¿Ha encontrado el mejor catalizador para convertir el hidrógeno en amoníaco?
Aproximadamente el 10% de la energía mundial se utiliza para la producción de síntesis de amoníaco. Las mejoras en los procesos y catalizadores de síntesis de amoníaco tendrán un enorme impacto en el consumo de combustibles fósiles. Desde los estudios de Haber y Mittasch, se han descubierto pocos catalizadores con mayor actividad, por lo que los catalizadores de metales calientes todavía se utilizan ampliamente en la industria de síntesis de amoníaco. Alta actividad intrínseca, es decir, alta actividad de cada sitio activo, larga vida, alta densidad y bajo precio.
A pesar de las muchas ventajas de los catalizadores de hierro fundido, se han realizado esfuerzos para desarrollar nuevos catalizadores y existe un gran interés en los catalizadores sin hierro. Desde la década de 1970, Japón ha buscado activamente desarrollar catalizadores a base de rutenio. Después de la introducción de catalizadores de hierro-cobalto en los procesos ICI AMV y LCA, los catalizadores de rutenio soportados en carbono en el proceso KAAP han promovido el desarrollo de catalizadores de síntesis de amoníaco. Los catalizadores completamente libres de hierro y rutenio, como el catalizador CS/CO3Mo3N, se encuentran entre los catalizadores de hierro fundido y los catalizadores de clavos, y su actividad es menor que la de los catalizadores de rutenio. En las condiciones del proceso de relación hidrógeno a nitrógeno de 3:1 y 1:1, comparando el catalizador CS/Co3Mo3N, el catalizador KMlR (catalizador de hierro fundido de Topso) y el catalizador soportado en carbono que contiene 6% de bario y 6,7% de rutenio, se puede ver que CS/ Las propiedades cinéticas del catalizador Co3Mo3N se encuentran entre las del hierro fundido y las del fondo del clavo.
Después del descubrimiento inicial de los catalizadores de rutenio por parte de Mittasch, el desarrollo de catalizadores de clavos avanzó. No fue hasta 1970 que se introdujo en Japón la investigación cinética sobre catalizadores de rutenio soportados en tierra de diatomeas para la síntesis de amoníaco. Los investigadores japoneses continuaron estudiando la actividad de una gran cantidad de metales (Co, Ni, Re, Mo, Fe, Ru, Os) promovida por el potasio sobre soportes de carbono y descubrieron que el rutenio era más activo que los catalizadores de hierro bimetálicos tradicionales. En 1972, Japón informó sobre la primera aplicación de un catalizador de síntesis de amoníaco en forma de clavo utilizando grafito como soporte. Después de 1979, la empresa BP lo puso en producción. Desde entonces, Kellogg aceptó la transferencia de tecnología de catalizadores de BP y desarrolló y aplicó conjuntamente este catalizador en el proceso KAAP. En 1992, la empresa canadiense Ocelot Ammonia Production Company fue la primera en instalar un catalizador de clavos en su planta industrial, y posteriormente las otras dos plantas también se llenaron con este catalizador. En 1998, se construyeron y pusieron en funcionamiento dos plantas que utilizaban por primera vez el proceso KAAP en Point Lisas y Trinidad, con una capacidad de producción de 1850 t/d
Después de un conocimiento detallado de los catalizadores de clavos con y sin catalizadores, resultó que se han desarrollado varios catalizadores de rutenio mejorados, como el catalizador Ba-Ru/MgO con alta actividad y estabilidad desarrollado por Ruhler et al., y el catalizador de síntesis de amoníaco que contiene rutenio también desarrollado por la empresa danesa. Topsφe. En estos estudios, los catalizadores soportados por espinela de magnesia-aluminio y grafito de alta superficie mostraron buena actividad. Sin embargo, todavía existen algunos problemas con su estabilidad en condiciones industriales.
