Катализаторы синтеза аммиака восстановление

В последнее время находят применение катализаторы синтеза аммиака, восстановленные вне колонны. В этом случае восстановление проводят в специальных аппаратах водородом, азото-водородной смесью или танковыми газами ири объемной скорости 2000—5000 ч"1. Восстановленный катализатор обладает пирофорными свойствами (самовозгорается на воздухе). [c.353]

Гранулированный катализатор получают при протекании расплавленной массы через отверстие в желобе капли расплава, попадая в охлаждающую жидкость, приобретают форму сфероидов. Основу невосстановленного катализатора синтеза аммиака составляет магнетит ( 90%) с некоторым избытком FeO. Активность катализатора, его структура и состав поверхности в значительной степени определяются условиями восстановления [c.164]

Рис. 9. Восстановленный катализатор синтеза аммиака (стереоскопическая электронномикроскопическая фотография).

Выгрузка катализаторов из простых аппаратов создает несколько проблем, если катализатор не может быть использован вторично. Сначала катализатор необходимо охладить до температуры менее 50° С, предпочтительно до температуры окружающей среды. Если есть нижний разгрузочный люк, то потребуется лоток, чтобы направить катализатор из аппарата в барабаны или в самосвал или чтобы просто распределить его по земле. Некоторые катализаторы — такие, как для высокотемпературной или низкотемпературной конверсии СО, кобальт-молибденовый и катализаторы синтеза аммиака — являются пирофорными в восстановленном состоянии, поэтому при выгрузке их необходима осторожность. Внутри аппарата катализатор должен находиться в атмосфере инертного газа и при выгрузке необходимо его собрать в металлический контейнер, расположенный на земле, и хранить вдали от воспламеняющихся веществ. Если выгружаемый катализатор начинает нагреваться, то его можно обрызгать струей воды. Другим техническим приемом является выгрузка катализатора в барабаны или металлический трейлер (прицеп), содержащий несколько кусков твердой углекислоты, которая, испаряясь, обеспечивает получение защитного газа. В некоторых случаях катализатор перед выгрузкой может пропитываться водой. Вода способствует охлаждению и также замедляет окисление катализатора. Но если в слое присутствует мелочь, это может вызвать загрязнение аппарата и затруднить выгрузку. [c.212]

Сплавление нескольких веществ (металлов илн оксидов) с последующим восстановлением металлов из оксидов водородом (например, железный катализатор синтеза аммиака) илн др ги- [c.234]

Очистка водорода от кислорода может быть проведена методом химического поглощения последнего восстановленными металлами, например медью, при 180-200 °С. Поглотителями кислорода могут служить также восстановленные металлические катализаторы, например железный промотированный катализатор синтеза аммиака, ни- [c.910]

Структура такого типа для катализаторов синтеза аммиака особенно целесообразна, если восстановление проводится ири относительно низком давлении, когда диффузия протекает в кнудсеновском или переходном режиме и эффективный коэффициент диффузии зависит от размера пор (см. стр. 48 сл.). [c.40]

Общая поверхность восстановленных железных катализаторов синтеза аммиака при различном содержании АЬОз [c.234]

Рис. 22. Относительное распределение пор по размерам в железном плавленом катализаторе синтеза аммиака (получен из магнетита) с 3% АЬОз и 1% КзО лосле восстановления Нг при 720 К [161].

N2, И 1 NHg 1 и 100 бар, 550° С [1000] иОд (5%), добавка к промышл. железному катализатору синтеза аммиака 300 бар, 475—720° С. Выход МНд—1,0—1,32% при 600° с. Добавка радиоактивного и способствует более полному восстановлению окислов железа в а-Ре и повышает активность [960] [c.664]

Так как каталитическая реакция протекает обычно на поверхности катализатора, последний должен, естественно, обладать максимально развитой поверхностью. Для достижения этого процессы формирования катализатора (например, осаждение, разложение, восстановление и т. п.) нужно вести в условиях наибольшего удаления их от равновесия (теория пересыщения Рогинского). Чтобы стабилизировать полученную высокую дисперсность, целесообразно вводить в катализаторы примеси, которые, будучи равномерно распределены в исходной массе, например в виде твердого раствора, выделялись бы в виде мелких включений между кристалликами катализатора в процессе формирования его, изолировали бы эти кристаллики друг от друга, что препятствовало бы рекристаллизации. Такова, по-видимому, роль окиси алюминия в железных катализаторах синтеза аммиака. Подобную же роль играют,часто носители. [c.10]

