高效節能氨合成催化劑的研制過程及使用特點
作者/來源:鄭州市安泰科技有限公司 日期:2012-05-17 點擊量:839
鄭州市安泰科技有限公司長期來致力于新型氨合成催化劑的研究和工業化生產。先后研制成功的氨
合成催化劑系列產品有球形催化劑HA202Q、HA310Q、HA203Q、A110-MQ以及與之相對應的無定形催化劑。
這些催化劑產品的基本特點是：1、活性溫區寬，它們比目前一般氨合成催化劑活性溫區寬30-50℃。2、
低溫活性好。3、機械強度高。4、穩定性好。5、升溫還原容易。6、床層阻力小，在同等情況下球形催
化劑床層阻力比無定形催化劑減少30-50％，這些優點非常適合我國的合成氨工業具體情況，我國中小型
合成氨反應器正常使用一般空速較大、催化劑工作負荷較重、氣質也不夠穩定，特別是全軸向合成塔高
度較大，而這些催化劑的特點正好適合這種情況并在實踐中產生了良好的增產節能效果。以球形催化劑
為例在同等情況下比普通無定形催化劑可提高生產能力10-30％、噸氨節電20-30KWh。
合成催化劑系列產品有球形催化劑HA202Q、HA310Q、HA203Q、A110-MQ以及與之相對應的無定形催化劑。
這些催化劑產品的基本特點是：1、活性溫區寬，它們比目前一般氨合成催化劑活性溫區寬30-50℃。2、
低溫活性好。3、機械強度高。4、穩定性好。5、升溫還原容易。6、床層阻力小，在同等情況下球形催
化劑床層阻力比無定形催化劑減少30-50％，這些優點非常適合我國的合成氨工業具體情況，我國中小型
合成氨反應器正常使用一般空速較大、催化劑工作負荷較重、氣質也不夠穩定，特別是全軸向合成塔高
度較大，而這些催化劑的特點正好適合這種情況并在實踐中產生了良好的增產節能效果。以球形催化劑
為例在同等情況下比普通無定形催化劑可提高生產能力10-30％、噸氨節電20-30KWh。
氨合成催化劑的研究工作
我們的研究工作主要在兩個方面進行。
一、改進和創新催化劑的配方結構：幾十年來鐵基催化劑在合成氨工業中廣泛采用并取得良好效
果，這類催化劑的基本構成是在四氧化三鐵中添加若干不同組份助催劑經熔煉而成，如何選擇合適的助
催劑及尋求最佳的配比組合，一直是人們從理論到實踐努力探求的目標。十幾年來我們公司在這方面的
工作中取得一系列重大成果。我們在上世紀九十年代初研制出新型鐵鈷催化劑HA202Q，這種催化劑有著
很好的低溫活性和很高的穩定性；它的可使用溫度范圍為350-540℃，最佳使用溫度范圍為420-490℃，
升溫還原時330℃開始出水，最高還原溫度500℃，這是一種穩定性好且高產的催化劑，它在結構上有著
不同于一般鐵鈷催化劑的特點，實驗數據表明HA202Q催化劑隨粒度增大有效因子迅速減小，這是高活性
催化劑的明顯特點，由于表面反應迅速增大而增造成內擴散的供不應求現象，這也說明活性越好的催化
劑受粒度的影響越大。HA202Q投入工業化使用已近十年，先后在數十家不同結構、不同尺寸的合成塔中
使用取得很好的效果，如在天津堿廠Ф800mm三套管內件中使用，兩年時間熱點一直穩定在450±5℃，系
統壓力在24MPa左右。在冷激塔中使用時生產條件基本相同的情況下，絕熱層溫升比使用A110系催化劑高
25℃左右，氨凈值提高1.7個百分點。對HA202Q催化劑的機械強度，還原性能、生產負荷頻繁波動的適應
性以及抗毒性進行了長期考察和意外事故的考驗，都得到十分肯定的結論，天津堿廠一爐觸煤連續使用
五年后卸出時顆粒完好而且剩余活性尚好。成都化肥廠使用HA202Q催化劑也取得非常明顯的增產節能效
果。他們在Ф800mm冷激內件中使用HA202Q催化劑和原來使用A110系無定形催化劑相比，原來日產氨110