Recientemente, se han desarrollado con éxito catalizadores en forma de clavos soportados por BN (nitruro de boro) promovido por Ba, conocido como grafito blanco, con una actividad y estabilidad sin precedentes. El BN es un material portador potencial para catalizadores de síntesis de amoníaco fijados. Tiene casi la misma estructura que el grafito (excepto que está apilado en una sola capa), pero la diferencia es que es estable en todas las reacciones de hidrogenación. También es conocido por su resistencia a altas temperaturas. Al contrario que el grafito, es un material aislante. El catalizador Ba-Ru/BN desarrollado contiene 5,6 % de Ba y 6,7 % de Ru sobre un soporte de 81 m2/g. Los experimentos han demostrado que en condiciones de equilibrio de 5000/h, 65438 ± 00 MPa, 550 °C y una relación de hidrógeno a nitrógeno de 3, su estabilidad es muy buena;
Bajo condiciones de reacción específicas (temperatura, presión, relación hidrógeno-nitrógeno, concentración de amoníaco, etc.), se puede seleccionar el área de superficie de BN, la concentración de rutenio, el acelerador y la concentración, el tamaño de partícula y la densidad apropiados. para obtener la excelente actividad catalítica óptima del catalizador Ru/BN. Además, la mezcla útil de Ba, Ru y BN en el catalizador Ba-Ru/BN se puede recuperar usando métodos similares a los usados para tratar catalizadores Ba-Ru/MgO.
2 Catalizadores de síntesis de amoníaco recientemente desarrollados
Investigadores del Laboratorio de Investigación Topso en Halldo, Dinamarca, han desarrollado con éxito una serie de productos que pueden reemplazar a los catalizadores de hierro tradicionales.
Los investigadores descubrieron que los nitruros ternarios, como Fe3Mo3N, Co3Mo3N y Ni2Mo3N, tienen alta actividad y buena estabilidad cuando se utilizan como catalizadores para la síntesis de amoníaco en condiciones operativas de plantas industriales. Además, si se añade cesio al catalizador Co3Mo3N, su actividad será mayor que la del catalizador de hierro utilizado actualmente. Se informa que en las mismas condiciones operativas (temperatura 400 °C, presión 20 MPa, relación hidrógeno-nitrógeno 3:1), la actividad del Co3Mo3N utilizando cesio como cocatalizador es el doble que la de los catalizadores de hierro tradicionales.
La Universidad del Ruhr en Alemania ha desarrollado un catalizador de amoníaco compuesto de bario, rutenio y óxido de magnesio. Se dice que produce más amoníaco y dura más que los catalizadores de amoníaco existentes. Se informa que la actividad de este catalizador de bario-rutenio es de 2 a 4 veces mayor que la de los catalizadores tradicionales a base de hierro u otros tipos de catalizadores a base de rutenio. El catalizador de bario-rutenio desarrollado puede aumentar la producción de amoníaco una vez en comparación. con catalizadores de cerio-rutenio. Si se optimiza la proporción entre bario y rutenio, se puede aumentar aún más la producción de amoníaco.
3. Estado actual de la I+D y la producción de catalizadores de síntesis de amoniaco en mi país
China es el mayor productor de amoniaco del mundo, con una demanda anual de varios catalizadores de producción de hidrógeno de aproximadamente 20kt. Se espera que la demanda en 2010 sea de 27 kt, cantidad que podrá satisfacerse con la capacidad existente de la fábrica. La diversidad de escala y materias primas hace que el consumo unitario de mi país de 10.000 toneladas de catalizador de amoníaco sea superior al nivel extranjero promedio. Sin embargo, el uso de catalizadores en plantas de amoníaco a gran escala ha alcanzado el nivel avanzado internacional.
El nivel general de catalizadores utilizados por las grandes empresas de fertilizantes de mi país es relativamente alto. El uso de catalizadores muestra las características de aumentar la tasa de localización año tras año, reducir el consumo, reducir aún más los tipos y las cantidades totales, y aumentar. la aplicación de nuevos catalizadores. La demanda de diversos catalizadores de amoníaco en mi país en los últimos años se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Demanda de diversos catalizadores de amoníaco en los últimos años T/a
Catalizadores en 2000 y 2000
Hidroconversión 130 170
Purificación agente ① 4500 1800
Reformado con vapor ② 800 1040
Cambio de altura de la serie de hierro 11200 11400
Cambio de ancho de fe-molibdeno 2300 2500
Transformador de baja tensión serie cobre 1200 1400
Metanación 450 500
Síntesis de amoníaco 5160 5360
Total 25740 24170
Nota: ① Incluyendo desulfurizador de óxido de zinc, desulfurizador de óxido de hierro, agente decloración, eliminador de arsénico, etc.
