A301型低温低压氨合成催化剂及其工业应用总结
合成氨催化剂催化剂的研究与应用
合成氨催化剂催化剂的研究与应用1.研究背景合成氨催化剂的研究始于20世纪初，最初是由德国化学家哈柏格发现并开发出来。
合成氨广泛应用于农业和化工领域，如用于生产化肥和合成尿素等。
催化剂作为合成氨反应的关键组成部分，对反应速率和选择性有重要影响，因此研究催化剂的性能和催化机理具有重要意义。
2.催化原理合成氨反应的催化剂以铁为基础，常见的有铁-铝催化剂。
催化剂的活性位点是铁原子，它与氮气和氢气分子发生相互作用，使氮气分子的三键断裂，形成活性态，进而参与反应。
催化剂还需要具备高的比表面积和适当的孔隙结构，以提高反应的效率。
3.催化剂类型合成氨催化剂的类型有铁-铝催化剂、铁-铬催化剂和铁-钾催化剂等。
铁-铝催化剂是最常用的一种，它具有良好的稳定性和活性，但在高温下会发生晶化和活性降低的问题；铁-铬催化剂相对不稳定，但活性较高，在一定条件下可以实现高效合成氨反应；铁-钾催化剂具有高的活性和选择性，但也存在烧结的问题。
4.催化剂的改性和优化为了提高合成氨反应的效率和选择性，研究人员对催化剂进行了不断的改性和优化。
一种常见的方法是通过添加助剂或掺杂剂来改变催化剂的性能。
常见的助剂包括铝、钾、镁等，通过添加助剂可以改善催化剂的稳定性和活性。
掺杂剂可以改变催化剂的电子结构，提高其还原性和氮分子的活化能力。
5.应用领域合成氨是化工领域的重要原料，广泛应用于生产化肥、合成尿素、制备冰晶装置等。
合成氨催化剂的研究和应用对提高合成氨反应的效率和选择性具有重要意义。
此外，催化剂的研究还可以为其他类似反应的研究提供参考，如催化制氢、催化裂化等。
综上所述，合成氨催化剂是合成氨反应的关键组成部分，它对反应速率和选择性具有重要影响。
催化剂的研究通过改良催化剂的结构和性能，提高反应的效率和选择性。
合成氨催化剂在化工领域有广泛的应用，对提高生产效率和资源利用率具有重要意义。
同时，催化剂研究的成果也可以为其他催化反应提供理论基础和技术支持。
电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用
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A301型氨合成催化剂应用小结
另 外 ， 合成塔 四段 冷 激 分别 是 ，Ｄ（ 合 成 塔 氨 Ｆ 从 二 进气 体管线 接 出 ）从 塔 底 进 入塔 内 ， 中心 管 上 ， 沿 升 到塔 顶 ， 触媒 第 １ ， 进入 层 调节 合成 塔触媒 第 ２层
（ 卧式 ） ；
废热锅炉 ： ０ｍ Ｆ＝ ０ ２ ０ ｍ， ３０ｍ ； ４
环机。
２ 合成塔 内件的结构和催化剂的装填
２ １ 合成 塔 内件 的 结构特 点 ．
合成 电炉配 用调 压变压 器 。调 压 变压器 的优点 是 电炉 电压高 （８ 、 ６０Ｖ） 电流小 （ ０ ， 际使用 １ ０Ａ）实 ８
选用南 京 国 昌 Ｇ Ｃ型 轴 径 向氨 合 成 塔 ， 氨 合 该
体换热 ， 热后 （一２ 换 ７℃ ） 体 去 氨合 成 循 环 机 压 气 缩， 再经 过氨 合成 循 环 机 油分 离 器 分离 油 水 。 出 口
１ 合成 系统配置 与工艺流程
１１ ． １８ ０ｍｍ合成 系统主要 配置 ０
合 成 塔 内 件 ： １ ０ ８０ ｍｍ， ＝１ ０ Ｈ ８０ ０ ｍｍ，
Ａ ０ 型 氨 合 成 催化 剂应 用 小 结 ３１
牛 麟 ， 谢 淼 苗
杭州 ３０ １ ） １０ ４
（ 浙江工业大学催 化剂有限公 司， 浙江
摘要 ： 总结 了 Ａ ０ ３ １型低 温、 压 、 低 高活性氨合成催化剂在 ｑｌ８ ０ｍ ） ０ ｍ合成塔 的实 际应 用情况 。介 绍了合成系统的配置、 工艺流程以及 催化剂 的装填情 况 ， 过催化剂 升温还原 状况和生 产过程运 通
表 １ 氨合成催化剂装填情况
３个冷 激 阀开 启 度 ： １０ ；２ ３ ％ ；３ ３ ％ 。温 Ｆ ，％ Ｆ ，４ Ｆ ，２
电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用
