什么是无机化工催化剂?

什么是无机化工催化剂?

[拼音]：wuji huagong cuihuaji

[外文]：catalyst for inorganic chemical industry

催化剂工业中的一类重要产品，用于生产无机化工产品的化学加工过程，主要包括合成气和氢气的生产、气体的净化、氨合成和硫酸的生产等。这些过程所用的催化剂都有专门的企业进行生产和经营。

合成气和氢气生产用催化剂

世界上每年以亿吨计的天然气、石油和煤炭用于制造合成气，以便进一步用于生产合成氨、甲醇以及用于还原铁矿制成海绵铁等。天然气和石脑油通过蒸汽转化催化剂可制得合成气，煤和重质油经部分氧化法造气炉可制成水煤气。合成气或水煤气都以氢和一氧化碳为主要成分，根据需要可通过变换催化剂使其中的一氧化碳变换为氢。

蒸汽转化催化剂

以镍为活性组分，以耐高温的惰性氧化铝为载体而制成的催化剂。常制成环形颗粒，以减低通气阻力并增加颗粒的外表面积。在高温（ 780～1000°C）条件下于催化剂上所进行的化学反应有：

（1）

（2）

（3）

为适应不同原料的差异性以及不同 *** 作温度的差异性，催化剂生产经营的厂家能供应各种不同型号的蒸汽转化催化剂商品。

变换催化剂

用于使合成气或水煤气中含有的一氧化碳变换为氢。化学反应同（2）式，但反应温度远较蒸汽转化反应时为低（温度愈低，平衡常数愈大，有利于反应向右进行）。一般经高温(315～485°C)和低温(175～350°C)两次变换。高温变换催化剂为传统的铁铬系，即含有氧化铁－氧化铬。低温变换催化剂通用的为铜锌铝系，即含有氧化铜-氧化锌-氧化铝。合成气或水煤气中的一氧化碳含量在高温变换催化剂上由12％～46％降至1％～5％，经低温变换催化剂进一步降至0.1％～0.5％。近年来，又发展了钼系耐硫变换催化剂， *** 作温度可在200～450°C。

气体净化催化剂

用量最大的是合成氨工业，主要用来脱除合成氨原料气中的少量硫和一氧化碳。常用的气体净化催化剂有下列两种。

加氢脱硫催化剂

主要成分为钴-钼／氧化铝，用于脱除天然气或石脑油中含有的有机硫。它能使有机硫加氢而转化为无机硫。反应在300～450°C进行，生成的硫化氢可进一步用氧化锌脱硫剂脱除，经净化后的气体含硫低于0.1ppm以下。

甲烷化催化剂

一种专用的镍／氧化铝催化剂，为条状或球状颗粒。合成气或氢气中含有少量(0.5％以下)的一氧化碳和二氧化碳，通过甲烷化催化剂在260~450°C下，按上式（3）进行反应，成为惰性的甲烷，净化后一氧化碳和二氧化碳残留浓度可降到5ppm以下。

氨合成催化剂

含有多种助催化剂的坚牢的颗粒状铁催化剂，用于加速氮和氢合成为氨的反应。将精选磁铁矿和作为助催化剂的氧化铝、氧化钾和氧化钙等在电炉内熔融，熔块破碎成不规则的颗粒，即得催化剂产品。使用时装在合成塔内用含氢气体还原成为活性铁后转入正常动转。日产千吨氨的大型氨厂氨合成催化剂装用量为35或68m3（98或190t），装用量与合成塔 *** 作压力等级有关，前者为28MPa级，后者为13MPa级，使用寿命3～5年。在中小型厂的寿命为1～3年，多数情况是因修理设备而损害了催化剂。

硫酸生产用钒催化剂

钒催化剂于1913年在德国巴登苯胺纯碱公司首次使用，30年代起全部代替了铂催化剂用于硫酸生产。钒催化剂的作用是加速二氧化硫氧化成三氧化硫的反应速度。钒催化剂商品一般为直径 5mm圆柱形颗粒，其氧化钒、氧化钾载在多孔性硅藻土载体上。在反应条件下，钒催化剂有效成分熔融分布在载体微孔内表面上，形成一定厚度的液态薄膜。熔盐混合物是由多种钒氧化物溶解在碱金属的多种焦硫酸盐中所构成。钒催化剂正常使用寿命 5～10年或更长。催化剂在生产装置上的装用量，按日产吨酸规模计一般为 180～300l，这与气体组成、设计条件以及尾气要求有关。