A110型氨合成催化劑介紹

一、用途

A110型氨合成催化劑主要應(yīng)用于化肥工業(yè)中氨的合成，它在較低溫度下有較高的催化活性，優(yōu)良的耐熱性、抗毒性能，且具有易還原等特點(diǎn)，因此它是一種較為理想的氨合成催化劑，該產(chǎn)品亦可應(yīng)用于冶金，電子管工業(yè)中，使氨分解為純凈的氮?dú)夂蜌錃狻?/p>

二、物化性能及主要組成

1、A110型氨合成催化劑為黑色、帶磁性有金屬光澤的不規(guī)則固體顆粒，粒度大小可分為：1.5-3.0mm、2.2-3.3mm、3.3-4.7mm、4.7-6.7mm、6.7-9.4mm、9.4-13.0mm五種，其它粒度可根據(jù)用戶要求加工。

2、A110型氨合成催化劑堆密度為2.9-3.2kg/L.

3、A110型氨合成催化劑暴露在空氣中易受潮，可引起鉀鹽析出而降低還原后活性，還原好的催化劑如果暴露在空氣中會(huì)迅速自燃而失去活性。

4、硫、磷、砷的化合物、銅液、油污及其含氧化合物，均能引起催化劑的暫時(shí)性中毒和永  久性中毒。

5、A110型氨合成催化劑易還原，300~330℃開始出水，380~420℃大量出水，出水主期420~480℃，max高還原溫度500℃。

6、活性檢測：實(shí)驗(yàn)室條件下，壓力15.0MPa，空速3×104h-1，溫度425℃時(shí)，反應(yīng)器出口氨體積百分含量不低于13.8％；將溫度升至500℃，20小時(shí)耐熱后，在條件相同的情況下，反應(yīng)器出口氨體積百分含量仍不低于13.8％。

7、A110型氨合成催化劑主要組份為：四氧化三鐵（Fe3O4）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鉀（K2O）、氧化鈣（CaO）等。

三、催化劑的裝填

1、A110型氨合成催化劑是用鐵桶（或塑料桶）包裝，由于運(yùn)輸過程中會(huì)使少量催化劑的棱角磨損，故在裝填前應(yīng)將催化劑過篩，以除去粉末。在裝填時(shí)應(yīng)選在晴好的天氣，預(yù)防受潮，忌與油污接觸。

2、催化劑裝填前須認(rèn)真檢查合成塔內(nèi)件安裝質(zhì)量要求，密封部分要保證不泄漏，雜質(zhì)要清理干凈，準(zhǔn)備好裝填工具。

3、裝填時(shí)在塔底部和上部宜鋪一層大顆粒的催化劑墊底和壓頂。相對小粒度催化劑裝填在塔上部絕熱層處，相對大粒度的催化劑裝填在中部。

4、催化劑粒度選擇可依據(jù)塔型及工藝條件而定，在系統(tǒng)壓力允許的條件下盡是采用小顆粒，以提高合成塔的生產(chǎn)能力。（軸經(jīng)向塔徑向段盡量采用小顆粒催化劑）。催化劑在裝填時(shí)，要注意松緊一致，力求均勻，各種粒度分層裝填。不允許傾倒在一點(diǎn)上或堆積成斜面再攤平，否則催化劑小顆粒在中間，較大顆粒滾到邊上，會(huì)引起氣體偏流。

5、裝填可用錐形容器或漏斗從塔口均勻放入。軸向段每裝50厘米，經(jīng)向段每裝30厘米，應(yīng)測量裝填體積與裝填重量的對應(yīng)值，并用鋁棒壓實(shí)。堅(jiān)決避免在塔一邊傾倒造成松實(shí)不均。裝填時(shí)盡量縮短催化劑在空氣中的暴露時(shí)間，并避免與其它化學(xué)品污染。

四、催化劑的升溫還原

主要還原反應(yīng)如下：Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O  △H298=-142.5KJ/moL

A110型催化劑其理論出水量約為催化劑本身重量的29％。

A110型氨合成催化劑在氧化態(tài)時(shí)催化活性很低，還原成a-Fe后有較高的催化活性，因此科學(xué)地掌握控制升溫還原條件對催化劑的使用壽命及以后合成氨生產(chǎn)有關(guān)鍵的作用。

1、合理控制還原過程中的壓力、空速：

還原初期，為使塔上部催化劑能徹  底還原，應(yīng)在較低壓力、空速下進(jìn)行，還原中末期可逐漸加大空速和壓力，充分利用反應(yīng)熱提高底層溫度，縮小軸向溫差。

2、整個(gè)還原過程中，循環(huán)氫含量應(yīng)控制在70％以上，出塔水汽濃度應(yīng)小于2.0g/Nm3，水汽濃度高低可根據(jù)溫度、壓力、空速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3、還原過程中氨冷溫度控制在-15℃以下，尤其在一塔生產(chǎn)、一塔還原時(shí)更應(yīng)嚴(yán)格控制，以免微量水汽進(jìn)入合成塔。

4、還原終點(diǎn)判斷：

①水汽濃度連續(xù)測定≤0.2g/Nm3。

②熱點(diǎn)溫度500℃，底層溫度460℃以上8-10小時(shí)

③出水量達(dá)到理論出水量的90％以上，三個(gè)條件同時(shí)成立，方可降溫輕負(fù)荷生產(chǎn)。5、降溫輕負(fù)荷生產(chǎn)過程要穩(wěn)而慢、嚴(yán)防超溫現(xiàn)象。

五、正常生產(chǎn)操作

1、催化劑還原結(jié)束后應(yīng)輕負(fù)荷生產(chǎn)1-2天時(shí)間，避免立即加負(fù)荷使催化劑的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生劇變而影響催化劑的使用壽命和活性。

2、生產(chǎn)初期熱點(diǎn)溫度應(yīng)控制在460±5℃。

3、初期催化劑活性高，對氣體成分變化反應(yīng)靈敏，應(yīng)控制H2/N2在2.2-2.8范圍內(nèi)，使操作穩(wěn)定，避免超溫。

4、合理控制操作溫度，不宜過早提高熱點(diǎn)溫度，提溫時(shí)一次以5℃為宜。

5、操作過程中，須嚴(yán)格控制合成入塔氣體中CO+CO2含量在25PPM以下。