电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用大家好，今天我要给大家聊聊一个非常有趣的话题：电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用。
听起来很高大上吧？其实，这个话题就是关于如何用一种简单又环保的方式制造氨气，而这个过程中还涉及到了电解制氢和低温低压合成氨两个关键技术。
那么，我们就来一起了解一下吧！我们来看看电解制氢。
你们知道什么是电解吗？电解就是通过电流将化学物质分解成离子的过程。
而在这个过程中，我们需要用到的一种化学物质叫做水。
是的，你没听错，就是我们日常生活中最常见的水。
通过电解水，我们可以将氢气和氧气分离出来。
这个过程就像是在给水做“桑拿”，只不过这次是“热”的桑拿而已。
哈哈，开个玩笑。
接下来，我们再来看看低温低压合成氨。
你们知道什么是低压吗？低压就是指压力较低的状态。
而在这个过程中，我们需要用到的一种设备叫做催化剂。
催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它可以让我们在低温条件下实现氨气的合成。
这个过程就像是在给氨气做“按摩”，只不过这次是“轻柔”的按摩而已。
哈哈，又开个玩笑。
那么，电解制氢和低温低压合成氨这两个关键技术是如何结合起来的呢？其实，它们就像是一对“金童玉女”，相互配合，共同创造出氨气这个神奇的物质。
我们通过电解水得到了氢气和氧气；然后，我们利用低温低压条件下的催化剂让氢气和氧气发生化学反应，最终生成了氨气。
这个过程就像是在给我们的生活制造出一种新的能源——氨气能源。
这不仅可以解决我们的能源问题，还可以减少对环境的污染。
所以说，电解制氢—低温低压合成氨技术是非常有意义的一项研究。
当然了，这项技术还有很多其他的应用场景。
比如说，我们可以利用氨气能源来制造化肥、化工产品等；还可以将其应用于航空航天领域，作为一种新型的推进剂。
电解制氢—低温低压合成氨技术是一项非常有前景的技术，它将会给我们的生活带来很多便利和惊喜。
好了，今天的分享就到这里啦！希望大家对电解制氢—低温低压合成氨技术有了更深入的了解。
电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用
电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用大家好，今天我要给大家讲一个非常有趣的话题，那就是电解制氢—低温低压合成氨关键技术及应用。
听起来好像很高大上的样子，但是其实它对我们的生活有很大的帮助哦！让我们来了解一下什么是电解制氢。
简单来说，就是通过电流将水分解成氢气和氧气的过程。
这个过程听起来很神奇吧！而低温低压合成氨则是将氢气和氮气在低温低压的条件下合成氨气的过程。
这两个过程结合起来，就可以制造出我们生活中必不可少的化肥了！那么，为什么我们需要电解制氢—低温低压合成氨关键技术呢？因为现在全球变暖的问题越来越严重，所以我们需要寻找更加环保、节能的方式来生产化肥。
而电解制氢—低温低压合成氨技术就是一种非常环保、节能的方法哦！它不仅可以减少对环境的污染，还可以节约能源，真的是一举两得呢！接下来，让我们来看一下电解制氢—低温低压合成氨技术的具体应用吧！它可以被广泛应用于化工行业中。
比如说，我们可以用它来制造氨水、硝酸等化学品；还可以用它来生产甲醇等燃料。
它也可以被应用于农业领域中。
比如说，我们可以用它来制造氮肥，提高农作物的产量；还可以用它来制造农药，保护我们的庄稼免受害虫侵扰。
电解制氢—低温低压合成氨技术的应用范围非常广泛，可以说是无所不在啊！当然啦，电解制氢—低温低压合成氨技术还存在一些问题和挑战。
比如说，它的成本比较高昂；还有就是设备的复杂度也比较大。
但是相信随着科技的不断进步和发展，这些问题都会逐渐得到解决的！我想说的是：虽然电解制氢—低温低压合成氨技术看起来很复杂很高大上的样子，但是其实它对我们的生活有着非常重要的作用哦！希望我们能够更加关注和支持这项技术的发展，为建设美好的家园贡献自己的一份力量！谢谢大家！。
化学催化剂在工业中的应用
化学催化剂在工业中的应用化学催化剂是指能够加速化学反应速率并参与反应而不参与反应的物质。
在工业化生产中，催化剂起到了至关重要的作用。
