HGT 6367-2025 乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法標準立項發展報告

乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforCatalyticPerformanceofSilverCatalystforEthyleneOxideProductionviaEthyleneOxidation摘要關鍵詞：乙烯氧化；環氧乙烷；銀催化劑；催化性能；試驗方法；行業標準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研究背景環氧乙烷（EthyleneOxide,EO）是乙烯衍生物中產量僅次于聚乙烯的重要有機化工產品，廣泛用于生產乙二醇、非離子表面活性劑、乙醇胺、乙二醇醚等系列下游產品，在聚酯纖維、防凍液、醫藥消毒、日用化學品等領域具有不可替代的地位。據統計，全球環氧乙烷年產能已超過3500萬噸，我國是全球最大的環氧乙烷生產國和消費國，產能約占全球總量的30%以上。乙烯直接氧化法是目前工業上生產環氧乙烷的主流工藝路線，其核心在于高性能銀催化劑的使用。銀催化劑以α-氧化鋁為載體，以金屬銀為活性組分，并輔以多種助劑（如錸、銫、硫等）以提升催化性能。催化劑的活性、選擇性和穩定性直接決定了環氧乙烷裝置的生產效率、能耗水平和經濟效益。在高選擇性催化劑不斷迭代的背景下，如何準確、統一地評價銀催化劑的催化性能，已成為行業亟需解決的基礎性技術問題。然而，長期以來，我國缺乏統一的銀催化劑催化性能試驗方法行業標準。各催化劑生產企業和使用單位在性能評價中各自為政，在試驗裝置規格、原料氣配比、反應溫度壓力、產物分析方法等方面存在顯著差異，導致不同企業出具的催化劑性能數據可比性差，給催化劑的質量控制、技術交流和市場貿易帶來了諸多困難。在此背景下，制定統一的行業標準具有重要的現實意義。1.2標準制定的必要性（1）解決行業測試方法不統一的迫切需求。目前國內主要銀催化劑生產商和科研機構在催化性能評價中采用的裝置和測試條件各異，測試結果缺乏橫向可比性。通過制定統一的試驗方法標準，可以規范行業內催化劑性能評價的技術行為，建立公平、科學的技術評判依據。（2）適應催化劑技術快速迭代的迫切需要。近年來，高選擇性銀催化劑技術發展迅速，催化劑性能不斷提升，對試驗方法的精度、重復性和區分度提出了更高要求。原有企業內控方法已難以適應新一代催化劑的評價需求，亟需建立反映最新技術水平的標準化試驗方法。（3）促進國際貿易與技術交流的客觀要求。我國銀催化劑及環氧乙烷生產技術已走出國門，參與國際競爭。統一規范的試驗方法標準有助于增強我國催化劑產品的國際認可度，降低貿易壁壘，促進技術交流與合作。二、標準編制概況2.1標準基本信息-標準編號：HG/T6367-2025-標準名稱：乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法-英文名稱：TestMethodforCatalyticPerformanceofSilverCatalystforEthyleneOxideProductionviaEthyleneOxidation-標準性質：推薦性行業標準-標準狀態：現行-發布機構：中華人民共和國工業和信息化部-標準分類：化工行業標準—其他化工產品-發布日期：2025年4月10日-實施日期：2025年11月1日-發布國別：中國-語言版別：中文（簡體）2.2編制原則本標準的編制遵循以下原則：（1）科學性。標準技術內容以扎實的試驗研究和理論分析為基礎，確保試驗方法科學合理、數據可靠，能夠真實反映催化劑的實際催化性能。（2）先進性。在充分調研國際先進試驗方法的基礎上，吸收國內外最新技術成果，確保標準的整體技術水平與國際同步。（3）適用性。標準規定的試驗方法需兼顧不同規模試驗裝置的實際條件，保證方法具有可操作性和推廣適用性。（4）規范性。標準結構與編寫規則嚴格遵循GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的要求。三、標準主要技術內容HG/T6367-2025《乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法》規定了乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗的原理、試劑和材料、儀器與設備、試驗步驟、結果計算以及試驗報告等內容。標準的核心技術內容涵蓋以下幾個方面：3.1試驗原理標準規定的試驗原理為：在微型固定床反應器中裝填一定量的銀催化劑，在設定的反應溫度、反應壓力、空速和原料氣組成條件下，通入乙烯、氧氣（或空氣）和氮氣等組成的混合原料氣，在催化劑作用下發生乙烯環氧化反應生成環氧乙烷。通過在線分析反應器進出口氣體組成，計算乙烯轉化率、環氧乙烷選擇性及環氧乙烷收率等催化劑性能評價指標。