探析合成氨催化技術與工藝發展趨勢

叢恒新

(兗礦魯南化工有限公司，山東滕州，277500)

合成氨主要是指氫與氮在高壓、高溫、催化作用下所形成的氨，在化學工業中氨是有機化工及化肥工業重要原料之一。20世紀初期開始發展合成氨工業， 將其視為火炸藥工業主要原料，在此基礎上轉而為工業、農業服務，伴隨技術革新及市場發展，合成氨需求量與日俱增。催化技術主要是指運用有效的催化劑進行催化反應，達到節約原料，增強原料活力，滿足工業生產需求的目的。基于此，為使合成氨工業良性發展，探析有關技術與工藝發展方略顯得尤為重要。

1 合成氨催化技術

合成氨工業需在低壓、低溫基礎上保障催化劑具有更高活性，當前在高溫下工業催化劑具有超9成的催化效率，例如475℃+、15MPa條件下A301催化劑具有接近100%的催化效率。合成氨工業單程轉化率約為15%—25%，氣體循環追加動力消耗。若想增強單程轉化率及催化劑活性需降低反應溫度。英國BP公司發明釕催化劑，我國創立FeO基催化劑系統，助推合成氨催化劑步入全新發展階段。

1.1 釕催化劑

將釕作活性成分，活性炭為載體，金屬鉀、鋇為促進劑的催化操作，可提高氨合成綜合效率，常壓下69kj/mol為其活化能。為保障釕這種稀貴金屬充分利用，需在高分散載體上予以制備，其中浸漬法最常應用。據統計，載體、母體化合物、制備方式、助催劑等均對釕催化劑的綜合性能產生一定影響。N2在鐵催化劑與釕催化劑解離吸附效果基本一致，是合成氨控制速率重要步驟，同時二者反應存在區別，NH2受H2吸附抑制作用明顯，釕催化劑上NH3抑制相對不顯著。……