鐵觸媒催化劑優(yōu)選鐵觸媒催化劑粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。鐵比值Fe2+/Fe3+,其大小影響催化劑還原后的若干性能，如還原的難易程度、還原后的機械強度和低溫活性等。渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；MgAl2O4的結(jié)構(gòu)將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在鐵觸媒催化劑的作用下合成氨。以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。晶體結(jié)構(gòu)類似于尖晶石（MgAl2O4）的結(jié)構(gòu)(90%以上是具有反尖晶石結(jié)構(gòu)、不均勻復(fù)雜體系的磁鐵礦)。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復(fù)，活化MDEA法CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣?；瘜W(xué)吸收法熱鉀堿法第一階段的反應(yīng)活化能為126kJ/mol～167kJ/mol，第二階段的反應(yīng)活化能為13kJ/mol。在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉(zhuǎn)化催化劑，粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。1.氨簡介合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。英文名：syntheticammonia。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收外，絕大部分是合成的氨。其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。

2.合成氨工藝流程原料氣制備凈化氨合成原料氣制備將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣；對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。FexNH+［H］吸→FexNH2低熱耗本菲爾法主催化劑為Fe3O4（Fe2O3和FeO），達(dá)90%以上，助催化劑有K2O,Al2O3等，還加入MgO、BaO及其它微量組份的多相催化劑。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。加入鐵催化劑后，反應(yīng)以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在鐵觸媒催化劑的作用下合成氨。晶體結(jié)構(gòu)類似于尖晶石（MgAl2O4）的結(jié)構(gòu)(90%以上是具有反尖晶石結(jié)構(gòu)、不均勻復(fù)雜體系的磁鐵礦)。在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。在無催化劑時，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335kJ/mol。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣。渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。目前，合成氨工業(yè)中普遍使用的主要是以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；2.2凈化一氧化碳變換過程在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。除去合成氣中的CO變換反應(yīng)如下：

CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。脫硫脫碳過程以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)

聚乙二醇二甲醚法(Selexol)脫碳粗原料氣經(jīng)CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。物理吸收法低溫甲醇洗法(Rectisol)

聚乙二醇二甲醚法(Selexol)

碳酸丙烯酯法化學(xué)吸收法熱鉀堿法低熱耗本菲爾法活化MDEA法氣體精制過程深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分?jǐn)?shù))一般應(yīng)小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。2.3氨合成將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在鐵觸媒催化劑的作用下合成氨。氨的合成是整個合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應(yīng)氫氮氣循環(huán)的流程。氨合成反應(yīng)式如下：

2.4鐵觸媒催化劑目前，合成氨工業(yè)中普遍使用的主要是以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。鐵觸媒在500℃左右時的活性最大，這也是合成氨反應(yīng)一般選擇在500℃左右進行的重要原因之一。主催化劑為Fe3O4（Fe2O3和FeO），達(dá)90%以上，助催化劑有K2O,Al2O3等，還加入MgO、BaO及其它微量組份的多相催化劑。平常的氧化鐵沒有催化的性能，使用前需將其還原為極大比表面的活性金屬鐵α-Fe。鐵比值Fe2+/Fe3+,其大小影響催化劑還原后的若干性能，如還原的難易程度、還原后的機械強度和低溫活性等。主要服從于合成塔的要求，操作壓力、溫度和內(nèi)件結(jié)構(gòu)，在催化劑制造階段調(diào)節(jié)，一般為～。晶體結(jié)構(gòu)類似于尖晶石（MgAl2O4）的結(jié)構(gòu)(90%以上是具有反尖晶石結(jié)構(gòu)、不均勻復(fù)雜體系的磁鐵礦)。MgAl2O4的結(jié)構(gòu)3.合成氨的催化機理

熱力學(xué)計算表明，低溫、高壓對合成氨反應(yīng)是有利的，但無催化劑時，反應(yīng)的活化能很高，反應(yīng)幾乎不發(fā)生。目前認(rèn)為，合成氨反應(yīng)的一種可能機理：

xFe+N2→FexNFexN+［H］吸→FexNHFexNH+［H］吸→FexNH2FexNH2＋［H］吸FexNH3xFe+NH3在無催化劑時，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應(yīng)以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應(yīng)活化能為126kJ/mol～167kJ/mol，第二階段的反應(yīng)活化能為13kJ/mol。由于反應(yīng)途徑的改變（生成不穩(wěn)定的中間化合物），降低了反應(yīng)的活化能，因而反應(yīng)速率加快了。4.鐵觸媒催化劑中毒一般認(rèn)為是由于催化劑表面的活性中心被雜質(zhì)占據(jù)而引起中毒。暫時性中毒：如O2