氨合成催化剂

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氨合成催化剂简介

氨合成催化剂简介史** 309010**** 化工090*合成氨工业的巨大成功不仅解决了人类因人口增长所需要的粮食，而且带动了一系列基础理论的发展。

合成氨工业创立的本身就包含着伟大的创造性和光辉的科学思想。

Haber和Bosch提出的化学平衡与质量作用定律的应用、高压反应技术、封闭流程操作、动态反应速率概念，Mittasch提出的混合催化剂的概念以及化学家、工程师、物理学家、材料学家与各种工匠群体合作的成功先例等，推动了整个化学工业和材料工业的发展。

合成氨催化剂是多相催化领域中许多基础研究的起点。

许多多相催化科学的基本理论和概念都来自于或首先试用于催化合成氨。

合成氨工业及其催化过程的巨大成功奠定了多相催化科学的基础。

氨合成熔铁催化剂是世界上研究得最成功、最透彻的催化剂之一。

本报告主要介绍传统Fe3O4基熔铁催化剂。

氨合成催化剂的新进展也将予以简介。

熔铁催化剂的组成及特性熔铁催化剂的主要成分为Fe3O4，其含量为90%左右，助催化剂主要是Al2O3、K2O、CaO、MgO等金属氧化物以及SiO2非金属氧化物，通常用磁铁矿为原料，由熔融法制备。

在催化剂装填至反应器后，由铁氧化物还原得到的α-Fe是氨合成反应的主催化剂，但由纯铁氧化物还原得到的催化剂在合成氨过程中很快会失活。

作为助催化剂的Al2O3、K2O、CaO、MgO、SiO2等氧化物不被还原，虽然对氨合成不具有催化作用，但它们改善了α-Fe的催化活性，增强了耐热和抗毒能力，延长了使用寿命。

其中，Al2O3、Cr2O3、MgO、V2O5、ZrO2、TiO2、SiO2等高温难熔氧化物属于结构性助催化剂，它们能增加催化剂在还原和操作时的抗热能力和抗毒能力，起着增大表面积、稳定结构的作用，但却降低了每单位总表面积的比活性和还原速度。

