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TA201-2型氨合成催化劑

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產(chǎn)品介紹

TA201-2型氨合成催化劑性能介紹
A201是鐵鈷雙活性組份氨合成催化劑,是A110型純鐵系催化劑的替代產(chǎn)品,尤其在低溫低壓應(yīng)用條件下活性明顯提高,是氨合成催化劑質(zhì)量上的一次飛躍和變革。
TA201-2是A201型催化劑的改進型產(chǎn)品,它不僅保留了A201的低溫高活性性能,又能夠在(495℃以上)高溫下長期使用,屬寬溫型高活性催化劑,其耐熱性、熱穩(wěn)定性、抗毒性能和使用壽命有了進一步提高。
(一)化學(xué)組份的優(yōu)化調(diào)整
1、加入氧化鈷,提高催化劑活性
該產(chǎn)品是鐵鈷雙活性組分的催化劑,在熔融過程中氧化鈷與磁鐵礦形成固熔體,還原后,鈷原子均勻分布在α-Fe中,使α-Fe晶粒明顯變小,晶格畸變,促進更多的【111】面暴露,增加了活性中心數(shù)目,同時也改善了孔結(jié)構(gòu),40~70A0微孔增多,這有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳遞。
2、加入特殊助劑,提高了催化劑熱穩(wěn)定性
通過大量的篩選工作,加入了一種電子授受型特殊助劑,有效阻止了催化劑表面的鉀離子向催化劑顆粒內(nèi)部轉(zhuǎn)移,使鉀離子在催化劑表面停留的時間更長,從而大幅度提高了催化劑的熱穩(wěn)定性,特別是在495℃以上高溫下能夠長期使用,活性衰減慢,延長了使用壽命。
3、Fe2+/ Fe3+的較佳選擇
鐵比值是熔鐵催化劑的一項關(guān)鍵指標,它對催化劑的還原性能、活性、熱穩(wěn)定性能、機械強度都有一些的影響。與其它催化劑相比,TA201-2型的鐵比值是最低的,這有利于Al2O3的金屬離子進入到尖晶石結(jié)構(gòu)中,使它們均勻分布于磁鐵礦相中,充分發(fā)揮Al2O3的結(jié)構(gòu)助劑作用,通過調(diào)整鐵比以及加入一  定量特殊助劑提高了催化劑的熱穩(wěn)定性。

4、K2O的含量有所提高
K2O是電子型助劑,可提高催化劑的比活性。在催化劑制備過程中K2O與磁鐵礦或其它類型的助劑生成鉀鹽,還原后均勻分布在α-Fe表面上,降低了鐵表面的電子逸出功,促進了氨的解吸與吸附。該產(chǎn)品的 K2O含量比其它類型催化劑提高約20%~30%,這是該產(chǎn)品活性較高的一個70A0微孔增多,這有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳遞。
5、適當調(diào)整Al2O3與CaO助劑的含量
Al2O3與CaO為結(jié)構(gòu)性助劑,在熔融過程中與磁鐵礦形成固熔體,金屬離子進入尖晶石結(jié)構(gòu)的氧離子密堆集的正四面體和正八面體空隙,使它們均勻的分布在磁鐵礦當中。還原或使用過程中,這些氧化物不被還原,起了隔離α-Fe作用,使晶粒變小而且穩(wěn)定,提高了催化劑活性與穩(wěn)定性。另一方面,氨合成是在催化劑上進行的多項催化反應(yīng),H2、N2分子的吸附、解離和合成反應(yīng)均在α-Fe 晶粒表面上進行的。表面結(jié)構(gòu)分析表明,鐵表面積占催化劑整個表面積的百分之幾,絕大部分表面被不能還原的氧化物助劑所占據(jù),因此,有文獻認為,在不影響壽命的基礎(chǔ)上,可通過減少助劑加入量來改善催化性能。TA201-2型催化劑研制過程中,充分考慮了結(jié)構(gòu)性助劑的綜合作用,合理調(diào)整了Al2O3與CaO的含量。這對于提高催化劑活性、改善催化劑的還原性能都是十分有利的。與其它類型催化劑相比,該產(chǎn)品大幅度降低了Al2O3與CaO的含量。

部分氨合成催化劑中Al2O3與CaO的含量

TA201-2型氨合成催化劑

(二)TA201-2型催化劑質(zhì)量標準

產(chǎn)品通過ISO9002質(zhì)量體系認證,所有發(fā)出產(chǎn)品經(jīng)檢驗,均為合格品。

產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行企業(yè)標準,標準號為Q/LQCJ002-2010。

活性指標: (按HG/T3550-2013氨合成催化劑試驗方法)

在實驗室條件下,當催化劑粒度為1.0~1.4mm,裝量2ml,壓力15.0Mpa、空速3×104hr-1、溫度415℃(在500℃耐熱20h后)時,出口氨不小于14.2%。

氨合成催化劑活性實驗裝置示意圖:

TA201-2型氨合成催化劑

1-1~1-5  過濾器   2  精制爐  3  緩沖器  4 五槽反應(yīng)器

5  濕式氣體流量計

(三)TA201-2型催化劑的物理性能

TA201-2型氨合成催化劑

TA201-2型氨合成催化劑

(四)TA201-2型催化劑的化學(xué)組成

TA201-2型氨合成催化劑

TA201-2型氨合成催化劑

(五)TA201-2型催化劑工廠使用條件

TA201-2型氨合成催化劑

該催化劑暴露在空氣中時,易受潮而引起可溶性鉀鹽向表面析出,造成活性下降,尤其是低溫活性下降。同時也容易受空氣中的毒物毒害,特別是預(yù)還原催化劑,要求在裝填前不要打開桶蓋,如需開桶,應(yīng)立刻重新密閉。倉儲時應(yīng)放置在干燥通風(fēng)的倉庫中、并應(yīng)經(jīng)常檢查包裝的情況。

TA201-2型氨合成催化劑