Свойства сложных твердых катализаторов могут определяться как их предысторией, приготовлением, структурой, так и химическим составом их поверхности [1, 2]. Так, образцы дважды промотированного окислами алюминия и калия железного катализатора синтеза аммиака, формированные в разных условиях их восстановления, обладают разной удельной активностью [3, 4]. Предполагают, что при формировании образцов одного и того же первичного химического состава перераспределение компонентов катализатора в разных условиях происходит по-разному, в результате чего поверхность их приобретает различный химический состав, что и является причиной различия их удельных активностей [5, 6]. [c.25]

Очищать этилен от кислорода при помощи жидких абсорбентов, по-видимому, нецелесообразно. Более надежна очистка от кислорода при помощи восстановленных металлов. Сюда относятся восстановленная окись меди, марганцевая руда при температуре 300°, восстановленный железный катализатор синтеза аммиака при 250—300. [c.103]

Условия приготовления и формирования сложных многокомпонентных катализаторов, какими являются аммиачные контакты, могут существенно влиять на их каталитическую активность. В многочисленных работах, посвященных восстановлению железных катализаторов синтеза аммиака, основное внимание уделялось выяснению роли объемной скорости газовой смеси и температурного режима восстановления на активность получаемого контакта. Установлено, что накопление паров воды в зоне реакции, происходящее в результате изменения тех или иных условий проведения процесса восстановления, приводит к понижению активности получаемого катализатора [1—10]. [c.104]

После восстановления катализатора производится его азотирование. Таким образом, на установке возможно проведение работ, позволяющих приготовить в сравнимых условиях ряд катализаторов, сравнить отдельные способы и разработать более совершенную технологию приготовления катализатора синтеза аммиака. Установка принята в эксплуатацию, и начаты работы по получению более активного катализатора. [c.116]

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА СИНТЕЗА АММИАКА ВНЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОЛОНН [c.122]

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ СИНТЕЗА АММИАКА ПРИ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ [c.128]

В настоящей статье изложены результаты изучения активности и структуры катализаторов синтеза аммиака при разной степени их восстановления. Рядом исследователей было показано, что в процессе восстановления происходит резкое изменение структуры и химического состояния катализаторов [1—4]. Имеются также сведения, что поверхность катализатора достигает максимума при определенной степени восстановления [5]. [c.128]

Таким образом, применяемый в настоящее время режим восстановления катализатора синтеза аммиака не является оптимальным. Для нахождения оптимальных условий восстановления катализатора необходимы дальнейшие исследования. [c.131]

Железный катализатор синтеза аммиака получают восстановлением магнетита в печи при 500°. [c.40]

Очень показательна в этом отношении хемосорбция азота на различных катализаторах синтеза аммиака, в состав которых входит восстановленное железо, содержащее промоторы. [c.74]

Подробное исследование обратимого отравления водяным паром медно-магниевого катализатора гидрирования этилена проведено в работах [5.6, 5.7]. В аналогичных работах [5.8, 5.9] авторы нашли, что нанесенные никелевые катализаторы гидрирования этилена обратимо отравляются малыми количествами кислорода, По-видимому, механизм отравления этих катализаторов сходен с механизмом отравления катализаторов синтеза аммиака предполагается, что часть кристаллитов восстановленной меди или никеля окисляется кислородом или водяным паром. [c.91]

Железный катализатор применяют без носителей. Для этой цели пригоден обычный катализатор синтеза аммиака, а также контакты, полученные методом осаждения или непосредственно из магнетитовых руд, и катализатор, приготовленный окислением железа (стружек) водяным паром. Восстановление до металлического железа осуществляется водородом при 400—500 °С. В контакте тоже оставляют 0,1 —0,5% щелочи. [c.729]

Окисные катализаторы изготовляют, главным образом, первыми двумя способами металлические катализаторы — третьим методом, т. е. восстановлением металла из сплава окислов (например, железный катализатор синтеза аммиака) или выщелачиванием компонентов сплава металлов. Так, скелетный никелевый катализатор гидрирования изготовляют сплавлением никеля с алюминием с последующим выщелачиванием последнего. [c.254]