② Incluyendo conversión primaria, conversión de petróleo ligero y conversión secundaria.
3.1 Catalizador de conversión de hidrogenación de azufre orgánico
Existen dos tipos principales de catalizadores de conversión de hidrogenación de azufre orgánico: catalizadores de cobalto-molibdeno y catalizadores de hierro-molibdeno. La vida útil promedio de este tipo de catalizador en unidades de síntesis de amoníaco a gran escala ha superado los 10 años y la tecnología utilizada ha alcanzado el nivel avanzado en el extranjero. Reducir la resistencia del lecho, la densidad aparente y la temperatura de funcionamiento, aumentar la actividad y lograr la presulfidación externa son las tendencias de desarrollo futuras.
La fábrica de catalizadores de Nanjing Chemical Industry Company participa activamente en la competencia en el mercado petroquímico internacional y acelera el lanzamiento de nuevos productos. El catalizador de hidrogenación de gas de refinería NC9802 desarrollado por la planta en cooperación con Anqing Petrochemical Company y Jinling Petrochemical Company hace posible que el gas de refinería reemplace a la nafta como materia prima para la producción de hidrógeno de grandes fertilizantes, reduciendo en gran medida el costo de producción de hidrógeno. Después de la identificación, esta tecnología ha llenado el vacío nacional y es de nivel avanzado internacional. El catalizador de hidrogenación NC9802 tiene las características de alta velocidad espacial, baja resistencia al azufre y sulfuración natural. Se utiliza para cambiar la ruta de la materia prima de grandes fertilizantes químicos. El uso de gas seco de coquización en lugar de nafta para producir amoníaco sintético puede reducir eficazmente los costos de producción. Este catalizador se ha utilizado en la unidad de tratamiento de gas de refinería de 60 kt de Jinling Petrochemical Company y tiene buena actividad, selectividad y estabilidad.
3.2 Desulfuradores y otros agentes de purificación
Los desulfuradores incluyen principalmente desulfuradores de óxido de zinc, desulfuradores de hierro-manganeso y desulfuradores de óxido compuesto de alta temperatura son la tendencia futura. Otros purificadores incluyen principalmente agentes declorantes y eliminadores de arsénico.
El desulfurador de óxido de zinc es un desulfurador refinado con ZnO como componente principal y CuO, MnO y A1203 como aceleradores. Ocupa una posición importante debido a su alta precisión de desulfuración, uso simple, rendimiento estable y confiable y alta capacidad de azufre. Es ampliamente utilizado en la síntesis de amoníaco, la producción de hidrógeno, la síntesis de metanol, la industria química del carbón, la refinación de petróleo, la producción de bebidas y otras industrias para eliminar gas natural, fracciones de petróleo, gas de yacimientos petrolíferos y gas de refinería.
Dado que el desulfurizador de óxido de zinc puede eliminar el azufre del gas crudo (petróleo) por debajo de 0,5 ~ 0,1 μ g/g, protege los catalizadores que contienen níquel, cobre, hierro y metales preciosos en procesos posteriores del envenenamiento por azufre.
En la actualidad, existen más de 10 tipos de desulfuradores de óxido de zinc en mi país, como T303, T304, T302Q, T305, T306, T307, KT310, etc. , pero sólo se utilizan habitualmente de 5 a 6 tipos en plantas de amoníaco grandes y medianas, producción de hidrógeno, síntesis de metanol, purificación de CO2 de calidad alimentaria y desulfuración de otros materiales orgánicos. Entre ellos, el desulfurizador T305 adopta un proceso de preparación compuesto especial, al tiempo que garantiza un contenido suficiente de ZnO, y se introducen aditivos y auxiliares para que el producto tenga una buena estructura de poros y maximice la utilización de la superficie interna para la reacción entre ZnO y H2S. Los principales indicadores de desempeño son más altos que los de los productos extranjeros y el desempeño de las aplicaciones industriales nacionales es bueno.
