高效节能氨合成催化剂的研制过程及使用特点
作者/来源:郑州市安泰科技有限公司 日期:2012-05-17 点击量:719
郑州市安泰科技有限公司长期来致力于新型氨合成催化剂的研究和工业化生产。先后研制成功的氨
合成催化剂系列产品有球形催化剂HA202Q、HA310Q、HA203Q、A110-MQ以及与之相对应的无定形催化剂。
这些催化剂产品的基本特点是：1、活性温区宽，它们比目前一般氨合成催化剂活性温区宽30-50℃。2、
低温活性好。3、机械强度高。4、稳定性好。5、升温还原容易。6、床层阻力小，在同等情况下球形催
化剂床层阻力比无定形催化剂减少30-50％，这些优点非常适合我国的合成氨工业具体情况，我国中小型
合成氨反应器正常使用一般空速较大、催化剂工作负荷较重、气质也不够稳定，特别是全轴向合成塔高
度较大，而这些催化剂的特点正好适合这种情况并在实践中产生了良好的增产节能效果。以球形催化剂
为例在同等情况下比普通无定形催化剂可提高生产能力10-30％、吨氨节电20-30KWh。
合成催化剂系列产品有球形催化剂HA202Q、HA310Q、HA203Q、A110-MQ以及与之相对应的无定形催化剂。
这些催化剂产品的基本特点是：1、活性温区宽，它们比目前一般氨合成催化剂活性温区宽30-50℃。2、
低温活性好。3、机械强度高。4、稳定性好。5、升温还原容易。6、床层阻力小，在同等情况下球形催
化剂床层阻力比无定形催化剂减少30-50％，这些优点非常适合我国的合成氨工业具体情况，我国中小型
合成氨反应器正常使用一般空速较大、催化剂工作负荷较重、气质也不够稳定，特别是全轴向合成塔高
度较大，而这些催化剂的特点正好适合这种情况并在实践中产生了良好的增产节能效果。以球形催化剂
为例在同等情况下比普通无定形催化剂可提高生产能力10-30％、吨氨节电20-30KWh。
氨合成催化剂的研究工作
我们的研究工作主要在两个方面进行。
一、改进和创新催化剂的配方结构：几十年来铁基催化剂在合成氨工业中广泛采用并取得良好效
果，这类催化剂的基本构成是在四氧化三铁中添加若干不同组份助催剂经熔炼而成，如何选择合适的助
催剂及寻求最佳的配比组合，一直是人们从理论到实践努力探求的目标。十几年来我们公司在这方面的
工作中取得一系列重大成果。我们在上世纪九十年代初研制出新型铁钴催化剂HA202Q，这种催化剂有着
很好的低温活性和很高的稳定性；它的可使用温度范围为350-540℃，最佳使用温度范围为420-490℃，
升温还原时330℃开始出水，最高还原温度500℃，这是一种稳定性好且高产的催化剂，它在结构上有着
不同于一般铁钴催化剂的特点，实验数据表明HA202Q催化剂随粒度增大有效因子迅速减小，这是高活性
催化剂的明显特点，由于表面反应迅速增大而增造成内扩散的供不应求现象，这也说明活性越好的催化
剂受粒度的影响越大。HA202Q投入工业化使用已近十年，先后在数十家不同结构、不同尺寸的合成塔中
使用取得很好的效果，如在天津碱厂Ф800mm三套管内件中使用，两年时间热点一直稳定在450±5℃，系
统压力在24MPa左右。在冷激塔中使用时生产条件基本相同的情况下，绝热层温升比使用A110系催化剂高
25℃左右，氨净值提高1.7个百分点。对HA202Q催化剂的机械强度，还原性能、生产负荷频繁波动的适应
性以及抗毒性进行了长期考察和意外事故的考验，都得到十分肯定的结论，天津碱厂一炉触煤连续使用
五年后卸出时颗粒完好而且剩余活性尚好。成都化肥厂使用HA202Q催化剂也取得非常明显的增产节能效
果。他们在Ф800mm冷激内件中使用HA202Q催化剂和原来使用A110系无定形催化剂相比，原来日产氨110