噸左右，系統壓力為29MPa，而改用HA202Q后日產氨以98年8月平均統計為140噸，如果保持日產氨130噸
左右，則系統壓力可以降低1-2MPa，出口氨含量由14％上升到16％-17％，高壓機電力消耗明顯下降。
HA202Q有非常好的抗毒性能，它對有害氣體的抵抗很強。
在HA202Q之后，我們又研制成功HA310Q催化劑，HA310Q催化劑結構不同于鐵鉆催化劑，也不同于普
通三促進劑（A110系）催化劑，由于它采用了獨特稀有元素作為助催劑，所以在結構上有非常獨特的地
方，這點通過X光和穆斯堡譜儀的測定都得到證明。從性能上看HA310Q有很好的低溫活性、很寬的溫區、
抗毒性能好，易還原。HA310Q在我國目前合成氨工業條件下，使用溫度范圍是350-550℃，最佳使用范圍
是420-500℃，其還原出水溫度較低，在350℃開始出水，HA310Q投入工業化使用已經有10年歷史，從大
量使用廠家反映看HA310Q的明顯特點是活性高、操作靈敏度高、溫區寬、增產效果好。例如河北宣化化
肥廠只有一個Ф1000mm合成塔，長期使用HA310Q年合成氨產量均在8-10萬噸，最高日產氨320噸，該廠在
2001年由于內件發生故障，導致合成塔一側漏氣，溫度提不上去，但又不能停車，為保護整塔催化劑的
產氨能力只能將另一側溫度升高以維持正常生產，在最高熱點溫度550℃以上的情況下他們連續工作了
300天保證了全年生產任務的完成，并維持了相應的效益，他們反映主要是HA310Q催化劑的功績，要是其
它催化劑可能就難以維持了。他們認為HA310Q是國內性能先進的催化劑，如果很好使用，對企業節能降
耗增收具有顯著意義。目前HA202Q、HA310Q催化劑已先后在吉化公司化肥廠、吉林長山化肥廠、天津堿
廠、開封化肥廠、宣化化肥廠、資江氮肥廠、邯鋼化肥廠、寶雞氮肥廠、云南沾益化肥廠、河池化肥廠
山西豐喜集團臨猗化肥廠、湖北宜化集團等全國一百多家中小氮肥廠使用，普遍獲得好評。
二、我們革新了氨合成催化劑的生產工藝，改造了催化劑的熔制設備，目前國內普遍采用熔制催化
劑的電阻爐都是單相、兩電極電阻護，這種爐子效率低，爐溫提高困難，對提高催化劑性能不利，我們
研制了新型三相電爐，將熔煉溫度提高了100℃以上，溫度的提高不但改善了催化劑微晶結構而且對支去
除催化劑中的有害雜質極為有利，相應提高了催化劑性能。
我們研制了新型的球形催化劑成型工藝，并獲得國家專利，新工藝完全克服了老的成球工藝的弱點
使球形催化劑的機械強度大大提高。在當前化肥市場競爭十分激烈的情況下，采用高效節能的氨合成催
化劑降低成本提高競爭力是一條非常合理且容易實施的辦法，我們公司非常愿意和各位用戶通力合作，
使大家在使用我們生產的催化劑中獲得良好的經濟效益，為發展我國的合成氨工業做出應有的貢獻。
一、改進和創新催化劑的配方結構：幾十年來鐵基催化劑在合成氨工業中廣泛采用并取得良好效
果，這類催化劑的基本構成是在四氧化三鐵中添加若干不同組份助催劑經熔煉而成，如何選擇合適的助
催劑及尋求最佳的配比組合，一直是人們從理論到實踐努力探求的目標。十幾年來我們公司在這方面的
工作中取得一系列重大成果。我們在上世紀九十年代初研制出新型鐵鈷催化劑HA202Q，這種催化劑有著
很好的低溫活性和很高的穩定性；它的可使用溫度范圍為350-540℃，最佳使用溫度范圍為420-490℃，
升溫還原時330℃開始出水，最高還原溫度500℃，這是一種穩定性好且高產的催化劑，它在結構上有著
不同于一般鐵鈷催化劑的特點，實驗數據表明HA202Q催化劑隨粒度增大有效因子迅速減小，這是高活性
催化劑的明顯特點，由于表面反應迅速增大而增造成內擴散的供不應求現象，這也說明活性越好的催化
