發(fā)布時(shí)間：2021-03-05所屬分類(lèi)：經(jīng)濟(jì)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：合成氨是一種重要的無(wú)機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨大部分用來(lái)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(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、現(xiàn)在需求及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。 關(guān)鍵詞：合成氨;工業(yè);研
摘要：合成氨是一種重要的無(wú)機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨大部分用來(lái)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(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、現(xiàn)在需求及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：合成氨;工業(yè);研究現(xiàn)狀;趨勢(shì)
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(shí)也是消耗能源的大戶(hù)，合成氨的生產(chǎn)對(duì)國(guó)民生活至關(guān)重要，而在環(huán)境和資源問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)家探索的課題，經(jīng)過(guò)不懈努力，國(guó)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(lái)合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會(huì)出現(xiàn)原則性的改變，其技術(shù)發(fā)展將會(huì)繼續(xù)緊密?chē)@“降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)行周期，改善經(jīng)濟(jì)性”的基本目標(biāo)，進(jìn)一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行”等方面進(jìn)行技術(shù)的研究開(kāi)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(dá)到1億t以上，其中約有80%的氨用來(lái)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(shí)也是能源消耗的大戶(hù)，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(jì)通訊》(雙月刊)創(chuàng)刊于1975年，由湖南化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院主辦。發(fā)行范圍遍及全國(guó)各省、市、自治區(qū)化工主管部門(mén)、設(shè)計(jì)院、科研院(所)、化肥企業(yè)、化工企業(yè)、大專(zhuān)院校、圖書(shū)館及各信息部門(mén)。報(bào)道化工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(wú)機(jī)化工、石油化工、醫(yī)藥及學(xué)術(shù)研究和工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目信息報(bào)道等。
合成氨是化肥工業(yè)生產(chǎn)的龍頭。“十三五”我國(guó)化肥工業(yè)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，將促進(jìn)合成氨的快速發(fā)展。我國(guó)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(zhǎng)，合成氨產(chǎn)量也隨之增長(zhǎng)。
1.1氨的性質(zhì)
氨分子式為NH3，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是無(wú)色氣體，比空氣輕，具有特殊的刺激性臭味。人們?cè)诖笥?00cm3/m3氨的環(huán)境中，每天接觸8h會(huì)引起慢性中毒。
氨的主要物理性質(zhì)有：極易溶于水，溶解時(shí)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(duì)大部分物質(zhì)沒(méi)有腐蝕性，但在有水的條件下，對(duì)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(diǎn)為630℃，一般較難點(diǎn)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(guó)民生產(chǎn)中的作用
氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(chēng)之為“化肥氨”;同時(shí)氨也是重要的無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)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(shù)脂的原料，這部分約占30%的比例，稱(chēng)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(wú)機(jī)鹽及有機(jī)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(chǎng)需要
合成氨的持續(xù)健康發(fā)展還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，未來(lái)我國(guó)合成氨氮肥的實(shí)物產(chǎn)量將會(huì)超過(guò)石油和鋼鐵。合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“有收無(wú)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，我國(guó)現(xiàn)有眾多的化肥生產(chǎn)裝置應(yīng)成為改造擴(kuò)建增產(chǎn)的基礎(chǔ)。我國(guó)上世紀(jì)先后重復(fù)引進(jìn)多套大化肥裝置，耗費(fèi)巨額資金，在提高了化肥生產(chǎn)技術(shù)水平的同時(shí)，也受到國(guó)外的制約。今后應(yīng)利用國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)和消化吸收引進(jìn)的工藝技術(shù)，自力更生，立足國(guó)內(nèi)，走出一條具有中國(guó)特色的社會(huì)主義民族工業(yè)的發(fā)展道路。過(guò)去引進(jìn)建設(shè)一套大型化肥裝置，耗資數(shù)十億元。當(dāng)今走老廠(chǎng)改造擴(kuò)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(jì)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(guó)、美國(guó)、印度等十國(guó)最高，占世界總產(chǎn)量的一半以上。合成氨主要消費(fèi)部門(mén)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(chēng)為工業(yè)用氨。目前，合成氨年總消費(fèi)量約為78.2Mt，其中工業(yè)用氨量約為10Mt，約占總氨消費(fèi)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(guó)的合成氨工業(yè)是在20世紀(jì)30年代開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)80多年的努力[4]，我國(guó)已擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨工廠(chǎng)上千個(gè)。在技術(shù)力量方面，我國(guó)已擁有一支能從事合成氨生產(chǎn)的科研、設(shè)計(jì)、制造和施工的高素質(zhì)技術(shù)隊(duì)伍。在生產(chǎn)能力方面，中國(guó)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(jìn)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(jìn)步和生產(chǎn)能力的不斷發(fā)展，合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(gè)主要步驟：①制造含氮和氫的原料氣;②將原料氣進(jìn)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?dú)浠旌蠚怏w;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(wú)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(chǎng)氣等)。
近年來(lái)，由于能源危機(jī)、清潔環(huán)保因素的制約，而且近年來(lái)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(lái)合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會(huì)出現(xiàn)原則性的改變，其技術(shù)發(fā)展將會(huì)繼續(xù)緊密?chē)@“降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)行周期，改善經(jīng)濟(jì)性”的基本目標(biāo)，進(jìn)一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行”等方面進(jìn)行技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。過(guò)去被合成氨工業(yè)認(rèn)為沒(méi)有太多困難的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，由于對(duì)污染控制變得日益嚴(yán)格，一些認(rèn)為已經(jīng)解決的問(wèn)題，現(xiàn)在又得重新加以評(píng)價(jià)。特別是近年來(lái)因地球氣候日益變暖而提出的對(duì)溫室效應(yīng)的控制，將會(huì)對(duì)二氧化碳的排放加以嚴(yán)格限制。所有這些新舊問(wèn)題對(duì)合成氨工業(yè)的發(fā)展，都會(huì)起到舉足輕重的影響。——論文作者：梁奇雄1，鐘利丹2