K2O、CaO等碱金属、碱土金属和稀土金属氧化物作为电子性助催化剂，同结构性助催化剂的作用相反，它们能增加单位表面积的比活性，但却削弱了抗热和抗氧毒物的能力。

合成氨的合成工段工艺要点

合成氨的合成工段工艺要点
合成氨的合成工艺有以下几个要点：
1. 催化剂选择：合成氨的催化剂通常采用铁、钼和钾的化合物。

常见的催化剂有铁钼催化剂和铁钾催化剂。

催化剂的选择要考虑到催化剂的活性、稳定性和寿命等因素。

2. 反应条件：合成氨的合成反应是在高温高压下进行的。

典型的反应条件为350-450摄氏度和100-250大气压。

高温高压有利于提高反应速率和提高氨的产率。

3. 进料气体配比：合成氨的进料气体通常是氢气和氮气。

为了提高氨的产率，进料气体的氢气和氮气的摩尔比要控制在3:1到3.2:1之间。

4. 反应器设计：合成氨的反应器通常采用垂直管式反应器。

反应器内部通常有多层催化剂床。

反应器的设计要考虑到反应器的温度和压力控制，以及催化剂的补给和废物处理等因素。

5. 中间产品的处理：合成氨反应过程中会生成一些副产物和杂质，如水、氨基酸和硫化物等。

这些中间产品需要进行处理和去除，以保证合成氨的纯度和质量。

6. 能源利用：合成氨的合成过程需要大量的能源。

为了提高能源利用效率，可
以采用废热回收和氨合成废气回收等技术手段。

综上所述，合成氨的合成工艺要点包括催化剂选择、反应条件控制、进料气体配比、反应器设计、中间产品的处理和能源利用等方面。

这些要点的合理选择和控制对于提高氨的产率和质量非常重要。

氨合成的催化剂

氨合成的催化剂一、引言氨合成是一种重要的工业化学反应，广泛应用于制造化肥等领域。

在氨合成反应中，催化剂起着至关重要的作用。

本文将详细介绍氨合成反应中常用的催化剂。

二、铁系催化剂铁系催化剂是氨合成反应最早采用的催化剂之一。

这种催化剂主要由铁、钴、锆等金属组成，其特点是具有较高的活性和选择性。

此外，铁系催化剂还具有良好的耐久性和稳定性，在工业生产中得到了广泛的应用。

三、钌系催化剂钌系催化剂是近年来被广泛研究和应用的一种新型催化剂。

这种催化剂主要由钌、锰等金属组成，其特点是具有较高的活性和选择性，并且在高温下仍能保持稳定性。

此外，钌系催化剂还具有良好的抗毒性，在氨合成反应过程中能够有效地抵御碳氢物质等有害物质对其产生的影响。

四、钼系催化剂钼系催化剂是一种常用的氨合成催化剂，主要由钼、铝等金属组成。

这种催化剂具有较高的活性和选择性，并且在高温下仍能保持稳定性。

此外，钼系催化剂还具有良好的抗毒性和耐腐蚀性，在氨合成反应中表现出色。

五、其他催化剂除了以上几种催化剂外，还有许多其他类型的氨合成催化剂。

例如，铑系催化剂、镍系催化剂、银基催化剂等都具有一定的应用前景。

这些新型催化剂在提高反应效率、降低生产成本等方面都具有重要作用。

六、结论综上所述，氨合成反应中的催化剂种类繁多，每种催化剂都具有其独特的优点和缺点。

在实际生产中，应根据不同情况选择最适合自己需求的催化剂，以达到最佳效果。

同时，未来还需要进一步研究和开发新型高效稳定的氨合成催化剂，以满足不断增长的市场需求。

氨合成的催化剂

氨合成的催化剂引言氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥制造、化工合成等领域。

而氨合成过程中最关键的环节就是催化剂的选取。

本文将会全面介绍氨合成催化剂的种类、工作原理、制备方法以及相关的工业应用，以加深我们对氨合成催化剂的了解。

催化剂种类在氨合成过程中，常用的催化剂主要包括铁系催化剂、钌系催化剂和铑系催化剂。

这些催化剂具有高效能、稳定性好的特点，被广泛应用于工业生产中。

铁系催化剂铁系催化剂是氨合成过程中最常见的催化剂之一。

传统的铁系催化剂主要是以铁为主要成分，常配以适量的铝、钾等元素。

这类催化剂具有成本低、晶体结构稳定等优点，然而其催化活性相对较低，需要高温和高压下进行反应。

近年来，随着纳米技术的发展，铁基纳米催化剂成为了新的研究热点，其催化活性和选择性得到了极大的提高。

钌系催化剂钌系催化剂是氨合成中的另一类重要催化剂。

钌具有较高的催化活性和选择性，常作为铁系催化剂的替代品使用。

研究表明，钌催化剂在较低温下即可实现氨合成反应，大大降低了能耗。

此外，钌系催化剂对反应物质的吸附性能和解离能力较强，可以促进氨合成反应的进行。

铑系催化剂铑系催化剂在氨合成领域中也有着广泛的应用。

铑是一种包括铑金属和铑氧化物等在内的化合物，具有较高的催化活性和稳定性。

铑催化剂不仅可用于氨合成反应的催化剂，还可以在其他化学反应中发挥重要作用。

然而，铑系催化剂的价格较高，限制了其在工业生产中的应用。

催化剂在氨合成反应中起到了至关重要的作用。

一方面，催化剂可以提供活性位点，吸附反应物质并降低其解离能力，从而促进反应的进行。

另一方面，催化剂还可以降低反应的活化能，提高反应的速率。

具体而言，催化剂与反应物之间会发生物理吸附和化学吸附的过程。

在物理吸附中，反应物只是通过分子间的范德瓦尔斯力与催化剂表面相互作用。

而在化学吸附中，反应物会与催化剂发生化学反应，生成中间体。

通过物理吸附和化学吸附的交替作用，反应物逐步转化为产物。

催化剂的选择需要考虑多个因素，如催化活性、化学稳定性、抗中毒性等。

合成氨催化剂的生产和技术

合成氨催化剂的生产和技术发布时间：2023-01-04T05:52:04.717Z 来源：《中国科技信息》2023年17期作者：张鹏[导读] 合成氨广泛用于工业硝酸、盐铵和化肥的生产过程，间接促进了国民经济的发展。