吨左右，系统压力为29MPa，而改用HA202Q后日产氨以98年8月平均统计为140吨，如果保持日产氨130吨
左右，则系统压力可以降低1-2MPa，出口氨含量由14％上升到16％-17％，高压机电力消耗明显下降。
HA202Q有非常好的抗毒性能，它对有害气体的抵抗很强。
在HA202Q之后，我们又研制成功HA310Q催化剂，HA310Q催化剂结构不同于铁钻催化剂，也不同于普
通三促进剂（A110系）催化剂，由于它采用了独特稀有元素作为助催剂，所以在结构上有非常独特的地
方，这点通过X光和穆斯堡谱仪的测定都得到证明。从性能上看HA310Q有很好的低温活性、很宽的温区、
抗毒性能好，易还原。HA310Q在我国目前合成氨工业条件下，使用温度范围是350-550℃，最佳使用范围
是420-500℃，其还原出水温度较低，在350℃开始出水，HA310Q投入工业化使用已经有10年历史，从大
量使用厂家反映看HA310Q的明显特点是活性高、操作灵敏度高、温区宽、增产效果好。例如河北宣化化
肥厂只有一个Ф1000mm合成塔，长期使用HA310Q年合成氨产量均在8-10万吨，最高日产氨320吨，该厂在
2001年由于内件发生故障，导致合成塔一侧漏气，温度提不上去，但又不能停车，为保护整塔催化剂的
产氨能力只能将另一侧温度升高以维持正常生产，在最高热点温度550℃以上的情况下他们连续工作了
300天保证了全年生产任务的完成，并维持了相应的效益，他们反映主要是HA310Q催化剂的功绩，要是其
它催化剂可能就难以维持了。他们认为HA310Q是国内性能先进的催化剂，如果很好使用，对企业节能降
耗增收具有显著意义。目前HA202Q、HA310Q催化剂已先后在吉化公司化肥厂、吉林长山化肥厂、天津碱
厂、开封化肥厂、宣化化肥厂、资江氮肥厂、邯钢化肥厂、宝鸡氮肥厂、云南沾益化肥厂、河池化肥厂
山西丰喜集团临猗化肥厂、湖北宜化集团等全国一百多家中小氮肥厂使用，普遍获得好评。
二、我们革新了氨合成催化剂的生产工艺，改造了催化剂的熔制设备，目前国内普遍采用熔制催化
剂的电阻炉都是单相、两电极电阻护，这种炉子效率低，炉温提高困难，对提高催化剂性能不利，我们
研制了新型三相电炉，将熔炼温度提高了100℃以上，温度的提高不但改善了催化剂微晶结构而且对支去
除催化剂中的有害杂质极为有利，相应提高了催化剂性能。
我们研制了新型的球形催化剂成型工艺，并获得国家专利，新工艺完全克服了老的成球工艺的弱点
使球形催化剂的机械强度大大提高。在当前化肥市场竞争十分激烈的情况下，采用高效节能的氨合成催
化剂降低成本提高竞争力是一条非常合理且容易实施的办法，我们公司非常愿意和各位用户通力合作，
使大家在使用我们生产的催化剂中获得良好的经济效益，为发展我国的合成氨工业做出应有的贡献。
一、改进和创新催化剂的配方结构：几十年来铁基催化剂在合成氨工业中广泛采用并取得良好效
果，这类催化剂的基本构成是在四氧化三铁中添加若干不同组份助催剂经熔炼而成，如何选择合适的助
催剂及寻求最佳的配比组合，一直是人们从理论到实践努力探求的目标。十几年来我们公司在这方面的
工作中取得一系列重大成果。我们在上世纪九十年代初研制出新型铁钴催化剂HA202Q，这种催化剂有着
很好的低温活性和很高的稳定性；它的可使用温度范围为350-540℃，最佳使用温度范围为420-490℃，
升温还原时330℃开始出水，最高还原温度500℃，这是一种稳定性好且高产的催化剂，它在结构上有着
不同于一般铁钴催化剂的特点，实验数据表明HA202Q催化剂随粒度增大有效因子迅速减小，这是高活性
催化剂的明显特点，由于表面反应迅速增大而增造成内扩散的供不应求现象，这也说明活性越好的催化