3.2試驗裝置與條件標準對試驗裝置和條件作出了明確規定，主要技術參數包括：-反應器形式：采用固定床微型反應器，反應管內徑和長度需保證裝填催化劑后滿足等溫或擬等溫操作條件，反應管內徑一般為4mm~10mm，催化劑裝填量一般為1mL~5mL；-溫度控制：反應器采用電加熱方式，催化劑床層溫度控制精度應達到±0.5℃以內，以保證試驗結果的準確性和可重復性；-壓力控制：反應壓力一般為1.0MPa~2.5MPa（表壓），壓力波動范圍不超過±0.02MPa；-原料氣組成：乙烯濃度一般為20%~40%（體積分數），氧氣濃度一般為6%~8%（體積分數），其余為氮氣及致穩氣（如甲烷、二氧化碳等），具體配比可根據催化劑類型和技術要求進行調整；-空速條件：氣體時空速一般控制在3000h?1~8000h?1范圍內。3.3催化劑裝填與活化標準對催化劑試驗前的裝填方法和活化程序作出了規范要求。規定催化劑裝填應均勻、緊密，避免溝流和偏流現象；催化劑的活化（或還原）程序包括升溫速率、活化溫度、活化氣氛及活化時間等關鍵參數，需確保催化劑在評價前達到穩定的活性狀態。3.4性能評價指標與計算方法標準規定了以下主要性能指標及其計算方法：（1）乙烯轉化率：指反應消耗的乙烯摩爾數與進料乙烯摩爾數之比，反映催化劑對乙烯的轉化能力，按公式計算：*X*(C?H?)=[n(C?H?)入-n(C?H?)出]/n(C?H?)入×100%（2）環氧乙烷選擇性：指生成環氧乙烷所消耗的乙烯摩爾數與反應消耗的總乙烯摩爾數之比，反映催化劑對目標產物的選擇能力，按公式計算：*S*(EO)=n(EO)生成/[n(C?H?)入-n(C?H?)出]×100%（3）環氧乙烷收率：為乙烯轉化率與環氧乙烷選擇性的乘積，綜合反映催化劑的催化效能。（4）穩定性評價：標準還規定了在一定時間范圍內的連續運行試驗方法，以考察催化劑性能隨時間的衰減趨勢，評價催化劑的穩定性。3.5產物分析方法標準明確采用在線氣相色譜法對反應尾氣中的乙烯、氧氣、環氧乙烷、二氧化碳、氮氣等組分進行定量分析。對色譜柱類型、檢測器、載氣、定標方法以及分析周期等技術指標提出了明確要求，確保分析數據的準確性和可靠性。3.6試驗報告標準對試驗報告的內容作出了具體規定，要求報告應包含催化劑基本信息（名稱、型號、批號、生產單位）、試驗條件（溫度、壓力、空速、原料氣組成）、試驗結果（轉化率、選擇性、收率等數據）及試驗日期、試驗人員等信息，以保證試驗結果的可追溯性。四、標準適用范圍與實施意義4.1適用范圍HG/T6367-2025適用于乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑（包括高選擇性銀催化劑和高活性銀催化劑）催化性能的實驗室評價。標準適用于催化劑研發單位、生產企業和用戶單位在產品開發、質量控制、入廠檢驗及性能對比等環節的催化性能評價。需要說明的是，該標準主要面向實驗室條件下的催化劑性能測試，不直接適用于工業生產裝置中的催化劑運行性能評價。4.2實施意義第一，統一評價基準，促進公平競爭。標準的實施將消除不同企業之間因試驗方法不一致而產生的數據壁壘，使各廠家催化劑性能可在同一尺度下進行比較，有利于營造公平有序的市場競爭環境。第二，引導技術創新，推動產業升級。通過建立科學、嚴格的性能評價方法，標準將對催化劑的最低性能水平形成有效引導，促使生產企業加大技術研發投入，不斷提升催化劑性能指標，推動行業整體技術水平的進步。第三，服務下游用戶，保障應用效益。環氧乙烷生產企業可依據本標準對候選催化劑進行客觀評價和選型，降低因催化劑性能評估不當帶來的風險，提高裝置運行的經濟性和安全性。第四，完善標準體系，支撐行業管理。本標準的發布填補了我國銀催化劑領域行業標準空白，與催化劑化學組分分析方法、物理性能測定方法等相關標準共同構成較為完整的標準體系，為行業管理和質量監督提供了技術支撐。五、主要起草單位介紹本標準由全國化學標準化技術委員會化工催化劑分技術委員會（SAC/TC63/SC10）歸口，主要起草單位包括國內銀催化劑研發和生產的骨干企業及科研院所。其中，中石化上海石油化工研究院是本標準的主要起草單位之一。該院是中國石油化工股份有限公司直屬的綜合性科研開發機構，也是國內乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑研究和開發的重要基地，在銀催化劑領域擁有數十年的技術積累和豐富的實踐經驗。中石化上海石油化工研究院自20世紀70年代起便開展乙烯氧化制環氧乙烷銀催化劑的研究工作，先后成功開發了多代高選擇性銀催化劑產品，多項技術成果達到國際先進水平，并在國內多套大型環氧乙烷/乙二醇生產裝置上實現工業應用，產生了顯著的經濟效益和社會效益。研究院擁有先進的催化材料制備實驗室、催化性能評價裝置和完備的分析測試條件，在催化劑配方設計、制備工藝放大、性能評價方法等方面建立了系統的研究體系。在本標準的研制過程中，中石化上海石油化工研究院充分發揮其在銀催化劑基礎研究和工業應用方面的深厚積累，牽頭組織了多輪實驗室間的比對試驗，系統考察了不同試驗條件對評價結果的影響規律，為標準中關鍵技術參數的確定提供了翔實的實驗依據。同時，該院還積極參與國際標準化交流，借鑒國際先進催化劑的評價理念和方法，為標準技術內容的先進性和科學性提供了有力保障。六、結論與展望HG/T6367-2025《乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法》作為我國首個關于乙烯氧化制環氧乙烷用銀催化劑催化性能試驗方法的行業標準，其發布和