化工工艺学作业模板

下载后可任意编辑化工工艺学作业姓名: 学号: 专业: 第二代氨合成催化体系—钌系氨合成催化剂及其工业应用摘要 本文综述了第二代氨合成催化体系— 钌系氨合成催化剂的研制、 开发及工业应用情况。介绍了钌系氨合成催化剂的载体、 促进剂、 钌活性前身物对氨合成催化活性的影响。比较了钌系氨合成催化剂与铁系氨合成催化剂的反应机理与性能特点。新型氨合成催化工艺流程的成功开发为钌系氨合成催化剂的工业下载后可任意编辑应用提供了有力的保障。关键词 钌催化剂 铁催化剂 氢抑制作用 新型氨合成流程一、 铁系氨合成催化剂的讨论概况 Haber 的铁系氨合成催化剂工业使用已有80多年的历史, 80 多年来国内外开发出种类繁多的氨合成催化剂, 有铁( 钾铝) 系、 铁钴系、 铁稀土系、 铁钴稀土系、 氧化亚铁系等( 见表1)。其共同的特点均是以磁铁矿和铁为主要原料, 添加各类促进剂, 经电阻炉熔炼、 冷却、 破裂、 筛分而成, 统称为铁系氨合成催化剂。 铁系氨合成催化剂必须在氢氮气中和一定温度下充分还原成活性相a-Fe。当前使用的铁系氨合成催化剂, 起活温度约280℃,最低使用温度为350℃,但在350℃时催化剂活性不够高,氨合成效率明显比理论值低。虽然在475℃或450℃时催化剂活性明显提高,氨合成平衡也已接近理论值,但由于氨合成是个放热熵减反应,低温高压有利于平衡向生成氨的方向进行,为了弥补氨合成平衡转化率低的不足,铁系氨合成催化剂工业使用压力均在10.0-30.0MPa 左右,对设备要求苛刻,操作弹性差。因此氨合成催化剂尽管种类繁多, 但都没有离开Haber 的铁系, 从本质上并没有太大的突破。因此要解决合成氨工业高能耗、 高成本的局面, 必须改变合成氨的原料路线, 研制开发出新型、 低温、 低压下具有高活性的氨合成催化剂以及与之相配套的催化工艺流程。下载后可任意编辑二、 钌系氨合成催化剂的基础讨论钌系氨合成催化剂是一类负载型金属催化剂, 选择适当钌的活性前身物, 添加某种促进剂, 用浸渍法负载在载体上, 经一定条件还原处理后转化成活性组分。催化剂中存在钌与载体、 钌与促进剂、 促进剂与载体三者间的相互作用。载体的酸碱性、 促进剂的电子效应以及钌活性前身物对所制备催化剂的性能有很大的影响。1. 载体的作用与选择负载型金属催化剂的载体, 不但用于分散活性组分, 增加比表面, 防止金属粒子烧结, 更重要的是存在SMSI ( strong metal-support interaction ), 并直接影响催...