合成氨催化技术与工艺进展

Fe1-xO催化剂体系的发明,使合成氨催化剂的活性有了飞跃性进步。采用Fe1-xO基A301催化剂可实现低压合成氨工艺,其合成回路吨氨能耗可降低1.30GJ。钌催化剂的发明则有可能成为真正突破经历了近一个世纪的铁催化剂。以钌催化剂为基础的KAAP工艺开发成功,每吨氨的生产成本可降低2.2～6.6美元,节能1.20GJ。由于钌的稀有和昂贵,在可以预见的时间内,钌催化剂不可能立即取代铁催化剂。采用超临界技术有可能实现非平衡限制氮加氢技术的设想。     

助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响

采用梯级升温耐热和层叠添加助催化剂技术,运用XRD、BET和SEM表征方法,研究助催化剂对Fe_1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响。结果表明,多助剂的Fe_1-xO基氨合成催化剂晶粒随温度升高而长大,比Fe₃O₄基催化剂晶粒小且长大缓慢;孔径和孔容随温度升高而减小。K2O和CaO能提高催化剂活性,但不利于热稳定性,CaO和Al₂O₃能均匀分散催化剂晶粒,M既能提高催化剂活性,又能增强其耐热性。     

Fe1-XO基氨合成催化剂的化学特性及其工业应用

Fe_1-XO基催化剂具有特殊维氏体相结构、高铁比、易还原、还原出水少且时间短、低温低压下活性高等特点。为充分发挥Fe_1-XO基催化剂的优异性能，对其工业上的应用进行了分析讨论。     

降低铁铬系高(中)变催化剂本体硫的洗涤工艺

通过对以FeSO₄·7H₂O为原料,以NH₃·H₂O(或NaOH)为沉淀剂共沉淀法制备铁铬系高变催化剂工艺路线的改进,采用新的洗除SO₄^2-方法,使催化剂本体硫显著降低(＜500ppm)。通过正交设计法对工艺条件选优,获得制备低硫型Fe₂O₃-Cr₂O₃系高变催化剂的工艺路线。     

合成氨催化剂技术进展及工业应用

综述了主要合成氨催化剂(传统熔铁催化剂、Fe1-xO基催化剂，钌基合成氨催化剂)的研究和工业应用情况，并展望了其发展的趋势。     

合成氨催化剂技术进展及工业应用

综述了主要合成氨催化剂 (传统熔铁催化剂、Fe1-xO基催化剂 ,钌基合成氨催化剂 )的研究和工业应用情况 ,并展望了其发展的趋势。     

CuO助剂对铁铬系CO高温变换催化剂性能的影响

考察了CuO的不同前驱体对铁铬系CO高温变换催化剂反应性能的影响，研究发现，CuO助剂可改善催化剂的低温活性，以硝酸铜的加入形式效果较为显著。对样品进行了XRD、BET、H_2- TPR和XPS表征，结果表明， CuO助剂进入了Fe₃O₄的反尖晶石结构的八面体空隙，置换Fe²⁺与Fe₃O₄发生相互作用，改变了催化剂的还原特性，使^_Fe2O3还原为Fe₃O₄的还原温度降低了100 ℃左右。铜在催化剂的表面以Cu(OH)₂、CuO和Cu₂O三种形态存在，因Cu²⁺取代Fe²⁺的八面体配位单元，致使配位场稳定化能降低，催化剂表面容易产生O^2－缺位，所产生的新的活性中心极易吸附OH^－，使催化剂在低汽气比条件下参与CO变换反应，具有高活性且遏制烃类副产物的生成。     

焙烧条件对乙苯脱氢催化剂耐水性能影响的研究

考察了焙烧条件对乙苯脱氢制苯乙烯催化剂耐水性能的影响。提高焙烧温度及延长焙烧时间有利于提高催化剂耐水浸泡能力，减缓水浸泡前后催化剂机械强度下降和磨耗率上升趋势。其原因可能是热处理条件的改变促进了Fe₂O₃和K₂O间的相互作用，形成了大量对水十分稳定的多铁酸钾KFe₁₁O₁₇固熔体，从而提高了催化剂的耐水性，并能与比表面、孔结构、XRD、Mōssbauer谱测定结果较好地关联。     