То же наблюдается и для катализатора синтеза аммиака при различных температурах (рис. 12). Наибольшее разложение водяного пара имеет место на катализаторе и увеличивается при повышении температуры от 600—900°. Изучение кинетических зависимостей также показало, что препарат, восстановленный из катализатора синтеза аммиака, наиболее химически активен к [c.44]

Изучение кинетики окисления различных восстановленных катализаторов синтеза аммиака показывает их высокую активность в реакциях с водяным паром при 900° С. [c.48]

Рис. 40. Изменение скорости восстановления катализатора синтеза аммиака (1) и сидерита 2) бородинским полукоксом со временем при 960° С

Структурные модификаторы стабилизируют желаемую, обычно пористую, структуру катализатора, которая без модификаторов мой<ет быть нарушена вследствие спекания. Наиболее хорошо такой механизм действия изучен для добавки окиси алюминия к железному катализатору синтеза аммиака. В этом случае добавка 1% А12О3 приводит к увеличению поверхности восстановленного железного катализатора от 0,5 до 10 и, Кроме того, предотвращает рост кристаллов а-Ре при отжиге. Адсорбционными измерениями удалось показать, что при содержании 0,42% А12О3 в катализаторе она покрывает 35% его свободной поверхности и образует на кристаллах железа тончайший слой, пренятствующи их спеканию [17 ]. [c.45]

Катализаторы синтеза аммиака обычно -поставляются в виде Есз04, которую необходимо активировать восстановлением до металлического железа. Некоторые катализаторы поставляются в предварительно восстановленной форме, в которой более 90% катализатора уже находится в восстановленном состоянии. Для их полного восстановления применяются те же основные принципы, но при этом требуется намного меньше времени. [c.207]

Одним из лучших катализаторов в этом случае является железо с добавками небольших количеств окислов калия и алюминия, которые повышают активность и устойчивость катализатора в работе. Существуют различные методы приготовления промышленного катализатора синтеза аммиака. По одному из методов железо вместе с добавками плавят и окисляют в струе кислорода. По другому плавят железную руду (магнетит) с добавками. Приготовленную любым из методов массу дробят, просеивают и полученные зерна (гранулы) загружают в контактный аппарат для синтеза аммиака. В этом аппарате сначала происходит восстановление катализатора азотноводородной смесью, а далее синтез аммиака. Перед тем как открыть доступ в контактный аппарат, смесь азота и водорода тщательно очищают, чтобы избежать отравления катализатора. Процесс синтеза аммиака осуществляет-затуре 450—550° С и высоком давлении (200- [c.27]

Следу вт отметить, что катализаторы с крупными размерами частиц (6-10 мм) используются в конвекторах с аксиальным потоком, тогда как мелкие (1,5—3,0 мм) - реакторах с радиальным потоком газа. В течение ряда лет в бывшем СССР успешно эксплуатировался катализатор синтеза аммиака СА-1, устойчивый к воздействию перегрева и отравления кислородсодержащими ядами [2-4]. Наряду с традиционно дробленным окис-ным катализатором, выпускаемых в виде зерен неправильной формы, отечественно промыпгленностью производится гранулированный катализатор СА-1 округлой формы и предварительно восстановленный катализатор СА—1В [5], Кроме того, применялись катализаторы типа СА—1Н предназначенные для работы при температурах в зоне катализа в пределах 400-500 С, и высокотемператуфный катализатор СА—2 допускаемая температура эксплуатации которого составляет 600 С. [c.65]

При получении некоторых промышленных катализаторов стремятся создать бидиснерсную структуру с тем, чтобы свести к минимуму или устранить диффузионные ограничения. Примером может служить недавно запатентованный катализатор синтеза аммиака. Каталитический материал, промотированный окислами железа, размалывается в тонкий порошок и затем прессуется в таблетки. Перед использованием катализатор восстанавливают. Благодаря наличию в нем макропор облегчается удаление паров воды, образующейся при восстановлении. [c.40]

В качестве примера рассмотрим промышленный катализатор синтеза аммиака. Он состоит из окиси железа, промотированной малыми добавками AI2O3, KgO, aO и т. п. Одной из функций промоторов является сохранение большой поверхности катализатора как на стадии активации его при восстановлении водородом, так и в процессе синтеза. Нильсен с соавт. [227] показал, что пары воды, [c.214]