与此同时，有关工业对氨的需求以吨计有所增加，这是工业建设和化学发展的基本原料之一。

张鹏陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西延安 727307摘要：合成氨广泛用于工业硝酸、盐铵和化肥的生产过程，间接促进了国民经济的发展。

与此同时，有关工业对氨的需求以吨计有所增加，这是工业建设和化学发展的基本原料之一。

但是，作为工业发展和国民经济的重要参与者，传统的合成氨往往消耗更多的能源，产生较少的效益。

因此，对合成氨催化剂的研究开发不断进行推导。

本文介绍了合成氨催化剂的研究开发，讨论了最新的合成氨研发趋势，供参考。

关键词：合成氨；催化剂；新技术；研究进展前言作为合成氨化工的重要原料，在中国工业建设和经济生产中发挥着十分重要的作用，合成氨相关催化剂的开发也是化工发展的重要组成部分。

但是，我们还必须认识到，合成氨工业在实际生产中也消耗大量能源在全球气候日益受到灾害威胁的时候，化学研究人员必须加倍努力，改进现有的催化剂，以提高合成氨工业的总体效率。

1 铁基催化剂的研究1.1铁系氨合成催化剂A-110-1催化剂是一种以铁-氨为基础的合成催化剂，主要由磁铁矿的传统熔炼形成。

为了提高催化剂活性和稳定性，结构催化剂如Al2O3、K2O、CaO、BaO等。

已添加到准备中。

其作用是利用这些高熔点折射氧化物作为活性物质的α-Fe晶体的绝缘材料，防止容易发生摩擦的微晶接触，从而提高催化剂体的热稳定性。

SiO2 _ 2通常是从磁铁矿原料引入的，其适当存在类似于Al2O3，它可以稳定铁颗粒，提高催化剂的热阻和水的毒性。

催化剂的组成和含量在熔化状态下相互作用，影响催化剂的活性和热稳定性。

尤其是还原催化剂表面化学成分对催化剂的活性和稳定性起着重要作用。

氨合成催化剂

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
Panjin Süd-Chemie Liaohe Catalyst Co.,Ltd. Page 19
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%
评价时间：2003年05月
Panjin Süd-Chemie Liaohe Catalyst Co.,Ltd. Page 25
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
Panjin Süd-Chemie Liaohe Catalyst Co.,Ltd. Page 26
Panjin Süd-Chemie Liaohe Catalyst Co.,Ltd.
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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
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）

氨合成催化剂(一)

氨合成催化剂（一）2003年2月28日Nitrogen & Methanol在上一世纪初期，巴斯夫的Haber、Bosch 等人开始研究利用催化剂把气态的H2和N2合成为氨，其中铂石棉研究是一显著的起点；尽管后来证明并没有多大的效果。

其后，人们对数千种其它具有潜在催化活性的组分如第Ⅷ族金属钴、锇以及其它的过渡金属如钨、钼及锰、稀土金属如铈甚至铀等进行了研究。

正如早期专利中所揭示的那样，巴斯夫的研究者首次形成了“助剂”（他们的术语）的概念，他们也能鉴别得出毒性物质如硫、磷，较重的第Ⅴ、Ⅵ族元素以及易熔化可还原的金属如铅、锡、锌等对催化剂性能造成的影响，。

在1913年，Mittasch提出了第一个高活性钌系氨合成催化剂生产的专利申请，即采用以钌为助剂、用钾和钌的碱性溶液来浸渍载体。

这种催化剂最终应用在两个商业化的工厂，它们分别于1913-1915年建立在Oppau和Leipzig两个地区。

后来，这些工厂进行了装置扩大和改造，这种改良工艺使得巴斯夫在多年以后一直维持着世界第一氨生产商的地位。

尽管在早期年代，巴斯夫的竞争者一直致力于可替代的其它的催化剂的开发，目的在于寻求真正地改进或避开已有专利保护的范围。

就其成本而言，没有一种催化剂能取代熔铁催化剂。

例如，在1918年，美国的第一个利用以钠为助剂的钴催化剂工厂，开车时并没有取得成功。

这样，Mittasch型熔铁催化剂很快维持了它的工业地位。

与那些竞争对手相比，它的成分比较便宜，如果使用正确将维持较长的使用寿命。

事实上，在合成氨厂，它是使用寿命最长的催化剂。

很多年以来，尽管在催化剂的物理性能和生产技术方面也有一些改进，但是在合成气体部分，从改进催化剂、工艺技术及操作实践中得到的收获要比改变氨合成催化剂的化学特性的收获多得多。