劑受粒度的影響越大。HA202Q投入工業化使用已近十年，先后在數十家不同結構、不同尺寸的合成塔中
使用取得很好的效果，如在天津堿廠Ф800mm三套管內件中使用，兩年時間熱點一直穩定在450±5℃，系
統壓力在24MPa左右。在冷激塔中使用時生產條件基本相同的情況下，絕熱層溫升比使用A110系催化劑高
25℃左右，氨凈值提高1.7個百分點。對HA202Q催化劑的機械強度，還原性能、生產負荷頻繁波動的適應
性以及抗毒性進行了長期考察和意外事故的考驗，都得到十分肯定的結論，天津堿廠一爐觸煤連續使用
五年后卸出時顆粒完好而且剩余活性尚好。成都化肥廠使用HA202Q催化劑也取得非常明顯的增產節能效
果。他們在Ф800mm冷激內件中使用HA202Q催化劑和原來使用A110系無定形催化劑相比，原來日產氨110
噸左右，系統壓力為29MPa，而改用HA202Q后日產氨以98年8月平均統計為140噸，如果保持日產氨130噸
左右，則系統壓力可以降低1-2MPa，出口氨含量由14％上升到16％-17％，高壓機電力消耗明顯下降。
HA202Q有非常好的抗毒性能，它對有害氣體的抵抗很強。
在HA202Q之后，我們又研制成功HA310Q催化劑，HA310Q催化劑結構不同于鐵鉆催化劑，也不同于普
通三促進劑（A110系）催化劑，由于它采用了獨特稀有元素作為助催劑，所以在結構上有非常獨特的地
方，這點通過X光和穆斯堡譜儀的測定都得到證明。從性能上看HA310Q有很好的低溫活性、很寬的溫區、
抗毒性能好，易還原。HA310Q在我國目前合成氨工業條件下，使用溫度范圍是350-550℃，最佳使用范圍
是420-500℃，其還原出水溫度較低，在350℃開始出水，HA310Q投入工業化使用已經有10年歷史，從大
量使用廠家反映看HA310Q的明顯特點是活性高、操作靈敏度高、溫區寬、增產效果好。例如河北宣化化
肥廠只有一個Ф1000mm合成塔，長期使用HA310Q年合成氨產量均在8-10萬噸，最高日產氨320噸，該廠在
2001年由于內件發生故障，導致合成塔一側漏氣，溫度提不上去，但又不能停車，為保護整塔催化劑的
產氨能力只能將另一側溫度升高以維持正常生產，在最高熱點溫度550℃以上的情況下他們連續工作了
300天保證了全年生產任務的完成，并維持了相應的效益，他們反映主要是HA310Q催化劑的功績，要是其
它催化劑可能就難以維持了。他們認為HA310Q是國內性能先進的催化劑，如果很好使用，對企業節能降
耗增收具有顯著意義。目前HA202Q、HA310Q催化劑已先后在吉化公司化肥廠、吉林長山化肥廠、天津堿
廠、開封化肥廠、宣化化肥廠、資江氮肥廠、邯鋼化肥廠、寶雞氮肥廠、云南沾益化肥廠、河池化肥廠
山西豐喜集團臨猗化肥廠、湖北宜化集團等全國一百多家中小氮肥廠使用，普遍獲得好評。
二、我們革新了氨合成催化劑的生產工藝，改造了催化劑的熔制設備，目前國內普遍采用熔制催化
劑的電阻爐都是單相、兩電極電阻護，這種爐子效率低，爐溫提高困難，對提高催化劑性能不利，我們
研制了新型三相電爐，將熔煉溫度提高了100℃以上，溫度的提高不但改善了催化劑微晶結構而且對支去
除催化劑中的有害雜質極為有利，相應提高了催化劑性能。
我們研制了新型的球形催化劑成型工藝，并獲得國家專利，新工藝完全克服了老的成球工藝的弱點
使球形催化劑的機械強度大大提高。在當前化肥市場競爭十分激烈的情況下，采用高效節能的氨合成催
化劑降低成本提高競爭力是一條非常合理且容易實施的辦法，我們公司非常愿意和各位用戶通力合作，
使大家在使用我們生產的催化劑中獲得良好的經濟效益，為發展我國的合成氨工業做出應有的貢獻。