Desde 1956, mi país ha desarrollado los desulfuradores de óxido de zinc 3703 y 0902. En ese momento, solo se usaba para la desulfuración en el proceso de tres catalizadores de refinación de petróleo y unidades de síntesis de gas de carbón a amoníaco a pequeña escala para proteger el catalizador de cambio de baja temperatura del envenenamiento por azufre. La precisión de la desulfuración solo podía alcanzar menos. L μ g/g. Desde la década de 1970, debido a la introducción de fertilizantes químicos a gran escala, mi país ha entrado en una nueva etapa. El rendimiento de los desulfuradores continúa mejorando, el rango de temperatura continúa ampliándose y el alcance de la aplicación se expande año tras año. Los sistemas de síntesis de amoníaco, producción de hidrógeno y síntesis de metanol se ampliaron a proyectos de TDI, proyectos de purificación de CO2 de calidad alimentaria y proyectos de purificación de polipropileno.
En la actualidad, las unidades de amoníaco sintético a gran escala que se han puesto en producción en China están llenas con 1105,4 m3 de desulfurador de óxido de zinc, lo que representa 1335,8 t. La densidad de llenado real es de 1,20 kg/L. que es un 8% superior a los productos extranjeros, y la vida media es de 3,5 años. La demanda anual de las plantas de amoníaco a gran escala es de unas 400 toneladas. Una nueva unidad Brown o ICI-AMV se cargará con 79 toneladas y 103 toneladas de desulfurador respectivamente. La demanda para 2005 será de unas 800 toneladas. 21 La demanda anual de equipos de proceso de tres catalizadores de tamaño mediano es de 160 t. Si se suman las necesidades de los equipos de metanol de tamaño pequeño y mediano y de las industrias petrolera, petroquímica y alimentaria, la demanda anual es de aproximadamente 1.500 t.
A finales de 2001, había más de 40 dispositivos de producción de hidrógeno en mi país, con una capacidad total de producción de hidrógeno de aproximadamente 8,2×105 m3/h. Las principales materias primas son el petróleo ligero y un. pequeña cantidad de gas natural. Entre ellos, 2×10 m3/h consiste en gas seco de coque y gas seco catalítico, y la capacidad de carga total de óxido de zinc es de aproximadamente 960 t. La vida útil promedio del desulfurizador se calcula en 1,2 años. Actualmente se necesitan 640 toneladas de desulfurador de óxido de zinc cada año. Si la capacidad de producción de hidrógeno del gas seco de coquización y del gas seco catalítico se incrementa en 4×10 m3/h antes de 2005, la carga del desulfurizador de óxido de zinc aumentará en aproximadamente 800 toneladas. Además, en los últimos años, las materias primas de muchos hidrógeno. Las unidades de producción se componen de gas natural y gas ligero. El petróleo se cambia a gas seco coquizable y gas seco catalítico, aumentando aún más la carga de óxido de zinc. Si la mitad de las unidades se transforman con éxito, la demanda de óxido de zinc aumentará en unas 340 toneladas por año, es decir, la demanda de desulfuradores de óxido de zinc sólo en las unidades de producción de hidrógeno alcanzará unas 2.000 toneladas en 2005.
Además, la aplicación industrial de la tecnología de desulfuración DDS y los productos de la serie de catalizadores DDS desarrollados con éxito por la Universidad de Pekín también ha logrado grandes avances. Hasta ahora, más de 70 empresas han aplicado esta tecnología a la desulfuración de gas semiacuoso y gas de desplazamiento en el proceso de síntesis de amoníaco, y han logrado buenos beneficios económicos y ambientales.