它们能够降低反应的能量要求，提高反应速率，并且在反应结束后能够得到回收和再利用。
本文将介绍化学催化剂在工业中的应用。
一、合成氨催化剂合成氨是工业中的重要反应，用于生产氨气。
它的反应是通过氢气和氮气的结合进行的。
然而，这是一个高温高压的反应，能量要求很高。
催化剂用于加速这个反应过程，常用的催化剂是铁和钼的化合物。
这些催化剂能够提供正确的反应表面，使得反应更加高效。
二、裂化催化剂裂化是一种石油加工过程，用于从原油中分离出不同种类的烃类化合物。
裂化催化剂在这个过程中发挥了重要作用。
催化剂常用的成分是硅和铝的氧化物，它们能够破坏石油中的大分子化合物，将它们分解成较小的分子。
这个过程能够提高石油的利用率，并产生更多的汽油和石油化学原料。
三、催化裂化重整催化剂催化裂化重整是炼油过程中的关键步骤之一。
它用于将低值的烷烃化合物转化为高值的芳烃化合物。
在这个过程中使用的催化剂主要成分是铂、铱和铳的氧化物。
这些催化剂在高温高压下能够引发反应，将烷烃转化为芳烃，并提高产率和选择性。
四、加氢脱硫催化剂加氢脱硫是一种常见的石油精炼过程，用于去除原油中的硫化物。
硫化物是一种有害物质，会对环境造成污染，并对催化剂和设备产生腐蚀。
在加氢脱硫过程中，催化剂常常是由钼、镍和钴的氧化物制成。
这些催化剂能够催化硫化物的加氢反应，将其转化为硫化氢并去除。
五、氧化剂氧化剂在化学工业中被广泛应用，用于促进氧化反应。
这些催化剂能够提供氧原子，使得被氧化物质能够与氧反应，并产生新的化合物。
常用的氧化剂有铂、钌和铋的氧化物。
它们广泛应用于生产中不同的氧化反应，如气体鉴别、金属氧化、有机氧化等。
综上所述，化学催化剂在工业中扮演着重要的角色。
它们能够提高反应速率，降低反应能量需求，并具有回收再利用的特点。
不同类型的催化剂在不同的工业过程中得到了应用，如合成氨催化剂、裂化催化剂、催化裂化重整催化剂、加氢脱硫催化剂和氧化剂。
合成氨工艺过程与工业应用
合成氨工艺过程与工业应用合成氨是一种重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。
本文将介绍合成氨的工艺过程以及其在工业中的应用。
合成氨的工艺过程主要包括催化剂选择、反应条件控制和废气处理等环节。
首先，催化剂的选择对合成氨的产量和质量起着至关重要的作用。
常用的催化剂有铁、铑、镍等金属催化剂，其中铁催化剂是最常用的。
其次，反应条件的控制也是合成氨工艺中的关键因素。
反应温度、压力和反应物的配比都会影响合成氨的产量和选择性。
一般来说，较高的反应温度和压力有利于提高合成氨的产量，但也会增加能耗和设备成本。
最后，废气处理是合成氨工艺中的重要环节。
合成氨反应会产生大量的废气，其中含有氮气、氢气和一些杂质。
这些废气需要经过处理，以减少对环境的污染。
合成氨在工业中有着广泛的应用。
首先，合成氨是制备硝酸和尿素的重要原料。
硝酸是制造肥料和爆炸物的关键原料，而尿素是农业领域最常用的氮肥。
其次，合成氨还可用于制备合成纤维和合成塑料。
合成纤维是纺织行业中常用的材料，而合成塑料则广泛应用于包装、建筑和电子等领域。
此外，合成氨还可以用于制备氨水，氨水是一种常用的清洁剂和消毒剂。
此外，合成氨还可用于制备氨基酸和医药中间体等化学品。
尽管合成氨在工业中有着广泛的应用，但其工艺过程仍然存在一些挑战和改进空间。
首先，合成氨工艺的能耗较高，需要大量的能源供应。
因此，提高合成氨工艺的能源利用效率是一个重要的研究方向。
其次，合成氨的工艺过程还存在一些环境问题。
废气处理是其中一个关键环节，如何高效地处理废气，减少对环境的污染是一个亟待解决的问题。
此外，合成氨工艺还需要考虑催化剂的选择和反应条件的控制，以提高合成氨的产量和选择性。
综上所述，合成氨是一种重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。
合成氨的工艺过程包括催化剂选择、反应条件控制和废气处理等环节。
合成氨在制备硝酸、尿素、合成纤维、合成塑料以及制备氨水等方面有着重要的应用。
然而，合成氨工艺仍然面临着能耗高和环境问题等挑战，需要进一步研究和改进。
Α301氨合成催化剂的稳定性催化学报
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年生 博士 副研究员
