合成氨工业

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　　合成氨工业是指以氮气和氢气为原料，通过化学反应生成氨及以氨为原料生产尿素、硝酸铵、碳酸氢铵以及醇氨联产的生产过程。

　　1.传统型蒸汽转化制氨工艺阶段

　　从2O世纪2O年代世界第一套合成氨装置投产，到2O世纪6O年代中期，合成氨工业在欧洲、美国、日本等国家和地区已发展到了相当高的水平。美国Kellogg公司首先开发出以天然气为原料、日产1000t的大型合成氨技术，Kellogg传统合成氨工艺首次在合成氨装置中应用了离心式压缩机，并将装置中工艺系统与动力系统有机结合起来，实现了装置的单系列大型化和系统能量自我平衡，是传统型制氨工艺的最显著特征，成为合成氨工艺的“经典之作”。

　　2.低能耗制氨工艺阶段

　　具有代表性的低能耗制氨工艺有4种：Kellogg公司的KREP工艺、Braun公司的低能耗深冷净化工艺、UHDE-ICI-AMV工艺、Topsoe工艺。低能耗制氨工艺技术主要以节能降耗为目的，立足于改进和发展工艺单元技术。

　　20世纪8O年代初到90年代末，煤气化技术再度引起人们重视，对洁净煤气化技术进行了大量的开发研究，取得了重大的进展，开发出众多的煤气化技术，包括：以Texaco公司和Destec公司为代表的水煤浆气化、以Shell公司和德国Prenflo公司为代表的粉煤气化、以Lurgi公司为代表的固定床煤气化等。

　　3.装置单系列产量最大化阶段

　　近年来，为了进一步改善装置的经济性，技术专利商均开始转向以实现单系列合成氨装置产量最大化为首要目标的研究开发。与此同时，在高油价背景下，用煤等劣质原料制氨重新受到重视，以水煤浆气化和粉煤气化为代表的煤气化技术在改造和新建装置中得到了使用。

　　①煤气化。成熟且有竞争力的煤气化工艺主要是以Texaco为代表的水煤浆气化和以Shell为代表的粉煤气化工艺，这两类煤气化工艺均是成熟的，都有大型专利工厂。

　　②合成气净化。本部分的关键问题在于确定CO变换、酸性气体脱除、气体精制等工序的合理流程组合形式。

　　1．生产能力大型化

　　目前国外台成氨生产规模发展趋势是提高单系列生产能力。未来氨装置单系列生产能力为日产2kt，尿素装置相应为3．5kt 新建单系列投资比双系列可降低20%。我国合成氨日产2kt大型系列应走老厂改扩道路，在觋有日产lkt合成氨装置上采用在二段转化炉加氧，便可使生产合成气生产能力加翻．达日产2kt，再进行氨合成配套和将氨加工成尿素．采用高压变换气气提法在生产尿素的同时代替脱除C0₂。装置，以平衡增产氨和氨的加工产品的生产能力。这种改造投资还不到新建的1／2。将来天然气成网配置后，对3O多套大型合成氨装置改扩后，每年就能够增产合成氨近10Mt，同时提高了天然气原料制氨的比重。

　　2．产品多样化

　　当今，从制氨用合成气出发，在制取合成氨的同时，联产甲醇和碳一化工产品，已成为资源综合利用的有效途径。随着深度加工产品的不断开发．化学应用领域不断开拓，其在国民经济中的地位将愈显重要。

　　3．开发撬装式装置

　　在油田开采中，分散伴生的天然气都未能回收利用而放空烧掉。在新疆地区每年就烧掉近10⁹m³天然气，若回收可生产尿素1．6Mt／a或甲醇1Mt／a，这是个具有重大的经济和环境意义的工程，需要统筹规划、开发建设移动撬装式回收装置，以灵活地进行油田伴生气的回收利用。

　　4．研究开发天然气制氨新工艺

　　(1)开发天然气电热换热多媒体转化器。在等压下合成氨、甲醇、尿素新工艺，因其能耗低、投资省，利于模块化、系列化的中小规模生产装置，将是今后天然气制合成气的一种新工艺。

　　(2)研究天然气分子重排制尿素工艺。在天然气(CH₄)中，加入39%的富氧空气，通过分子重排而成尿素。