收藏 分销(赏)

铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt

上传人:a199****6536 文档编号:10170471 上传时间:2025-04-24 格式:PPT 页数:18 大小:204.50KB
下载 相关 举报
铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt_第1页
第1页 / 共18页
铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt_第2页
第2页 / 共18页
铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt_第3页
第3页 / 共18页
铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt_第4页
第4页 / 共18页
铁触媒催化剂(课堂PPT).ppt_第5页
第5页 / 共18页
点击查看更多>>
资源描述

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铁触媒催化剂,1,1.氨简介,合成氨指由,氮,和,氢,在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。,英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外,绝大部分是合成的氨。其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。,2,2.合成氨工艺流程,原料气制备,净化,氨合成,3,2.1原料气制备,将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;,对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;,渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;,对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸

2、汽转化法制取合成气。,4,2.2 净化,2.2.1一氧化碳变换过程,在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%40%。除去合成气中的CO变换反应如下:,CO+H2OH2+CO2 H=-41.2kJ/mol,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。,5,2.2.2 脱硫脱碳过程,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。,工业脱硫方法种类很多,常用的有,低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),6,

3、脱碳,粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。,CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。,7,物理吸收法 低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法,化学吸收法 热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,8,2.2.3 气体精制过程,深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(-100)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气。,甲烷化法是在催化剂存

4、在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。,9,2.3 氨合成,将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在铁触媒催化剂的作用下合成氨。氨的合成是整个合成氨生产过程的核心部分。由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下:,N2+3H22NH3(g)=-92.4kJ/mol,10,2.4 铁触媒催化剂,2.4.1 目前,合成氨工业中普

5、遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。铁触媒在500 左右时的活性最大,这也是合成氨反应一般选择在500 左右进行的重要原因之一。,2.4.2 主催化剂为Fe3O4(Fe2O3和FeO),达90%以上,助催化剂有K2O,Al2O3等,还加入MgO、BaO及其它微量组份的多相催化剂。平常的氧化铁没有催化的性能,使用前需将其还原为极大比表面的活性金属铁-Fe。,11,2.4.3 铁比值Fe2+/Fe3+,其大小影响催化剂还原后的若干性能,如还原的难易程度、还原后的机械强度和低温活性等。主要服从于合成塔的要求,操作压力、温度和内件结构,在催化剂制造阶段调节,一般为0.50.7。,2.4

6、4 晶体结构类似于尖晶石(MgAl2O4)的结构(90%以上是具有反尖晶石结构、不均匀复杂体系的磁铁矿)。,12,MgAl2O4 的结构,13,3.合成氨的催化机理,热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时,反应的活化能很高,反应几乎不发生。目前认为,合成氨反应的一种可能机理:,xFe+N2FexN,FexN+H吸FexNH,FexNH+H吸FexNH2,FexNH2 H吸FexNH3xFe+NH3,14,在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol16

7、7 kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。,15,4.铁触媒催化剂中毒,一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。,暂时性中毒:如O2、CO、CO2和水蒸气等都能使铁触媒催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,,永久性中毒:如含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后,往往完全失去活性,这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理,活性也很难恢复。,16,解决方法,工业上为了防止催化剂中毒:,研究新方法把反应物原料加以净化,研制具有较强抗毒能力的新型催化剂,17,谢谢!,18,

展开阅读全文

开通  VIP会员、SVIP会员  优惠大
下载10份以上建议开通VIP会员
下载20份以上建议开通SVIP会员


开通VIP      成为共赢上传
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
搜索标签

当前位置:首页 > 包罗万象 > 大杂烩

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        抽奖活动

©2010-2025 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4009-655-100  投诉/维权电话:18658249818

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服