کاتالیستهای غیر آهنی برای سنتز آمونیاک

آمونیاک دومین محصول سنتزی است که امروزه بر اساس روش Habber-Bosch تولید می شود . میزان انرژی مصرفی برای تولید یک تن آمونیاک از زمان تولید صنعتی آن تا به امروز، از 700 GJ به 28 GJ کاهش یافت که حاصل تغییر در نوع فرآیند، نوع خوراک و بهینه سازی بخش های مختلف واحد آمونیاک می باشد . اقتصادی بودن فرآیند کلی تولید آمونیاک بوسیله کاتالیست سنتز آمونیاک تعیین می شود . اگر چه کاتالیست آهن که در حال حاضر در واحدهای آمونیاک کشور استفاده می شوند طول عمر بالایی دارند ( حدود 10-15 سال ) ولی درصد تبدیل آن پایین می باشد ( حدود 12 درصد ). در اکثر واحدهای آمونیاک کشور با تغییر راکتور سنتز آمونیاک ( تغییر شیوه جریان گاز از محوری به شعاعی و یا تقاطعی ) ، درصد تبدیل به 15 درصد افزایش یافته است . راه دیگر جهت افزایش بازده بخش سنتز آمونیاک استفاده از نسل جدید کاتالیست های غیر آهنی نظیر روتنیم و نیترید کبالت مولیبدن می باشد . اولین بار گروه Habber دریافتند که فلزات گروه پلاتین نظیر روتنیم می توانند برای سنتز آمونیاک بکار روند که نوع تجاری این کاتالیست، روتنیم بر پایه کربن می باشد . با استفاده از این نوع کاتالیست در فرآیند تجاری KAAP ، میزان مصرف انرژی به ازای تولید یک تن آمونیاک به 27/2 GJ رسید . استراتژی بعدی برای توسعه کاتالیست سنتز آمونیاک نظیر منحنی Volcano ، منجر به کشف کاتالیست نیترید کبالت مولیبدن شد که فعالتر از کاتالیست روتنیم می باشد ولی هنوز در واحدهای آمونیاک استفاده نشده و تحقیقات بر روی آن در مقیاس آزمایشگاهی می باشد . استفاده از کاتالیست های غیر آهنی در سنتز آمونیاک باعث کاهش فشار بخش سنتز از130 به Bar 90 می شود . در این مقاله روش های ساخت و مکانیسم سنتز آمونیاک در کاتالیست های غیر آهنی بررسی می شود

کلیدواژه ها:

کاتالیست ، سنتز آمونیاک ، روتنیم ، نیترید کبالت مولیبدن