改变化学特性的动机在于最近时期日益增长的技术-经济方面的因素，促使研究者们希望能设计规模更大、能量利用更充分的合成氨厂，而并不是由于铁系催化剂的可靠性存在缺陷。

氨重整催化剂

氨重整催化剂导语：氨重整催化剂是一种广泛应用于氨合成和氢能产业的重要催化剂。

本文将从催化剂的原理、应用领域和未来发展等方面进行介绍。

1. 催化剂的原理氨重整催化剂以金属作为活性中心，常见的有镍基和铁基催化剂。

催化剂通过吸附氨和水蒸气，进行氨的反应，生成氢气和氮气。

该过程中，催化剂表面的金属颗粒起到了催化作用，降低了反应的活化能，提高了反应速率。

2. 应用领域氨重整催化剂广泛应用于氨合成和氢能产业。

在氨合成中，催化剂的作用是将氨气转化为氢气，用于合成氨的生产。

而在氢能产业中，催化剂则用于氢能的储存和利用，例如燃料电池等。

3. 催化剂的发展趋势随着氢能产业的快速发展，氨重整催化剂也在不断改进和创新。

一方面，研究人员致力于提高催化剂的活性和稳定性，以提高反应效率和延长催化剂的使用寿命。

另一方面，也在探索新型催化剂材料，如过渡金属氮化物、金属有机框架等，以期实现更高效的氨重整反应。

4. 催化剂的挑战与前景尽管氨重整催化剂在氨合成和氢能产业中发挥着重要作用，但仍面临一些挑战。

首先是催化剂的价格高昂，需要降低成本才能推动其广泛应用。

其次，催化剂在长时间运行过程中会发生失活，需要进行再生或更换，这也增加了运营成本。

未来，随着技术的进步和研发的不断深入，相信这些挑战将逐渐得到解决，催化剂的应用前景将更加广阔。

总结：氨重整催化剂是氨合成和氢能产业中不可或缺的重要组成部分。

通过金属催化剂的作用，氨可以被高效转化为氢气，为能源领域的发展提供了强大支持。

未来，在解决催化剂的挑战和持续创新的推动下，氨重整催化剂有望发展出更高效、稳定的催化体系，为氢能产业的繁荣做出更大贡献。

氨合成铁系催化剂

氨合成熔铁催化剂氨合成熔铁催化剂，目前合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。

1、组成1.1组成主要成分是Fe3O4，含量在90%左右。

助催化剂为K2O、Al2O3、CaO、MgO等，含量小于催化剂总质量的9%，低压催化剂还增加了CoO(A201等)。

其按作用不同分为两类，一类是结构型助剂，如Al2O3、Cr2O3、ZrO2、TiO2、MgO、CaO、SiO2等难熔氧化物。

另一类是电子型助剂，如K20。

每种类型助剂都有各自的最佳添加量，一般均在0.6%~1.0%范围。

1.2 物理结构氧化态催化剂主体是磁铁矿，其化学计量式是FeO.Fe2O3或Fe3O4。

晶体结构类似于尖晶石（MgAl2O4）的结构(90%以上是具有反尖晶石结构、不均匀复杂体系的磁铁矿)。

是四面体和八面体结构的堆积结果。

其中形成两种间隙：四面体间隙和八面体间隙。

三价的金属离子占据四面体间隙的一半和八面体间隙的一半，二价的铁离子占据八面体间隙（Fe3+（Fe2+，Fe3+））。

磁铁矿的一个单胞（晶体的最小结构单元）由32个氧离子和24个铁离子所组成，即8（Fe3O4）。

按结晶学原理，32个氧原子按照面心立方堆积的每一单胞，有64个四面体间隙和32个八面体间隙。

如上所述，除了24个被铁离子占据以外，其余大部分是空的，因此可加入助催化剂占据这些空隙形成间隙固溶体。

而且化学式相近的物质，结构类型相同且质点（离子、原子或分子）半径近于相等的物质，可以发生同晶取代，生成置换固溶体，例如三价铝即可置换部分三价铁，形成置换固溶体。

（含量小于4%时主要生成置换固溶体。

若三氧化二铝全部取代氧化铁则生成FeOAl2O3）1.3 化学特点铁触媒在500 ℃左右时的活性最大，这也是合成氨反应一般选择在500 ℃左右进行的重要原因之一。

