PL234025B1 - Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku - Google Patents

Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku Download PDF

Info

Publication number
PL234025B1
PL234025B1 PL407093A PL40709314A PL234025B1 PL 234025 B1 PL234025 B1 PL 234025B1 PL 407093 A PL407093 A PL 407093A PL 40709314 A PL40709314 A PL 40709314A PL 234025 B1 PL234025 B1 PL 234025B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
ammonia
synthesis
iron
wustite
Prior art date
Application number
PL407093A
Other languages
English (en)
Other versions
PL407093A1 (pl
Inventor
Zofia Lendzion-Bieluń
Rafał Pelka
Walerian Arabczyk
Romuald Woźniak
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL407093A priority Critical patent/PL234025B1/pl
Publication of PL407093A1 publication Critical patent/PL407093A1/pl
Publication of PL234025B1 publication Critical patent/PL234025B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku.
W instalacjach przemysłowych syntezy amoniaku głównie stosuje katalizatory żelazowe, które w swej niezredukowanej formie są stopem magnetytu (ok. 90% wag.) i tlenków metali, głównie Ca, Al, K, Mg, zwanych promotorami.
Prace nad nowym katalizatorem do syntezy amoniaku, takim który będzie pracował efektywnie w łagodniejszych warunkach ciśnienia i temperatury trwają nadal. W latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku firma ICI w UK uruchomiła niskociśnieniową instalację ICI-AMV w której zastosowała nowy katalizator żelazowy z dodatkiem kobaltu ICI-74-1 [Zardi V. Autonini A., Nitrogen, 122 (1979)]. W roku 1985 r. Uniwersytet w Fuzhou w Chinach [Wei K.M., Wang R., Chen Z.Y., et al. Chemical Fertilizer Industry, 3: 10-14 (1985)] z sukcesem rozwinął katalizator A201 Fe-Co. W 1995 r. ta sama grupa badawcza wprowadziła do katalizatora Fe-Co tlenki metali ziem rzadkich i zmniejszyła zawartość tlenku kobaltu wprowadzając na rynek nowy katalizator pod symbolem A202. Obecnie katalizatory Fe-Co są szeroko wprowadzane do instalacji przemysłowych w Chinach.
W roku 1986, Liu et al. [Liu H.Z., Li X. N., Science in China (Series B), 38(5): 529 (1995)] opracowali aktywny katalizator żelazowy do syntezy amoniaku o strukturze wustytu (Fei-xO).Obecnie znane są dwa katalizatory żelazowe o strukturze wustytu A301 (1992 r.) i ZA-5 (1998 r.) opracowane w Chinach. Katalizatory te promowane są tlenkami Al, K, Ca. Podobnie jak w przypadku katalizatora magnetytowego surowcem do preparatyki wustytowego katalizatora jest magnetyt.
Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku zawierający w formie fazę wustytową oraz tlenki promotorów charakteryzuje się tym, że zawiera nanokrystaliczne żelazo w ilości od 5 do 15%, przy czym średnia wielkość krystalitów żelaza mieści się w zakresie od 10 do 20 nm. Katalizator zawiera tlenki promotorów w ilości AI2O3 od 3,0% wag. do 4,5% wag., CaO od 2,0% wag. do 2,8% wag. oraz K2O od 0,6% wag. do 0,9% wag.
Katalizator według wynalazku posiada lepsze właściwości w procesie syntezy amoniaku, ma wyższą aktywność, niż aktywność potrójnie promotowanego katalizatora przemysłowe, szybciej ulega procesowi redukcji.
Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania i na rysunku przedstawiającym dyfraktogram utlenionej formy katalizatora z 10% zawartością nanokrystalicznego żelaza o średniej wielkości krystalitów 11 nm. Linie czarne oznaczają refleksy fazy wustytowej zgodnie z kartą JCPDS nr 00-006-0615 natomiast linie oznaczone 1 odpowiadają fazie żelaza zidentyfikowane na podstawie karty JCPDS nr 01-087-0722.
P r z y k ł a d 1
Próbkę wustytowego katalizatora żelazowego promotowanego tlenkami glinu (4,5% wag.), wapnia (2,3% wag.) i potasu (0,9% wag.) zawierającego 10% wag. żelaza nanokrystalicznego o średniej wielkości krystalitów 11 nm umieszczono w reaktorze syntezy amoniaku i poddano procesowi redukcji mieszaniną wodoru i azotu w stosunku H2:N2 = 3:1 według procedury: pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 300°C 1 godzinę, w 350°C dwie godziny, w 400°C trzy godziny, w 450°C szesnaście godzin, w 500°C dwadzieścia cztery godziny oraz pod ciśnieniem 10 MPa w 500°C cztery godziny. Stała szybkości reakcji syntezy amoniaku na badanym katalizatorze, obliczona z równania Tiemkina-Pyżeva na podstawie pomiarów stężenia amoniaku w gazach reakcyjnych jest o 10% wyższa od stałej szybkości reakcji dla katalizatora.
P r z y k ł a d 2
Próbkę wustytowego katalizatora żelazowego promotowanego tlenkami glinu (4,5% wag.), wapnia (2,3%wag.) i potasu (0,9% wag.) zawierającego 10% wag. żelaza nanokrystalicznego o średniej wielkości krystalitów 20 nm umieszczono w reaktorze syntezy amoniaku i poddano procesowi redukcji mieszaniną wodoru i azotu w stosunku H2:N2 = 3:1 według procedury: pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 300°C 1 godzinę, w 350°C dwie godziny, w 400°C trzy godziny, w 450°C szesnaście godzin, w 500°C dwadzieścia cztery godziny oraz pod ciśnieniem 10 MPa w 500°C cztery godziny. Stała szybkości reakcji syntezy amoniaku na badanym katalizatorze, obliczona z równania Tiemkina-Pyżeva na podstawie pomiarów stężenia amoniaku w gazach reakcyjnych jest o 5% wyższa od stałej szybkości reakcji dla katalizatora.
P r z y k ł a d 3
Próbkę wustytowego katalizatora żelazowego promotowanego tlenkami glinu (3,0% wag.), wapnia (2,0% wag.) i potasu (0,6% wag.) zawierającego 10% wag. żelaza nanokrystalicznego o śred
PL 234 025 Β1 niej wielkości krystalitów 20 nm umieszczono w reaktorze syntezy amoniaku i poddano procesowi redukcji mieszanina wodoru i azotu w stosunku H2:N2 = 3:1 według procedury: pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 300°C 1 godzinę, w 350°C dwie godziny, w 400°C trzy godziny, w 450°C szesnaście godzin, w 500°C dwadzieścia cztery godziny oraz pod ciśnieniem 10 MPa w 500°C cztery godziny. Stała szybkości reakcji syntezy amoniaku na badanym katalizatorze, obliczona z równania Tiemkina-Pyżeva na podstawie pomiarów stężenia amoniaku w gazach reakcyjnych jest o 5% wyższa od stałej szybkości reakcji dla katalizatora.

