Fe_(1-x)O基氨合成催化剂性能及其影响因素分析

催化剂表面有较多的α -Fe(111)晶面是Fe1-xO基催化剂高活性的本质 ,合适的助剂构筑更多的α -Fe(111)晶面和稳定这些高活性晶面是成功开发Fe1-xO基催化剂的技术关键。助剂Al2 O3 对母体相Fe1-xO还原的弱阻碍作用是Fe1-xO基催化剂易还原的主要原因 ,Fe1-xO对H2 的较强吸附等有利于Fe1-xO基催化剂的还原 ,但还原过程中粒度效应明显。助剂CaO有效地抑制了Fe1-xO的歧化。Fe1-xO基催化剂具有良好的抗热和抗毒稳定性 ,对含氧化合物的毒化恢复较快 。

助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂热稳定性的影响

采用梯级升温耐热和层叠添加助催化剂技术,运用XRD、BET和SEM表征方法,研究助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂热稳定性的影响。结果表明,多助剂的Fe_(1-x)O基氨合成催化剂晶粒随温度升高而长大,比Fe_3O_4基催化剂晶粒小且长大缓慢;孔径和孔容随温度升高而减小。K_2O和CaO能提高催化剂活性,但不利于热稳定性,CaO和Al_2O_3能均匀分散催化剂晶粒,M既能提高催化剂活性,又能增强其耐热性。

合成氨催化技术与工艺进展

Fe1-xO催化剂体系的发明,使合成氨催化剂的活性有了飞跃性进步。采用Fe1-xO基A301催化剂可实现低压合成氨工艺,其合成回路吨氨能耗可降低1.30GJ。钌催化剂的发明则有可能成为真正突破经历了近一个世纪的铁催化剂。以钌催化剂为基础的KAAP工艺开发成功,每吨氨的生产成本可降低2.2～6.6美元,节能1.20GJ。由于钌的稀有和昂贵,在可以预见的时间内,钌催化剂不可能立即取代铁催化剂。采用超临界技术有可能实现非平衡限制氮加氢技术的设想。

氨合成催化剂的进展

Fe1-xO催化剂体系和钌催化剂的发现,标志着合成氨催化剂的研究取得了重大进展。Fe1-xO催化剂体系的发明,使氨合成催化剂的活性有了一个飞跃性的进步,为熔铁催化剂的发展注入了生机。钌催化剂的发明则有可能成为真正突破经历了近一个世纪的铁催化剂的使用历史。由于钌的稀有和昂贵,要在工业上广泛应用,还需要做大量的研究。