatalystisthecoretechnicallinkintheethyleneoxideproductionprocessviaethyleneoxidation,andtheevaluationmethodsforitscatalyticperformancedirectlyaffectcatalystresearchanddevelopment,productioncontrol,andindustrialapplicationeffectiveness.Tostandardizethetestmethodsforsilvercatalystcatalyticperformanceandpromotethestandardizationprocessofindustrytechnology,theMinistryofIndustryandInformationTechnologyapprovedthereleaseofHG/T6367-2025"TestMethodforCatalyticPerformanceofSilverCatalystforEthyleneOxideProductionviaEthyleneOxidation,"whichwaspublishedonApril10,2025,andwillbeofficiallyimplementedonNovember1,2025.Thisreportsystematicallyelaboratestheprojectbackground,developmentprocess,maintechnicalcontents,andindustryimpactofthisstandard.Basedonfullyreferencingadvanceddomesticandinternationaltestmethods,combinedwiththeactualneedsofChina'ssilvercatalystproductionandapplication,thestandardspecifiesthetestmethodsandevaluationrequirementsforkeyperformanceindicatorsincludingcatalyticactivity,selectivity,stability,andservicelife,fillingthegapinindustrystandardsinthisfield.Itholdssignificantguidingimportanceforunifyingindustrytestingmethods,improvingproductquality,andpromotingtechnologicalinnovation.Keywords:ethyleneoxidation;ethyleneoxide;silvercatalyst;catalyticperformance;testmethod;industrystandard一、引言1.1研究背景环氧乙烷（EthyleneOxide,EO）是乙烯衍生物中产量仅次于聚乙烯的重要有机化工产品，广泛用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚等系列下游产品，在聚酯纤维、防冻液、医药消毒、日用化学品等领域具有不可替代的地位。据统计，全球环氧乙烷年产能已超过3500万吨，我国是全球最大的环氧乙烷生产国和消费国，产能约占全球总量的30%以上。乙烯直接氧化法是目前工业上生产环氧乙烷的主流工艺路线，其核心在于高性能银催化剂的使用。银催化剂以α-氧化铝为载体，以金属银为活性组分，并辅以多种助剂（如铼、铯、硫等）以提升催化性能。催化剂的活性、选择性和稳定性直接决定了环氧乙烷装置的生产效率、能耗水平和经济效益。在高选择性催化剂不断迭代的背景下，如何准确、统一地评价银催化剂的催化性能，已成为行业亟需解决的基础性技术问题。然而，长期以来，我国缺乏统一的银催化剂催化性能试验方法行业标准。各催化剂生产企业和使用单位在性能评价中各自为政，在试验装置规格、原料气配比、反应温度压力、产物分析方法等方面存在显著差异，导致不同企业出具的催化剂性能数据可比性差，给催化剂的质量控制、技术交流和市场贸易带来了诸多困难。在此背景下，制定统一的行业标准具有重要的现实意义。1.2标准制定的必要性（1）解决行业测试方法不统一的迫切需求。目前国内主要银催化剂生产商和科研机构在催化性能评价中采用的装置和测试条件各异，测试结果缺乏横向可比性。通过制定统一的试验方法标准，可以规范行业内催化剂性能评价的技术行为，建立公平、科学的技术评判依据。（2）适应催化剂技术快速迭代的迫切需要。近年来，高选择性银催化剂技术发展迅速，催化剂性能不断提升，对试验方法的精度、重复性和区分度提出了更高要求。原有企业内控方法已难以适应新一代催化剂的评价需求，亟需建立反映最新技术水平的标准化试验方法。（3）促进国际贸易与技术交流的客观要求。我国银催化剂及环氧乙烷生产技术已走出国门，参与国际竞争。统一规范的试验方法标准有助于增强我国催化剂产品的国际认可度，降低贸易壁垒，促进技术交流与合作。二、标准编制概况2.1标准基本信息-标准编号：HG/T6367-2025-标准名称：乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法-英文名称：TestMethodforCatalyticPerformanceofSilverCatalystforEthyleneOxideProductionviaEthyleneOxidation-标准性质：推荐性行业标准-标准状态：现行-发布机构：中华人民共和国工业和信息化部-标准分类：化工行业标准—其他化工产品-发布日期：2025年4月10日-实施日期：2025年11月1日-发布国别：中国-语言版别：中文（简体）2.2编制原则本标准的编制遵循以下原则：（1）科学性。标准技术内容以扎实的试验研究和理论分析为基础，确保试验方法科学合理、数据可靠，能够真实反映催化剂的实际催化性能。（2）先进性。在充分调研国际先进试验方法的基础上，吸收国内外最新技术成果，确保标准的整体技术水平与国际同步。（3）适用性。标准规定的试验方法需兼顾不同规模试验装置的实际条件，保证方法具有可操作性和推广适用性。（4）规范性。