新型稀土氨合成催化剂的研制,生产和使用总结

本成果是以少量的稀土氧化物(CeO_2)作为助催化剂,并优化了现有熔铁系氨合成催化剂的配方及制备工艺,研究开发成功一种新型稀土氨合成催化剂。实验室测试及工业生产使用结果表明,使用该催化剂可使氨净值及氨产量提高10%以上;在显著提高低温活性的同时,解决了国内外低温高活性型氨合成催化剂普遍存在的抗毒性和耐热性差的难题。     

氨合成催化剂的衰老,失活及防护

氨合成催化剂活性下降的主要原因是热烧结和毒物中毒。本文阐述了这两种情况下氨合成催化剂失活的规律性及其防护方法。     

提高氨净值的途径

本文提出了提高氨净值的四条途径,即:①合理使用合成催化剂;②改进合成工艺流程;③采用新的节能型氨催化剂;④合理选用氨合成塔。文章认为:在目前的技术和管理条件下,只要充分做到、做好如上四条,则完全可以将氨净值从目前的11％左右提高到13％以上,使小合成氨的吨氨能耗再降低2100MJ以上。     

钌基氨合成催化剂研究进展

钌基催化剂被称为继铁基催化剂之后第二代氨合成催化剂。文中介绍了钌基氨合成催化剂的载体、钌的母体化合物和促进剂的研究进展以及在钌基催化剂上氨合成反应动力学。     

氨合成塔使用预还原氨合成催化剂的探讨

预还原氨合成催化剂为制造厂预先将催化剂还原好并进行表面钝化处理等,合成氨厂使用时只需将其表面的钝化部分经简单再还原即可;而传统合成氨生产中使用的氧化态氨合成催化剂并无预先还原的过程,需在氨合成塔内进行整个还原过程。为探究氧化态氨合成催化剂与预还原氨合成催化剂的优劣,从两者的装填、还原过程、活性以及经济性等方面进行对比分析,认为氧化态氨合成催化剂装填较为容易,其还原更需严格控制好各项工艺参数,还原后与预还原氨合成催化剂的活性相差不大;而预还原氨合成催化剂装填需小心谨慎和做好保护等,可明显缩短系统开车时间,节约开车成本,具有明显的经济效益。小型合成氨装置建议使用氧化态氨合成催化剂,大中型合成氨装置推荐全部或部分使用预还原氨合成催化剂。     

浅析新型合成氨催化剂的还原

介绍了氨合成催化剂的创新和发展、A301型和ZA-5型Fe1-xO基氨合成催化剂的性能特点及新型低温低压高活性氨合成催化剂的选择原则。以A301型催化剂为例,详细讨论了新型氨合成催化剂的升温还原方法。     

氨分解催化剂的研究现状及发展方向

氨分解催化剂广泛应用于低温氨分解制氢和环保领域,本文介绍了国内外氨分解催化剂的研究现状,对活性组分、载体及助剂对催化剂活性的影响进行了详细评述,并展望了氨分解催化剂的发展方向。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