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!浙江省青年科技人才专项资金和浙江省自然科学基金资助项目
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第
卷
化合物的能力 通过测定 和 的催化活性 半定量地判别 的抗硫能力 通过观 察 在某化肥厂合成工况基本相同的 多个月中日生产合成氨能力随使用时间的变化 来说明 在工业运行状态下的稳定性 催化剂活性的测定方法同文献≈ 结果与讨论 2 的前体相 ƒ 在 以下热力学上是不稳定的 2 .1 催化剂前体的热稳定性 ξ 易发生歧化反应≈
李小年 刘化章 陈诵英 催化学报
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ΣΤΑΒΙΛΙΤ Ψ ΟΦ Α301 ΧΑΤ ΑΛΨΣΤ ΦΟΡ Α Μ ΜΟΝΙΑ ΣΨΝΤ ΗΕΣΙΣ ÷ ≤ ≠ ∏ ∏
( Ζηεϕ ιαν γ Προϖ ινχε Κεψ Λαβορατορψ οφ Ηετερογ ενεουσ Χαταλψ σ ισ , Χαταλψ σ ισ Ι νσ τιτυτε οφ Ζηεϕ ιαν γ Υνιϖ ερ σ ιτψ οφ Τεχηνολ ογψ , Ηαν γ ζηου )
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图3
Α301 的 ΧΟ 中毒2解毒曲线
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所列
还可以看到 硫及其化合物是铁基催化剂的永久性 时的活性为例 在忽略其它因素影响的情况下 含硫量为 1 的 的活性是 的 的 并且 硫中毒的催化剂在纯净合成
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毒物 它对活性影响很大 以热处理前 含硫量为 1 的 含硫量为 1 1 的 1 的活性是
A301氨合成催化剂工程参数研究与测定_形状系数的测定
第15卷第4期 化学反应工程与工艺 V o l15,N o4 1999年12月 Chem ical R eacti on Engineering and T echno logy D ec, 1999文章编号:1001-7631(1999)04-0390-05A301氨合成催化剂工程参数研究与测定形状系数的测定李 涛,甘 霖,徐懋生,房鼎业,朱炳辰(华东理工大学化学工程系,上海 200237)摘 要: 建立了测量催化剂颗粒形状系数的实验装置。
通过对床层压降的测定,从而得出催化剂颗粒的形状系数。
对比C301甲醇合成催化剂颗粒形状系数的测定值和计算值,证明了该装置的可靠性。
在此基础上,测定了粒度为3.3～4.7mm的A301氨合成催化剂的形状系数为0.487。
关键词:氨合成A301催化剂;压降;形状系数中图分类号:TQ113.2 文献标识码:A1 引 言A301催化剂是由浙江工业大学开发的一种低温、低压、高活性的氨合成催化剂,其还原性、抗毒性及机械强度均优于目前所使用的其它同类催化剂[1]。
对该催化剂的工程参数的研究对于该催化剂的应用有着重要的意义。
形状系数是催化剂颗粒的一个基础参数,是进行床层压降、导热系数计算的基础。
对于规则颗粒的催化剂,其形状系数可直接由形状系数的定义式计算,但对于无定形催化剂,其形状系数无法直接得到,可通过测定待测颗粒所构成的床层的压降来确定。
本文建立了一种测定颗粒形状系数的装置,测定了C301甲醇合成催化剂的形状系数。
C301是一种形状规则的催化剂,测定其形状系数的目的是为了检验装置的可靠性。
在此基础之上,测定了A301氨合成催化剂的形状系数。
2 实验原理颗粒的形状系数为一无因次量,对于非中空颗粒,其定义为与颗粒体积相等的球体的外表面积S S与颗粒外表面积S P之比,也等于等比外表面积当量直径d S与等体积圆球当量直径d P的比值[2],即ΥS=S S S P=d S d P(1)收稿日期:1998-12-10;修订日期:1999-04-03作者简介:李涛(1968-),男,硕士,讲师;朱炳辰(1921-),男,教授,博导,通讯联系人。
