低(等)压合成氨的最佳H2/N2与催化活性的关系

• 作者: 傅冠平 刘化章 岑亚青 李小年 胡樟能
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氨合成催化剂 最佳H2/N2 活性 催化剂效率
• 年，卷（期）: 2002,（1）
• 所属期刊栏目: 反应工程
• 页码范围: 42-47
• 页数: 6页
• 分类号: TQ113.266.3|TQ021.8
• 字数: 3878字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1003-9015.2002.01.009

摘要

采用高压催化剂性能评价实验装置,在压力分别为7.0,10.0和15.0MPa,温度分别为350, 400和450℃条件下,在H2/N2为1.6~3.0范围内研究了H2/N2对A301,ZA-5和A110-2型催化剂的活性和合成塔出口氨浓度的影响.在压力和空速一定的条件下,最佳H2/N2随反应温度而异.在350,400和450℃下,最佳H2/N2分别为1.8~2.2, 2.2~2.5和2.5~3.0.由此可见,合成氨反应的速率达到最大值时的最佳H2/N2值与反应的进程有关.为此提出了催化剂效率K (Catalysis efficiency) 的概念来表征在催化剂作用下反应器出口氨浓度趋近平衡的程度,即K＝CNH3 / C*NH3.根据实验结果,得到了最佳H2/N2与催化剂效率的定量关系:(H2/N2)m = 1.5(1+ CNH3 / C*NH3) = 1.5(1+K).由此可以根据催化剂在不同反应条件下的催化剂效率来确定最佳H2/N2.凡是会降低催化剂效率的因素,都会使最佳H2/N2降低.各种影响因素对最佳H2/N2的影响中,反应温度的影响最大,其次是空速和催化剂的活性,而压力和惰性气体含量的影响相对较小.在低温(低压)下合成氨,宜采用较低的H2/N2.