但是，即使是在500 ℃和30 MPa时，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只为26.4%，即转化率仍不够大。

合成氨催化剂

合成氨催化剂简述合成氨是重要的化工原料，主要用来生产化肥、硝酸、铵盐、纯碱等。

作为化学工业的支柱产业之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。

同时合成氨也是一个大吨位、高能耗、低效益的产业，因此合成氨工艺和催化剂的改进对降低能耗、提高经济效益有着巨大影响。

我国合成氨催化剂发展十分迅速，目前合成氨催化剂主要类型是铁基催化剂，同时对钌基催化剂也有所研究。

1 铁基合成氨催化剂铁基合成氨催化剂价格低、稳定性好，制备时通常采用用熔融法，主要的原料是利用磁铁矿和铁，另外添加不同类的助剂化合物，再用电阻炉将其熔炼，后冷却、破碎筛分，最终形成不同颗粒大小的铁催化剂。

早在合成氨催化剂研究的初期，研究人员就发现用天然磁铁矿还原得到的催化剂效率远优于其它铁化合物。

随后根据纯铁催化剂的活性与还原前氧化度之间的关系，通过大量实验发现铁比值与熔铁基合成氨催化剂的性能有着密切的关系。

通常认为以Fe3O4为母体的催化剂具有的活性最高。

到目前为止，世界上所有工业氨合成铁催化剂，无一例外，其主要化学组成都是Fe3O4。

2钌基合成氨催化剂钌基合成氨催化剂也被称为第二代氨合成催化剂，它是一类新型负载型催化剂。

在我国的研究较晚，目前的工业投入刚处于起步阶段。

其制备不同于传统的铁催化剂，通常选择适当的母体化合物，添加某种促进剂，采用浸渍法负载在载体上，经一定条件还原活化处理后，转化成活性组分。

催化剂中母体化合物、载体、促进剂对所制备的催化剂的活性具有很大影响。

经历了近—个世纪的研究，合成氨催化剂技术可以说已相当成熟，但是传统的熔铁催化剂不符合低能耗的发展趋势，而钌基合成氨催化剂的价格昂贵，又不容易普及。

作为世界人口最多的农业大国和世界最大产氨国，合成氨工业对于我国国民经济的发展具有重要的战略和现实意义。

虽然国内对铁基催化剂的研究方面投入了大量的人力物力，但钌基合成氨催化剂的研究方面起步较晚，对于催化剂的作用机理也未进行深入研究，与国际先进水平的差距较大，这与我国是最大的产氨大国极不相称，因此我们合成氨这种高能耗产业的节能降耗还很漫长。

合成氨催化剂

为3d64s2, 钌原子的电子构型为4d75s1, 钌原子的次外层d 电子, 不仅比铁原子上的多, 而且离核更远, 受内层电子的屏蔽更大, 也就是说, 钌原子上的d 电子受原子核的束缚更小。在CO 和金属的相互作用中, B lyhoder 设想, 从CO 分子的5R轨道上提供部分电子到未满的金属d 轨道, 同时, 从d 轨道上反馈电子至CO 的2P3 (反键) 轨道, 从而导致了CO键的削弱。N2 与CO 是等电子分子, 同样的道理, Ru 对N - N 键也有类似的作用。
的研究，发现对氨合成有活性的一系列金属为Os，U，Fe，Mo，Mn，W等，其中一铁为主体的铁系催化剂，因其价廉易得、活性良好、使用寿命长等特点，在合成氨工艺中被广泛使用。大多数铁系催化剂都是用经过精选的天然磁铁矿通过熔融法制备的，习惯称熔铁催化剂。
铁系催化剂活性组分为金属铁。
未还原前为FeO和Fe2O3，其中FeO质量分数24%~38%，亚铁离子与铁离子的比值约为 0.5，一般在0.47~0.57之间，成分可视为Fe3O4，具有尖晶石结构。
各种钌系氨合成催化剂的动力学参数
表中钌系氨合成催化剂在动力学上可分为三类:
(A ) 无载体的催化剂(Ru粉， Ru2CsOH ) ; (B)无促进剂的负载型催化剂(Ru/Al2O3, Ru/MgO ) ;(C) 氢氧化铯促进的负载型催化剂 (Ru-CsOH/Al2O3, Ru-CsOH/MgO )。
有学者分别以氯化镍为原料,
氢氧化钠为沉淀剂和以硝酸镍为原料,碳酸氢铵为沉淀剂, 用液相化学沉淀法制备出了 18 nm和7 nm的NiO微粒。
3.5 纳米氧化锌
ZnO是合成氨工业中烃类蒸气转化脱硫工序和低变(防护)工序催化剂的活性组分。

