科萊恩攜手卡薩利開發(fā)新型合成氨催化劑AmoMaxTM-Casale，助力減少碳排放

AmoMaxTM-Casale 是由科萊恩和Casale（卡薩利）公司聯(lián)合開發(fā)的一款備受殊榮、可持續(xù)的新型合成氨催化劑。與以往的催化劑產(chǎn)品相比，AmoMaxTMCasale 具有更高的活性，可進一步提高氨生產(chǎn)效率，同時減少污染。

AmoMaxTM-Casale 的面世

與其他化學(xué)合成工藝相比，氨（NH3）的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生更多的二氧化碳排放。這也正是科萊恩一直致力于提升其氨合成催化劑性能的重要原因之一。公司的研發(fā)階段性成果包括深受行業(yè)認(rèn)可的催化劑AmoMaxTM10，其推動了合成氨行業(yè)由傳統(tǒng)磁鐵基向維氏體亞鐵基技術(shù)的顛覆性升級。憑借其優(yōu)異的性能，科萊恩AmoMaxTM10 催化劑自2002年面市以來，深受業(yè)界認(rèn)可，已在全球近120 套合成氨裝置上成功運行，其中中國區(qū)運行業(yè)績高達60多個。如今，科萊恩再次推出一款較上一代AmoMaxTM性能更加優(yōu)異的催化劑產(chǎn)品。

借助科萊恩催化劑專業(yè)技術(shù)與卡薩利氨合成塔設(shè)計實力的完美結(jié)合，AmoMaxTM-Casale 催化劑具有更大的活性比表面積，效率指數(shù)相比AmoMaxTM提升高達30%。這一卓越的性能升級有助于合成氨工廠顯著降低能耗，從而大幅度減少二氧化碳排放。

AmoMaxTM-Casale 通過兩種方式降低二氧化碳排放量

（1）該催化劑的高活性大幅降低了氨合成回路中的操作壓力。相比傳統(tǒng)磁鐵基催化劑，AmoMaxTMCasale 可進一步降低回路操作壓力1～2 MPa，這意味著工廠在氨生產(chǎn)過程中耗能更少，從而降低了二氧化碳排放量。詳見圖1。

（2）更高的催化劑活性也意味著更高的氨收率，因此，工廠需要更少的能量來驅(qū)動工藝氣循環(huán)系統(tǒng)回路，即更低循環(huán)比，二氧化碳排放量也隨之降低。詳見圖2。

回報更高，污染更少

圖1

圖2

更高活性的催化劑與卡薩利合成塔內(nèi)件設(shè)計相結(jié)合將性能提升至新高度。這意味著，一座日產(chǎn)量為1 600 t 的傳統(tǒng)合成氨工廠有望每年節(jié)省能源成本近200萬元（30萬美元），并在15年的催化劑平均使用壽命中可減少高達85 000 t 的二氧化碳排放。更重要的是，AmoMaxTM-Casale 還可以將合成氨的產(chǎn)能再提高5%左右。

創(chuàng)新技術(shù)倍受認(rèn)可

兩家企業(yè)為取得的聯(lián)合成果深感自豪，而獲得同行業(yè)界的肯定則更是進一步的加冕。

目前，科萊恩和卡薩利已經(jīng)同膺兩項大獎：瑞士化學(xué)學(xué)會頒發(fā)的“2021年桑德邁爾獎（Sandmeyer Award）”（見圖3）以及2020年“ICIS（安迅思）創(chuàng)新獎（最佳可持續(xù)性工藝技術(shù)）”（見圖4）。

首個商用業(yè)績大放異彩

圖3

AmoMaxTM-Casale 的優(yōu)勢不僅僅是理論上的。該催化劑在美洲一家合成氨工廠中的首次商用業(yè)績證明了卓越的性能。在2019年年末，該工廠的生產(chǎn)裝置成功升級為卡薩利三床層兩中間換熱器，并裝填使用了AmoMaxTM-Casale 催化劑，實現(xiàn)節(jié)能高達16.74萬kJ/t，預(yù)計每年可降低成本455萬元（70萬美元），并且減少二氧化碳排放4 900 t。

AmoMaxTM-Casale:過去、現(xiàn)在與未來

AmoMaxTM-Casale 合作項目的兩位專家：科萊恩催化劑全球研發(fā)總監(jiān)馬艾德（Marvin Estenfelder）和卡薩利首席技術(shù)官Ermanno Filippi，對于項目前景充滿了信心和期待。

科萊恩催化劑全球研發(fā)總監(jiān)馬艾德（Marvin Estenfelder）表示：“我們的項目于2016年啟動，從產(chǎn)品研發(fā)到實現(xiàn)成功行業(yè)應(yīng)用，總共不到4年時間。只要客戶的反應(yīng)器內(nèi)件是由卡薩利設(shè)計和批準(zhǔn)就可使用。而卡薩利對氨合成塔進行的額外翻新改造也有助于提升工藝效率、從而提升經(jīng)濟效益。現(xiàn)在超過70%的氨被用于化肥生產(chǎn)。由于AmoMaxTM-Casale可應(yīng)用于藍氨和綠氨生產(chǎn)工藝，未來能源市場的重要性將會逐步上升。”

圖4

卡薩利首席技術(shù)官Ermanno Filippi 表示：“當(dāng)時我們一直在尋找一款活性更高、能夠與卡薩利氨合成塔技術(shù)相匹配的催化劑產(chǎn)品。AmoMaxTM-Casale正是兩大團隊開展多學(xué)科協(xié)作的重要成果，也是合成氨生產(chǎn)技術(shù)面向節(jié)能減排邁出的重要一步。未來，藍氨與綠氨將在能源與儲氫以及‘零碳排放’發(fā)電中發(fā)揮重要作用，而節(jié)能減排則是實現(xiàn)其生產(chǎn)的先決條件?！?/p>

目前，多家客戶都對AmoMaxTM-Casale 產(chǎn)生了濃厚的興趣。AmoMaxTM-Casale 的第一家客戶對該產(chǎn)品非常滿意，第二家客戶也已確定在其氨合成反應(yīng)器中采用這款產(chǎn)品。從2022年開始，該產(chǎn)品預(yù)計將會在更多項目中得到應(yīng)用。今后，卡薩利和科萊恩將繼續(xù)在其他合成氨項目中開展合作，同時也會共同開發(fā)更多創(chuàng)新性技術(shù)，助力客戶實現(xiàn)“零碳排放”的目標(biāo)。