La tecnología de desulfuración DDS es una tecnología de desulfuración bioquímica húmeda mejorada sobre la base del método de desulfuración de "solución de hierro-álcali". La solución de desulfuración correspondiente consiste en una solución acuosa que contiene catalizador DDS, fenoles y sustancias alcalinas. . Los catalizadores de DDS son complejos o quelatos que contienen hierro. Para garantizar su estabilidad y actividad en solución alcalina, es necesario agregar algunos hongos a la solución de desulfuración, que es el núcleo de esta tecnología. Bajo la cocatálisis del catalizador DDS y fenol, la solución de desulfuración que ha absorbido azufre se regenera mediante oxidación con aire y se recupera el azufre subproducto.
El nuevo desulfurizador compuesto de alta eficiencia ISS también fue desarrollado con éxito por Ningbo Far East Chemical Technology Co., Ltd. y la Universidad de Suzhou, y se ha puesto en producción y aplicación industrial, mostrando buenas perspectivas de promoción. En comparación con los desulfuradores tradicionales, los nuevos desulfuradores tienen las características de alta eficiencia de desulfuración, rápida velocidad de regeneración, bajos costos operativos, no tóxicos y libres de contaminación, y pueden reemplazar gradualmente el líquido de desulfuración original sin afectar la producción. Es adecuado para varios dispositivos de desulfuración por oxidación húmeda y actualmente es uno de los desulfuradores húmedos ideales. Según las mediciones, después de cambiar la desulfuración del extracto de taninos a la desulfuración ISS, la eficiencia de la desulfuración se puede aumentar en un 2,5%.
3.3 Catalizador de reformado con vapor de hidrocarburos
El catalizador de reformado con vapor de hidrocarburos se utiliza principalmente en plantas de amoníaco que utilizan gas natural o gas de horno de coque como materia prima.
La fábrica de catalizadores químicos de Sichuan y el Instituto de Química Orgánica de Chengdu y la Academia de Ciencias de China desarrollaron conjuntamente el catalizador de conversión de primera etapa de baja temperatura y baja relación agua-carbono Z112Y, que resolvió los problemas de aumento de la resistencia del catalizador y rendimiento deficiente de la reducción causado por la sinterización y pulverización a baja temperatura. El nivel técnico de este catalizador ha alcanzado el nivel líder nacional.
El catalizador tiene una estructura macroporosa, con un volumen de poros mayor o igual a 0,2 m1/g y un diámetro de poro mayor o igual a 300 nm que representan más del 60% del volumen total de poros del catalizador. Tiene las características de alta actividad de conversión, buen rendimiento de reducción a baja temperatura, fuerte resistencia a la coquización, fuerte resistencia a la corrosión y baja resistencia. Es especialmente adecuado para el horno de reformado de primera etapa con bajo contenido de carbono en agua y ahorro de energía a baja temperatura. procesos. Se utiliza en el primer horno de una planta tradicional de amoniaco sintético con buenos resultados.
El catalizador es fácil de cargar, tiene buena actividad a baja temperatura y la temperatura de funcionamiento se puede reducir entre 20 y 30 °C. Tiene una fuerte capacidad anticoquización y la resistencia del tubo del horno permanece básicamente sin cambios desde la etapa inicial de uso hasta el final de su uso. Se ha utilizado en dos unidades de proceso Brown de Sichuan Tianhua Company y Jianfeng Chemical Plant, así como en plantas de amoníaco sintético grandes, medianas y pequeñas en Sichuan Chemical y Meifeng.
3.4 Catalizadores de cambio de temperatura alta (media)
La vida útil promedio de los catalizadores de cambio de temperatura alta en unidades de síntesis de amoníaco a gran escala es de 5,67 años, alcanzando el nivel avanzado internacional. Los catalizadores de cambio de temperatura media con bajo contenido de cromo y sin cromo han alcanzado el nivel líder internacional.
3.5 Catalizador de cambio tolerante al azufre de amplia temperatura
Más de 20 catalizadores de cobalto-molibdeno-potasio desarrollados en mi país para plantas pequeñas y medianas de amoníaco que utilizan coque de carbón o petróleo pesado como materias primas han sustituido parcialmente a los catalizadores de hierro-cromo.