大型氨厂氨合成塔及催化剂的使用

介绍了国内大型氨厂各类型氨合成塔及催化剂的应用情况，通过生产运行实践比较表明，选择节能型氨合成塔和国产优质氨合成催化剂，可以达到较为满意的效果。     

氨电氧化催化剂及其低温直接氨碱性膜燃料电池性能的研究进展

氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。     

氨合成催化剂卸出问题的探讨

介绍了Kellogg氨合成塔就地改造后内件中催化剂的卸出情况，并探讨了此类合成塔内件催化剂卸出方法和安全措施。     

氨合成铁、钌催化剂联用工艺

在实验室和工业侧线装置上考察了FA-Ru型氨合成钌催化剂与铁系A202型催化剂的性能差异,以及铁催化剂和钌催化剂联用工艺与单铁催化剂工艺对氨合成效果的影响。结果表明,FA-Ru催化剂在低温（375～425℃）、低压（10～15 MPa）、低氢氮比（R=1.5～2.3）和合成气高氨浓度（10%～16 %,体积分数）条件下,活性比A202催化剂相对提高44%～75%。铁催化剂与钌催化剂混装工艺的氨合成率随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高24.5%～44.8%。铁催化剂串钌催化剂工艺的氨合成率同样随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高27.7%～58.8%。对于铁、钌催化剂联用的氨合成工艺,在实验条件下,当钌催化剂用量达铁催化剂用量1/2以上时,催化剂的最高活性点温度降至400℃。工业侧线实验表明,FA-Ru催化剂在13.0 MPa、10000～15000 h-1条件下的氨合成率可达到铁催化剂在相同空速、26 MPa 压力下的水平。根据不同工况,铁催化剂串钌催化剂生产工艺比单铁催化剂生产工艺氨合成率可相对提高43%～56%。     

HA310Q型易还原低温高活性氨合成球形催化剂在我厂的应用

本文介绍了ＨＡ３１０Ｑ型氨合成催化剂在我厂的装填、升温还原及生产应用情况。实践表明，ＨＡ３１０Ｑ型氨合成催化剂，是目前国内性能比较先进的催化剂之一。     

A110型系列氨合成催化剂在大型氨厂的使用

分析了Ａ１１０－１－Ｈ、Ａ１１０－１型氨合成催化剂在我国大型氨厂合成塔节能改造中的使用及运行情况。使用结果表明：该型号催化剂具有低温活性好，机械强度高，使用寿命长和合成塔阻力低等优良性能，完全能替代进口氨合成催化剂。     

丙烯氨氧化催化剂开车条件研究

研究了丙烯氨氧化制备丙烯腈反应过程中开车条件对催化剂特性的影响。丙烯氨氧化钼铋新催化剂开车时需进行"烧氨"以提高其活性、选择性及稳定性,但过长时间的烧氨操作反而会使催化剂达到稳定的时间延长;采用富氧空气烧氨,催化剂活性变化很小,但选择性下降明显。     

新型氨合成催化剂的选用和还原

介绍了氨合成催化剂的创新和发展、A301型和ZA-5型Fe1-xO基氨合成催化剂的性能特点及新型低温低压高活性氨合成催化剂的选择原则。以A301型催化剂为例,详细讨论了新型氨合成催化剂的升温还原方法。     

延长氨分解器催化剂使用寿命的措施

目前,不少焦化厂的煤气净化工艺中,用催化分解炉在１０００～１２００℃下将氨分解成氮气和水,催化剂是由氧化镁作载体的负载活性镍构成的固体催化剂,氨分解炉内一般需充填８～１０ｔ催化剂,而价值高达上百万元。为此,如何延长催化剂的使用寿命,就成为降低生产成本重要环节。１影响催化剂寿命的因素氨气进入氨分解炉后,在空速一定时,氨的分解率与催化剂所含的活性镍有关,一般国产催化剂使用一年左右后,就会因活性镍减少,难以达到要求的氨分解率而更换新催化剂。催化剂失活的原因有以下两个方面：(1)镍损耗。主要是升华损耗,由…     

A301型氨合成催化剂工业应用性能考察

本文介绍Ａ３０１型氨合成催化剂在φ５００合成塔中试用情况。采用Ａ３０１型与Ａ１１０－２型氨合成催化剂在相同条件下，经１８个月的还原与生产运行，证明Ａ３０１型氨合成催化剂具有活性高，还原及活性温度低，极易还原，耐热抗毒优良，机械强度高，生产成本低等的新一代氨合成催化剂。     

氨合成催化剂的选择及做好相关工作

论述了如何选择低温高活性氨合成催化剂及做好相关工作，保证氨合成系统的正常高效运行。     

钌系氨合成催化剂开始产业化应用

总投资达8000万元的福建永安智胜化工有限公司钌催化氨合成氨生产示范工程的建设标志着钌系氨合成催化剂研究成果已进入产业化应用阶段。以往合成氨使用的是铁系催化剂，产量低，能耗高。钌系氨合成催化剂是继铁系催化剂后的第二代氨合成催化剂，由化肥催化剂国家工程研究中心经过5年攻关完成，已获得3项国家专利。