工业氨合成催化剂的制备及性能研究

工业氨合成催化剂的制备及性能研究
工业氨合成催化剂是制备氨的重要原料之一。

其制备过程十分复杂，需要考虑催化剂的活性、稳定性、选择性以及反应动力学等多个方面。

一、催化剂的制备
催化剂的制备过程主要分为物理方法和化学方法两类。

物理方法包括常见的混合、沉淀、共沉淀、离子交换等，其中混合方法是最为简单的制备方式。

常见的化学方法包括浸渍法、原位化学还原法、乳液凝胶法等，这些方法在制备过程中需要考虑催化剂的酸碱度、颗粒形态、孔道结构等特性。

二、催化剂的性能研究
催化剂的性能研究需要考虑多个方面，其中最为重要的是催化剂的活性和稳定性。

氨合成反应是一个复杂的过程，需要考虑氢气和氮气的吸附、氨的生成、反应物的扩散等多个因素。

因此，催化剂的性能评估需要采用多种实验方法，包括电化学研究、氢气TPD测试、催化活性评价等。

三、催化剂的改性研究
目前，钒-钼氧化物系列催化剂是制备氨的主要催化剂之一。

为了弥补该催化剂的缺陷，研究人员采用了多种改性方法，包括复合制备、负载改性、微波辅助合成等。

这些改性方法可以有效增强催化剂的活性和稳定性，提升氨合成反应的效率和产量。

总结而言，工业氨合成催化剂的制备、性能研究和改性研究都是前沿的科学问题。

随着科技的不断进步，相信这些问题的解决会更加完善，为氨合成工业的发展做出更大的贡献。

氨合成催化剂的选择及相关工作

氨合成催化剂的选择及相关工作1 国内氨合成催化剂概况解放前我国没有氨合成催化剂工业，而目前我国研制和生产的氨合成催化剂在国际上已处于领先或先进的水平。

最初用于我国小氮肥厂的是南化公司开发生产的A106型氨合成催化剂，以后由南化研究院和南化公司催化剂厂研制开发了A109型催化剂，于1971年经国家鉴定，其质量水平超过了丹麦的KM-1型催化剂。

以后又开发了A110型催化剂，这是一种低温高活性易还原的催化剂，但其抗毒性和热稳定性较差。

在进一步改进后，南化公司研究院开发了A110-1，浙江工业大学研制开发了A110-2型(即ZA-1型)。

A110-1、A110-2型催化剂抗毒性和耐热性有了较大的提高，因而在氮肥行业普及很快。

到了20世纪80年代中后期和90年代初期，国内催化剂的研制开发又上了一个新的台阶。

福州大学相继研制开发成功A201、A202型含，钴催化剂，南化院研制开发了NCA型含钴催化、剂，华南理工大学研制开发A203型稀土催化剂和浙江工业大学研制开发了亚铁基的A301型氨、合成催化剂。

这些催化剂都具有低温、高活性、易还原的特点，其中A301型氨合成催化剂突破了传统的Fe3O4熔铁催化剂体系，从性能比较看是，国内最先进的氨合成催化剂之一。

2 如何选择氨合成催化剂目前在市场上流通的氨合成催化剂主要有福州大学开发的A201、A202型含钴催化剂，南化研究院开发的NCA型含钴催化剂，华南理工大学研制开发A203型稀土催化剂，郑州大学开发的HA310Q型球形催化剂，浙江工业大学开发的A301型亚铁基催化剂以及上一代的A110系列催化剂等。

A110型系列氨合成催化剂主要是由Fe3O4、Al2O3、K2O、CaO、MgO、SiO2及某些微量元素的化合物组成，它在较低温度下具有较高的催化活性，是一种较理想的氨合成催化剂，在小氮肥厂使用量很大。