合成氨催化技术与工艺进展
合成氨催化技术与工艺进展摘要：氨是一种具有重要意义的化工原料，被广泛应用于生产化肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
作为化工产业的支柱之一，合成氨工业在国民经济中扮演着重要角色。
然而，传统的合成氨生产工艺存在着吨位大、能耗高、能效低等问题。
通过改进氨合成工艺和催化剂的研发，将会大幅降低能耗，提高经济效益。
为了增加氨的产量，合成氨工业一直追求开发新型低温高活性催化剂，以降低反应温度并提高氨的平衡和单向转化率。
在这一领域中，研究者们不断改进合成氨技术，发明了钌基催化剂、建立了铁基催化剂，并引入了三元氮化催化剂。
这些创新无疑对于合成氨工业的发展产生了巨大的影响。
关键词：合成氨；催化技术；工艺进展引言在我国农业发展的过程中，农产品的产量决定了农民的收入、社会大众的粮食基础以及对社会主义现代化市场经济水平的调控。
而想要推进农产品的产量大幅提升就一定要重视对于化肥原料的使用，传统的做法是借助人、牲畜以及其他动物的粪便来施肥，这是因为这些物质中含有大量的氨，但是其总量却是有限的。
因此，在工业技术革命的进程中，人们开始将注意力转向合成氨作为最佳替代品。
目前，重点任务是研究合成氨催化技术的改进和优化，提高相应工艺的发展水平，以此为农业生产能耗的降低和生产效率的提高奠定基础。
一、合成氨催化技术为了提高催化剂的活性，合成氨工业需要在低压和低温条件下进行。
目前，工业催化剂在高温环境下拥有超过90%的催化效率，比如在475℃、15MPa的条件下使用A301催化剂可以实现接近100%的催化效率。
合成氨工业单程转化率约为15%—25%，气体循环追加动力消耗。
若希望提高单程转化率并增加催化剂活性，需降低反应温度。
英国BP公司研发出钌催化剂，我国开发了FeO基催化剂系统，使合成氨催化剂进入了新的发展阶段。
1.钌催化剂将钌作活性成分，活性炭为载体，金属钾、钡为促进剂的催化操作，可提高氨合成综合效率，常压下69kj/mol为其活化能。
为保障钌这种稀贵金属充分利用，需在高分散载体上予以制备，其中浸渍法最常应用。
A301型低温低压氨合成催化剂在氮肥厂的应用
A301型低温低压氨合成催化剂在氮肥厂的应用胡顺才 蔡金法 罗雄军(浙江工业大学化工厂 杭州 310014)摘要 论述了A301型低温低压氨合成催化剂的性能特点和工业应用效果,证实了工厂使用A301型催化剂能取得明显的节能降耗效果。
关键词 催化剂 氨合成 A301型 性能特点 应用效果 节能降耗由浙江工业大学发明、研制、生产的A301型低温低压氨合成催化剂(以下简称A301型催化剂)投放市场已有十余年,在全国数百家氮肥企业不同类型的塔内件中成功应用,产生了良好的经济效益和社会效益。
工业应用表明,A301型催化剂具有活性高、活性温度低、易还原、耐热抗毒性好的优点,使用后具有显著的节能降耗效果。
1 A301型催化剂的性能特点及新进展1.1 A301型催化剂的高活性在实验室分别对A110-2、ICI74-1、A301型催化剂的活性(以出口氨浓度表示,下同)进行测试,测试结果见表1。
表1 A301、ICI74-1、A110-2型催化剂的活性比较(%)催化剂型号温度( ) 325350375400425450475A110-20.40 6.389.6312.8015.3416.4516.09 ICI74-10.507.0110.4513.7916.0616.9916.31 A3010.838.0711.8015.2017.5918.1216.97 测试条件:15.0MPa,3 104h-1,1.0~1.4mm,2mL由表1可见,A301型催化剂的活性不仅显著超过A110-2型催化剂,而且明显超过ICI74-1型催化剂。
由于A301型催化剂的高活性和活性相对提高值在低温区域更大的特性,对现有设备可选择在较高空速下操作,以降低操作温度和系统压力,从而增大生产强度,达到增产降耗的目的。
对于一些因周围设备不配套、零米温度较低的厂家,采用A301型催化剂后不仅能在低温下稳定生产,而且由于整塔催化剂活性的提高,优化了整个合成工艺结构参数,从而可在一定程度上缓解对设备的压力。
A301型氨合成催化剂使用小结
