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合成氨工业发展现状及重要性探讨

发布时间:2021-03-05所属分类:经济论文浏览:1

摘 要: 摘要:合成氨是一种重要的无机化工原料,在国民经济中占有重要地位。合成氨大部分用来生产化学肥料,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵等,少部分作为其他化工产品的原料。综述了中国合成氨工业的发展现状、现在需求及未来发展趋势。 关键词:合成氨;工业;研

  摘要:合成氨是一种重要的无机化工原料,在国民经济中占有重要地位。合成氨大部分用来生产化学肥料,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵等,少部分作为其他化工产品的原料。综述了中国合成氨工业的发展现状、现在需求及未来发展趋势。

合成氨工业发展现状及重要性探讨

  关键词:合成氨;工业;研究现状;趋势

  合成氨是重要的基础化工产品之一,其产量位居各种化工产品的首位,同时也是消耗能源的大户,合成氨的生产对国民生活至关重要,而在环境和资源问题日益严重的今天,更高效的合成氨生产以及符合资源节约型、环境友好型生产理念的要求,合成氨工业的改革显得至关重要。

  随着合成氨生产竞争的日益加剧,提高装置产量,降低生产成本一直是合成氨厂家探索的课题,经过不懈努力,国内外合成氨各工序出现了许多新技术。合成氨分为造气、空分、脱硫、变换、脱碳、气体精制、合成等工段,合成氨之后再合成尿素、硝铵、磷铵等。

  世界合成氨根据技术发展的情况分析,未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期,改善经济性”的基本目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。

  1氨的性质及用途

  合成氨是大宗化工产品之一[1],世界每年合成氨产量已达到1亿t以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。氨作为最为重要的基础化工产品之一,同时也是能源消耗的大户,世界上大约有10%的能源用于合成氨。

  相关期刊推荐:《化工设计通讯》(双月刊)创刊于1975年,由湖南化学工业设计院主办。发行范围遍及全国各省、市、自治区化工主管部门、设计院、科研院(所)、化肥企业、化工企业、大专院校、图书馆及各信息部门。报道化工产品的设计、科研、生产、建设、技改等方面的新工艺、新材料、新产品、新设备、新技术。主要特色:以化肥及相关产品为主,兼顾无机化工、石油化工、医药及学术研究和工程设计项目信息报道等。

  合成氨是化肥工业生产的龙头。“十三五”我国化肥工业将迎来新的发展机遇,将促进合成氨的快速发展。我国合成氨约87%用于氮肥生产。尿素等氮肥产量持续增长,合成氨产量也随之增长。

  1.1氨的性质

  氨分子式为NH3,在标准状态下是无色气体,比空气轻,具有特殊的刺激性臭味。人们在大于100cm3/m3氨的环境中,每天接触8h会引起慢性中毒。

  氨的主要物理性质有:极易溶于水,溶解时放出大量的热。氨水溶液呈碱性,易挥发。

  液氨和干燥的氨气对大部分物质没有腐蚀性,但在有水的条件下,对铜、银、锌等金属有腐蚀作用[2]。

  氨的化学性质有:在常温下相当稳定,在高温、电火花或紫外光的作用下可分解为氮和氢。具有可燃性,自然点为630℃,一般较难点燃。氨与空气或氧的混合物在一定范围内能够发生爆炸。氨的化学性质比较活泼,能与酸反应生成盐;如与盐酸反应生成氯化铵;与磷酸反应生成磷酸铵;与硝酸反应生成硝酸铵;与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵,脱水后生成尿素等。

  1.2氨的用途及在国民生产中的作用

  氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位[3]。合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外,绝大部分是合成的氨。氨主要用于农业,合成氨是我化肥工业的基础,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,再加工成尿素或各种铵盐肥料,这部分均占70%的比例,称之为“化肥氨”;同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,用于生产铵、胺、染料、炸药、合成纤维、合成树脂的原料,这部分约占30%的比例,称之为“工业氨”。氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。液氨常用作制冷剂。

  2合成氨的市场需要

  合成氨的持续健康发展还有相当长的路要走,未来我国合成氨氮肥的实物产量将会超过石油和钢铁。合成氨工业在国民经济中占有举足轻重的地位。农业生产“有收无收在于水,收多收少在于肥”。所以,合成氨工业是农业的基础。它的发展将对国民经济的发展产生重大影响。因此,我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。我国上世纪先后重复引进多套大化肥装置,耗费巨额资金,在提高了化肥生产技术水平的同时,也受到国外的制约。今后应利用国内开发和消化吸收引进的工艺技术,自力更生,立足国内,走出一条具有中国特色的社会主义民族工业的发展道路。过去引进建设一套大型化肥装置,耗资数十亿元。当今走老厂改造扩建的道路,可使投资节省1/2~2/3。节省的巨额资金,用作农田水利建设和农产品深加工,将在加速农村经济发展,提高农民生活水平,缩小城乡差距方面起着重要作用。

  3合成氨工业的发展现状

  近年,合成氨产量以俄罗斯、中国、美国、印度等十国最高,占世界总产量的一半以上。合成氨主要消费部门为化肥工业,用于其他领域的(主要是高分子化工、火炸药工业等)非化肥用氨,统称为工业用氨。目前,合成氨年总消费量约为78.2Mt,其中工业用氨量约为10Mt,约占总氨消费量的12%。合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。

  中国的合成氨工业是在20世纪30年代开始的,经过80多年的努力[4],我国已拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨工厂上千个。在技术力量方面,我国已拥有一支能从事合成氨生产的科研、设计、制造和施工的高素质技术队伍。在生产能力方面,中国合成氨产量已经位列世界第一。

  合成氨工业的迅速发展促进了一系列科学技术和近代化学合成工业的发展。随着科学技术的进步和生产能力的不断发展,合成氨工业在国民经济中的基础作用必将日益显著。展望“十三五”期间,合成氨装置将继续朝着大型化、集中化、自动化、低能耗与环境友好型方向发展,并形成具有一定规模的生产中心,单系列合成氨装置的能力将有较大的提高。

  合成氨生产包括3个主要步骤:①制造含氮和氢的原料气;②将原料气进行净化处理,以除去各种杂质和有毒成分,从而获得纯净的氮氢混合气体;③氨的合成。目前工业上采用的原料气主要分为3种:固体原料(焦炭、无烟煤、褐煤等)、液体原料(重油、原油、轻油等)、气体原料(天然气、油田气、焦炉气、炼厂气等)。

  近年来,由于能源危机、清洁环保因素的制约,而且近年来提倡的低碳生活[5],根据合成氨技术发展的情况分析,未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期,改善经济性”的基本目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。过去被合成氨工业认为没有太多困难的环境保护问题,由于对污染控制变得日益严格,一些认为已经解决的问题,现在又得重新加以评价。特别是近年来因地球气候日益变暖而提出的对温室效应的控制,将会对二氧化碳的排放加以严格限制。所有这些新旧问题对合成氨工业的发展,都会起到举足轻重的影响。——论文作者:梁奇雄1,钟利丹2

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