A juzgar por los tipos y cantidades totales de catalizadores utilizados en grandes unidades de fertilizantes químicos, existen siete tipos de catalizadores utilizados en grandes fertilizantes químicos que utilizan petróleo ligero, gas natural y gas de yacimientos petrolíferos como materias primas. Los fertilizantes químicos que utilizan petróleo residual y asfalto como materias primas utilizan siete tipos de catalizadores. Hay dos o tres tipos de catalizadores que se utilizan en los fertilizantes. Debido a la influencia de los factores del precio de las materias primas, algunos grandes fertilizantes químicos en mi país que utilizan petróleo ligero como materia prima ajustarán su estructura de materias primas en los próximos años, con la dirección principal de reemplazar el petróleo por carbón. Con el tiempo, algunos fabricantes cambiarán total o parcialmente sus unidades de producción de hidrógeno por dispositivos de suministro de hidrógeno. Por lo tanto, la variedad y cantidad de catalizadores utilizados se reducirá considerablemente, mientras que se aumentará la cantidad de catalizadores de amplio cambio de temperatura tolerantes al azufre. En vista de esto, cómo mejorar la calidad y la tecnología de aplicación de los catalizadores de amplio cambio de temperatura tolerantes al azufre es una tarea urgente para las unidades de investigación y producción de catalizadores.
Desde la década de 1980, los catalizadores de cambio tolerantes al azufre utilizados en más de diez unidades de síntesis de amoníaco a gran escala importadas a mi país han utilizado catalizadores importados. Para lograr la localización de catalizadores de cambio tolerantes al azufre, el Instituto de Investigación Sucursal Qilu de Sinopec emprendió la tarea de investigación del proyecto de investigación científica clave de Sinopec "Catalizador de cambio tolerante al azufre de amplia temperatura". En primer lugar, se desarrolló el catalizador de cambio tolerante al azufre QCS-01, líder en el mundo, que resolvió el problema no resuelto de los gases de alimentación nacionales y extranjeros con bajo contenido de azufre sin catalizadores de cambio tolerantes al azufre adecuados, llenó el vacío internacional, reemplazó productos de marcas famosas internacionales. y se utilizó en aplicaciones en grandes plantas de fertilizantes de 300 kt/a en Xinjiang, Ningxia y Dalian. Luego, basándose en las características del proceso de cambio tolerante al azufre de la unidad de gasificación de carbón de Luqi, se desarrolló el catalizador QCS-04 avanzado del mundo para reemplazar los productos de marcas extranjeras y se utilizó en Harbin Gasification, la planta de fertilizantes a base de carbón más grande. en China y la planta de gas más grande de Asia. La fábrica lo aplicó. Durante el mismo período, se desarrolló y aplicó el catalizador único QCS-02 en más de 200 pequeñas plantas de fertilizantes en China. Hasta ahora, el catalizador de cambio tolerante al azufre desarrollado por el instituto ha reemplazado por completo a los productos importados y representa el 100% de los grandes dispositivos de cambio tolerantes al azufre de fertilizantes en mi país. De 1997 a 1999, el beneficio económico directo fue de 340 millones de yuanes.
Con el lanzamiento del proyecto nacional "carbón a petróleo" durante el período del "Décimo Plan Quinquenal", basado en las características de la nueva tecnología de fertilizantes "carbón a petróleo" de mi país, el catalizador de cambio QCS-06 resistente a la hidratación y al azufre ha alcanzado el nivel avanzado internacionalmente y pasó la evaluación de la prueba piloto de Sinopec en 2001 y diciembre.
Ante una competencia de mercado cada vez más feroz, el Instituto de Investigación Qilu desarrolló un nuevo producto QCS-03 con menor costo y mayor resistencia, y lo aplicó en la fábrica de fertilizantes Shaanxi Weihe en 2001, mostrando un mejor rendimiento que el QCS-01. rendimiento catalítico. Ese mismo año, el catalizador QCS-10 de alta resistencia y bajo costo, adecuado para plantas de fertilizantes pequeñas y medianas, también se utilizó con éxito en la planta de fertilizantes Lunan.