A301型氨合成催化剂使用小结
江祖兴
【期刊名称】《化肥工业》
【年(卷),期】1993(020)006
【摘要】Ａ３０１型氨合成催化剂在φ６００内冷－绝热复合式节能型氨合成塔内件中应用表明，该触媒具有低温、低压、高活性、极易还原的特点，而且还原过程操作简单，各项性能指标均优于Ａ１１０－１型氨合成催化剂。
【总页数】3页(P43-45)
【作者】江祖兴
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.247
【相关文献】
1.A203型低温氨合成催化剂使用小结 [J], 张岐丰
2.A301型低温低压氨合成催化剂使用小结 [J], 张全文
3.ZA—5型氨合成催化剂使用情况小结 [J], 沈卫国
4.A301型低温低压氨合成催化剂使用小结 [J], 王高华;刘志臣
5.A301（ZA—3）型氨合成催化剂使用小结 [J],
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A301型低温低压氨合成催化剂配轴径向合成塔应用总结
A 301型低温低压氨合成催化剂配轴径向合成塔应用总结陈忠义(浙江上虞催化剂有限责任公司,浙江上虞 312300)[中图分类号]T Q 113.24+7 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2004)02-0017-02[收稿日期]2003-11-12[作者简介]陈忠义(1968-),男,浙江上虞人,工程师。
A 301型催化剂是一种优良的宽温区低温低压氨合成催化剂,自1991年8月投入工业应用以来,已累计有万余吨产品在全国300余家大、中、小氮肥厂投用,受到用户的普遍好评,取得了满意的使用效果。
产品荣获国家发明二等奖,被中国专利局和世界知识产权组织共同授予中国发明专利金奖。
产品经瑞士卡萨利公司性能检测,其综合性能至少比国际商业催化剂性能提高10%,综合吨氨节能188347.5kJ 。
2001年出口俄罗斯,应用于450kt/a 大型合成氨装置上。
1995年,首次应用于陕西兴化股份公司 1000m m 轴径向合成塔上,取得了满意的使用效果,平均日产合成氨311.3t ,最高日产达323t 。
其后,A 301型催化剂在轴径向合成塔上得到了广泛应用,并都取得了满意的效果, 1200mm 矮塔最高日产370t, 1200m m 标塔最高日产450t 。
现把A 301型催化剂在轴径向合成塔上的应用总结如下,以便用户更好地使用。
1 轴径向氨合成塔配A 301型催化剂的技术特点1.1 能充分发挥A301型催化剂的低温活性可在较低的零米温度下操作。
初期操作零米温度可控制在350～360℃之间,一层热点控制在460±5℃,可获得100～110℃温升。
径向层初期热点可控制在440±5℃操作,以充分发挥A301型催化剂的低温活性,获得较高的氨净值,使合成塔的温度分布接近最适温度线。
同时可延长催化剂的使用寿命。
1.2 能充分发挥A301型催化剂的低压活性随着合成塔设计大型化,操作压力正由高压向中、低压方向发展,一般都在22.0～25.0M Pa,催化剂低压活性的好坏直接关系到节能的效果。
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的出口氨浓度和氨净值。部分实验结果如表 ２、３、 ４ 所示。
从表 ２ 可知，在 ７．５ＭＰａ 、６ ０００ｈ－１ 和大厂实 际工况条件下，Ａ３０１ 催化剂的氨净值（进口氨浓 度 ３．６％）可达 １１．２０％，完全可以满足工业生产的 要求，利用 Ａ３０１ 催化剂实现等压合成氨是可行 的。
从φ５００ 到φ１ ６００，包括双套管．三套管．并流．折 １．２ Ａ３０１ 催化剂的基本催化特征
流．冷激—间冷．轴—径向等几乎国内所有的内件
特别容易还原和具有特别高的活性是Ａ３０１催
结构，适用于以煤．油．气等原料制气及中小合成 化剂的基本特征，在完全同等条件下对比测定结果
氨厂普遍采用的净化流程。
表明：
陈忠义： Ａ ３ ０ １ 型低温低压氨合成催化剂及其工业应用总结
１７
表 ４ Ａ ３ ０ １ 工业旁路试验结果与镇海化肥厂运行数据比较
类别
进塔 压力
催化剂床层温度 ／℃
空速
ＮＨ３％
