高效催化剂实现低压氨合成

信息来源：中国化肥信息网   点击次数：4894   发布时间：2012-11-19 14:53:45

    只需在现有合成氨工艺中使用新型高效Fe1-xO基熔铁催化剂，由高压合成转换为低压合成，就可大幅降低合成氨能耗；如果使用与该催化剂相配套的合成新工艺，节能效果更加显著，有望实现低压合成氨工艺的新突破。这是记者昨日采访浙江工业大学刘化章教授时获知的信息。
    刘化章表示，国内合成氨工业节能减排的方向在于减少提供动力的燃料消耗，即降低合成压力及其动力消耗，而关键之处就是高效催化剂及其配套工艺技术。新型的Fe1-xO基氨合成催化剂的活性很高，尤其在低压下更具优势。因此，以新型高效催化剂为核心，对我国现有合成回路为30兆帕的中小型合成氨装置进行低压节能改造，投资省，收效快，效果好；而对我国自行设计的年产20万吨国产大型合成氨装置，采用新型高效催化剂及低能耗合成氨新工艺技术，把合成压力降到10~15兆帕也是可行的。
    模拟试验表明，对于年产20万吨合成氨装置，当氨合成压力从30兆帕降到15兆帕和10兆帕时，节能效率分别可达12.34%、18.31%；吨氨节约标煤分别可达51.34千克、76.16千克，年节约标煤可达1.03万吨和1.52万吨，减排二氧化碳2.35万吨和3.49万吨。8.53兆帕渣油、粉煤或水煤浆气化制气的7.5兆帕的等压合成氨工艺，节能效果尤其显著。同时，由于压缩机和设备压力等级降低，相关费用下降，15兆帕比30兆帕的合成气压缩机及设备费用可节约37.2%，合成回路主要设备费用可节约12.1%。
    刘化章研发团队在200多个催化剂配方的实验研究基础上，采用广义回归神经网络（GRNN）模型和智能计算方法，获得最优催化剂配方，研制出新型高效Fe1-xO基氨合成催化剂。而每一种催化剂均有一种与之相适应的合成氨新工艺。例如，与铁—钴催化剂相适应的英国ICI-AMV低压合成工艺，与钌催化剂相适应的美国KAAP新工艺等。
    刘化章指出，我国合成氨能耗偏高问题始终未能得到有效解决，主要缘于采用高压合成工艺，合成压力及动力消耗巨大。虽然我国拥有世界上较先进的氨合成催化剂，却用在了较落后的合成氨工艺上，迄今仍没有与低压高活性催化剂性能相匹配的低压合成氨工艺，而国外低能耗大型氨厂的发展方向之一就是低压合成氨工艺。因此，行业亟须与低压合成氨相配套的新型催化剂及新工艺，以完成愈加紧迫的节能减排任务。