标准结构与编写规则严格遵循GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。三、标准主要技术内容HG/T6367-2025《乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法》规定了乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验的原理、试剂和材料、仪器与设备、试验步骤、结果计算以及试验报告等内容。标准的核心技术内容涵盖以下几个方面：3.1试验原理标准规定的试验原理为：在微型固定床反应器中装填一定量的银催化剂，在设定的反应温度、反应压力、空速和原料气组成条件下，通入乙烯、氧气（或空气）和氮气等组成的混合原料气，在催化剂作用下发生乙烯环氧化反应生成环氧乙烷。通过在线分析反应器进出口气体组成，计算乙烯转化率、环氧乙烷选择性及环氧乙烷收率等催化剂性能评价指标。3.2试验装置与条件标准对试验装置和条件作出了明确规定，主要技术参数包括：-反应器形式：采用固定床微型反应器，反应管内径和长度需保证装填催化剂后满足等温或拟等温操作条件，反应管内径一般为4mm~10mm，催化剂装填量一般为1mL~5mL；-温度控制：反应器采用电加热方式，催化剂床层温度控制精度应达到±0.5℃以内，以保证试验结果的准确性和可重复性；-压力控制：反应压力一般为1.0MPa~2.5MPa（表压），压力波动范围不超过±0.02MPa；-原料气组成：乙烯浓度一般为20%~40%（体积分数），氧气浓度一般为6%~8%（体积分数），其余为氮气及致稳气（如甲烷、二氧化碳等），具体配比可根据催化剂类型和技术要求进行调整；-空速条件：气体时空速一般控制在3000h⁻¹~8000h⁻¹范围内。3.3催化剂装填与活化标准对催化剂试验前的装填方法和活化程序作出了规范要求。规定催化剂装填应均匀、紧密，避免沟流和偏流现象；催化剂的活化（或还原）程序包括升温速率、活化温度、活化气氛及活化时间等关键参数，需确保催化剂在评价前达到稳定的活性状态。3.4性能评价指标与计算方法标准规定了以下主要性能指标及其计算方法：（1）乙烯转化率：指反应消耗的乙烯摩尔数与进料乙烯摩尔数之比，反映催化剂对乙烯的转化能力，按公式计算：*X*(C₂H₄)=[n(C₂H₄)入-n(C₂H₄)出]/n(C₂H₄)入×100%（2）环氧乙烷选择性：指生成环氧乙烷所消耗的乙烯摩尔数与反应消耗的总乙烯摩尔数之比，反映催化剂对目标产物的选择能力，按公式计算：*S*(EO)=n(EO)生成/[n(C₂H₄)入-n(C₂H₄)出]×100%（3）环氧乙烷收率：为乙烯转化率与环氧乙烷选择性的乘积，综合反映催化剂的催化效能。（4）稳定性评价：标准还规定了在一定时间范围内的连续运行试验方法，以考察催化剂性能随时间的衰减趋势，评价催化剂的稳定性。3.5产物分析方法标准明确采用在线气相色谱法对反应尾气中的乙烯、氧气、环氧乙烷、二氧化碳、氮气等组分进行定量分析。对色谱柱类型、检测器、载气、定标方法以及分析周期等技术指标提出了明确要求，确保分析数据的准确性和可靠性。3.6试验报告标准对试验报告的内容作出了具体规定，要求报告应包含催化剂基本信息（名称、型号、批号、生产单位）、试验条件（温度、压力、空速、原料气组成）、试验结果（转化率、选择性、收率等数据）及试验日期、试验人员等信息，以保证试验结果的可追溯性。四、标准适用范围与实施意义4.1适用范围HG/T6367-2025适用于乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂（包括高选择性银催化剂和高活性银催化剂）催化性能的实验室评价。标准适用于催化剂研发单位、生产企业和用户单位在产品开发、质量控制、入厂检验及性能对比等环节的催化性能评价。需要说明的是，该标准主要面向实验室条件下的催化剂性能测试，不直接适用于工业生产装置中的催化剂运行性能评价。4.2实施意义第一，统一评价基准，促进公平竞争。标准的实施将消除不同企业之间因试验方法不一致而产生的数据壁垒，使各厂家催化剂性能可在同一尺度下进行比较，有利于营造公平有序的市场竞争环境。第二，引导技术创新，推动产业升级。通过建立科学、严格的性能评价方法，标准将对催化剂的最低性能水平形成有效引导，促使生产企业加大技术研发投入，不断提升催化剂性能指标，推动行业整体技术水平的进步。第三，服务下游用户，保障应用效益。环氧乙烷生产企业可依据本标准对候选催化剂进行客观评价和选型，降低因催化剂性能评估不当带来的风险，提高装置运行的经济性和安全性。第四，完善标准体系，支撑行业管理。本标准的发布填补了我国银催化剂领域行业标准空白，与催化剂化学组分分析方法、物理性能测定方法等相关标准共同构成较为完整的标准体系，为行业管理和质量监督提供了技术支撑。五、主要起草单位介绍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，主要起草单位包括国内银催化剂研发和生产的骨干企业及科研院所。其中，中石化上海石油化工研究院是本标准的主要起草单位之一。该院是中国石油化工股份有限公司直属的综合性科研开发机构，也是国内乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂研究和开发的重要基地，在银催化剂领域拥有数十年的技术积累和丰富的实践经验。中石化上海石油化工研究院自20世纪70年代起便开展乙烯氧化制环氧乙烷银催化剂的研究工作，先后成功开发了多代高选择性银催化剂产品，多项技术成果达到国际先进水平，并在国内多套大型环氧乙烷/乙二醇生产装置上实现工业应用，产生了显著的经济效益和社会效益。研究院拥有先进的催化材料制备实验室、催化性能评价装置和完备的分析测试条件，在催化剂配方设计、制备工艺放大、性能评价方法等方面建立了系统的研究体系。在本标准的研制过程中，中石化上海石油化工研究院充分发挥其在银催化剂基础研究和工业应用方面的深厚积累，牵头组织了多轮实验室间的比对试验，系统考察了不同试验条件对评价结果的影响规律，为标准中关键技术参数的确定提供了翔实的实验依据。同时，该院还积极参与国际标准化交流，借鉴国际先进催化剂的评价理念和方法，为标准技术内容的先进性和科学性提供了有力保障。六、结论与展望HG/T6367-2025《乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法》作为我国首个关于乙烯氧化制环氧乙烷用银催化剂催化性能试验方法的行业标准，其发布和