A201型氨合成催化剂是铁钴双活性组分的低温高活性氨合成催化剂；它由于氧化钴的加入，导致催化剂的晶体结构、表面结构、孔结构明显变化而提高了催化剂的活性。

氨合成催化剂操作手册

氨合成催化剂操作手册中石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂二〇〇二年感谢选用中石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂红三角牌催化剂！南化催化剂厂愿与广大红三角牌催化剂用户携手共进，共创美好未来！目录1、引言2、物化性能及工业使用条件3、催化剂的使用3.1选型3.2装填3.3还原3.4 轻负荷期3.5停车3.6维护保养4、催化剂的微机管理1、引言中国石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂是我国最早生产催化剂的企业，也是催化剂行业第一家通过质量体系认证（ISO9002）的专业生产厂。

目前能够生产40多个品种、90多个型号的化肥、石油化工、有机化工催化剂。

氨合成催化剂是传统的优势产品，广泛用于国内大、中、小型各类高低压或等压制氨装置，并出口多个国家和地区。

合成氨工业的最终目标是氢、氮化合生成氨。

氨的合成则是通过催化过程来实现的。

氨合成催化剂的合理正确使用是用户效益体的关键所在。

氨合成催化剂的使用，包括从催化剂的选型开始，到催化剂的装填、活化、正常操作、维护保养以及状态预测等一系列过程。

催化剂的性能只有通过工业化应用才能得以体现。

催化剂使用水平的高低影响着催化剂性能的发挥。

为了您更好的使用好催化剂，在使用氨合成催化剂前，敬请阅读本手册2、催化剂的特性南化催化剂厂现有A110-1、Ac(A201)、A202、ZA-5、NC(ICI)74-1等多个型号的氨合成催化剂及其预还原产品。

2.1物化性能2.2化学组成2.3活性指标及执行标准2.4工业使用条件3、催化剂的使用3.1选型确定了合成氨的生产工艺和合成塔内件型式以后，如何选用合适的催化剂是首要的。

催化剂选用得当，不仅其性能可以在使用条件下得以充分发挥，满足设计要求，且可以突出和证实该合成氨工艺和合成塔结构的特点。

催化剂的选用一般包括催化剂型号的确定和粒度的选择。

3.1.1型号的确定合成氨生产工艺不同，特别是合成塔内件存在差异，必然要求与之相适应、相匹配的催化剂。

合成氨催化剂的研究进展及展望

合成氨催化剂的研究进展及展望一、引言合成氨是现代化学工业的重要支柱之一,广泛应用于农业生产、化工、医药等领域。

自1909年Haber和BoSCh首次成功实现合成氨工业化以来,合成氨技术经历了多次改进和优化。

其中，催化剂的研究与改进是提高合成氨效率和降低能耗的关键因素。

本文将简要介绍合成氨催化剂的研究状况，着重概述近几年来铁基催化剂、铝土基催化剂、钉基催化剂的最新研究进展，并从绿色化学和工业应用的角度出发，对合成氨催化剂的发展进行展望。

