發(fā)布時間：2021-03-05所屬分類：經(jīng)濟論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：合成氨是一種重要的無機化工原料，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。合成氨大部分用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨等，少部分作為其他化工產(chǎn)品的原料。綜述了中國合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、現(xiàn)在需求及未來發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：合成氨;工業(yè);研
摘要：合成氨是一種重要的無機化工原料，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。合成氨大部分用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨等，少部分作為其他化工產(chǎn)品的原料。綜述了中國合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、現(xiàn)在需求及未來發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：合成氨;工業(yè);研究現(xiàn)狀;趨勢
合成氨是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量位居各種化工產(chǎn)品的首位，同時也是消耗能源的大戶，合成氨的生產(chǎn)對國民生活至關(guān)重要，而在環(huán)境和資源問題日益嚴(yán)重的今天，更高效的合成氨生產(chǎn)以及符合資源節(jié)約型、環(huán)境友好型生產(chǎn)理念的要求，合成氨工業(yè)的改革顯得至關(guān)重要。
隨著合成氨生產(chǎn)競爭的日益加劇，提高裝置產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本一直是合成氨廠家探索的課題，經(jīng)過不懈努力，國內(nèi)外合成氨各工序出現(xiàn)了許多新技術(shù)。合成氨分為造氣、空分、脫硫、變換、脫碳、氣體精制、合成等工段，合成氨之后再合成尿素、硝銨、磷銨等。
世界合成氨根據(jù)技術(shù)發(fā)展的情況分析，未來合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會出現(xiàn)原則性的改變，其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)緊密圍繞“降低生產(chǎn)成本、提高運行周期，改善經(jīng)濟性”的基本目標(biāo)，進一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期運行”等方面進行技術(shù)的研究開發(fā)。
1氨的性質(zhì)及用途
合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一[1]，世界每年合成氨產(chǎn)量已達到1億t以上，其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。氨作為最為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10%的能源用于合成氨。
相關(guān)期刊推薦：《化工設(shè)計通訊》(雙月刊)創(chuàng)刊于1975年，由湖南化學(xué)工業(yè)設(shè)計院主辦。發(fā)行范圍遍及全國各省、市、自治區(qū)化工主管部門、設(shè)計院、科研院(所)、化肥企業(yè)、化工企業(yè)、大專院校、圖書館及各信息部門。報道化工產(chǎn)品的設(shè)計、科研、生產(chǎn)、建設(shè)、技改等方面的新工藝、新材料、新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)。主要特色：以化肥及相關(guān)產(chǎn)品為主，兼顧無機化工、石油化工、醫(yī)藥及學(xué)術(shù)研究和工程設(shè)計項目信息報道等。
合成氨是化肥工業(yè)生產(chǎn)的龍頭。“十三五”我國化肥工業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇，將促進合成氨的快速發(fā)展。我國合成氨約87%用于氮肥生產(chǎn)。尿素等氮肥產(chǎn)量持續(xù)增長，合成氨產(chǎn)量也隨之增長。
1.1氨的性質(zhì)
氨分子式為NH3，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是無色氣體，比空氣輕，具有特殊的刺激性臭味。人們在大于100cm3/m3氨的環(huán)境中，每天接觸8h會引起慢性中毒。
氨的主要物理性質(zhì)有：極易溶于水，溶解時放出大量的熱。氨水溶液呈堿性，易揮發(fā)。
液氨和干燥的氨氣對大部分物質(zhì)沒有腐蝕性，但在有水的條件下，對銅、銀、鋅等金屬有腐蝕作用[2]。
氨的化學(xué)性質(zhì)有：在常溫下相當(dāng)穩(wěn)定，在高溫、電火花或紫外光的作用下可分解為氮和氫。具有可燃性，自然點為630℃，一般較難點燃。氨與空氣或氧的混合物在一定范圍內(nèi)能夠發(fā)生爆炸。氨的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與酸反應(yīng)生成鹽;如與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨;與磷酸反應(yīng)生成磷酸銨;與硝酸反應(yīng)生成硝酸銨;與二氧化碳反應(yīng)生成甲基甲酸銨，脫水后生成尿素等。
1.2氨的用途及在國民生產(chǎn)中的作用
氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位[3]。合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收外，絕大部分是合成的氨。氨主要用于農(nóng)業(yè)，合成氨是我化肥工業(yè)的基礎(chǔ)，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分均占70%的比例，稱之為“化肥氨”;同時氨也是重要的無機化學(xué)和有機化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、合成纖維、合成樹脂的原料，這部分約占30%的比例，稱之為“工業(yè)氨”。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產(chǎn)量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料生產(chǎn)。液氨常用作制冷劑。
2合成氨的市場需要
合成氨的持續(xù)健康發(fā)展還有相當(dāng)長的路要走，未來我國合成氨氮肥的實物產(chǎn)量將會超過石油和鋼鐵。合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“有收無收在于水，收多收少在于肥”。所以，合成氨工業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。它的發(fā)展將對國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，我國現(xiàn)有眾多的化肥生產(chǎn)裝置應(yīng)成為改造擴建增產(chǎn)的基礎(chǔ)。我國上世紀(jì)先后重復(fù)引進多套大化肥裝置，耗費巨額資金，在提高了化肥生產(chǎn)技術(shù)水平的同時，也受到國外的制約。今后應(yīng)利用國內(nèi)開發(fā)和消化吸收引進的工藝技術(shù)，自力更生，立足國內(nèi)，走出一條具有中國特色的社會主義民族工業(yè)的發(fā)展道路。過去引進建設(shè)一套大型化肥裝置，耗資數(shù)十億元。當(dāng)今走老廠改造擴建的道路，可使投資節(jié)省1/2～2/3。節(jié)省的巨額資金，用作農(nóng)田水利建設(shè)和農(nóng)產(chǎn)品深加工，將在加速農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，提高農(nóng)民生活水平，縮小城鄉(xiāng)差距方面起著重要作用。
3合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
近年，合成氨產(chǎn)量以俄羅斯、中國、美國、印度等十國最高，占世界總產(chǎn)量的一半以上。合成氨主要消費部門為化肥工業(yè)，用于其他領(lǐng)域的(主要是高分子化工、火炸藥工業(yè)等)非化肥用氨，統(tǒng)稱為工業(yè)用氨。目前，合成氨年總消費量約為78.2Mt，其中工業(yè)用氨量約為10Mt，約占總氨消費量的12%。合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質(zhì)油和煤等。
中國的合成氨工業(yè)是在20世紀(jì)30年代開始的，經(jīng)過80多年的努力[4]，我國已擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨工廠上千個。在技術(shù)力量方面，我國已擁有一支能從事合成氨生產(chǎn)的科研、設(shè)計、制造和施工的高素質(zhì)技術(shù)隊伍。在生產(chǎn)能力方面，中國合成氨產(chǎn)量已經(jīng)位列世界第一。
合成氨工業(yè)的迅速發(fā)展促進了一系列科學(xué)技術(shù)和近代化學(xué)合成工業(yè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)能力的不斷發(fā)展，合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中的基礎(chǔ)作用必將日益顯著。展望“十三五”期間，合成氨裝置將繼續(xù)朝著大型化、集中化、自動化、低能耗與環(huán)境友好型方向發(fā)展，并形成具有一定規(guī)模的生產(chǎn)中心，單系列合成氨裝置的能力將有較大的提高。
合成氨生產(chǎn)包括3個主要步驟：①制造含氮和氫的原料氣;②將原料氣進行凈化處理，以除去各種雜質(zhì)和有毒成分，從而獲得純凈的氮氫混合氣體;③氨的合成。目前工業(yè)上采用的原料氣主要分為3種：固體原料(焦炭、無煙煤、褐煤等)、液體原料(重油、原油、輕油等)、氣體原料(天然氣、油田氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣等)。
近年來，由于能源危機、清潔環(huán)保因素的制約，而且近年來提倡的低碳生活[5]，根據(jù)合成氨技術(shù)發(fā)展的情況分析，未來合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會出現(xiàn)原則性的改變，其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)緊密圍繞“降低生產(chǎn)成本、提高運行周期，改善經(jīng)濟性”的基本目標(biāo)，進一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期運行”等方面進行技術(shù)的研究開發(fā)。過去被合成氨工業(yè)認為沒有太多困難的環(huán)境保護問題，由于對污染控制變得日益嚴(yán)格，一些認為已經(jīng)解決的問題，現(xiàn)在又得重新加以評價。特別是近年來因地球氣候日益變暖而提出的對溫室效應(yīng)的控制，將會對二氧化碳的排放加以嚴(yán)格限制。所有這些新舊問題對合成氨工業(yè)的發(fā)展，都會起到舉足輕重的影響。——論文作者：梁奇雄1，鐘利丹2
