氨合成催化剂

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氨合成催化剂
与国内外催化剂对比（耐热前后）
亚铁基
亚铁基
含Co 亚铁基
评价条件：粒度0.35-0.84mm,SV=1.5×104h-1,P=15Mpa 评价时间：2003年06月
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氨合成催化剂
其它亚铁基产品
组分分布不均匀、富集
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催化剂的助剂分布对比- K2O线分布
AMOMAX-10
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其它亚铁基产品
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氨合成催化剂
Amomax-10/Amomax-10H催化剂测试结果
１．测试条件 Ｐ：15MPa 空速：1.5*104 h-1
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催化剂操作性能
•催化剂低温高活性能降低合成塔压缩机功耗(典型厂:川化/湖 北/洞氮),达到节能效果. •在传统磁铁基塔内件结构模式下,在同样氨净值条件下, 合成 气循环量相对要比使用磁铁基高一些从而多产氨(典型厂:黑化 化肥厂). •所有使用了Amomax-10H/Amomax-10的大化肥/中化肥和部 分小化肥用户都达到了节能或增产的目的.
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氨合成催化剂
评价时间：2003年07月-11月
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Amomax-10H与国内使用产品对比
出 口 氨 浓 度
温度
AMOMAX-10H评价结果
评价时间：2002年06月
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催化剂晶相对比-枝晶网大小和单质铁
单质铁
AMOMAX-10
枝晶网大小相对均匀，不含单质铁
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其它亚铁基产品
枝晶网大小不均匀，含有单质铁
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催化剂的助剂分布对比- Al2O3线分布
评价时间：2003年05月
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氨合成催化剂
Amomax-10/Amomax-10H催化剂测试结果
2．测试条件 T=425℃ 空速：1.5*104 h-1
评价时间：2003年05月
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氨合成 催化剂
Amomax-10
FeO
不规则
330~500
氧化型
氨合成 催化剂
Amomax10H
α-Fe
不规则
330~500
预还原 型
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氨合成催化剂
Chemical and Physical Properties 物化性能特征
与经典的以四氧化三铁为主相的催化剂对比
预还原态
评价条件：粒度0.35-0.84mm,SV=1.5×104h-1,P=15Mpa 评价时间：2003年06月
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氨合成催化剂
对比数据
样品型号 耐热后425℃氨净值 变化率% 耐热后400℃氨净值 变化率%
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氨合成催化剂
Mineral Wustite (维氏体结构)
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氨合成催化剂
Amomax-10 与其他亚铁基催化剂对比
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氨合成催化剂
Amomax-10H与源自文库内使用产品对比
Amomax-10 1. 化学组份 （标准值） 成份 Fe Fe2O3 + FeO FeO / Fe2O3 促进剂: Al, K, Ca 等八种 2. 物理特征（典型值） 催化剂形状 催化剂尺寸 堆密度, kg/l wt.% Nil 91-92 5~6 Amomax-10H wt.% ≥84
不规则颗粒 各种尺寸都有 3.0-3.3
氨合成催化剂
技术参数
名称 型号 活性组 分 形状 尺寸（mm） 1.5~3.0mm、 2.2~3.3mm、 3.3~4.7mm、 4.7~6.7mm、 6.7~9.4mm、 9.4~13.0mm 3~6 mm、4.5~8 mm、 6~10 mm、8~12 mm 1.5~3.0mm、 2.2~3.3mm、 3.3~4.7mm、 4.7~6.7mm、 6.7~9.4mm、 9.4~13.0mm 3~6 mm、4.5~8 mm、 6~10 mm、8~12 mm 运行温度 （℃） 备注
•专利产品： 催化剂主相为亚铁 由浙江工业大学开发 两项专利： ZL94106785.8 ZL94106145.0 •2001年实现工业化生产
一个是氧化态专利（AMOMAX-10） 另一个是预还原专利（全部亚铁基 催化剂的预还原）
•首先在潼南化肥厂、辽河化肥厂应 用，并出口到欧洲
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Amomax-10 Amomax-10H
亚铁基
-0.70% -0.75%
-4.57%
Fe3O4基
-1.00% -0.41%
-4.20% -1.12% -0.25%
国内样品-1 国内样品-2 国外 预还原
-0.68% -0.31%
评价时间：2003年06月
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催化剂操作性能
•短期停车,Amomax-10H/ Amomax-10在床层260-280 ℃即可迅 速建立合成反应而不用点开工加热炉. •Amomax-10H/ Amomax-10可耐热到520 ℃活性无衰减,还原过 程中顶部超过500 ℃对催化剂无损伤.
