FR2572955A1 - Block of catalyst in the form of grains, containing iron oxides, of reinforced activity, for the synthesis of ammonia, and process for the preparation of the said block of catalyst. - Google Patents
Block of catalyst in the form of grains, containing iron oxides, of reinforced activity, for the synthesis of ammonia, and process for the preparation of the said block of catalyst. Download PDFInfo
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à la production des catalyseurs et a notamment pour objet un bloc de catalyseur pour la synthèse de l'ammoniac et un procédé de préparation dudit bloc. L'invention trouve des applications dans la production de l'ammoniac. The invention relates to the production of catalysts and in particular relates to a catalyst block for the synthesis of ammonia and a process for the preparation of said block. The invention finds applications in the production of ammonia.
On connait des catalyseurs en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac, en grains de dimensions variées, de forme irrégulière ou de forme arrondie, dont les procédés de préparation consistent à faire fondre la magnétite avec des promoteurs (oxydes ou sels de potassium, d'aluminium, de calcium, de silicium, de magnésium, de cobalt, d'osmium, de rhénium, etc.) et ensuite à broyer ou granuler l'alliage catalytique (cf. "Catalyseurs pour les procédés de production de l'hydrogène et de synthèse de l'ammoniac. Livre de référence- manuel", sous la direction de I.I. Abramson, Ed. TSNIITENeftekhim, Moscou, 1972, pp. 175-195; "Synthèse de l'ammoniac" L.D. Kouznetsov, L.M. Dmitrenko, P.D. Rabina, Yu.A. Grain catalysts, with iron oxides, with enhanced activity, are known for the synthesis of ammonia, in grains of various sizes, of irregular shape or of rounded shape, the preparation processes of which consist of melting the magnetite with promoters (oxides or salts of potassium, aluminum, calcium, silicon, magnesium, cobalt, osmium, rhenium, etc.) and then to grind or granulate the catalytic alloy (cf. "Catalysts for the processes of production of hydrogen and synthesis of ammonia. Reference book - manual ", under the direction of II Abramson, Ed. TSNIITENeftekhim, Moscow, 1972, pp. 175-195;" Synthesis of the ammonia "LD Kouznetsov, LM Dmitrenko, PD Rabina, Yu.A.
Sokolinski, Moscou. Ed "Khimiya", 1982, pp. 85-125).Sokolinski, Moscow. Ed "Khimiya", 1982, pp. 85-125).
Les catalyseurs en grains sont sujets à un retrait considérable et à une attrition marquée en cours d'exploitation dans les réacteurs de synthèse de l'ammoniac, ce qui conduit à une distribution irrégulière de l'écoulement gazeux dans lesdits réacteurs ainsi qu'à sa pollution par les poussières et influe défavorablement sur le rendement du réacteur et sur la qualité du produit fini (l'ammoniac liquide et par conséquent les engrais ammoniacaux).The grain catalysts are subject to considerable shrinkage and marked attrition during operation in ammonia synthesis reactors, which leads to an irregular distribution of the gas flow in said reactors as well as to its dust pollution and adversely affects the performance of the reactor and the quality of the finished product (liquid ammonia and therefore ammonia fertilizers).
On connaît un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, qui se compose d'un catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac, et d'un aluminate de métal alcalin (cf. certificat d'auteur URSS NO 413 707). Ledit bloc de catalyseur est préparé par mélange dudit catalyseur en grainS avec une solution aqueuse d'aluminate de métal alcalin d'une masse volumique de 1,49-1,6 g/cm3, par moulage de la masse catalytique obtenue et par son traitement thermique à une température de 400 à 8000C en deux stades (cf. certificat d'auteur URSS NO 413 707). A block of grains catalyst, with iron oxides, with enhanced activity is known, which consists of a grain catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia, and an aluminate. of alkali metal (see USSR author's certificate NO 413 707). Said catalyst block is prepared by mixing said grain catalyst with an aqueous solution of alkali metal aluminate with a density of 1.49-1.6 g / cm 3, by molding of the catalytic mass obtained and by its treatment thermal at a temperature of 400 to 8000C in two stages (cf. USSR author's certificate NO 413 707).
Pour conférer au bloc de catalysateur une plus haute résistance mécanique, pour élever son activité catalytique et abaisser la perte de charge hydraulique au cours de sa traversée par l'écoulement gazeux au stade du moulage de la masse catalytique obtenue, on y introduit des éléments d'armature de renforcement. To give the catalyst block a higher mechanical strength, to increase its catalytic activity and lower the hydraulic pressure drop during its passage by the gas flow at the stage of molding of the catalytic mass obtained, elements of it are introduced therein. reinforcement.
des tiges ou des tôles perforées, en acier inoxydable, en cuivre ou en aluminium, à raison de 0,5 à 2,08 en masse (cf. certificat d'auteur URSS nO 505 435). rods or perforated sheets, made of stainless steel, copper or aluminum, at a rate of 0.5 to 2.08 by mass (see USSR author's certificate No. 505,435).
Les blocs de catalyseur ne sont pas sujets à l'usure par attrition et au retrait au cours de leur exploitation et peuvent êtreiutilisés en tant qu'élément structural porteur du réacteur de synthèse de l'ammoniac. The catalyst blocks are not subject to attrition wear and shrinkage during operation and can be used as a structural structural member of the ammonia synthesis reactor.
Un inconvénient desdits blocs de catalyseur et de leurs procédés de préparation est que lesdits blocs ont une haute hygroscopicité, c'est-à-dire une forte capacité d'absorption de l'humidité 10 à 15* en masse), présentent une forte perte de charge (0,1 à 0,15 MPa) vis-à-vis des écoulements gazeux, ainsi qu'une basse résistance mécanique à la compression (1 à 1,5 MPa), qui diminue dans une grande mesure (de six fois) après la réduction du catalyseur qu s'accompagne d'un dégagement des vapeurs d'eau. A drawback of said catalyst blocks and their preparation methods is that said blocks have a high hygroscopicity, that is to say a high capacity for absorbing moisture (10 to 15% by mass), have a high loss. load (0.1 to 0.15 MPa) against gas flows, as well as a low mechanical resistance to compression (1 to 1.5 MPa), which decreases to a great extent (by six times ) after the reduction of the catalyst which is accompanied by the release of water vapors.
En outre, le bloc de catalyseur qui ne contient pas d'éléments d'armature a une activité inférieure à celle du catalyseur en grains, étant donné le colmatage de la surface des grains de catalyseur par l'aluminate de métal alcalin (c'est ainsi qu'à la température de 4000C, sous la pression de 29, 4 MPa et à une vitesse volumique horaire (WH) de 30 000 h le rendement en ammoniac pour un bloc de catalyseur est de 15,38 en volume, alors que pour le catalyseur en grains1 aux oxydes de fer, à activité renforcée, il est de 16,8%). In addition, the catalyst block which does not contain reinforcing elements has a lower activity than that of the grain catalyst, given the clogging of the surface of the catalyst grains by the alkali metal aluminate (this is as well as at the temperature of 4000C, under the pressure of 29.4 MPa and at an hourly volume speed (WH) of 30,000 h the ammonia yield for a block of catalyst is 15.38 by volume, whereas for the catalyst in grains1 with iron oxides, with enhanced activity, it is 16.8%).
Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients précités. The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks.
On s'est donc proposé de choisir pour la fabrication du bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée pour la synthèse de l'ammoniac, une composition et des conditions technologiques de fabrication permettant d'obtenir un bloc de basse hygroscopicité, se caractérisant par une faible perte de charge, manifestantune haute résistance à la compression et une forte activité catalytique égale à l'activité catalytique du en grains de départ utilisé pour la fabrication du bloc. It was therefore proposed to choose for the manufacture of the block of catalysts in grains, with iron oxides, with enhanced activity for the synthesis of ammonia, a composition and technological conditions of manufacture making it possible to obtain a block of low hygroscopicity, characterized by a low pressure drop, manifesting a high resistance to compression and a strong catalytic activity equal to the catalytic activity of the starting grains used for the manufacture of the block.
La solution consiste en un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac, comprenant un catalyseur en grains, aux oxydes de fer, a activité renforcéeRun aluminate de métal alcalin et des éléments d'armature, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le bloc de catalyseur contient au moins l'une des charges suivantes: poussière de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, activé , de dimensions granulométriques de 0,01 à 0,5/Um, un minéral argileux, un produit de traitement thermique d'un minéral argileux, les proportions de ces constituants étant les suivantes (% en masse):
catalyseur en grains, aux oxydes de fer,
à activité renforcée 87,0-96,4
aluminate de métal alcalin 3,0- 6,0
charge 0,1- 6,0
éléments d'armature 0,5- 1,0.The solution consists of a block of grain catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia, comprising a grain catalyst, with iron oxides, with enhanced activity. An alkali metal aluminate and elements of reinforcement, characterized, according to the invention, in that the catalyst block contains at least one of the following fillers: dust of catalyst in grains, with iron oxides, activated, of particle size from 0.01 to 0, 5 / Um, a clay mineral, a product for heat treatment of a clay mineral, the proportions of these constituents being as follows (% by mass):
catalyst in grains, with iron oxides,
with increased activity 87.0-96.4
alkali metal aluminate 3.0- 6.0
load 0.1- 6.0
reinforcing elements 0.5-1.0.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'Un mode non limitatif de réalisation de l'invention. The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear on reading the following description of a non-limiting embodiment of the invention.
On prépare le bloc de catalyseur en- grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac, par mélange dudit catalyseur en grains avec une solution aqueuse d'aluminate de métal alcalin d'une masse volumique de 1,49 à 1,6 gïcm3, par moulage de la masse catalytique obtenue avec introduction dans celle-ci d'éléments d'armature, et par traitement thermique de la masse catalytique ainsi formée, caractérisé, suivant l'invention, en ce que lors de ladite opération de mélange, on admet au moins l'une des charges, telle que la poussière de catalyseur en grains précité, de dimensions granulométriques de 0,01 à 0,5m, un minéral argileux, un produit de traitement thermique d'un minéral argileux, et on introduit ces constituants dans les proportions suivantes (% en masse): :
catalyseur en grains, aux oxydes de fer,
à activité renforcée 87,0-96,4
solution aqueuse d'aluminate de métal
alcalin d'une masse volumique
de 1,49 à 1,6 g/cm3 calculé en sub
stance sèche) 3,0- 6,0
charge 0,1 à 6,0
éléments d'armature 0,5 à 1,0 et on effectue le traitement thermique de la masse catalytique moulée à une température de 300 à 600 C. The block of grain catalysts, with iron oxides, with enhanced activity, is prepared for the synthesis of ammonia, by mixing said catalyst in grains with an aqueous solution of alkali metal aluminate with a density of 1. , 49 to 1.6 cm 3, by molding of the catalytic mass obtained with introduction into it of reinforcing elements, and by heat treatment of the catalytic mass thus formed, characterized, according to the invention, in that during of said mixing operation, at least one of the fillers, such as the above-mentioned grain catalyst dust, of particle size from 0.01 to 0.5 m, a clay mineral, a heat treatment product of a clay mineral, and these constituents are introduced in the following proportions (% by mass):
catalyst in grains, with iron oxides,
with increased activity 87.0-96.4
aqueous metal aluminate solution
alkaline density
from 1.49 to 1.6 g / cm3 calculated in sub
dry stance) 3.0- 6.0
load 0.1 to 6.0
reinforcing elements 0.5 to 1.0 and the molded catalytic mass is heat treated at a temperature of 300 to 600 C.
Le bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac présente une faible hygroscopicité,donne lieu à une faible perte de charge hydraulique, présente une forte résistance mécanique à la compression et une activité catalytique égale à l'activité catalytique du catalyseur en grains de départ utilise pour la fabrication du bloc.Les avantages énumérés du bloc de catalyseur obtenu sont confirmés par les caractéristiques techniques suivantes
Dimensions géométriques, m
diamètre extérieur 0,5 à 3,0
diamètre intérieur 0,2 à 1,0
hauteur 0,5 à 3,0
et davantage
Masse, t 0,25-52,0
et davantage
Résistance mécanique minimale à la compres
sion, MPa 5,0
Hygroscopicité maximale, %
en masse 0,5
Perte de charge hydraulique maximale(pour
un débit d'air de 0,69 m3/s)1Mpa 0,07
Activité catalytique du bloc prépa
ré à base du catalyseur en grains, aux
oxydes de fer, à activité renforcée, de
composition suivante (% en masse)::
FeO,32-38, Fe203-52-61,6, K20-0,7-1,0, Al203-3,0-4,0, Ca0-2,0-3,0, SiO2-0,7-2,2
à grains de 1 à 3 mm, sous la pression
P = 29,4 MPa, à la vitesse
volumique horaire (VVH) W = 30 000 h 1 et
aux températures suivantes, OC: Rendement
minimal en ammo
niac, % en
volume
550 15,0
500 19,5
475 20,0
450 19,7 400 16,5. The block of granular catalysts, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia has a low hygroscopicity, gives rise to a low loss of hydraulic head, has a high mechanical resistance to compression and a catalytic activity. equal to the catalytic activity of the starting grain catalyst used for the manufacture of the block. The listed advantages of the catalyst block obtained are confirmed by the following technical characteristics
Geometric dimensions, m
outside diameter 0.5 to 3.0
internal diameter 0.2 to 1.0
height 0.5 to 3.0
and more
Mass, t 0.25-52.0
and more
Minimum mechanical resistance to compression
sion, MPa 5.0
Maximum hygroscopicity,%
in mass 0.5
Maximum hydraulic head loss (for
an air flow of 0.69 m3 / s) 1Mpa 0.07
Catalytic activity of the prep block
re based on the grain catalyst,
iron oxides, with enhanced activity, of
following composition (% by mass):
FeO, 32-38, Fe203-52-61,6, K20-0,7-1,0, Al203-3,0-4,0, Ca0-2,0-3,0, SiO2-0,7- 2.2
1 to 3 mm grain, under pressure
P = 29.4 MPa, at speed
hourly volume (VVH) W = 30,000 h 1 and
at the following temperatures, OC: Efficiency
minimal in ammo
niac,% in
volume
550 15.0
500 19.5
475 20.0
450 19.7 400 16.5.
Comme il a été dit dans ce qui précède, l'aluminate de métal alcalin est utilisé dans les limites de 3,0 à 6,0 % en masse. Son emploi en quantités inférieures à 3,0 % en masse n'est pas recommandé, puisque, dans ce cas, il ne se répartit pas régulièrement au sein de la masse catalytique et n'assure pas sa liaison sous forme d'un bloc. L'utilisation de l'aluminate de métal alcalin en quantités supérieures à 6,0% en masse n'est pas recommandée, car elle risque de conduire à une baisse de l'activité catalytique du bloc de catalyseur.La masse volumique de la solution aqueuse de métal alcalin est comprise dans les limites de 1,49 à 1,60 g/cm . il n'est pas recommandé de mettre en jeu une solution aqueuse d'aluminate de métal alcalin de masse volumique inférieure, car une telle solution présente une faible viscosité et assure la liaison du catalyseur en grains en un bloc. La mise en oeuvre de solutions aqueuses a d'aluminate de métal alcalin de masse volumique supérieure n'est pas avantageuse, car elles se cristallisent rapidement, c'est-à-dire que leur longévité et leur stabilité sont faibles étant donné leur forte sursaturation en substance de base. As stated in the foregoing, the alkali metal aluminate is used within the range of 3.0 to 6.0 mass%. Its use in quantities of less than 3.0% by mass is not recommended, since, in this case, it does not distribute regularly within the catalytic mass and does not ensure its connection in the form of a block. The use of alkali metal aluminate in amounts greater than 6.0% by mass is not recommended as it may lead to a decrease in the catalytic activity of the catalyst block. aqueous alkali metal is within the limits of 1.49 to 1.60 g / cm. it is not recommended to use an aqueous solution of alkali metal aluminate of lower density, since such a solution has a low viscosity and ensures the bonding of the granular catalyst in a block. The use of aqueous solutions having an alkali metal aluminate of higher density is not advantageous, because they crystallize quickly, that is to say that their longevity and their stability are low given their high supersaturation. basically basic.
On met en oeuvre la charge dans les limites de 0,1 à 6,0% en masse. il est désavantageux de l'utiliser en quantités inférieures à 0,1% en masse, car cela ne permet pas de réduire l'hygroscopicité du bloc de catalyseur, qui est déterminée par la présence d'alcali libre dans l'aluminate de métal alcalin. il n'est pas recommandé d'utiliser une charge en- quantités supérieures à 6,0% en masse, car cela risque d'entraîner une baisse de l'activité catalytique du bloc de catalyseur. Comme cela a été indiqué dans ce qui précède, la dispersité de la poussière de catalyseur en grains se trouve dans les limites de 0,01 à 0,5y m. il n'est pas avantageux d'utiliser une poussière de plus faibles dimensions granulométriques que 0,01 ss m, car cela complique son obtention.Une poussière de catalyseur en grains inferieurs à 0,5 lym n'est pas recommandée étant donné que cela nue permet une distribution régulière de l'aluminate de metal alcalin dans la masse du catalyseur. The charge is used within the limits of 0.1 to 6.0% by mass. it is disadvantageous to use it in amounts of less than 0.1% by mass, since this does not make it possible to reduce the hygroscopicity of the catalyst block, which is determined by the presence of free alkali in the alkali metal aluminate . it is not recommended to use a charge in quantities greater than 6.0% by mass, as this may cause a reduction in the catalytic activity of the catalyst block. As indicated above, the dispersity of the granular catalyst dust is within the range of 0.01 to 0.5 µm. it is not advantageous to use dust of smaller particle size than 0.01 ss m, as this complicates its obtaining.A catalyst dust in grains smaller than 0.5 lym is not recommended since this bare allows a regular distribution of the alkali metal aluminate in the mass of the catalyst.
Pour augmenter la résistance mécanique du bloc de catalyseur en grains, aux oxydes à fer, à activité renforcée1 on utilise des élémnets d'armature à raison de 0,5 à 1,0% en masse. Leur mise en oeuvre en quantités inférieures n'est pas avantageuse, car cela ne permet pas d'obtenir l'effet recherché d'accroissement de la résistance mécanique, alors que des teneurs plus élevées que 1,0t en masse risquent d'entraîner une baisse de l'activité catalytique du bloc de catalyseur. To increase the mechanical resistance of the block of granular catalyst to iron oxides with enhanced activity1, armature elements are used at a rate of 0.5 to 1.0% by mass. Their use in lower quantities is not advantageous, as this does not make it possible to obtain the desired effect of increasing the mechanical strength, while contents higher than 1.0t by mass risk causing decrease in the catalytic activity of the catalyst block.
Comme il a été dit dans ce qui précède, on effectue le traitement thermique de la masse catalytique moulée à une température de 300 à 6000C. il n'est pas recommandé d'effectuer ledit traitement thermique à une temperature inférieure à 3000C, car cela ne permet pas d'atteindre la résistance mécanique requise, ni l'hygroscopicité voulue du bloc de catalyseur. il test pas recommandé non plus d'exécuter le traitement à une température supérieure à 6000C, car cela risque d'entraîner le passage de la magnétite (qui est la substance principale du catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, la synthèse de l'ammoniac) en hématite lors du traitement de la masse catalytique à l'air (cette conversion se faisant à 5900C). L'oxydation de la surface des grains de catalyseur aux oxydes de fer au cours de son traitement thermique risque d'entraîner une perte d'activité catalytique du bloc de catalyseur.En outre, cela risque de conduire à un accroissement considérable de la durée du processus de réduction du catalyseur dans le réacteur, étant donné que la réduction de l'hématite en fer métallique s'effectue beaucoup plus lentement que celle de la magnétite. As has been said in the foregoing, the heat treatment of the molded catalytic mass is carried out at a temperature of 300 to 6000C. it is not recommended to carry out said heat treatment at a temperature below 3000C, as this does not allow the required mechanical strength or the desired hygroscopicity of the catalyst block to be achieved. it test not recommended either to execute the treatment at a temperature higher than 6000C, because that is likely to involve the passage of magnetite (which is the principal substance of the catalyst in grains, with iron oxides, with reinforced activity, the ammonia synthesis) into hematite during the treatment of the catalytic mass in air (this conversion being done at 5900C). Oxidation of the surface of the catalyst grains to iron oxides during its heat treatment may result in a loss of catalytic activity of the catalyst block. In addition, this may lead to a considerable increase in the duration of the reduction process of the catalyst in the reactor, since the reduction of hematite to metallic iron takes place much more slowly than that of magnetite.
Le bloc de catalyseur revendiqué est prépare de
la manière suivante. On introduit un catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac, dont les grains peuvent être de dimensions quelconques, dans un mélangeur à tambour où on le mélange avec une solution aqueuse d'aluminate de métal alcalin (masse volumique de la solution 1,49-1,60 g/cm3) et avec une charge.The claimed catalyst block is prepared from
the following way. A grain catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, is introduced for the synthesis of ammonia, the grains of which can be of any size, in a drum mixer where it is mixed with an aqueous solution of aluminate of alkali metal (density of the solution 1.49-1.60 g / cm3) and with a filler.
A titre de catalyseur en grains on peut utiliser un catalyseur de composition quelconque et dont les grains peuvent avoir n'importe quelle forme. Les catalyseurs qui ont trouvé l'application la plus large dans l'industrie sont les catalyseurs préparéspar fusion de magnétite avec des promoteurs. Le rapport optimal, dans la magnétite, du fer divalent au fer trivalent (Fe 2+/Fe 3+) est égal à 0,5. A titre de promoteurs on utilise pour la magnétite des oxydes ou des sels de potassium, d'aluminium, de calcium, de magnésium, de silicium, de titane, de vanadium, de molybdène, de zirconium, de cobalt, de tungstène, etc. As catalyst in grains, a catalyst of any composition can be used, the grains of which can have any shape. The catalysts which have found the widest application in the industry are the catalysts prepared by fusion of magnetite with promoters. The optimal ratio, in magnetite, of divalent iron to trivalent iron (Fe 2 + / Fe 3+) is equal to 0.5. As promoters, potassium, aluminum, calcium, magnesium, silicon, titanium, vanadium, molybdenum, zirconium, cobalt, tungsten, etc. oxides or salts are used for magnetite.
A titre de charge il est possible d'utiliser au moins l'une desdites charges: une poussière de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, à particules de 0,01 à 0,5m, un minéral argileux ou un-produit de traitement thermique d'un minéral argileux. Comme minéral argileux il est possible de mettre en oeuvre n'importe quel minéral argileux existant dans la nature, par exemple la bentonite, la montmorillonite, la beidellite, la nontronite, la saponite, la perlite, la kaolinite, la nacrite, la dickite, etc. A titre de produit de traitement thermique d'un minéral argileux on peut utiliser notamment la chamotte, les résidus des industries céramiques, etc. As filler, it is possible to use at least one of said fillers: a dust of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, with particles of 0.01 to 0.5 m, a clay mineral or a -product of heat treatment of a clay mineral. As the clay mineral, it is possible to use any clay mineral existing in nature, for example bentonite, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, perlite, kaolinite, nacrite, dickite, etc. As a product for heat treatment of a clay mineral, it is possible to use in particular chamotte, residues from the ceramic industries, etc.
On moule la masse catalytique obtenue (un mélange de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée/d'une solution aqueuse d'aluminate de métal alcalin, et d'une charge) en la chargeant dans un moule et en la compactant. Au cours du moulage, on introduit dans la masse catalytique des éléments d'armature, par exemple des tiges ou des tôles perforées en acier inoxydable, en cuivre ou en aluminium. Les éléments d'armature jouent le rôle d'ossature renforçant le bloc de catalyseur. Après remplissage du moule par la masse catalytique et compactage de la masse dans le moule, on transfère ce dernier, au moyen d'un appareil de levage et de manutention, par exemple, dans un four électrique où l'on effectue le traitement thermique (le frittage) de la masse catalytique à une température de 300 à 6000C. The catalytic mass obtained is molded (a mixture of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity / of an aqueous solution of alkali metal aluminate, and of a filler) by loading it into a mold and compacting. During molding, reinforcing elements are introduced into the catalytic mass, for example rods or perforated sheets of stainless steel, copper or aluminum. The reinforcing elements play the role of framework reinforcing the catalyst block. After filling the mold with the catalytic mass and compacting the mass in the mold, the latter is transferred, by means of a lifting and handling device, for example, to an electric oven where the heat treatment is carried out ( sintering) of the catalytic mass at a temperature of 300 to 6000C.
Le traitement thermique de la masse catalytique peut se faire aussi bien à une température constante et une durée déterminée de maintien de la masse catalytique qu'avec une élévation graduelle de la température.The heat treatment of the catalytic mass can be carried out both at a constant temperature and a determined duration of maintenance of the catalytic mass as with a gradual rise in temperature.
Après le traitement thermique, on décharge le moule du four et on extrait du moule le bloc fritté. Après refroidissement jusqu'à la température ambiante, on emballe le bloc de catalyseur dans un conteneur et on l'expédie chez l'usager. After the heat treatment, the mold is discharged from the oven and the sintered block is extracted from the mold. After cooling to room temperature, the catalyst block is packaged in a container and shipped to the user.
Le bloc de catalyseur pour la synthèse de l'ammoniac peut être préparé de dimensions quelconques. Notamment, ses dimensions peuvent correspondre aux dimensions du réacteur de synthèse de l'ammoniac ou bien être inférieures à celles-ci. The catalyst block for the synthesis of ammonia can be prepared of any size. In particular, its dimensions may correspond to the dimensions of the ammonia synthesis reactor or even be less than these.
Plusieurs exemples concrets mais non limitatifs d'obtention de blocs de catalyseur conformément à l'invention sont décrits ci-après pour une meilleure compréhension de celle-ci. Several concrete but nonlimiting examples of obtaining catalyst blocks in accordance with the invention are described below for a better understanding of the latter.
EXEMPLE 1. EXAMPLE 1.
Pour préparer un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur du bloc 3,0 m, diamètre intérieur 1,0 m, hauteur 3,0 m), on charge dans un mélangeur à tambour 52,0 t(96,4% en masse) de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée1 dont les grains ont une forme arrondie et des dimensions de 1 à 3 mm, 1,58 t (3 % en masse calculés en substance seche) de solution aqueuse d'aluminate de potassium d'une masse volumique de 1,54 g/cm et 0,83 t (1,6% en masse) de bentonite (charge argileuse).Ledit catalyseur en grains a la composition suivante (% en masse) :Fe - 36,0, Fe203-56,6, K20-O,7, Al203-3,5, CaO-2,5, SiO2-O,7. On brasse soigneusement le mélange des composants précités jusqu'à répartition régulière de l'aluminate de potassium et de la bentonite dans la totalité du volume du catalyseur. On met en forme la masse catalytique homogène obtenue en la plaçant dans un moule dans lequel ont été placés au préalable des éléments d'armature sous forme de tiges d'acier de 16 mm de diamètre,d';ne masse de 0,26 t (0,5 z èn masse), et en la compactant. Ensuite on place le moule contenant la masse catalytique dans un four électrique où l'on fait subir à ladite masse un traitement thermique à 3000C pendant 3 heures.Après refroidissement du four, on décharge du four le moule contenant le bloc et on extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc de catalyseur obtenu dans lan conteneur et on l'expédie chez l'usager. To prepare a block of granular catalyst, with iron oxides, for the synthesis of ammonia (outside diameter of the block 3.0 m, inside diameter 1.0 m, height 3.0 m), the mixture is loaded into a mixer. drum 52.0 t (96.4% by mass) of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity1 whose grains have a rounded shape and dimensions of 1 to 3 mm, 1.58 t (3% by mass calculated as dry substance) of aqueous potassium aluminate solution with a density of 1.54 g / cm and 0.83 t (1.6% by mass) of bentonite (clay filler). grains with the following composition (% by mass): Fe - 36.0, Fe203-56.6, K20-O, 7, Al203-3.5, CaO-2.5, SiO2-O, 7. The mixture of the aforementioned components is carefully stirred until the potassium aluminate and bentonite are evenly distributed throughout the volume of the catalyst. The homogeneous catalytic mass obtained is shaped by placing it in a mold in which reinforcing elements have been placed beforehand in the form of steel rods of 16 mm in diameter, of a mass of 0.26 t (0.5 z en mass), and compacting it. Then place the mold containing the catalytic mass in an electric oven where the mass is subjected to a heat treatment at 3000C for 3 hours. After cooling the oven, the mold containing the block is discharged from the oven and extracted from the mold the sintered block. The catalyst block obtained is packaged in a container and shipped to the user.
Le bloc obtenu de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac a les caractéristiques techniques suivantes
Résistance mécanique à la compression, MPa 5,8
Hygroscopicité, % en masse 0,4
Perte de charge hydraulique pour un débit
d'air de 0,69 m3/s, MPa 0,004
Activité catalytique à P = 29,4 MPa,
W = 30 000 h 1 (vitesse volumique horaire),
et aux températures suivantes ( C): NH3,%
en volume
550 15,7
500 20,0
475 20,7
450 20,6
400 16,8.The block of granulated catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia has the following technical characteristics
Mechanical resistance to compression, MPa 5.8
Hygroscopicity, mass% 0.4
Hydraulic pressure drop for flow
0.69 m3 / s, MPa 0.004
Catalytic activity at P = 29.4 MPa,
W = 30,000 h 1 (hourly volume speed),
and at the following temperatures (C): NH3,%
in volume
550 15.7
500 20.0
475 20.7
450 20.6
400 16.8.
EXEMPLE 2. EXAMPLE 2.
Pour préparer un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur 0,5 m, diamètre intérieur 0,2 m, hauteur 0,5 m), on charge dans le tambour d'un mélangeur 0,225 t (90,2 % en masse) de catalyseur en grains de forme irrégulière et de 3 à 5 mm de dimension, une solution aqueuse d'aluminate de lithium d'une masse volumique de 1,49 g/cm3 a raison de 0,009 t (4%--en masse calcules en substance sèche) et 0,01 t (5 en masse) de poussière de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, à dimension des particules de 0,01im. Ledit catalyseur en grains a la composition suivante (% en masse) FeO-37,O,
Fe203-55,3, K20-0,9, Al203-3,8, Ca0-2,4, SiO2-0,6. On brasse soigneusement le mélange de constituants indiqués jusqu'à obtention d'une répartition uniforme de l'aluminate de lithium et de la poussière de catalyseur dans tout le volume du catalyseur. On met en forme la masse catalytique homogène obtenue en l'introduisant dans un moule où l'on place des éléments d'armature sous forme de tôles perforées de cuivre d'une épaisseur de 0,5 mm, d'une section vive (libre) de 70 à raison de 0,0018 t (0,8% en masse), et en la compactant. Ensuite on transfère le moule et la masse catalytique dans un four où on la soumet à un traitement thermique à 6O00C pendant 1 heure.Après refroidissement du four, on décharge de celui-ci le moule contenant le bloc peton extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc obtenu dans un conteneur et on l'expédie chez l'usager
Le bloc pour la synthèse de l'ammoniac, obtenu d'apres l'exemple considéré, a les caractéristiques techniques suivantes :
Résistance mécanique à la compression, MPa 5,5
Hygroscopicité, % en masse 0,5
Perte de charge hydraulique pour un débit
d'air de 0,6-9 m3/s, MPa 0,025
Activité catalytique à P=29,4 MPa,
W = 30 000 h-l (VVH), et aux températures
suivantes ( C): NH3r% en
~volume
550 15,8
500 20,1
475 20,8
450 20,7 400 16,7. To prepare a block of granular catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia (outside diameter 0.5 m, inside diameter 0.2 m, height 0.5 m), the drum of a mixer 0.225 t (90.2% by mass) of irregularly shaped grain catalyst 3 to 5 mm in size, an aqueous solution of lithium aluminate with a density of 1.49 g / cm3 at a rate of 0.009 t (4% - by mass calculated as dry substance) and 0.01 t (5 by mass) of granular catalyst dust, with iron oxides, with enhanced activity, with particle size of 0.01im. Said catalyst in grains has the following composition (% by mass) FeO-37, O,
Fe203-55.3, K20-0.9, Al203-3.8, Ca0-2.4, SiO2-0.6. The mixture of constituents indicated is carefully stirred until a uniform distribution of the lithium aluminate and of the catalyst dust is obtained throughout the volume of the catalyst. The homogeneous catalytic mass obtained is shaped by introducing it into a mold in which reinforcing elements are placed in the form of perforated sheets of copper with a thickness of 0.5 mm, of a live section (free ) of 70 at a rate of 0.0018 t (0.8% by mass), and by compacting it. Then the mold and the catalytic mass are transferred to an oven where it is subjected to a heat treatment at 6O00C for 1 hour. After the oven has cooled, the mold containing the peton block is removed from the mold, the sintered block removed from the mold. We pack the block obtained in a container and send it to the user
The block for the synthesis of ammonia, obtained according to the example considered, has the following technical characteristics:
Mechanical resistance to compression, MPa 5.5
Hygroscopicity, mass% 0.5
Hydraulic pressure drop for flow
0.6-9 m3 / s, MPa 0.025
Catalytic activity at P = 29.4 MPa,
W = 30,000 hl (VVH), and at temperatures
following (C): NH3r% in
~ volume
550 15.8
500 20.1
475 20.8
450 20.7 400 16.7.
EXEMPLE 3. EXAMPLE 3.
Pour préparer un bloc de catalyseur pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur 0,69 m, diamètre intérieur 0,25 m, hauteur 1,Om), on place dans un mélangeur à tambour 1 t (88,0% en masse) de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, dont les grains ont une forme irrégulière et une dimensions de 5 à 7 mm, une solution aqueuse d'aluminate de sodium d'une masse volumique de 1,60 g/cm à raison de 0,06 t (6 % en masse calculés en substance sèche), la poussière dudit catalyseur en particules de 0,5 m à raison de 0,02 t (2% en masse), et la dickite à raison de 0,03 t (3% en masse). To prepare a catalyst block for the synthesis of ammonia (external diameter 0.69 m, internal diameter 0.25 m, height 1, Om), a 1 t drum mixer (88.0% by mass) is placed ) catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, the grains of which have an irregular shape and a size of 5 to 7 mm, an aqueous solution of sodium aluminate with a density of 1.60 g / cm at the rate of 0.06 t (6% by mass calculated as dry substance), the dust of said catalyst in particles of 0.5 m at the rate of 0.02 t (2% by mass), and the dickite at the rate of 0.03 t (3% by mass).
Le catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, a la composition suivante (% en masse): FeO 36,9 Fe203-57,1, Al203-2,5, K20-0,8, CaO-2,0, Mg0-0,3, Si02-0,4, V2O5-traces. On brasse soigneusement le mélange desdits constituants jusqu a ce que soit réalisée une distribution uniforme de l'aluminate de sodium, de la poussière de catalyseur et de la dickite dans tout le volume du catalyseur. On met en forme la masse catalytique homogène obtenue en la chargeant dans un moule dans lequel sont placés des éléments d'armature sous forme de tiges d'aluminium de 8 mm de diamètre, à raison de 0,01 t (1% en masse), et on la compacte.Ensuite on transfère le moule contenant la masse catalytique dans un four ou l'on fait subir à la masse catalytique un traitement thermique à 35O0C pendant 1 heure, et ensuite à 5O00C pendant 2 heures. Après refroidissement du four on décharge de celui-ci le moule contenant le bloc et on extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc de catalyseur obtenu dans un conteneur et on l'expédie à l'usager.The grain catalyst, with iron oxides, with enhanced activity, has the following composition (% by mass): FeO 36.9 Fe203-57.1, Al203-2.5, K20-0.8, CaO-2, 0, Mg0-0.3, Si02-0.4, V2O5-traces. The mixture of said constituents is carefully stirred until a uniform distribution of the sodium aluminate, the catalyst dust and the dickite is achieved throughout the volume of the catalyst. The homogeneous catalytic mass obtained is shaped by loading it into a mold in which are placed reinforcing elements in the form of aluminum rods of 8 mm in diameter, at a rate of 0.01 t (1% by mass). , and it is compacted. Then the mold containing the catalytic mass is transferred to an oven or the catalytic mass is subjected to a heat treatment at 350 ° C. for 1 hour, and then at 50 ° C. for 2 hours. After the oven has cooled, the mold containing the block is discharged therefrom and the sintered block is extracted from the mold. The catalyst block obtained is packaged in a container and sent to the user.
Le bloc de catalyseur obtenu suivant l'exemple considéré a les caractéristiques suivantes
Résistance mécanique à la compression, MPa 5,3
Hygroscopicité, % en masse 0,3
Perte de charge hydraulique pour un débit
d'air de 0,69 m3/s, MPa 0,06
Activité catalytique à P = 29,4 MPa,
W = 30 000 h-l (WH - vitesse volumique
horaire) et aux températures suivantes
( C); NH3, % en
volume
550 15,5
500 19,7
475 20,7
450 20,5
400 17,9.The catalyst block obtained according to the example considered has the following characteristics
Mechanical resistance to compression, MPa 5.3
Hygroscopicity, mass% 0.3
Hydraulic pressure drop for flow
0.69 m3 / s, MPa 0.06
Catalytic activity at P = 29.4 MPa,
W = 30,000 hl (WH - volume speed
hourly) and at the following temperatures
( VS); NH3,% in
volume
550 15.5
500 19.7
475 20.7
450 20.5
400 17.9.
EXEMPLE 4. EXAMPLE 4.
Pour préparer un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur 1,4 m, diamètre intérieur 0,5 m, hauteur 0,7 m), on place dans un mélangeur à tambour 3,5 t (87,4% en masse) de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, dont les grains, de forme arrondie, ont des dimensions de 3 à 5 mm, une solution aqueuse d 'aluminate de rubidium d'une masse volumique de 1,57 g/cm à raison de 0,21 t (6% en masse calculés par rapport à la substance sèche), la poussière d'un catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, à dimension des particules de O,3m à raison de 0,0035 t (0,1 % en masse), et un produit de traitement thermique de la kaolinite à 140O0C (chamotte) à raison de 0,21 t (6% en masse).Le catalyseur en grains a la composition suivante (% en masse):
FeO-37,Q, Fe203-53,7, Al203-3,0, K20-1;0, Ca0-2,5, Mg0-1,5, Si02-0,5, S205-0,8. On brasse soigneusement le mélange desdits constituants jusqu'à ce que soit obtenue une répartition uniforme de l'aluminate de rubidium, de la poussière de catalyseur et de la chamotte dans la totalité du volume du catalyseur. On met en forme la masse catalytique homogène obtenue en la chargeant dans un moule dans lequel sont placés des éléments d'armature sous forme de tôles d'acier perforées d'une épaisseur de 0,3 mm, à section vive de 60%, à raison de 0,035 t (1% en masse), et on la compacte.Ensuite on transfère le moule contenant la masse catalytique dans un four où on la soumet à un traitement thermique à 45O0C pendant 2 heures. Après refroidissement du four, on décharge le moule contenant le bloc et on extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc dans un conteneur et on l'expédie à l'usager.To prepare a block of granular catalyst, with iron oxides, for the synthesis of ammonia (outside diameter 1.4 m, inside diameter 0.5 m, height 0.7 m), place in a drum mixer 3.5 t (87.4% by mass) of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, of which the grains, of rounded shape, have dimensions of 3 to 5 mm, an aqueous solution of aluminate of. rubidium with a density of 1.57 g / cm at a rate of 0.21 t (6% by mass calculated relative to the dry substance), the dust of a catalyst in grains, with iron oxides, with activity reinforced, with particle size of 0.3 m at the rate of 0.0035 t (0.1% by mass), and a product for heat treatment of kaolinite at 140 ° C. (chamotte) at the rate of 0.21 t (6% by mass). The granular catalyst has the following composition (% by mass):
FeO-37, Q, Fe203-53.7, Al203-3.0, K20-1; 0, Ca0-2.5, Mg0-1.5, Si02-0.5, S205-0.8. The mixture of said constituents is carefully stirred until a uniform distribution of the rubidium aluminate, the catalyst dust and the chamotte is obtained in the entire volume of the catalyst. The homogeneous catalytic mass obtained is shaped by loading it into a mold in which are placed reinforcing elements in the form of perforated steel sheets with a thickness of 0.3 mm, with a live section of 60%, at 0.035 t (1% by mass), and it is compacted. Then the mold containing the catalytic mass is transferred to an oven where it is subjected to a heat treatment at 450 ° C. for 2 hours. After the oven has cooled, the mold containing the block is discharged and the sintered block is extracted from the mold. We pack the block in a container and ship it to the user.
Le bloc de catalyseur pour la synthèse de l'ammoniac, obtenu suivant l'exemple considéré, a les caractéristiques techniques suivantes
Résistance mécanique à la compression, MPa 5,2
Hygroscopicité, % en masse 0,4
Perte de charge hydraulique pour un débit
d'air de 0,69 m3/s, MPa 0,061
Activité catalytique à P - 29,4 MPa, W =
30 000 h-l (vitesse volumique horaire), et
aux températures suivantes ("C): NH3, %
en volume
550 15,6
500 19,7 475 21 ,O
450 21,0
400 16,5
EXEMPLE 5.The catalyst block for the synthesis of ammonia, obtained according to the example considered, has the following technical characteristics
Mechanical compressive strength, MPa 5.2
Hygroscopicity, mass% 0.4
Hydraulic pressure drop for flow
0.69 m3 / s, MPa 0.061
Catalytic activity at P - 29.4 MPa, W =
30,000 hl (hourly volume speed), and
at the following temperatures ("C): NH3,%
in volume
550 15.6
500 19.7 475 21, O
450 21.0
400 16.5
EXAMPLE 5.
Pour préparer un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur du bloc 2,0 m, diamètre intérieur 1,0 m, hauteur 2,0 m),on place dans un mélangeur à tambour 13,2 t (90% en masse) de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, dont les grains, de forme irrégulière, ont des dimensions de 1 à 3 mm, une solution aqueuse d'aluminate de potassium d'une masse volumique de 1,55 g/cm3 à raison de 0,396 t (38 en masse calculés en substance sèche), la poussière de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcéejen particules de 0,O1m à raison de 0,132 t (1% en masse), la kaolinite à raison de 0,396 t (3% en masse) et des résidus de la fabrication de céramique (tessons de produits) à raison de 0,264 t (2% en masse). Le catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, a la composition suivante (% en masse): reO - 36,Q,Fe203-58, Al203-2,5, X20-0,8, CaO-1,2,MgO-0,5, SiO2-0,5, MoO3-0,2, W203-0,3. On brasse soigneusement le mélange de constituants précités jusqu'à obtention d'une répartition uniforme de l'aluminate de potassium, de la poussière de catalyseur, de la kaolinite et des résidus de la fabrication de céramique dans tout le volume du catalyseur.On met en forme la masse catalytique homogène en la plaçant dans un moule dans lequel ont placés des éléments d'armature sous forme de tiges de cuivre de 12 mm de diamètre, à raison de 0,132 t (1% en masse), et on la compacte. Ensuite on transfère -le moule contenant la masse catalytique dans un four où on la soumet à un traitement thermique à 400oC pendant 1 heure et à 5500C pendant 1,5 heure . Après refroidissement du four, on décharge de ce dernier le moule contenant le bloc et on extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc de catalyseur obtenu dans un -conteneur et on l'expédie à llusager. To prepare a block of catalysts in grains, with iron oxides, with enhanced activity, for the synthesis of ammonia (outside diameter of the block 2.0 m, inside diameter 1.0 m, height 2.0 m), we placed in a drum mixer 13.2 t (90% by mass) of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, whose grains, of irregular shape, have dimensions of 1 to 3 mm, an aqueous solution potassium aluminate with a density of 1.55 g / cm3 at a rate of 0.396 t (38 by mass calculated as dry substance), catalyst dust in grains, with iron oxides, with enhanced activity in particles of 0 , O1m at a rate of 0.132 t (1% by mass), kaolinite at a rate of 0.396 t (3% by mass) and residues from the manufacture of ceramics (shards of products) at a rate of 0.264 t (2% by mass ). The catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, has the following composition (% by mass): reO - 36, Q, Fe203-58, Al203-2,5, X20-0,8, CaO-1, 2, MgO-0.5, SiO2-0.5, MoO3-0.2, W203-0.3. The mixture of aforementioned components is carefully stirred until a uniform distribution of potassium aluminate, catalyst dust, kaolinite and residues from the manufacture of ceramic is obtained throughout the volume of the catalyst. forms the homogeneous catalytic mass by placing it in a mold in which are placed reinforcing elements in the form of copper rods 12 mm in diameter, at a rate of 0.132 t (1% by mass), and it is compacted. Then the mold containing the catalytic mass is transferred to an oven where it is subjected to a heat treatment at 400 ° C. for 1 hour and at 5500 ° C. for 1.5 hours. After the oven has cooled, the mold containing the block is discharged from the latter and the sintered block is extracted from the mold. The catalyst block obtained is packaged in a container and sent to the user.
Le bloc de catalyseur obtenu suivant l'exemple considéré et destiné à la synthèse de l'ammoniac a les caractéristiques techniques suivantes
Résistance mécanique à la compression, MPa 6,3
Hygroscopicité, % en masse 0,2
Perte de charge hydraulique pour un débit
d'air de 0,69 m /s, MPa 0,004
W=30 000 h 1 (vitesse volumique horaire WH)
et aux températures suivantes ("C): NH,8 en
volume.The catalyst block obtained according to the example considered and intended for the synthesis of ammonia has the following technical characteristics
Mechanical resistance to compression, MPa 6.3
Hygroscopicity,% by mass 0.2
Hydraulic pressure drop for flow
0.69 m / s air, MPa 0.004
W = 30,000 h 1 (hourly volume speed WH)
and at the following temperatures ("C): NH, 8 in
volume.
550 15,3
500 19,6
475 21,0
450 21,0
400 16,5. 550 15.3
500 19.6
475 21.0
450 21.0
400 16.5.
