合成氨工業

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　合成氨工業是指以氮氣和氫氣為原料，通過化學反應生成氨及以氨為原料生產尿素、硝酸銨、碳酸氫銨以及醇氨聯產的生產過程。

　　1.傳統型蒸汽轉化制氨工藝階段

　　從2O世紀2O年代世界第一套合成氨裝置投產，到2O世紀6O年代中期，合成氨工業在歐洲、美國、日本等國家和地區已發展到了相當高的水平。美國Kellogg公司首先開發出以天然氣為原料、日產1000t的大型合成氨技術，Kellogg傳統合成氨工藝首次在合成氨裝置中應用了離心式壓縮機，並將裝置中工藝系統與動力系統有機結合起來，實現了裝置的單系列大型化和系統能量自我平衡，是傳統型制氨工藝的最顯著特征，成為合成氨工藝的“經典之作”。

　　2.低能耗制氨工藝階段

　　具有代表性的低能耗制氨工藝有4種：Kellogg公司的KREP工藝、Braun公司的低能耗深冷凈化工藝、UHDE-ICI-AMV工藝、Topsoe工藝。低能耗制氨工藝技術主要以節能降耗為目的，立足於改進和發展工藝單元技術。

　　20世紀8O年代初到90年代末，煤氣化技術再度引起人們重視，對潔凈煤氣化技術進行了大量的開發研究，取得了重大的進展，開發出眾多的煤氣化技術，包括：以Texaco公司和Destec公司為代表的水煤漿氣化、以Shell公司和德國Prenflo公司為代表的粉煤氣化、以Lurgi公司為代表的固定床煤氣化等。

　　3.裝置單系列產量最大化階段

　　近年來，為了進一步改善裝置的經濟性，技術專利商均開始轉向以實現單系列合成氨裝置產量最大化為首要目標的研究開發。與此同時，在高油價背景下，用煤等劣質原料制氨重新受到重視，以水煤漿氣化和粉煤氣化為代表的煤氣化技術在改造和新建裝置中得到了使用。

　　①煤氣化。成熟且有競爭力的煤氣化工藝主要是以Texaco為代表的水煤漿氣化和以Shell為代表的粉煤氣化工藝，這兩類煤氣化工藝均是成熟的，都有大型專利工廠。

　　②合成氣凈化。本部分的關鍵問題在於確定CO變換、酸性氣體脫除、氣體精製等工序的合理流程組合形式。

　　1．生產能力大型化

　　目前國外台成氨生產規模發展趨勢是提高單系列生產能力。未來氨裝置單系列生產能力為日產2kt，尿素裝置相應為3．5kt 新建單系列投資比雙系列可降低20%。我國合成氨日產2kt大型系列應走老廠改擴道路，在覡有日產lkt合成氨裝置上採用在二段轉化爐加氧，便可使生產合成氣生產能力加翻．達日產2kt，再進行氨合成配套和將氨加工成尿素．採用高壓變換氣氣提法在生產尿素的同時代替脫除C0₂。裝置，以平衡增產氨和氨的加工產品的生產能力。這種改造投資還不到新建的1／2。將來天然氣成網配置後，對3O多套大型合成氨裝置改擴後，每年就能夠增產合成氨近10Mt，同時提高了天然氣原料制氨的比重。

　　2．產品多樣化

　　當今，從制氨用合成氣出發，在制取合成氨的同時，聯產甲醇和碳一化工產品，已成為資源綜合利用的有效途徑。隨著深度加工產品的不斷開發．化學應用領域不斷開拓，其在國民經濟中的地位將愈顯重要。

　　3．開發撬裝式裝置

　　在油田開采中，分散伴生的天然氣都未能回收利用而放空燒掉。在新疆地區每年就燒掉近10⁹m³天然氣，若回收可生產尿素1．6Mt／a或甲醇1Mt／a，這是個具有重大的經濟和環境意義的工程，需要統籌規劃、開發建設移動撬裝式回收裝置，以靈活地進行油田伴生氣的回收利用。

　　4．研究開發天然氣制氨新工藝

　　(1)開發天然氣電熱換熱多媒體轉化器。在等壓下合成氨、甲醇、尿素新工藝，因其能耗低、投資省，利於模塊化、系列化的中小規模生產裝置，將是今後天然氣制合成氣的一種新工藝。

　　(2)研究天然氣分子重排制尿素工藝。在天然氣(CH₄)中，加入39%的富氧空氣，通過分子重排而成尿素。