剂受粒度的影响越大。HA202Q投入工业化使用已近十年，先后在数十家不同结构、不同尺寸的合成塔中
使用取得很好的效果，如在天津碱厂Ф800mm三套管内件中使用，两年时间热点一直稳定在450±5℃，系
统压力在24MPa左右。在冷激塔中使用时生产条件基本相同的情况下，绝热层温升比使用A110系催化剂高
25℃左右，氨净值提高1.7个百分点。对HA202Q催化剂的机械强度，还原性能、生产负荷频繁波动的适应
性以及抗毒性进行了长期考察和意外事故的考验，都得到十分肯定的结论，天津碱厂一炉触煤连续使用
五年后卸出时颗粒完好而且剩余活性尚好。成都化肥厂使用HA202Q催化剂也取得非常明显的增产节能效
果。他们在Ф800mm冷激内件中使用HA202Q催化剂和原来使用A110系无定形催化剂相比，原来日产氨110
吨左右，系统压力为29MPa，而改用HA202Q后日产氨以98年8月平均统计为140吨，如果保持日产氨130吨
左右，则系统压力可以降低1-2MPa，出口氨含量由14％上升到16％-17％，高压机电力消耗明显下降。
HA202Q有非常好的抗毒性能，它对有害气体的抵抗很强。
在HA202Q之后，我们又研制成功HA310Q催化剂，HA310Q催化剂结构不同于铁钻催化剂，也不同于普
通三促进剂（A110系）催化剂，由于它采用了独特稀有元素作为助催剂，所以在结构上有非常独特的地
方，这点通过X光和穆斯堡谱仪的测定都得到证明。从性能上看HA310Q有很好的低温活性、很宽的温区、
抗毒性能好，易还原。HA310Q在我国目前合成氨工业条件下，使用温度范围是350-550℃，最佳使用范围
是420-500℃，其还原出水温度较低，在350℃开始出水，HA310Q投入工业化使用已经有10年历史，从大
量使用厂家反映看HA310Q的明显特点是活性高、操作灵敏度高、温区宽、增产效果好。例如河北宣化化
肥厂只有一个Ф1000mm合成塔，长期使用HA310Q年合成氨产量均在8-10万吨，最高日产氨320吨，该厂在
2001年由于内件发生故障，导致合成塔一侧漏气，温度提不上去，但又不能停车，为保护整塔催化剂的
产氨能力只能将另一侧温度升高以维持正常生产，在最高热点温度550℃以上的情况下他们连续工作了
300天保证了全年生产任务的完成，并维持了相应的效益，他们反映主要是HA310Q催化剂的功绩，要是其
它催化剂可能就难以维持了。他们认为HA310Q是国内性能先进的催化剂，如果很好使用，对企业节能降
耗增收具有显著意义。目前HA202Q、HA310Q催化剂已先后在吉化公司化肥厂、吉林长山化肥厂、天津碱
厂、开封化肥厂、宣化化肥厂、资江氮肥厂、邯钢化肥厂、宝鸡氮肥厂、云南沾益化肥厂、河池化肥厂
山西丰喜集团临猗化肥厂、湖北宜化集团等全国一百多家中小氮肥厂使用，普遍获得好评。
二、我们革新了氨合成催化剂的生产工艺，改造了催化剂的熔制设备，目前国内普遍采用熔制催化
剂的电阻炉都是单相、两电极电阻护，这种炉子效率低，炉温提高困难，对提高催化剂性能不利，我们
研制了新型三相电炉，将熔炼温度提高了100℃以上，温度的提高不但改善了催化剂微晶结构而且对支去
除催化剂中的有害杂质极为有利，相应提高了催化剂性能。
我们研制了新型的球形催化剂成型工艺，并获得国家专利，新工艺完全克服了老的成球工艺的弱点
使球形催化剂的机械强度大大提高。在当前化肥市场竞争十分激烈的情况下，采用高效节能的氨合成催
化剂降低成本提高竞争力是一条非常合理且容易实施的办法，我们公司非常愿意和各位用户通力合作，
使大家在使用我们生产的催化剂中获得良好的经济效益，为发展我国的合成氨工业做出应有的贡献。