／ＭＰａ
１
２
３
４
／ｈ －１
进口
４７５
４８４
４９０
４８４
５
１８ ０５６
３．６５
Ａ３０１１ ａ）
１８．０
４５０
４６０
４６４
磁性 熔点 ／℃ 比重 ／ｇ·ｃｍ ３
１ ５ ９ ７（ Ｆｅ３Ｏ４ ） ５．１４（Ｆｅ ３Ｏ４）
铁磁性
非铁磁性 １ ３７７（ Ｆ ｅ Ｏ） ５．７（ＦｅＯ）
催化 性能
还原性能 还原温度（最快） 还原温度（最终） 还原速度（相对） 活性温度（最佳）／℃
温域 ／℃ 活性，ＮＨ ３％ ＊
易 ５３０℃ ６１９℃
４ ４００ ４０８ ４１２ ４０９ ４０６ １０ １５２ ２０．１６ ３．６６ １６．５０
５ ３８３ ３８４ ３８５ ３８１ ３７８ １０ ０７８ １７．５４ ３．６５ １３．８９
注：催化剂粒度 １．６～３．０ｍｍ，装量 ２０ｃｍ３，进口气体Ｈ２／Ｎ２＝２．４－２．６５，惰 性气体≤ ２ ％ 。
第３期
出口 １９．８１ ２０．７２ ２０．３７ １７．７８ １６．９６
氨净值 ／％
１６．１６ １７．０８ １６．７４ １４．１９ １３．３０
进口氨 浓度
／ｔｍ －３ｈ－１ １．８７７ １．９５８ １．９３０ １．６７５ １．５１
从表 ４ 可知，在镇海炼化化肥厂工况条件下， Ａ３０１ 催化剂在 １８ＭＰａ 和 １８ ０００ｈ－１ 下出口氨浓度 达２０％ 以上，氨净值可达 １７％，生产强度可 达 １ ． ９ ｔ ／ ｍ３·ｈ 。比 Ａ １ １ ０ 出 口 氨 浓 度 提 高 ３ ． ７ ６ 百 分 点（ 相 对 提 高 ２ ２ ． １ ７ ％ ）、氨 净 值 增 加 ３ ． ７ ８ 百 分 点（ 相 对 提 高 ２ ８ ． ４ ２ ％），生 产 强 度 提高 ２９．６７％。 １． ４ 瑞士卡萨利公司推荐
ＣｏＯ，…
Ａ ３ ０ １ 型催化剂
Ｆｅ １－ｘ Ｏ，Ｆ ｅ １－ ｒＯ ２２．３（少１９．２％）
３～２０ Ａｌ ２Ｏ ３， ｋ ２Ｏ ， Ｃ ａ Ｏ ，…
（保密）
晶体 结构
晶相 晶型 晶胞参数 ／ｎｍ
（反）
尖晶石（立方）
磁铁矿 ０．８３９６
维氏体，Ｗｕｓｔｉｔｅ 岩盐（立方） ０．４３１３
物理 性质
４５４
４７４
１７ ９５７
３．６４
４２５
４３５
４３６
４２３
４４５
１８ ０００
３．６３
４００
４０８
４０５
３９０
４１５
１８ ０３６
３．５９
镇海 ｂ）
１８．５
３５７
５００
４３０
４９１
３８３
１７ ７６９
３．６６
注： １）催化剂粒度 １．６～３．０ｍｍ，装量 ２０ｃｍ３，进口气体 Ｈ２／Ｎ２＝２．４～２．６５，惰性气体≤ ２％ 。 ２） 装填 Ａ１１０ ，３０ｍ ３ ，床层温度为一、二段进出口温度，进出口氨浓度为现场实测值，当天产氨 １ ０８９ｔ 。
１ ）降低反应器出口压力： 在同等条件下由 １４５ 巴降到 １３６ 巴。
２）提高反应器出口氨浓度：在同等条件下由 ２０．２５％ 提高到 ２１．０４％。
３）综合节能 １８８．３７ｋＪ／ｔ．ＮＨ３。 经我公司与卡萨利公司的共同努力，Ａ３０１ 催 化剂已出口到俄罗斯，应用与 ４５ 万 ｔ 大型合成氨 装置。
１．０ ４６５ ± ５ ３６０－５２０ １４．５（１００）
及工业旁路实验结果Fra bibliotekＡ３０１ 型低温低压氨合成催化剂的重大突破，
为我国开发节能型低（等）压合成氨工艺奠定了
技术基础，利用 Ａ３０１ 催化剂的技术优势，开发我
国低（等）压合成氨工艺的条件已具备，时机已
成熟。为此，浙江工业大学和华东理工大学一起，
开展了系统的 Ａ３０１ 催化剂反应工程研究，为催化
３ ３７５ ３８０ ３８１ ３８０ ３７９ ６ ０１９ １３．４１ ３．７３ ９．６８
注：催化剂粒度 １．６～３．０ｍｍ，装量 ２０ｃｍ ３，进口气体 Ｈ２／Ｎ ２＝２．４ ～ ２ ． ６ ５ ，惰性气体≤ ２％ 。
表 ３ Ａ ３ ０ １ 催化剂工业旁路试验的活性 （１５ＭＰａ 、１０ ０００ｈ－１）
摘 要： 介绍 Ａ ３ ０ １ 型低温低压氨合成催化剂的技术性能． 特征及 其在工业上的应用，并对工业使用中存在的问题及原因进行了分析。
关键词：Ａ３０１ 型； 氨合成催化剂；性能；应用；问题；分析 中图分类号：Ｔ Ｑ １ １ ３ ． ２ ４ ＋ ７ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ３ － ６ ４ ９ ０ （ ２ ０ ０ ３ ） ０ ３ － ０ ０ １ ５ － ０ ７