Después de más de diez años de arduo trabajo, el Instituto de Investigación Qilu ha desarrollado casi diez series de catalizadores de cambio tolerantes al azufre, incluidos QCS-01, QCS-02, QCS-03, QCS-04 y QCS. -10.
La tecnología del catalizador ha alcanzado el nivel líder y avanzado internacional y el nivel líder y avanzado nacional, respectivamente. China ha solicitado 16 patentes y autorizado 7; y obtenido patentes en siete países, entre ellos Estados Unidos, Alemania, Japón, Sudáfrica, la República Checa y Australia, ganó el segundo premio del Premio Nacional al Progreso de la Ciencia y la Tecnología, la Invención de China; Premio Patente de Oro y Premio Nacional de Nuevo Producto Clave 4 6 veces, Premios al Progreso de la Invención Científica y Tecnológica de Sinopec y la Provincia de Shandong, y Sinopec figura como 26 tecnologías patentadas.
En 2002, el recientemente desarrollado catalizador de cambio tolerante al azufre y al monóxido de carbono con excelente rendimiento ganó nuevamente la licitación a pesar de que catalizadores de marcas de renombre internacional participaron en la licitación dos veces y se utilizó en la gran industria química de 300.000 toneladas/año. Proyecto de fertilizantes de PetroChina Jilin Branch La aplicación en el dispositivo marca que el catalizador de cambio tolerante al azufre y monóxido de carbono de la serie QCS desarrollado por el instituto se ha vuelto más completo y maduro, y su rendimiento integral siempre ha mantenido el nivel líder internacional.
3.6 Catalizador de cambio de baja temperatura
En los últimos años, solo se han introducido en China unos pocos catalizadores con una baja relación vapor-gas.
3.7 Catalizador de metanización
En la actualidad, la vida útil media de los catalizadores de metanización en plantas de amoníaco a gran escala es de 11,7 años, y la de las plantas de amoníaco de tamaño mediano es de 2,5 años. China ha desarrollado productos esféricos o en forma de barra.
3.8 Catalizador de síntesis de amoníaco
China ha establecido un sistema catalizador de metal caliente a base de hierro. En China existen hasta siete tipos de catalizadores que contienen cromo, pero no se utilizan para síntesis a baja presión, sino para reducir la temperatura de funcionamiento. En algunas plantas de amoníaco pequeñas y medianas se han utilizado catalizadores de metales calientes.
Los catalizadores de síntesis de amoníaco 0-1 y AllO-1-H producidos por la planta de catalizadores Sinopec Nanhua se han puesto en funcionamiento en la planta de fertilizantes Lutianhua desde 1998, generando importantes beneficios económicos y convirtiéndose en el catalizador más utilizado. en China. El producto catalizador de fertilizantes de mayor duración. Según datos de la Estación Nacional de Enlace Tecnológico de Uso de Catalizadores de Fertilizantes de Tamaño Grande y Mediano, 26 de las 29 grandes plantas de fertilizantes en todo el país han utilizado el catalizador de síntesis de amoníaco de la planta, y la vida útil de muchos de los catalizadores ha superado los 10 años. Después de probar los productos catalizadores de la planta, Casale y Topsoe concluyeron que era "uno de los mejores catalizadores del mundo".