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku zawierający w formie fazę wustytową oraz tlenki promotorów, znamienny tym, że zawiera nanokrystaliczne żelazo w ilości od 5 do 15%, przy czym średnia wielkość krystalitów żelaza mieści się w zakresie od 10 do 20 nm oraz tlenki promotorów w ilości AI2O3 od 3,0% wag. do 4,5% wag., CaO od 2,0% wag. do 2,8% wag. oraz K2O od 0,5% wag do 0,9% wag.
PL407093A 2014-02-06 2014-02-06 Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku PL234025B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407093A PL234025B1 (pl) 2014-02-06 2014-02-06 Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407093A PL234025B1 (pl) 2014-02-06 2014-02-06 Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL407093A1 PL407093A1 (pl) 2015-08-17
PL234025B1 true PL234025B1 (pl) 2020-01-31

Family

ID=53786630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL407093A PL234025B1 (pl) 2014-02-06 2014-02-06 Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234025B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL407093A1 (pl) 2015-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Su et al. Prepared self-growing supported nickel catalyst by recovering Ni (Ⅱ) from metal wastewater using geopolymer microspheres
Colmenares et al. Influence of the strong metal support interaction effect (SMSI) of Pt/TiO2 and Pd/TiO2 systems in the photocatalytic biohydrogen production from glucose solution
Schwengber et al. Methane dry reforming using Ni/Al2O3 catalysts: Evaluation of the effects of temperature, space velocity and reaction time
Hwang et al. Methanation of carbon dioxide over mesoporous Ni–Fe–Ru–Al2O3 xerogel catalysts: Effect of ruthenium content
Nagvenkar et al. Zinc oxide as a solid acid catalyst for esterification reaction
Bolshak et al. Ethanol steam reforming over Ni–Fe-based hydrotalcites: effect of iron content and reaction temperature
Littlewood et al. Ni0. 05Mn0. 95O catalysts for the dry reforming of methane
Xu et al. Dry and steam reforming of biomass pyrolysis gas for rich hydrogen gas
Wang et al. Study on the steam reforming of ethanol over cobalt oxides
Le et al. Rapid catalytic reduction of NaHCO3 into formic acid and methane with hydrazine over Raney Ni catalyst
CN102728364A (zh) 一种介孔碳负载的铜基金属氧化物催化剂及其制备方法
Mukai et al. Structure and activity of Ni/La0. 7Sr0. 3AlO3− δ catalyst for hydrogen production by steam reforming of toluene
Takise et al. Effect of catalyst structure on steam reforming of toluene over Ni/La0. 7Sr0. 3AlO3− δ catalyst
Cardenas-Lizana et al. β-Molybdenum nitride: synthesis mechanism and catalytic response in the gas phase hydrogenation of p-chloronitrobenzene
Kowalik et al. The quantitative description of the effects of cesium doping on the activity and properties of Cu/ZnO/Al2O3 catalyst in low-temperature water–gas shift
CN105344365A (zh) 一种均相沉淀法制备氟化催化剂的方法
Feng et al. An efficient Cu-K-La/γ-Al2O3 catalyst for catalytic oxidation of hydrogen chloride to chlorine
Segawa et al. Vapor-phase catalytic reactions of alcohols over bixbyite indium oxide
PL234025B1 (pl) Wustytowy katalizator żelazowy do syntezy amoniaku
Feng et al. Effect of KCl on the performance of Cu-K-La/γ-Al2O3 catalyst for HCl oxidation
Youn et al. Hydrogen production by auto-thermal reforming of ethanol over Ni catalyst supported on ZrO2 prepared by a sol–gel method: Effect of H2O/P123 mass ratio in the preparation of ZrO2
Chai et al. Free-standing NiO–MgO nanosheets in-situ controllably composited on Ni-foam as monolithic catalyst for catalytic oxy-methane reforming
Reddy et al. Comparison of CuO-MO x (M= Ce, Zn, Cr and Zr) catalysts in various water-gas shift reactions
Yao et al. Catalytic activities of transition metal phosphides for NO dissociation and reduction with CO
CN104368364A (zh) 一种丙烷脱氢制丙烯的催化剂的制备方法