•Amomax-10H/ Amomax-10对ppm级别水蒸汽和CO/CO2的吸 附很弱,见澳大利亚昆士兰大学的检测报告.
氨合成催化剂
Amomax-10/Amomax-10H催化剂测试结果
3、测试条件 Ｐ：22MPa 空速：1.0*104h-1 温度：410℃
氨净值（%）=29.29
A103在同等条件下的氨净值(%)=21.56
评价时间：2003年05月
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氨合成催化剂 Amomax-10/10H
• 低温低压高活性 • 热稳定性能好 • 活性温区宽
• 易还原，起活快，出水少
• 采用磨角工艺，降低使用时床层阻力降
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氨合成催化剂
氨合成催化剂 Amomax-10/-10H
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催化剂还原性能
•Amomax-10H出水量在25-30Kg/1000Kg
•Amomax-10 出水量在250Kg/1000Kg
还原后比传统磁铁基剩余催化剂量要多
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氨合成催化剂
催化剂经济分析
•节省压缩机功耗是长期的效益 •同等压缩机功耗条件下增产是长期的效益 •开工相对少的稀氨水排放有利环保并节省开工成本增加效益 •相对短期的开工时间可迅速建立正常生产,节省开工成本增加 效益
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氨合成催化剂
Amomax-10H预还原产品
经过2004年的生产钝化工艺的改进使钝化膜很薄 致密，有利产品的运输。
2004年配方改进提高了耐热和抗毒性能,突破传统 磁铁基催化剂出口出水小于3000ppm的限制,这是 Amomax-10H生产过程中的重大工艺改进。
♣ 研制开发
A110系列 A301 电弧炉 ZA-5 Amomax-10
♣ ♣
生产工艺
电阻炉
200 ℃
助剂添加及分布
Al K Ca + 其它五种助剂 分布均匀
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催化剂还原性能
•Amomax-10具有低温高活性，极易还原的性能 还原出水快,出水少比磁铁基催化剂出水少 还原速度：ICI74-1的1.6倍， A110-2的3.3倍 还原温度: 比A110-2低50℃ ， 比ICI74-1低30 ℃ •Amomax-10 主还原出水期温度 380-430 ℃
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氨合成催化剂
催化剂还原性能
•Amomax-10H起活温度是180-200 ℃
•Amomax-10H 还原出水高峰期温度是 300-350 ℃
在此温区90%钝化膜已被活化,并迅速建立合成氨反 应,整炉使用预还原产品还原过程中无稀氨水排放.
•所有使用了Amomax-10H/Amomax-10的大化肥/中化肥和部 分小化肥用户都达到了节能或增产的目的.
详见大连合成氨会议资料客户论文
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Y2101氨合成评价装置流程图
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不规则颗粒 2.4-2.6
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氨合成催化剂
Amomax-10 main phase is non-stoichiometric ferrous oxide: Amomax-10的主相与传统的氧化铁催化剂不同： Fe1-xO, Wustite crystal structure（维氏体晶相结构） (x = 0.03 – 0.15)
AMOMAX-10
组分分布均匀
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其它亚铁基产品
组分分布不均匀
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催化剂的助剂分布对比- CaO面分布
AMOMAX-10
组分分布均匀
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氨合成催化剂
催化剂操作性能
•催化剂低温高活性能降低合成塔压缩机功耗(川化/湖北/洞氮), 达到节能效果. •在传统磁铁基塔内件结构模式下,在同样氨净值条件下, 合成 气循环量相对要比使用磁铁基高一些从而多产氨(黑化化肥厂).
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氨合成催化剂
催化剂还原性能
•Amomax-10H/Amomax-10混合装填出水时间一般在72-76小
时,有95%的水出完,此后即可进入满负荷生产,催化剂剩余的氧 将在使用过程中陆续出完.
•Amomax-10 H/Amomax-10混合装填出水快,出水主期出水迅 速而不必担心高出口水汽浓度对催化剂的影响.
Structural and electronic promotors: Ca, Al, K, rare earth elements 结构和电子助剂： Ca, Al, K, 及稀土氧化物
Leading to（达到）: –High activity at low temperature and pressure（低温低压 高活性） –Fast reduction rate（还原速度快） –High mechanical strength（高机械强度）