Baza technologii


Logo wpisu Katalizator kobaltowy do energooszczędnego procesu syntezy amoniaku

Katalizator kobaltowy do energooszczędnego procesu syntezy amoniaku

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

Opis technologii

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

Lokalizacja

Dane podmiotu

Nazwa: Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

NIP: 5250005834

Adres www: http://www.inmat.pw.edu.pl

Typ podmiotu: Jednostka naukowa

Wielkość: Małe

Forma ochrony

Wynalazek
Zgłoszenie wynalazku

Poziom gotowości technologicznej

None

Forma komercjalizacji

Licencja
Współpraca techniczna (umowa o doradztwo)

Dodatkowe informacje

Inne podmioty/osoby posiadają prawa własności do tej technologii.
Posiadający technologię zapewnia doradztwo związane z wdrożeniem.

Dodano 12 maja 2021 16:53

Wróć na stronę "Bazy"