4 Evaluación de los catalizadores de fertilizantes de China
Para aumentar la producción y reducir el consumo, algunas grandes plantas nacionales de fertilizantes están transformando parcialmente sus equipos originales y también se está utilizando el uso de los nuevos catalizadores correspondientes. cada vez más. Por ejemplo, la participación de mercado de los catalizadores de cambio de alta temperatura de hierro, cromo y cobre que ahorran energía y son adecuados para bajas proporciones de vapor-gas está aumentando año tras año. Los catalizadores de cambio de amplia temperatura tolerantes al azufre QCS-01 y QCS-04 están aumentando gradualmente; o reemplazar completamente el producto K8-11 de BASF. En comparación con productos anteriores, los catalizadores de baja variación B204-1, CB-5 y B205-1 reducen aún más el contenido físico de agua, lo que ahorra costos iniciales para los fabricantes. Los catalizadores de cambio de baja temperatura B206-1 y NB207 también tienen buenas aplicaciones en procesos de ahorro de energía. Al mismo tiempo, se ha mejorado el tamaño de apariencia de algunos catalizadores variables alto-bajo, de partículas grandes a partículas pequeñas, para satisfacer las necesidades del reactor que cambia de axial a axial y radial.
Actualmente, hay 29 plantas de amoníaco importado a gran escala en funcionamiento en China (con una producción anual de 300.000 toneladas de amoníaco y 520.000 toneladas de urea). Una encuesta muestra que en 2001, la tasa de localización de los grandes catalizadores de fertilizantes de mi país alcanzó el 93,97%. La variedad y calidad de los catalizadores nacionales pueden satisfacer los requisitos de las plantas de amoníaco con diferentes procesos.
Existen muchos tipos de catalizadores de fertilizantes en mi país, que se pueden utilizar en varias unidades de síntesis de amoníaco a gran escala con diferentes condiciones de proceso. Un número considerable de productos han sido evaluados por reconocidas ingenierías extranjeras, como BASF, Topsoe, Tecnimount, etc. Para A110-1, un catalizador de síntesis de amoníaco de 10-1 h, un catalizador de bajo cambio Z204, un catalizador de metanación J105, Z116558. La evaluación del catalizador de conversión de azufre orgánico T201 y del desulfurador de óxido de zinc T305 muestra que la calidad es comparable a la de productos extranjeros similares en la actualidad, especialmente el catalizador de síntesis de amoníaco y el catalizador de metanación, que se consideran respectivamente "las mejores variedades entre productos similares en el mercado". mundo actual." One" y "un producto totalmente fiable en términos de calidad y vida útil". Recientemente, el proyecto de transformación de Yuntianhua encomendó a Casali Company la evaluación del catalizador de baja variabilidad B206-1 de la fábrica de catalizadores de Nanhua Company y descubrió que su principal nivel de calidad es comparable a los excelentes productos similares internacionales actuales. Se puede ver que bastantes catalizadores de fertilizantes nacionales importantes han alcanzado un cierto nivel técnico.
Todavía hay cuatro problemas con los catalizadores de fertilizantes de mi país: ① La escala de producción es pequeña y dispersa, con una escala promedio de 12.000 t/a, y solo hay tres grandes fábricas con una escala de 10.000 t. /a; (2) Fabricantes Falta de capacidades de desarrollo tecnológico; (3) Algunos productos catalíticos tienen altas densidades de empaquetamiento. Las densidades de empaquetamiento de los catalizadores de hidroconversión, metanación, alta y baja variación son entre 18% y 34% más altas que las importadas. catalizadores, lo que resulta en un desperdicio de recursos y energía de producción de catalizadores y síntesis de amoníaco. El consumo unitario de la producción de catalizadores es alto ④ Dado que la composición y el proceso de las materias primas de síntesis de amoníaco son diferentes a los del extranjero, el consumo unitario de catalizadores de síntesis de amoníaco. es alto.
Después de entrar en el siglo XXI, los esfuerzos de la industria de catalizadores de amoníaco de mi país son los siguientes: ① Reestructuración y fusiones de la capacidad de producción (2) Mejorar aún más la calidad del producto, fortalecer los métodos de prueba y participar activamente en el mercado internacional; competencia (3) Combinar fábricas y escuelas, acelerar el proceso de desarrollo e industrialización de nuevos productos ④ De la imitación a la innovación ⑤ El desarrollo de productos y la ingeniería de reacciones están estrechamente integrados; ⑥ Aprender de la experiencia de los catalizadores en las industrias petroquímica y de refinación; acelerar el desarrollo de productos y crear las condiciones para mejorar el nivel general de la industria del amoníaco sintético.