钌催化剂工业侧线实验工艺流程
自1913年使用铁催化剂进行催化合成氨的Haber Bosch工艺开始工业化运行至今，日产合成氨1000t和2000t的装置遍布全球，合成氨工业已成为一支庞大的支柱化学工业。合成氨工业的巨大成功不仅解决了人类因人口增长所需要的粮食生产，而且带动了一系列基础理论的发展。
然而在能源供应日趋紧张的今天，传统的高能耗工艺必须进行改善。Aika等发现碱（土）金属促进的活性炭负载钌基氨合成催化剂具有比熔铁催化剂更高的活性，此后国内外对钌基氨合成催化剂的研究日益活跃。1992年由BP、Engelhard和Kellogg公司合作研制的活性炭负载钌氨合成催化剂第一次成功地应用于加拿大KitimatOcelot制氨公司氨厂的KAAP(KelloggAdvance Ammonia Process)工艺上进行工业化合成氨生产，大大增加了原厂的生产能力。接着使用KAAP技术于1996年在北美的Donaldsonville(USA)和1997年在澳大利亚的Brisbane分别改造了两个老厂，并于1998年在北美的Trinidad建立了２家在9.1MPa低压运行、日产1850t的全新工艺装置。据报道，使用KAAP工艺装置， 每吨氨生产成本可降低2.2~6.6美元，节能1.2GJ。KAAP技术的关键之一是使用了在低温、低压下具有比传统铁催化剂活性高得多的钌系催化剂。而该催化剂的研制和实用化需要克服许多技术性难题。
福州大学化肥催化剂国家工程研究中心王榕等人在实验室和工业侧线装置上考察了FA-Ru型氨合成钌催化剂与铁系A202型催化剂的性能差异,以及铁催化剂和钌催化剂联用工艺与单铁催化剂工艺对氨合成效果的影响。结果表明,FA-Ru催化剂在低温(375~425℃)、低压(10~15 MPa)、低氢氮比(R=1.5~2.3)和合成气高氨浓度(10%~16%,体积分数)条件下,活性比A202催化剂相对提高44%~75%。铁催化剂与钌催化剂混装工艺的氨合成率随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高24.5%~44.8%。铁催化剂串钌催化剂工艺的氨合成率同样随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高27.7%~58.8%。对于铁、钌催化剂联用的氨合成工艺,在实验条件下,当钌催化剂用量达铁催化剂用量1/2以上时,催化剂的最高活性点温度降至400℃。工业侧线实验表明,FA-Ru催化剂在13.0 MPa、10000~15000 h-1条件下的氨合成率可达到铁催化剂在相同空速、26MPa压力下的水平。根据不同工况,铁催化剂串钌催化剂生产工艺比单铁催化剂生产工艺氨合成率可相对提高43%~56%。