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%。     

Fe2O3-K2O系乙苯脱氢催化剂贮存稳定性研究

对存放在不同环境下的Fe₂O₃-K₂O系乙苯脱氢催化剂的稳定性进行了研究。在潮湿环境下贮存30天的样品，其机械强度下降50％，磨耗率上升至新鲜样品的7～9倍，脱氢活性降低1/2。热重分析结果表明，潮湿环境中存放的样品，会大量吸收环境中的水分，导致催化剂在脱氢反应过程中钾的流失，从而引起了催化剂性能的劣化。     

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。     

影响Ru/MO_x氨合成催化剂活性关键因素

氨合成催化剂是多相催化领域中许多基础研究的起点,低温高活性的钌系催化剂为继熔铁催化剂之后的第二代氨合成催化剂。从影响氧化物负载的Ru基催化剂性能的关键因素出发,对氧化物载体的改性、助剂的作用并将其深入到反应条件下的化学状态等方面进行了分析和探讨,为新型高活性Ru基氨合成催化剂及其他多相催化剂的设计研发提供借鉴。     

沉淀剂对Ru/MgO-CeO2氨合成催化剂催化性能的影响

以K<,2>RuO<,4>为钌前驱体,通过共沉淀法制备了Ru/MgO-CeO<,2>氨合成催化剂.考察了5种不同沉淀剂对Ru/MgO-CeO<,2>催化剂的结构和性能的影响,并运用X射线衍射(XRD)、CO吸附、N<,2>物理吸附和H<,2>程序升温还原(H<,2>-TPR)等技术对催化剂进行了表征,讨论了沉淀剂对氨合...     

熔铁催化剂活性与其母体铁氧化物形态和组成的关系(Ⅰ)母体铁氧化物活性次序

以磁铁矿和还原剂为原料采用高温熔融法分别制得Fe_3O_4、FeO和二者不同比例的混合物,研究了FeO的非化学整比性、氧化性和亚稳定性以及以这些氧化物为母体的熔铁催化剂的活性。发现铁氧化物还原后催化合成氨的活性次序为Fe_(1-x)O＞Fe_3O_4＞Fe_2O_3＞任何两种氧化物的混合物。     

活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。     

钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究

介绍了钌基氨合成催化剂的最新研究进展,结合密度泛函理论计算综述了钌基氨合成催化剂的作用机理,包括钌表面对氮分子的吸附活化以及钌基氨合成催化剂上的氨合成反应动力学模型方面的研究成果。对氧化物载体的制备方法、修饰和复合手段、助剂种类及其在催化反应中的作用机理等进行了总结,探讨了钌基氨合成催化剂理论研究以及氧化物催化剂体系目前存在的问题。     

FeO基氨合成催化剂的机械性能研

对不同铁比值（Fe²⁺/Fe³⁺）催化剂母体的机械强度进行了研究，考察了各种条件下FeO基A301型催化剂与Fe₃O₄基A110-2型催化剂的机械强度。研究表明，催化剂母体机械强度随着Fe²⁺/Fe³⁺）的增大而增强；相同条件下A301的机械强度优于A110-2，真密度是造成两者强度差异的主要原因；助催化剂的存在对强化FeO基催化剂机械强度有一定的积极作用。     

表面分散剂对Ru/AC氨合成催化剂的影响

采用表面分散剂处理Ru／Ac氨合成催化剂的钌盐浸渍液,研究了表面分散剂对钌催化剂活性、分散度及耐热性的影响,结果表明合适的表面分散剂能有效提高钌催化剂的Ru金属分散度从而提高催化性能。