[其他]低溫高活性氨合成球形催化劑

無效

• 申請號: 85101605
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101605B
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發明（設計）人: 王文祥;豐定豪;郭益群;李利民;吳志英;張增海;李光譜
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;B01J35/08;B01J37/08;C01C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于一種低溫高活性氨合成球形催化劑。

目前國內外研制的低溫高活性氨合成催化劑具有代表性的是福州大學開發的一種無定形催化劑，見《催化學報》第2卷第2期1981年6月發表的《氨合成催化劑A110-3的研究》一文，該催化劑用約7%，CaO約1.5%，Al₂O₃為2%及BaO、TiO等成分組成。該催化劑活性較好，但含Ba、Ti等成分。

本發明是研制用一般的催化劑原料，簡單的容易工業化生產的工藝，制取低溫、高活性，耐熱性好，抗毒性強的，球形的氨合成催化劑。

我們采用普通原料，進行了一系列基礎研究，了解各助劑在成球過程中的變化和對催化劑產品性能的影響。首先考察了成球過程中變化最多，影響最大的鉀助劑;研究了催化劑中鉀的溶出規律及水溶性鉀對活性的一定影響，認識到水溶性鉀的分布特點，決定適當提高鉀含量以得到高活性，為了知道準確的量的界限，測定活性最優的含量范圍。實驗還證明了一個規律，鈣助劑在成球過程中遇水接觸所發生的化學和物理變化使催化劑強度降低，鈣含量越高，強度越差。所以本發明在保證高活性的前提下將鈣的含量取到較低的范圍，這樣也避免了鈣含量太高對耐熱性和抗毒性的不良影響。穆斯堡爾譜的研究判明助劑鋁在球形催化劑中分布較傳統的不規則催化劑更為均勻，則鋁的作用發揮更充分，故鋁含量不必很多，即可達到高的耐熱性和抗毒性，本發明參照堿性助劑（K₂O，CaO）的含量大小決定鋁的適當含量范圍，以達到低溫高活性。經多次實驗考核修改逐步達到比較完善。

本發明采用精選的磁鐵礦砂（Fe₃O₄，含SiO₂小于0.4%）為主要原料，氧化鋁（Al₂O₃，工業一級，純度大于98.5%），硝酸鉀（KNO₃，工業一級，純度大于99%），碳酸鈣（CaCO₃，天然石灰石或工業一級，純度大于98%）為輔助原料。按一定配比進行熔煉，再用純鐵（08號鋼）調節鐵比（Fe⁺⁺/Fe⁺⁺⁺）控制熔煉終點。由于工藝的特點，催化劑在成球過程中要與水接觸，鉀不可避免地要部分流失，配料時應該較化學組成多加硝酸鉀0.2～0.3%（按催化劑原料總重量計）。

本發明催化劑外形近圓球、灰黑色，堆密度2.6～2.9公斤/升，粒度分2.2～3.3;3.3～4.0;4.0～4.7;4.7～6.7;6.7～9.4毫米等。還原后堆密度2.2公斤/升，比表面9.5米²/克，最可幾半徑150埃，單顆粒抗碎強度2.2～4.0毫米≥20公斤/顆，4.0～9.4毫米≥30公斤/顆，9.5米高處下落沖擊在鋼板上的顆粒完整度大于96%。形狀因子2.2～4.0毫米≥0.90，4.0～9.4毫米≥0.82。

本發明催化劑的活性在壓力300大氣壓，空速3×10⁴小時^-1，氮氫比1∶3，催化劑樣品粒度1～1.4毫米，425℃反應塔出口氣體中氨含量≥23.0%，在500℃耐熱20小時，425℃氨含量≥22.5%。

例1.用流體分散法工藝制造低溫高活性氨合成球形催化劑的化學組成如下：

總鐵67.42%，鐵比0.74、Al₂O₃2.0%，K₂O1.08%，CaO1.06%，SiO₂0.38%，其它雜質合格。

經四川化工廠和浙江化工學院測定不同溫度的活性數據（壓力300大氣壓，空速3×10⁴小時^-1，破碎粒度1～1.4毫米）;