[發明專利]一種低壓氨合成工藝

有效

• 申請號: 201710325686.5
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107117628B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 江莉龍;林建新;倪軍;林炳裕;林科
• 申請（專利權）人: 福州大學化肥催化劑國家工程研究中心;福建三聚福大化肥催化劑國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C01C1/04
• 分類號: C01C1/04;B01J23/652
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 閆聰彥

1.一種低壓氨合成工藝，包括如下步驟：

1)對空氣進行深冷空分，得到氮氣和氧氣，所述氧氣與天然氣進行純氧自熱轉化，得到含CO和H₂的混合氣；

2)對所述混合氣進行電解水分離，得到氫氣；

3)將所述氫氣與氮氣按摩爾比為(1.5-2.5)：1混合形成合成氨原料氣，并將所述合成氨原料氣在裝填鐵基催化劑的第一氨合成塔中進行一級氨合成，所述合成氨原料氣的空速為4000-6000h^-1,所述一級氨合成的合成壓力為5-7MPa，所述一級氨合成的合成溫度為430-500℃；所述鐵基催化劑以質量比為(2-3)：(1-2):1的Fe₃O₄、FeO和K₂O為活性成分，以稀土元素氧化物和MgAl₂O₄為助劑，所述鐵基催化劑中活性成分的含量為2-5wt％，稀土元素氧化物含量為0.1-0.2wt％，MgAl₂O₄含量為0.1-0.2wt％；

4)從所述第一氨合成塔中出來的混合氣進入裝填釕基催化劑的第二氨合成塔中進行二級氨合成，所述混合氣的空速為5000-12000h^-1，所述二級氨合成的合成壓力為4-6MPa，所述二級氨合成的合成溫度為350-435℃；

所述釕基催化劑，包括如下重量份的組分：釕2-8份、氧化鎂2-8份、活性炭70-85份、氧化鈰3-10份、氧化鉬1-2份、氧化鎢1-2份。

2.根據權利要求1所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，步驟2)中，在所述電解水分離之前，還包括將所述含CO和H₂的混合氣通入廢熱鍋爐中回收熱量，并得到高壓蒸汽，將其用于對所述合成氨原料氣增壓的步驟。

3.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述第二氨合成塔的上半部分裝填所述釕基催化劑，下半部分裝填所述鐵基催化劑，所述合成氨原料氣從所述第一氨合成塔的下半部分進入其中。

4.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述第一氨合成塔的個數至少為一個；

所述第二氨合成塔的個數至少為一個。

5.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，還包括對從所述第二氨合成塔中出來的混合氣冷卻降溫并回收熱量、分離得到液氨和剩余氣，并將所述剩余氣和所述合成氨原料氣混合的步驟。

6.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述活性炭為氮摻雜的活性炭。

7.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述釕基催化劑，還包括如下重量份的組分：

氧化鋇 6-9份

氧化鉀 3-9份。

8.根據權利要求7所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述釕基催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將堿式碳酸鎂、活性炭、堿式碳酸鈰、氧化鉬、氧化鎢、碳酸鉀和碳酸鋇研磨混合，收集混合料，并對所述混合料進行成型，得到成型物；

(2)將所述成型物浸漬于釕化合物水溶液中，或者含尿素的釕化合物水溶液中，所述浸漬結束后，取出；

(3)將所述浸漬后的成型物于還原性氣氛下進行還原；

(4)將所述還原后的成型物于1600-2500℃下焙燒，得到所述釕基氨合成催化劑。

9.根據權利要求1或2所述的低壓氨合成工藝，其特征在于，所述稀土元素氧化物為CeO。