合成氨催化剂的研究进展.pdf

第8卷第2期浙江工贸职业技术学院学报、，0l|8N0．2
2008年6月JOURNALOFZHEJIANGINDUSTRY&TRADEVOCAT10NALC0LLEGEJun．2008

合成氨催化剂的研究进展

王立奎

(黑龙江黑化集团有限公司黑龙江齐齐哈尔161000)

摘要：综述了合成氨工业催化剂kKFe0基到Fel—xO体系和钌催化剂的发展，表明Fel—xO催化剂体系的
发明，使氨合成催化剂的活性有了长足的进步，而钌催化剂有望突破近一个世纪的铁催化剂的历史。结合氨合
成的发展现状，提出合成氨催化剂的发展建议。
关键词：合成氨；Fe0基催化剂；Fel—xO催化剂；钌催化剂；发展
中图分类号：TQl13．2文献标识码：A文章编号：1672—0105(2008)02—0045—04

AResearchontheCatalystsforAmmoniaSynthesis

WangLikui

(HeihuaGoupLtd．QiqihaerHeilongjiang161000)

Abstract：ThedevelopmentofthecatalystsforammoniasynthesisfromFe304，Fe1．xO，andRu—basedcatalyst，

moreovertheinventionofFe1．x0一basedandRu—basedcatalysthasmadetheactivityofthecat~ystimproveSOmuch

andRu—basedcat~ystmayhastheopportunitytobreakthroughthehistoryofFecatalystindeed．Alongwiththe

actualityforammoniasynthesiswegivesomesuggestionsforthedevelopmentofthisfiledinthefuture．

Keywords：Ammoniasynthesis；Fe304一basedcatalyst；Fe1．xO—catalyst；Ru—basedcatalyst；Development

引言
合成氨工业是化学工业的支柱产业，在国民经济中占有非常重要的地位。它的产量直接影响着诸如
化肥、染料、医药等其他化学工业的发展与稳定。合成氨工业是大吨位、高能耗和低效益的产业。衡量
合成氨工业技术水平的标准不是产品氨的产量，而是其能耗的高低。而合成氨催化剂是影响合成氨工业
产率和效率的最重要的因素，90多年来，世界各国从未停止过合成氨催化剂的研究与开发⋯。目前，工业
催化剂的催化效率在高温下已达90％以上，接近平衡氨浓度，开发低温高活性的新型催化剂，降低反应温
度，提高氨的平衡转化率和单程转化率或实现低压合成氨，将极大地推动了合成氨工业的发展，并且也对
多相催化剂理论及其他催化剂的发展起到了很大的推进作用。
1Fe。O基传统熔铁催化剂
氨合成催化剂是合成氨工业的核心。1913年，由德国MittaschA等研究的含双促进剂的第一种FeO
基氨合成催化剂实现商业化生产。人们对此进行了极其广泛和深入的研究。通常认为以FeO为母体的

收稿日期：2008—04—26
作者简介：王立奎(1972一)，男，硕士，黑龙江黑化集团有限公司。研究方向：化工工艺。

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浙江工贸职业技术学院学报

催化剂具有的活性最高，火山形活性曲线便成为沿袭了几十年的经典结论。迄今为止世界上所有工业氨
合成铁催化剂，无一例外，其主要化学组成都是FeO。1979年英国ICI公司率先添加氧化钴，研制成
功Fe—co催化剂，使活性有一定提高，并成功应用于ICl—AMV工艺。此后，不少学者曾添加稀土氧
化物来改善催化剂的性能，但其活性均未能超过Fe—co催化剂。试图通过助催化剂来提高传统熔铁催
化剂的活性已经变得十分困难。。
2FoO基氨合成催化剂
1986年，浙江工业大学首创以维氏体(Fel—xO)为前驱体的熔铁催化剂。1992年，世界上第一种
Fel—xO基催化剂面世，开创了Fel—xO基催化剂研究使用的新领域。Fel—xO基A301型低温低压氨
合成催化剂，其性能超过国外同类催化剂水平，并在工业上得到应用。1998年研制成功ZA25型催化剂，
使低温活性进一步提高，为低压合成氨奠定了技术基础。这是我国拥有自主知识产权的原创性高技术成
果。获中国、美国、英国、德国和丹麦等五个国家的发明专利权。多年来，Fel—xO基催化剂已在数百
家中、小型合成氨厂大规模应用，并取得了显著的经济效益。浙江工业大学催化研究所林杰、胡樟能等对
FeO基氨合成催化剂的机械性能进行了研究，得到：(1)催化剂母体的机械强度随着铁比值的增大而增强，
氧化态