催化剂床层温度／℃
出口氨 进口氨 空速 浓度 浓度 氨净值
序号 １ ２ ３ ４ ５ ／ ｈ － １ ／ ％
／％
／％
１ ４７５ ４８１ ４８８ ４８９ ４８６ １０ ０５５ １７．９４ ３．５８ １４．３６
２ ４５０ ４５８ ４６４ ４６５ ４６２ １０ １５３ ２０．１９ ３．５８ １６．６１
３ ４２５ ４３４ ４４０ ４３９ ４３５ １０ １１８ ２１．１９ ３．５８ １７．５５
第 ２９ 卷第 ３ 期 ２００３ 年 ９ 月
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔ．２００３
Ａ３０１ 型 低 温 低 压 氨 合 成 催化剂及其工业应用总结
陈忠义
（浙江上虞催化剂有限责任公司，浙江 上虞 ３１２３００）
Ａ３０１型催化剂具有极易还原的性能，其还原反应 的表现活化能为 ７１．６８ｋＪ／ｍｏｌ，而 Ａ１１０为 ９３．３ｋＪ／ｍｏｌ。 实验表明，Ａ３０１ 型还原温度比 Ａ１１０ 低 ５０℃，比 Ａ２０１ 低 ３０℃，还原速度是英国 ＩＣＩ７４－１ 的 １．６ 倍， 是 Ａ１１０ 的 ３．３ 倍。Ａ３０１ 催化剂还原主期温度为 ４００～４３０℃，最终温度 ４８０℃。
２ Ａ３０１ 型低温低压催化剂的工业 应用
２． １ 使用热点温度低、空速大、生产强度大 如江苏宜兴化肥厂，φ１ ０００ 单管折流式合成
塔，装填 Ａ３０１ 催化剂 ２５．４ｔ，１９９８ 年 １０ 月 ２１ 日投运，至目前已运行４ａ，且每年开工率在３５５ｄ 以上，累计生产合成氨 ３２ 万 ｔ，ｔ 氨催化剂单耗 已小于 ７９ｇ，目前热点温度仍控制在 ４８０℃。初 期操作热点温度控制 ４５０ ± ２℃，在该温度下运 行 １ａ，日产合成氨２６０ｔ以上，进塔压力２９．２ＭＰａ， 由 于 二 进 温 度 只 有９８℃ ，如 能 把 二 进 温 度 提 至 １４０ ℃ ，那 么 系 统 压 力 可 进 一 步 降 低 。山 东 郯 城化肥厂，Φ１ ０００ 轴径向合成塔，装填 Ａ３０１ 型 催化剂 １８．８ｔ，１９９７ 年 １ 月投运，至目前已运行 近 ６ａ，热点仍为 ４７５℃，４４５℃± ５℃温度下运 行 ２ａ 多，最高日产合成氨 ３００ｔ，平均日产 ２８０ｔ 以上，合成能力仍有富余。至目前止已累计生产 合成氨４８万余ｔ，催化剂ｔ 氨消耗已小于４０ｇ（国 内大型氨厂合成催化剂平均ｔ氨消耗为８０ｇ），该炉 触媒预计仍可使用１ａ。安徽临泉化肥厂，Φ１ ２００ 轴—径向内件，合成塔外筒净空高只有１５．１７９ｍ， 比新设计的Φ １ ２００ 系统外筒短 １．３２ｍ，少装催 化剂 １．２ｍ３，配Φ８００ 分离系统，使用 Ａ３０１ 催化 剂，１９９８ 年 １２ 月投运，平均日产合成氨 ３５４ｔ， １９９９ 年共生产合成氨 １１９ ９４５ｔ。至今已连续运 行 ４ａ，累计生产合成氨 ４６ 万余 ｔ，催化剂 ｔ单耗 已小于 ６４ｇ。 ２．２ 起始活性温度低
反应工艺和设备设计提供完整的工程设计数据和
操作依据。其中包括在镇海炼油化工股份有限公
司化肥厂大型合成塔旁建立工业旁路试验，测定
了Ａ３０１催化剂在大型合成氨装置实际工况条件下
较易 ５１６℃ ５６９℃
１．６ ４６０ ± ５
１６．０（１１０．３）
特易 ４８０℃（低３０～５０℃） ５１６℃（低５０～１００℃）
大）。 活性温度比 Ａ１１０－２ 低 ４０℃，比 ＩＣＩ７４－１ 型低
２５℃。
统催化剂完全不同的新一代氨合成催化剂，Ａ３０１
还原速度是 Ａ１１０－２ 的 ３．３～４．４ 倍，是 ＩＣＩ７４－１
催化剂具有低温高活性．极易还原．耐热抗毒性好． 的 １．６～２．２ 倍。
收稿日期：２００３－０４－０５
１．３ Ａ ３ ０ １ 型催化剂低（等）压合成氨工艺研究
瑞士卡萨利公司在跟踪 Ａ３０１ 催化剂 ２ａ 后， １９９９ 年卡萨利公司总裁访问了我公司，并与我们 签订了共同开发国际市场协议。Ａ３０１ 催化剂经卡 萨利公司全面检测后，认为 Ａ３０１ 至少比国际商业 催化剂性能提高１０％，并专门向河北迁安化肥厂发 了推荐函，认为迁安化肥厂在改造装置中如能改用 Ａ３０１ 催化剂，则可：