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钌系氨合成催化剂研制及其新工艺流程的开发

来源: 日期:2008-05-06阅读:

项目简介:

目前我国有大型氨厂25个,中型氨厂49个,小氨厂514个;中小氨厂的氨产量占总产量的2/3强。但是中小氨厂技术陈旧、规模小、能耗高、效益低,吨氨能耗比国外大型氨厂约高41-45%。在能源供应日趋紧张的今天,如何使中小氨厂大幅度降低能耗,提高产量和经济效益,是摆在氮肥行业面前的一个十分紧迫的问题。

福州大学化肥催化剂国家工程研究中心,在中国工程院院士魏可镁教授的领导下,经过五年多努力,圆满地完成了福建省和国家科技部重大攻关项目 《钌系氨合成催化剂研制及新工艺流程开发》。本项目对钌催化剂的组成、结构与性能关系以及制造工艺对催化剂性能的影响等进行深入的研究,确定了催化剂的最佳配方和合理的制造工艺,确保催化剂的结构强度和优秀催化性能的稳定。该催化剂在低温低压下具有比传统铁系催化剂高得多的活性,能在显著提高合成氨产率的前提下,大幅度降低氨合成的能耗,是性能优异的第二代氨合成催化剂。于2004年1月通过福建省科技厅的技术鉴定。鉴定意见认为:研制成功的FA-Ru型钌系氨合成催化剂,性能达到国外报导的国际先进水平。该项目获得五个国家发明专利。

技术指标:

所制造的钌系氨合成催化剂在福建省永安智胜合成氨厂进行了铁催化剂串钌催化剂工业侧线试验,在13MPa、20MPa压力下,铁催化剂进口氨浓度4%,出口氨浓度13-16%,再经过钌催化剂,出口氨浓度达到19-21%,提高氨合成能力43-51%。 国际上,钌系氨合成催化剂最早由英国的BP公司与美国的Kellogg公司合作,经过近13年的努力开发成功的。1992年在加拿大Kitimt首次实现工业化。在KAAP流程上,13MPa压力下,铁催化剂出口氨转化率为14%,再经钌催化剂,氨转化率达19%,提高氨合成率36%。据测算,在氨合成圈使用钌催化剂后有如下优点:

(1) 节省投资。合成回路的基建投资降低15%~20%,按合成氨装置总投资计,可节省5%。

(2) 降低能耗。单程转化率高,15MPa压力下的氨合成率可达到26MPa下的水平。合成回路比常规氨厂节能25%。

(3) 催化剂使用寿命可达15年之久,报废的催化剂可以进行回收。

(4) 合成塔可在较温和的条件下操作(操作温度范围为300-440℃,压力10-22MPa),并能保持高转化率(15MPa下的氨合成率可达到26MPa 下的水平),使设备操作条件有所改善。

(5) 催化剂对CO,CO2,NH3等不敏感,在1.2~2.0的低氢氮比条件下,仍可以正常操作。

(6) 若用于现有装置,主要作用是提高合成系统的生产能力,一般情况下可提高25%左右,最多可提高40%,具有节能效果。

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