催化剂中毒原理

中毒原理

1、co和co2进入合成塔会在催化剂的作用下与氢发生以下反应

CO+3H2=CH4+H2O

CO2+4H2=CH4+2H2O

2、生成的水蒸汽又会和催化剂--aFe发生以下反应

H2O+Fe=Feo+h2

3H2O+2Fe=Fe2O3+3H2

这样催化剂中具有活性的a-Fe被氧化成氧化亚铁和三氧化二铁。催化剂的活性降低。

现象；

1、合成塔的温度是靠3H2+N2=NH3 这一放热反应的反应热维持的，催化剂活性下降，

反应热减少，合成塔温度就会下降。

2、合成是一个回路，补充进来的气体靠生成氨后排放出去，催化剂活性下降，氨的合成率

下降，补充进来的气体就会在回路里大量累积，合成压力上升。

3、中毒反应也是一个放热反应，所以合成中毒时第1、2点的温度会有一个短暂的温升过程，

随着催化剂活性的下降，整个合成塔的温度会急剧下降。也就是说前面两点温度上升，后面

的温度下降。我们俗称为打交叉。当然，前面几点的温升时间不会很长，如果中毒深的话，

整个合成塔的温度都会垮下来。

外理；

1关补充气阀，停止补充不合格气体，直到合成温度正常，且气体合格。（重新补入合格气

体时要对补充气管线进行置换）

2关死冷副线、减少循环量，防止温度进一步下降。

3打开塔后放空阀，控制好合成压力，防止超压。

4必要时启用电炉，靠电炉提供的热量提温。

5如果中毒较深，则要将系统内的不合格气体全部放空，并用合格气体顺流程进行置换。不

能犹豫！

合成的中毒反应也是一个可逆反应，只要中毒不深，发现及时，处理迅速得当。合成温度是

完全可以保住的。只是中毒会缩短催化剂的使用寿命，所以要严禁不合格气体进入合成塔。

催化剂经长期使用后，内因接触毒物，活性会逐渐下降。原因：①催化剂长期处于高温之下，因受热的影响，催化剂的细小晶粒逐渐长大，表面积减小，活性下降；②催化剂层温度波动频繁、温差过大，使催化剂过热或熔融，活性下降；③气流的不断冲击，破坏了催化剂的结构，活性下降；④原料气中少量引起催化剂暂时中毒的毒物，使催化剂表面不停地反复进行氧化、还原反应，活性下降等。催化剂衰老到一定程度，就需要更换新的催化剂。

催化剂的中毒和衰老几乎是无法避免的，但是选用耐热性能较好的催化剂，改善气体质量和稳定操作，维护保养得好，能大大延长催化剂的使用寿命。

氨合成催化剂的性能对合成氨生产有着很重要的影响，不断改进催化剂的性能，开发新型催化剂将具有重要的现实意义。研究发现，向催化剂中加入稀土元素钴等，对于降低催化剂的活性温度、提高催化剂的活性，效果比较明显。例如：我国研制的A201 型催化剂，催化剂中加入钴后，可以起到双活性组分的作用，同时钴的加入可使铁催化剂的结构发生变化，还原态的铁微晶可减少（10nm ) ，比表面积增大（3～6m2/ g ) ，从而促进催化剂活性的提高。另一方面是催化剂外形的改进，可由原来的非规则形状，加工成球形小颗粒，能有效

地降低催化剂床层阻力，从而降低能耗。