合成氨催化剂性能影响因素研究
2015-10-24李文鹏张国发
天然气化工—C1化学与化工 2015年1期
李文鹏,张国发
(1.中国石油天然气股份有限公司大庆化工研究中心,黑龙江 大庆 163714;2.中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司,黑龙江 大庆 163714)
合成氨铁基催化剂[1]是Harber等在20世纪初开发出来的,它具有制造工艺简单、产品机械强度大、抗毒性及热稳定性好、价格低等特点,制备时通常采用熔融法,主要的原料为磁铁矿和铁,另外添加不同类的助剂化合物,再用电阻炉将其熔炼,然后冷却、破碎筛分,最终形成不同颗粒大小的铁催化剂[2]。此后,合成氨工业得到了突飞猛进的发展,随着对氨合成机理、助剂的作用、催化剂的颗粒形状和大小、还原过程等各方面认识的不断加深,氨合成铁催化剂的研究取得了很大的进步。国内外现在工业上使用的合成氨催化剂基本都是熔融铁系催化剂,氨合成是高温、高压反应,降低反应温度、提高合成氨催化剂的低温活性是合成氨催化剂的研发热点,通过改变助催化剂的种类与数量等来提高铁催化剂的低温活性。投入工业化应用的催化剂按主体成分可分为四氧化三铁和氧化亚铁基两类,所采用的助剂有氧化铝、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化钒、稀土等。
本文以钼、钨和稀土等为助剂利用熔融法制备出PAF-01型低温高活性合成氨催化剂,考察了助剂及反应条件对催化剂性能的影响,并对该催化剂进行了表征、活性稳定性评价等工作。
1 实验部分
1.1 催化剂制备
准确称量精制的磁铁矿与三氧化钼、硝酸镁、氧化钨、硝酸钾、碳酸钙、氧化铝、混合稀土等助剂原料,按比例充分混合,置于有水夹套的钢制电阻炉中,加热直到原料完全成为熔浆。……
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