FA401低温氨合成催化剂的研究
FA401低温氨合成催化剂的研究
俞秀金林建新魏可镁黄耀宇王榕徐建本
(福州大学化肥催化剂国家
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
研究中心,福州350002)
在合成氨工业上,为了进一步降低能耗,提高氨产量,国外主要公司都在不断研究新型高效氨 合成催化剂。在化工部和福建省科委支持下,福州大学于1995年起开展无钴新型高活性氨合成催 化剂研究。从合成氨机理的结构化学结晶学原理人手,科学地选择和加工稀土及添加过渡金属等助 剂,使之在高温熔制过程能进入磁铁矿尖晶石晶格,改善了催化剂孔结构和晶体结构,研制成功了 具有低温高活性、优良的耐热性和抗毒性的新型氨合成催化剂FA401。
通过
实验室
17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划
大量配方筛选、性能测定和结构剖析,掌握了利用我国当前主要产地的磁铁矿(湖 北英山、山东临朐、安徽霍山、福建晋江)来稳定地生产无钴高活性氨合成催化剂的客观规律,确定 了最佳配方和制造工艺,吨成本比A202降低2000,3000元。
l试验结果反应气采用氨裂解气,催化剂粒度为1(o,1(4 mill。 1(1实验窒小炉样性能 l FA401A202 2 FA401A202All0o
表
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与催化性能比较。表与、催化性能比较A202 FA401—3 FA401—4 A儿O 样品 ,“ 15(0 15(3 15(2 13(5 NH3h,520?8 ?耐热条件t500?20 h, MPa,温度425 000测定条件:压力15(0 ,空速30 ch,(000 h ?测定条件:压力1(50 MPa(空速30 襄4 FA401与All0性能比较。1(2工业样性能比较 表3 FA401与A201性能比较。 塑垦!! !!!!!!!竺!竺!!!!!! NH3,, 11(7 12(8 13(6 14(7 9 137A110 ((14FA401 13(6 14(4 15(2 16(1 15(7 14(2 000 ?测定条件:压力15(0MPa,温度415?,空速30 ?测定条件;压力15(0 MPa,空逮30 000 h,(
1(3 FA401与All0耐热性能比较 由图1可见,FA40I耐热前后活性均高于All0,在400,450。C之间可提高氨合成率8,, 18,。 1(4低压性能
FA401型催化剂在较低压力与较低空速下仍具有高活性,经530‘C耐热30 h后FA401与 A110性能比较见表5。 1(5中毒性能比较 中毒条件为100 CO、温度425‘C,结果列于表6。从表6可见,整个中毒过程FA401与 Pg,g , ?302?
A202活性相当r还原后活性得到恢复,说明FA40I具有与A202同样优良的抗毒性能。 100 475 80450
还 芝60 p童 425裔 善to 穗 400 增20 375 o10 20 30 4050强度,? 时同,b
图I 与A110耐热性能比较FA40l图2还原度曲线 表5 与A110低压性能比较回 FA401ttliC 400 415 425450475NHs, ,, ^】】0 12 13 77 14(1 , ,3(4 11(9 FA40113(9 6 14 14(814(0 12(2?测定条件:压力10(0MPa,空速10 ooo b一1( 表6 与A202中毒试验结果(Nit,,,)o FA401
中毒时间,h 480 c(15(0MPa样 品 中毒前 I(5 还腺6 h2FA401 13,1 14-512,9 14。4 14(6 A20213(0 12(9 14(4?测定条件{温度425?,压力15 h,。 0MPa,空速30 000 1(6动力学数据测定
在同炉同条件下经530?耐热30 000 h后,在15(0MPa、30 h-1下测定400、415、425、450、475
?备点活性,按捷姆金一佩热夫动力学方程,算出FA401速度常数比AIIO大20,以上,FA401化能为159(4 kJ,tool,A110为168(2 活 kJ,tool(活化能取400,450‘C四点算)。 1(7表征FA401、A202、AllO在APAS2000型吸附仪上测定比表面积分别为15 (5、1 5(9、14(1 m2 ,g。x,射线测定还原态晶粒度(取晶面[110]、[zoo]、[211])分别为21(7、21(4、25(6 nm( 1(8还原性能 FA401具有易还原的特点,出水速度平稳,详见还原度(图2)。 曲线 2结论
该催化剂具有低温高活性、强耐热性和抗毒性、可操作范围广等优异性能,其各项性能优于 ,适用于各类型合成塔的高、中、低压合成氨工艺流程。在相同条件下,其合成率比AllO提高 A2017,,16,,尤其在较低的反应温度区间(氨合成率的提高更为明显,即使在较低的反应压力下, 催化剂仍然具有高活性。FA40i催化剂优异的低温低压反应性能有利于降低生产能耗和提FA401 高氨产量,是当前化肥行业增产节支、提高氨产量的有效途径。
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