Железоугольные катализаторы синтеза аммиака являются интересными объектами магнитного исследования в том отношении, что на них впервые были проверены положения теории активных ансамблей Н. И. Кобозева [8]. Магнитные свойства этих катализаторов уже обсуждались в печати [3]. Была исследована серия катализаторов с различным содержанием железа на поверхности угля. Железо наносилось на поверхность угля из раствора пентакарбонила железа в абсолютном эфире. После восстановления чистым водородом образцы пересыпались в отсутствие воздуха в специальные ампулы и отпаивались. Магнитные измерения делались а крутильных магнитных весах по методу Фарадея, а также на весах по методу Гюи для части образцов, кроме того, была определена температурная зависимость. магнитного момента на горизонтал ьных крутильных весах. [c.144]

При восстановлении иногда происходит значительное уменьшение объема зерен катализатора. Так, при восстановлении цинк-хромовых катализаторов таблетки уменьшаются в оЗъеме на 10-15 , никель-хромовый - на 10-12 , железный катализатор синтеза аммиака - на 6-8%. Очевидно поэтому при применении предварительно восстановленного катализатора в промышленный реактор может быть помещено соответственно большее количество активного катализатора, чем при загрузке невосстановленного контакта с последующим восстановлением в реакторе. Это позволяв более эффективно использовать объем промышленных аппаратов, ччю особенно существенно для контактных процессов, протекающих при высоких давлениях. [c.39]

Таким образом, по разработанному методу восстановления катализатора вне колонн можно получать активный, непирофорный и с достаточной механической прочностью катализатор синтеза аммиака. [c.128]

При выборе объекта исследования для разработки новых методов приготовления осажденных катализаторов мы обратили внимание на катализаторы карбонитридного типа. Последние широко применялись ранее на заводах Китая, Германии, США [1, 2, 3]. Катализаторы карбонитридного типа готовят осаждением красной или желтой кровяной соли растворами солей металлов. Обычно в качестве осадителей применяют хлористые или азотнокислые соли железа [4], хрома [5], марганца [5] и др. [6—8]. После выпаривания осадков досуха последние становятся пригодными для применения их в качестве катализаторов синтеза аммиака и служат около 6 месяцев до того момента, когда потребуется их регенерация [9] с целью восстановления первоначальной активности. [c.140]

Одновременно были начаты изыскания наиболее активного и дешевого катализатора синтеза аммиака. В истории развития каталитических процессов, пожалуй, никогда не проводилось столь обширных работ, как те, которые были предприняты немецкими фирмами. Без руководящей идеи о том, кахсова должна быть природа активной поверхности катализатора, исследовались каталитические свойства огромного числа различных соединений, были испытаны металлы почти всех групп периодической таблицы. Про Габера слагались анекдоты сохранился рассказ о том, как он открывал шкаф с химическими реактивами, брал первое попавшееся в руки вещество и тотчас опробовал его в качестве катализатора синтеза аммиака. Однако из огромного числа испытанных соединений активными оказались лишь немногие — железо, осмий, уран, молибден. Из них для технических целей наиболее подходящими явились сплавы железа с некоторыми другими металлами в чистом виде железо оказалось мало активным катализатором. Наибольшую активность проявила окись железа, восстановленная в расплавленном виде водородом. Но применять этот катализатор в промышленности не удалось, так как активность его быстро падает. Прибегли к помощи добавок, увеличивающих конверсию азота и повышающих термостойкость катализатора. [c.113]

Для изыскания активных катализаторов синтеза аммиака были проведены многочисленные исследования, в результате которых установлено, что катализаторы, состоящие из нескольких веществ, более активны, чем отдельные составляющие их вещества. Особенно активными и более дешевыми являются железные катализаторы, активированные некоторыми металлами. Очень высокой активностью обладает пористое железо, полученное восстановлением магнитной окиси-закиси нселеза Рез04 при температуре 300— 400° С. При этом образуется железо кристаллической (кубической) структуры, присущей Рез04, но не содерлсащее атомов кислорода. В таких кристаллах присутствуют энергетически неуравновешенные атомы железа. Создаваемое ими энергетическое поле определяет каталитическую активность железа. [c.204]

В последнее время ГИАП и Днепродзержинский азотнотуковый завод (ДАТЗ) рекомендуют проводить восстановление катализатора синтеза аммиака вне колонн синтеза и непосредственно в цехах приготовления катализаторов. Такой процесс проводится под давлением 10—15 ат при объемной скорости 2000—3000. При этом в течение 12 ч выдерживается температура 380° С, следующие [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология