Baza technologii

Opis technologii / usługi

Przedmiotem proponowanej technologii jest katalizator kobaltowy, promowany cerem i barem, przeznaczony do procesu syntezy amoniaku. Jest rozwiązaniem kwestii poszukiwania sposobów zwiększenia ilości produkowanego amoniaku i zmniejszenia ilości energii zużytej na ten cel. Wdrożenie tego katalizatora mogłoby polepszyć sprawność i obniżyć koszty funkcjonowania wytwórni. Kontakt Co-Ce-Ba charakteryzuje do 4 razy wyższa aktywność z jednostki objętości złoża, w odniesieniu do konwencjonalnego katalizatora żelazowego. Pracuje efektywnie w obszarze temperatur 430–500°C, przy średnim ciśnieniu (10+ MPa) oraz znacznej zawartości produktu w gazie (>8%mol.). Wykazuje także stabilność termiczną w trakcie długotrwałej eksploatacji. Ponadto, kształtki katalizatora cechuje wysoka wytrzymałość mechaniczna >1 kG/mm, a także możliwość formowania kształtek o małym (2 – 3 mm) wymiarze ziarna techniką wytłaczania oraz powtarzalna procedura wytwarzania prekursora. Katalizator kobaltowy przeznaczony jest do stosowania w kooperacji z katalizatorem żelazowym. Wykorzystanie kontaktu Co-Ce-Ba w jednostce syntezy jako zamiennik ostatniego złoża katalitycznego rozszerza zakres efektywnej pracy reaktora, poza obszar wydajnej pracy katalizatora konwencjonalnego. Prowadzi to do zwiększenia zawartości produktu w strumieniu gazów opuszczającym reaktor, co maksymalizuje jego produktywność. Możliwość obniżenia ciśnienia operacyjnego może pozwolić na uzyskanie oszczędności energetycznych w węźle syntezy amoniaku.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

Katalizator kobaltowy promowany cerem i barem spośród innych katalizatorów syntezy amoniaku dostępnych na rynku wyróżnia się do 4 razy wyższą aktywnością odniesioną do jednostki objętości złoża, szerszym zakresem warunków efektywnej pracy oraz energooszczędnością, dzięki możliwości pracy pod ciśnieniem do 50% niższym od konwencjonalnego. Jest efektywny w warunkach średniego ciśnienia (10+ MPa) oraz wysokich zawartościach amoniaku w gazie (>8%mol.), gdy katalizator żelazowy pracuje niewydajnie. Niska wrażliwość kontaktu Co-Ce-Ba na zmiany stężenia produktu idą w parze z możliwością pracy w niestechiometrycznych mieszaninach gazu, o obniżonej zawartości wodoru. Uzyskanie założonej zdolności produkcyjnej wymaga niższej niż w przypadku innych katalizatorów objętości złoża. Dodatkowo wykorzystanie kontaktu Co-Ce-Ba nie wymaga znacznych ingerencji w konstrukcję reaktora, w którym zostałby zastosowany. Korzyści możliwe do uzyskania to (przy zastosowaniu odpowiedniego układu warstw katalitycznych) wzrost o 30% dobowej produktywności reaktora syntezy (o 150 t/d), kilkuprocentowe zwiększenie zawartości produktu w strumieniu wylotowym oraz możliwość redukcji ciśnienia operacyjnego nawet o 50%.

Zastosowanie rynkowe

Synteza amoniaku z wodoru i azotu jest procesem katalitycznym, biegnącym w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Produkt tego procesu jest podstawą wielu gałęzi wielkotonażowego przemysłu chemicznego. Światowy przemysł azotowy dostarcza blisko 150 mln ton amoniaku rocznie, pochłaniając na ten cel 1,5% globalnej produkcji energii. Odpowiednio dobrany katalizator pozwala na zwiększenie wydajności (nawet o 30%) i zmniejszenie energochłonności procesu. (do 25%) Amoniak stosowany jest jako surowiec lub półprodukt w licznych procesach przemysłowych. Wykorzystuje się go do produkcji kwasu azotowego, nawozów mineralnych, materiałów wybuchowych, tworzyw sztucznych oraz do zmydlania tłuszczów i olejów. Ponadto ma zastosowanie jako czynnik chłodniczy, a także jest wykorzystywany w hutnictwie, lecznictwie, do produkcji farmaceutyków, elektroniki oraz do innych celów.

Tagi

Branże

Pliki

Dyplom Archimedes.pdf (1.42 MB)