EXEMPLE 6. EXAMPLE 6.
Pour préparer un bloc de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée/pour la synthèse de l'ammoniac (diamètre extérieur du bloc 1,0 m, diamètre intérieur 0,3 m, hauteur 3,0 m), on charge dans un mélangeur à tambour 7,64 t (89,1 % en masse) de catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée, à grains de 1 à 3 mm de forme arrondie, une solution aqueuse d'aluminate de lithium d'une masse volumique de 1 ,51 g/cm3 a raison de 0,306 t (4% en masse calculés en substance sèche), de la perlite à raison de 0,306 t (4% en masse) et de la chamotte obtenue à partir de kaolinite grillée à 8000C, à raison de 0,153 t (2 % en masse). To prepare a block of granular catalysts, with iron oxides, with enhanced activity / for the synthesis of ammonia (outside diameter of the block 1.0 m, inside diameter 0.3 m, height 3.0 m), we charge in a 7.64 t drum mixer (89.1% by mass) of catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity, with grains of 1 to 3 mm in rounded shape, an aqueous solution of aluminate of lithium with a density of 1.51 g / cm3 at the rate of 0.306 t (4% by mass calculated as dry substance), perlite at the rate of 0.306 t (4% by mass) and the chamotte obtained from kaolinite roasted at 8000C, at a rate of 0.153 t (2% by mass).
Le catalyseur en grains, aux oxydes de fer, à activité renforcée la composition suivante (% en masse): Fe0-35,9,
Fe203-60,4, Al203-2,5, K20-0,8, SiO2-0,4. On brasse soigneusement le mélange des constituants précités jusqu'à obtention d'une distribution uniforme de l'aluminate de lithium, de la perlite et de la chamotte dans tout le volume du catalyseur. On met en forme la masse catalytique homogène en la chargeant dans un moule dans lequel on place des éléments d'armature sous forme de tôles perforées d'acier d'une épaisseur de 0,8 mm, d'une section vive (libre) de 80%, à raison de 0,069 t (0,9 % en masse), et on la compacte. Ensuite on transfère le moule contenant la masse catalytique dans un four où on la soumet à un traitement thermique à 55O0C pendant 3 heures.The catalyst in grains, with iron oxides, with enhanced activity the following composition (% by mass): Fe0-35.9,
Fe203-60.4, Al203-2.5, K20-0.8, SiO2-0.4. The mixture of the aforementioned constituents is carefully stirred until a uniform distribution of the lithium aluminate, of the perlite and of the chamotte is obtained throughout the volume of the catalyst. The homogeneous catalytic mass is shaped by loading it into a mold in which reinforcing elements are placed in the form of perforated steel sheets with a thickness of 0.8 mm, of a live (free) section of 80%, at a rate of 0.069 t (0.9% by mass), and it is compacted. Then the mold containing the catalytic mass is transferred to an oven where it is subjected to a heat treatment at 550 ° C. for 3 hours.
Après refroidissement du four, on décharge de celui-ci le moule contenant le bloc et on extrait du moule le bloc fritté. On emballe le bloc de catalyseur obtenu dans un conteneur et on l'expédie à l'usager.After the oven has cooled, the mold containing the block is discharged therefrom and the sintered block is extracted from the mold. The catalyst block obtained is packaged in a container and sent to the user.
Le bloc de catalyseur obtenu suivant l'exemple considéré a les caractéristiques techniques suivantes
Résistance mécanique à la compression, MPa 6,8
Hygroscopicité, % en masse 0,05
Perte de charge hydraulique pour un débit d'air de 0,69 m /s, MPa 0,006
Activité catalytique à P= 29,4 MPa,
W = 30 000 h-1 (vitesse volumique horaire WH), et aux températures suivantes ( C): NH3,%
en volu
me:
550 15,2
500 20,1
475 21,2
450 21,6
400 17,5 The catalyst block obtained according to the example considered has the following technical characteristics
Mechanical resistance to compression, MPa 6.8
Hygroscopicity, mass% 0.05
Hydraulic pressure drop for an air flow of 0.69 m / s, MPa 0.006
Catalytic activity at P = 29.4 MPa,
W = 30,000 h-1 (hourly space velocity WH), and at the following temperatures (C): NH3,%
in volu
me:
550 15.2
500 20.1
475 21.2
450 21.6
400 17.5
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8413725A FR2572955B1 (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | GRAIN CATALYST BLOCK, WITH IRON OXIDES, WITH ENHANCED ACTIVITY, FOR AMMONIA SYNTHESIS, AND PROCESS FOR PREPARING SAID CATALYST BLOCK |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8413725A FR2572955B1 (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | GRAIN CATALYST BLOCK, WITH IRON OXIDES, WITH ENHANCED ACTIVITY, FOR AMMONIA SYNTHESIS, AND PROCESS FOR PREPARING SAID CATALYST BLOCK |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2572955A1 true FR2572955A1 (en) | 1986-05-16 |
| FR2572955B1 FR2572955B1 (en) | 1987-02-27 |
Family
ID=9307495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8413725A Expired FR2572955B1 (en) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | GRAIN CATALYST BLOCK, WITH IRON OXIDES, WITH ENHANCED ACTIVITY, FOR AMMONIA SYNTHESIS, AND PROCESS FOR PREPARING SAID CATALYST BLOCK |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2572955B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2115860A1 (en) * | 1971-04-01 | 1972-10-12 | Badische Anilin- & Soda-Fabrik Ag, 6700 Ludwigshafen | Catalysts for ammonia synthesis - contg iron oxide, aluminium (hydr)oxide and calcium or magnesium (hydr)oxide |
| SU413707A1 (en) * | 1971-06-30 | 1977-02-05 | Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева | Method of preparing catalyst blocks for ammonia synthesis columns |
| GB2094169A (en) * | 1981-01-21 | 1982-09-15 | Ammonia Casale Sa | Improvements to the catalysts for heterogeneous synthesis |
-
1984
- 1984-09-06 FR FR8413725A patent/FR2572955B1/en not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2115860A1 (en) * | 1971-04-01 | 1972-10-12 | Badische Anilin- & Soda-Fabrik Ag, 6700 Ludwigshafen | Catalysts for ammonia synthesis - contg iron oxide, aluminium (hydr)oxide and calcium or magnesium (hydr)oxide |
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| GB2094169A (en) * | 1981-01-21 | 1982-09-15 | Ammonia Casale Sa | Improvements to the catalysts for heterogeneous synthesis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 86, no. 20, 16 mai 1977, page 431, no. 146522u, Columbus, Ohio, US; & SU-A-413 707 (A.I.MALAKHOV et al.)(05-02-1977)(Cat. D) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2572955B1 (en) | 1987-02-27 |
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