1、 PDF外文：http:/ 中文 2840 字 二 一 年 四 月 题 目 : A c t i v a t i o n o f t h e p r e r e d u c e d a m m o n i a i r o n c a t a l y s t 学生姓名 ： 学 院 ： 化工学院 &
2、nbsp;系 别： 化 学 工 程 系 专 业： 化 学 工 程 与 工 艺 班 级： 1 出处 : Catalysis Communications 9 (2008) 2099 2102 合成 氨铁 系 催化剂 的活性 再生 Krzysztof Lubkowski *, Barbara Grzmil, Walerian Arabczyk Szczecin University of Technology, Institute of Chemical and Envi
3、ronment Engineering, Puaskiego 10, 70-322, Szczecin Poland 文章 历史： 2007年 9月 7日收到 2008年 3月 26日 修正 2008年 3月 31日接受 2008年 4月 15日 上传至网上 摘要 工业的减少 ， 使人们开始利用 反应热 对 合成 氨铁 系 催化剂 再生 进行 研究。一级动力学方程 已经应用在催化剂 钝化 层的减少上。经调查发现 这一减少率是 与铁的氧化程度 成反比 的 ， 而且 表观活化能 减少 60千焦 /摩尔。 关键词 ：
4、 合成 氨铁 系 催化剂； 钝化层；还原动力学 1.介绍 合成氨 铁 系 催化剂的活性形式 表现在 它 有 相当大的比表面积。 通过减少一个 先导的 磁铁矿与氢 共同 获得 此 结构。 在工业条件下，活化过程中使氨合成反应器中流动的氮气和氢气混合（氮气 ： 氢气 =1:3） 1。 这个过程 移走 反应放出的热量 ， 它 使催化剂床层温度迅速增加达到 640-680 K， 此后温度缓慢上升至 750-800 K2, 3。 一般减少 先导磁铁矿 能 占用七天 的时间 4。 因此，从氨生产的角度来看，这是一个非常时间和能源消耗过程 。为了缩短催化剂的活化时间， 所谓的 催化剂
5、 的再生 则 被应用。 在一个特殊的 再生 厂削减先导磁铁矿且 达到稳定 ，在这个过程中一薄氧化层钝化后形成 再生 催化剂，从而被 催化剂生产商获得 。 合成氨的铁 系 催化剂以氧化 态 形式存在，其特性现已有研究 57。 随着催化剂的 2 还原 和 动力学模型 的描述 8, 9， 制定了纯铁氧化物 的还原 10, 11, 并且 现 已有成功应用。 但是， 预还原 铁催化剂的 结构与性能氨 的研究还较少 。 在铁钝化后， 使用 TPR、TPR和 XRD的方法 预计铁的氧化程度，同时研究了温度对铁钝化的影响。 并发现，钝化温度的 的高低 强烈影响后续催化剂的
6、还原。 但是， 从动力学看催化剂钝化 层 的还原还未曾研究过。而 ，我们 顺利解决了 这个项目。 2.实验 工 业 上 ， 合成 氨 系 铁催化剂 再生 (Haldor Topse KMIR)用于这项 研究。催化剂 中铁 的 含量， 用 manganometric法测定， 达 84。该催化剂的其 它组分 ， 用 ICP-AES法（ JY 238 Ultrace发射光谱仪） 测定，结果 如下：钾 -0.64（ wt%）、 氧化铝 - 3.3（ wt%）、钙 -2.8（ wt%）、 二氧化硅 -0.66（ wt%） 。此外， 在催化剂中有
7、大约 1 wt的其他金属氧化物 （镁，镍，铬，钛，钒） ， 是 生产的磁铁矿矿石 过程中 的污染 物 。催化剂的其它部分 （ 7.4 wt )是 Fe2O3(磁赤铁矿 )。 使热弹簧天平臂 垂直， 玻璃管反应器安装 一个电阻炉。该催化剂样品（ 1克） 放在一个用 铂丝 线悬挂的单层平台上，将其 固定在弹簧热天平手臂 上 。该仪器设计与样品的 设计 可以 区分 热天平 与 活塞流反应器 的细小差别 14. 催化剂在 纯度为 99.999%的 氢中随着温度以 15 /min的速度 和 流速以 10 Ndm3h-1g-1的速度增 加 进行 还原 ， 直到 温度达 500 。
8、在 100 的环境下，以 纯度为99.996%的 氮吹扫还原催化剂样品，并用氮氧混合物使其钝化，（氧的分压为 0.00130.015bar）。以 Fe氧化催化剂， 即 以 特定的 比 率 m增加，在固定的时间内使 氧的 含量达到最大 mmax，相应的将铁全部 转化为 Fe2O3(磁赤铁矿 )。在 温度在 350 500 的范围内 、氢的流速为 50 N dm3/hgcat下，反应物 等温递减 使 钝化催化剂 。 为了选择并采用恰当的还原物动力学模型，在基础实验设施具备条件下，需要分析 扩散 影响的结果。 要得知 外部 扩散 对催化剂的影响 ，不同剂量的催化剂在恒温条件下（ 500 ）放入不同流速的 氢 ，其中不同比率的物质及不同流速的 氢 通过不断实验获得。 内部 扩散 影响在实验的基础上获得， 实验中的催化剂的 粒度 （从 1.0mm 4.0mm）在 500 的条件下递减。
