FeO基氨合成催化剂的机械性能研究

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1、FeO基氨合成催化剂的机械性能研究业氨的合成要在高温、高压和催化剂下才能实现。具有高的低温低压活性、优良的耐热和抗毒性能、优异的机械性能的氨介成催化剂是实现稳定高产、节能降耗、捉高氨合成生产水平的关键oFeO基氨合成催化剂是新一代高性能催化剂，在各介成氨厂得到了广泛地应用并取得了艮好的经济效益和社会效益。对FeO基的氧化态A301型低温低压氮介成催化剂和传统FeQ基A110-2型催化剂的机械性能进行了比较研究。1实验部分采用电阻炉熔融法制备FeO基氨合成催化剂，制备方法见文献。不同粒度的工业FeO基A301型催化剂由浙江工业大学催化剂厂

2、提供，I；eQ4基A110-2型催化剂由浙江上虞催化剂冇限责任公司捉供。催化剂的F『7F/按HG1-1430-81《氨合成催化剂化学分析方法》进行。催化剂的物相结构采用ThcrmoARL-X射线衍射仪测定。样品的机械强度采川大连智能试验厂制造的DGM多功能磨耗仪测定。取100g的样品以一定转速磨耗若干时间，经0.85nunX0.85mm标准筛振动过筛，得到磨耗率。山于催化剂颗粒材料的特殊性，不同颗粒的力学性能数据Z间呈现出一定的随机性，为此需进行大量的重复实验。木实验取6〜8份新鲜样品测定其磨耗率，取其平均值作为该样品的磨耗率。2结果与

3、讨论2.1不同铁比值对催化剂母体强度的影响铁的氧化物通常冇FeO、Fe：O、FeO三和「，在熔融法用还原剂制备氨介成催化剂中，新得到的母体相组成只能是FeQ、FeO或两者共存相，这味种物相组成的百分比取决于还原剂的用屋及制备条件，不同量的还原剂产生不同的铁比值，各铁比值相应于不同的母体相纽成，不同的母体相貝有不同的机械强度。铁比值对催化剂母体强度影响见表1。AIF/・/FP•对催化则毋体担度的影响TableIInCJucnccMFM*/Fp'onmechimiailUren^hoftbcanalystprecursor样品号2屁・主Ml

4、次利FetzO中X的值磨耗率/%0.52卜g3.82<166FeO4.001.35FtO卜3.602.15Fd)Fg3,533,57FeO00993.255.S40.0682.737.U0.0582.678,530.0502.6811.45Fc0.0392.32MI01340Fe0.0341.89r-min―斛陀时何JOmm♦能用J-4rrm由表1可见,在相同的磨耗条件下,催化剂母体强度随F//F/的增大而增强,FeW愈高,磨耗率愈小。研究发现，当F//F/23.33，催化剂母体中铁氧化物已经完全形成铁阳离子缺位的非整比的维氏体（Fe「

5、0）相,而当Fe27FeM.52时,则形成传统FeQ基催化剂母体相。物相分析也证实,样品Ml形成单一FeQ相，测得磨耗率为3.82%；样品M6、M7、M8正好形成单一FeO相,磨耗率为2.7%左右，与样品Ml比较磨耗率下降了1.1%左右。对于非单一物相的M3、M4和M9、M10样品，其磨耗率没有异常,仍然符合铁比值越人、磨耗率越小的规律，只是M9.M10*T有金屈铁和出现，而导致其磨耗率明显降低,M9的濟耗率比M8下降了0.36%。从表1总的趋势不难发现氧化态FeO基催化剂母体具有相当的机械强度,明显优于FeQ基催化剂的母体。2.2不同

6、条件对FeO基催化剂强度的影响FoO基A301型氨合成催化剂在活性、耐热和抗毒件方面都显示了优良性能。在机械强度上，与经受工业生产长期考验的A110-2催化剂进行比较研究，充分说明其可靠性和真实性。研究不同条件对催化剂机械性能彫响，为FeO基氨合成催化剂更加广泛的工业应用提供依据。2.2.1粒度表2为粒度对A301.A110-2催化剂携耗率的影响。表2粒度对A301和A1KK2僵化剂購耗率的影响Table2InHucoceofpartklesizeonKirttlonlossofA501andAl10-2calalyst粒径/mm201

7、昂耗率街A301癖耗率by%八1】0・2牌椅宰呻/%八1162盾耗率142.20.320.380.230.262.2-3.30.300.360.310.743.3-4.70.540.350.580.B04.7-6.70.290.360.600.89»i心■相铁件亲速40厂ruin'拆桎时何30minib)・bj:Hit60r・niZ.純时貝30min从农2可以看出，四种粒度的A110-2的擁耗率在两种条件下都大TA301的擁耗率，即A301的强度好于A110-2o这与意大利科学家PcrniconcN的研究结果是一致的，都说明氧化态FcO

8、基催化剂的强度要优于FeQ基催化剂。另外颗粒大小对A301的磨耗率影响很小，而对A110-2有一定的影响，粒度越大，则購耗率越大。2.2.2磨耗时间图1为在相同质量、样品粒径2.2〜3.3mm、转速60r・