化肥催化剂现状与展望.docVIP

化肥催化剂现状与展望 化肥催化剂涉及制氢、制氨、甲醇合成、硫酸与硝酸制造用四类催化剂。行业标准将其细分为脱毒、转化、变换、甲烷化、氨合成、醇类、制酸、制氮、氧化及其它十大类前五类统称制氨催化剂，是化肥催化剂的主体。 目前全球年产氨1.2·108t，消耗各类制氨催化剂62kt，价值2亿美元。我国氨产量居全球之冠，年产量超过30.6Mt，预计2010年将达36-38Mt，需各类制氨催化剂35-37kt；2020年达45Mt，需催化剂43.5kt。1996年我国化肥催化剂产量达历史最高水平，为36.8kt，其中制氨催化剂31.5kt，制酸催化剂4.4kt，制醇催化剂1kt。目前全球甲醇生产能力38.0Mt/a，需求30.2Mt，预计2010年能力将达50.99Mt/a，需求42.26Mt；我国现有能力3.55Mt/a，因受进口廉价甲醇冲击，近年开工率仅50%左右，年需制醇催化剂1.5kt，目前，我国硫酸年产量20-21Mt，催化剂年需求5.0-5.3kt；硝酸制造用铂网年需求1000-1200kg。 国外化肥催化剂主要生产厂商仅有美国UCI（联合催化剂）、英国ICI（帝国化学工业）和丹麦的Haldor Topsφe(托普索)三家。由于竞争激烈，资产重组与兼并之风盛行，形成少数跨国经营的垄断集团。以美国UCI公司为例，它由1942年创建的Girdler催化剂与1957年成立的CCI（催化剂与化学品）合并而成，它包括与日本合资的NGC及UCIFA，与比利时合办的UCE，与德国合办的GSK，与印度合资的UCIWA，在印尼的P.T.kujingUCI，其最大股东则是德国Südchemie. 我国化肥催化剂生产厂多达50余家，大型（3kt/a）企业仅3家，中型（1-3kt/a）22家，小厂不少于25家，合计能力57kt/a。从企业性质看，有一半能力归属于制氨企业，35%为独立催化剂专业生产厂，但规模较小，12.5%属高校或科研院所，经营上还缺乏市场竞争能力。 影响化肥催化剂消费的主要因素涉及制氨原料、工艺流程、装置规模以及催化剂质量。以国内现有29家大型氨厂平均值计，以天然气为原料时需8种催化剂，万吨氨/年能力的催化剂装量17.592t；石脑油则为15.317t；渣油仅需2-3种，装量7.128t；以煤为原料时为5.673t。相同原料不同工艺的催化剂装置亦不同，天然气制氨的300kt/a装置，kellogg和TEC流程需装催化剂330m3,节能型AMV流程需407m3煤制氨的300kt/a装置采用Lurgi流程需催化剂96m3,Texaco流程则需140m31.19t，而中、小厂高达9.9t；氨合成催化剂单耗大厂为1.05t，中、小厂则为2.78t。此外质量也影响催化剂消费数量，催化剂活性高，耐热性好，抗破碎强度大，堆密度低，则使用寿命长，万吨氨（醇或酸）催化剂单耗明显下降。我国的加氢转化、甲烷化及高温变换三种催化剂堆密度要比国外产品平均值高25%以上，低温变换和二段转化催化剂也高出10%以上。以高变催化剂为例，若堆密度降到国外知名品牌水平，年消费量可减少20%，即相当于2900t。 各类化肥催化剂中，脱毒催化剂主要包括加氢转化、羰基硫水解、脱砷、氧化锌脱硫、氧化铁脱硫、脱氯等。加氢脱硫催化剂仍以钴钼为活性组分，载体则由单一r-Al2O3改为TiO2-r-Al2O3 以改善MoO3分散状态，或用TiO2-ZrO2复合载体。国外推出异形催化剂，如Topsφe用空心条以降低阻力，Davison用轮辐状用以降低阻力。今后趋势将是降低堆密度及使用温度，实现预硫化。COS水解催化剂国外鲜见使用，水平远不及国内。脱氯剂近年扩大组分，锌钙系氯容近40%，国内已在工业上使用。国外氧化锌脱硫剂朝低密度、常温或低温、高强度、兼具转化有机硫方面发展。国内产品可适用于自室温至400℃及不同气体的精脱硫，穿透硫容20%，出口硫0.1×10-6。预计2010年国内年需各类净化剂3000-5000t。转化催化剂包括预转化、天然气一段转化、石脑油转化和工段转化催化剂。国外为满足低能耗制氢及制氨工艺需要，将H2O/C降至2.5-2.75，一段转化出口温度降至750-780℃，出口压力升到3.4-3.8MPa，二段转化则加大入炉空气量，提高操作温度，国外推出四孔或七孔柱状及轮辐形以增大外表面提高活性，改善供热，降低阻力。二段转化载体由粘结型转向烧结型。国内近年也推出轮辐形及多孔球形等异型转化催化剂，由于石脑油原料价格太高，很难与天然气或煤竞争，今后将被取代。预计2010年国内年需各类转化催化剂840-880t。 国外只使用高变与低变两种催化剂，用量为4:6，年需求30kt。我国以煤为主要原料，规模小、数量多，高变催化剂消耗大，预计2010年需11.4kt。但我国低铬及无铬催