我国首套自主开发“铁钌接力催化”氨合成技术通过科技成果鉴定

我国首套自主开发“铁钌接力催化”氨合成技术通过科技成果鉴定

作者/来源：亚化煤化工   日期： 2020-06-01   点击率：90

2020年5月31日，中国石油和化学工业联合会在北京组织召开了“安全高效低能耗‘铁钌接力催化’氨合成成套技术开发及工业应用”科技成果鉴定会。鉴定委员会认为：该成果总体达到国际先进水平，其中高性能钌基氨合成催化剂制备技术及以煤为原料的“铁钌接力催化”氨合成工艺处于国际领先水平，一致同意通过鉴定。

该技术由福州大学、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院和北京三聚环保新材料股份有限公司等单位共同研发，针对高温高压氨合成合成氨生产能耗高的难题进行联合技术攻关，研制高性能钌基氨合成催化剂及铁钌接力催化氨合成生产工艺，具有很强的科技创新性和市场竞争力。

福州大学化肥催化剂国家工程研究中心、科技部“化肥催化”重点领域创新团队负责人介绍，这项技术历经两代科研人20余年技术攻关，开发了“梯级耐硫变换制氢”和“铁串钌”氨合成技术，集成出世界首创以煤为原料的低压“梯级变换制氢-铁串钌氨合成”合成氨成套技术。

三聚环保与福州大学等单位通过产学研深度融合，于2017年5月在江苏禾友化工有限公司投资建立世界首套以煤为原料的万吨级“铁钌接力催化”氨合成工业装置。在此基础上，三聚环保、福州大学、禾友化工共同合作，对禾友化工原有铁基氨合成系统进行彻底改造，改造后的首套铁钌接力催化氨合成装置于2019年7月一次性开车成功，至今已累计稳定运行6000小时以上。

中国科学院过程工程研究所研究员杨超宣读了“铁钌接力催化”氨合成工业装置72小时现场考核标定报告。标定结果显示，“铁钌接力催化”氨合成工业装置各项运行指标均优于原有装置水平，反应压力降至12.7MPa，氨净值达14.5vol%，吨氨原料标准煤耗1084kgce、吨氨电耗1204kW·h、吨氨副产蒸汽达992kg，节能降耗增效显著。

吨氨综合能耗显著降低

我国首套“铁钌接力催化”氨合成工业装置工业运行安全稳定高效，氨合成压力和催化剂床层热点温度大幅度降低。在低温、低压、低氢氮比和高惰性气体含量条件下，氨净值提高到14.5vol%，比传统铁基氨合成技术在高温高压条件下的氨净值还提高35%以上。

据保守估算，新建工业“铁钌接力”氨合成系统比禾友化工原有的传统铁基氨合成氨系统吨氨综合能耗降低220元以上。“铁钌接力催化”氨合成技术运行情况和现行国内外传统铁基合成氨技术相比，本质安全性显著提高，吨氨综合能耗显著降低，经济和社会效益显著提高。

钌基氨合成催化剂的低压等压氨合成反应器成套系统已列入工业和信息化部2019年底发布的《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2019年版）》。



加速我国合成氨工业升级换代


合成氨工业是化工行业的能耗大户，能源费用是其生产成本中的重要组成部分。合成氨工业迫切需要节能减排和化解过剩产能。据估计，世界能源消耗中约3%用于合成氨。节能降耗成为合成氨技术发展的主要趋势之一。


目前，我国氨年产量高达5600万吨，仍然采用传统铁基催化剂高温高压反应工艺及设备。“铁钌接力催化”氨合成技术打破了国外公司在钌系催化剂工业化应用上长期的技术垄断，通过采用新一代钌基氨合成催化剂，以“铁钌接力催化”的技术大幅降低了氨合成过程中的压力和温度及提高反应效率等，从而有效降低能耗和物耗。以20万t /a 合成氨装置为例，初步估算，该成套技术每年将为企业节省能耗支出3000多万元。

“铁钌接力催化”氨合成技术为行业实现节能降耗提供了全新的技术路线。同时，氨又是氢能源的高效载体（1升液氨相当于2.2升700MPa下的氢气，还相当于1200升常压下的氢气），能贯通传统化工产业和氢能源产业，将有力支撑我国合成氨产业节能减耗、效率提升，为实现国家能源结构的多元化发展、保障国家粮食安全和能源安全作出重要贡献。

鉴定会由中国石油和化学工业联合会科技成果处处长姜砚茹主持。鉴定委员会由中国石油化工科学研究院舒兴田院士担任主任委员，中国工程院秘书长陈建峰院士、中国石油大学(北京)徐春明院士担任副主任委员。中国氮肥工业协会会长顾宗勤教授级高工、中国化工学会秘书长华炜教授级高工、中国寰球工程有限公司副总经理张来勇教授级高工、太原理工大学党委副书记李晋平教授、中国科学院过程工程研究所副所长杨超研究员、湖南大学科研院院长尹双凤教授担任鉴定委员会委员。福州大学石油化工学院院长、化肥催化剂国家工程研究中心主任江莉龙研究员和三聚环保总裁助理吴永涛分别就技术研发历程及其技术总结，以及工业应用情况进行了汇报，并接受和回答了专家们的现场质询提问。石化联合会副秘书长胡迁林教授级高工，三聚环保总裁李林、副董事长林科，福州大学石油化工学院党委书记施卫华副研究员，中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院成果处处长王建明教授级高工，江苏禾友化工董事长王洁，南京聚拓化工总经理王雪林等出x i会议。

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