二、铁基催化剂的研究进展铁基催化剂在合成氨工业中具有广泛应用，其研究主要集中在提高催化剂活性、稳定性和选择性等方面。

近年来，科研工作者通过改进催化剂制备方法、优化催化剂结构、添加助剂等方法，提高了铁基催化剂的性能。

例如，采用溶胶-凝胶法制备的Fe-ZSM-5复合催化剂具有较高的活性和稳定性，且对H2/N2比值要求较低。

此外，一些研究者还发现，通过调节助剂的种类和含量，可以实现对催化剂性能的有效调控。

三、铝土基催化剂的研究进展铝土基催化剂是一种以氧化铝为载体、活性组分为过渡金属的催化剂。

近年来，铝土基催化剂的研究主要集中在提高其抗硫中毒能力和降低成本等方面。

一些研究者通过改进催化剂制备方法、优化载体的结构和性质、添加助剂等方法，提高了铝土基催化剂的性能。

例如，采用高岭土为载体制备的Co∕A1203催化剂具有较高的活性和稳定性，且对H2/N2比值要求较低。

此外，一些研究者还发现，通过调节助剂的种类和含量，可以实现对催化剂性能的有效调控。

四、钉基催化剂的研究进展钉基催化剂是一种具有高活性和高选择性的合成氨催化剂。

近年来，钉基催化剂的研究主要集中在提高其稳定性和降低成本等方面。

一些研究者通过改进催化剂制备方法、优化活性组分的结构和性质、添加助剂等方法，提高了钉基催化剂的性能。

例如，采用溶胶-凝胶法制备的Ru/C催化剂具有较高的活性和稳定性，且对H2/N2比值要求较低。

此外，一些研究者还发现，通过调节助剂的种类和含量，可以实现对催化剂性能的有效调控。

工业合成氨催化剂

工业合成氨催化剂
工业合成氨的催化剂主要是铁催化剂和钴催化剂。

这两种催化剂都是在高温高压条件下，促使氮气（N2）和氢气（H2）发生反应生成氨气（NH3）的关键组分。

1. 铁催化剂：铁催化剂是工业合成氨中最常用的催化剂之一。

它通常是以铁为主要活性成分，并结合了其他助剂和载体来提高催化剂的活性和稳定性。

铁催化剂在适当的温度和压力下，能够促使氮气和氢气在反应器中结合成氨气。

常用的铁催化剂包括铁-铝催化剂和铁-钾催化剂。

2. 钴催化剂：钴催化剂也是工业合成氨中常用的催化剂之一。

与铁催化剂相比，钴催化剂具有更高的活性和选择性，能够在相对较低的温度和压力下实现高效的氨合成反应。

钴催化剂通常以钴为主要活性成分，结合了其他助剂和载体来提高催化剂的性能。

这些催化剂的选择和使用涉及多个因素，包括反应条件、催化剂的活性和稳定性、成本以及工艺要求等。

此外，催化剂的研发和改进仍然是工业合成氨领域的研究重点，以提高反应效率、降低能耗和环境影响。

需要指出的是，工业合成氨是一项复杂的化学工艺，除了催化剂外，还需要考虑反应器设计、废气处理、能源利用等方面的技术和设备。

因此，在实际应用中，催化剂的选择和优化通常是与其他工艺参数和要求相结合的综合考虑。

为什么Fe基催化剂是最好的合成氨催化剂

为什么Fe基催化剂是最好的合成氨催化剂合成氨工业需要较低温度和压力下具有较高活性的催化剂。

90多年来，世界各国从未停止过合成氨催化剂的研究与开发。

目前，工业催化剂的催化效率在高温下已达90％以上，接近平衡氨浓度(因压力而异)．侧如，在15 MPa及475℃下，A301催化剂的催化效率接近100％。

要提高催化剂的活性，就只有降低反应温度。

另一方面，工业合成氨的单程转化率只有15％～25％，大部分气体需要循环，从而增加了动力消耗。

为了提高单程转化率，也只有降低反应温度才有可能。

因此，合成氨催化剂研究总的发展趋势，就是开发低温高活性的新型催化剂，降低反应温度，提高氨的平衡转化率和单程转化率或实现低压合成氨。

近20多年来，随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国Fe1-x O基催化剂体系的创立，标志着合成氨催化剂进人了一个新的发展时期。

在合成氨反应中，速度控制步骤是N2的解离吸附；而解离N2的强键需要“敞开锅”式结构。

体心立方的Fe(111)面正构成这种表面结构，而其它两种晶面(100)和(110)则偏离此花样。

含有原子的类似于Fe(111)晶面的结构被认为是合成氨反应的活性中心．因此，合成氨反应被认为是结构敏感反应。

Al2O3的表面重构作用可以改变a-Fe的晶面结构．Bare等的研究结果表明，添加Al2O3并在水蒸气和O2中迅速退火之后，活性最低的Fe(110)面的活性几乎与Fe(111)面相同Strongin等的研究结果表明，Al2O3表面重构作用的机理是，Al2O3首先在表面生成FeAl2O4，然后以这种新的表面为模板，使a-Fe晶体生长向(111)或(211)面定向暴露在反应混合物中．经Al2O3表面重构后，(111)，(100)和(110)面的活性基本相同，从而大大提高了活性。

通常认为，催化剂表面的碱中心有利于碱性NH3的脱附。

同样，氮原子具有孤对电子，是一种典型的Lewis碱；显然，催化剂表面的酸中心有利于N2的吸附，NH3 的脱附，特别是N2的吸附，有利于加速合成氨反应。