我國合成氨的現狀及前景展望

李新莉

摘 要： 文章介紹了我國合成氨技術的發展概況和基本現狀，指出了合成氨技術可能的發展趨勢。概括了高油價下合成氨的原料結構變化及相關技術進展，認為未來合成氨技術進展的主要趨勢是大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行。

關鍵詞： 合成氨 氣化 發展趨勢

氨是工農業生產中廣泛使用的無機化工產品。隨著工農業生產的發展，氨的需求量還在增加，合成氨技術也在不斷進步，國內原有氨的供應已經無法滿足需求，小型的合成氨在成本方面缺乏優勢。因此，設計應用新工藝和原料大規模地生產合成氨，對于國內合成氨現狀的改變將起到推動作用。本文介紹了國內合成氨煤制氣技術現狀和近年進展情況及前景展望。

1.我國合成氨發展概況

我國合成氨工業始于20世紀30年代，1949年前，全國僅在南京、大連有兩家合成氨廠，在上海有一個以水電解法制氫為原料的小型合成氨車間，年生產能力共為46kt氨[1]。中華人民共和國成立以后，合成氨的產量增長很快。結合國外經驗，完成“三觸媒”流程（氧化鋅脫硫、低溫變換、甲烷化）氨廠年產50kt的通用設計，并在石家莊化肥廠采用。70年代開始到80年代又建設了具有先進技術，以天然氣、石腦油、重質油和煤為原料的年產300kt氨的大型氨廠，分布在四川、江蘇、浙江、山西等地。近些年來我國對化肥工業的重視，使合成氨工業有了較快發展，形成了我國特有的以煤、石油、天然氣為原料并存和大、中、小規模并存的合成氨生產格局。結合我國是貧油富煤的國情、資源條件、原料價格、基建投資及成本狀況，可以看出以煤為原料的合成氨產品仍是中國合成氨工業的主導方向。

2.生產現狀

2.1大型氮肥裝置[2]

我國目前有大型合成氨裝置共計34套，生產能力約1000萬t/a；其下游產品除1套裝置生產硝酸磷肥之外，均為尿素。按照原料類型分：以天然氣（油田氣）為原料的17套，以輕油為原料的6套，以重油為原料的9套，以煤為原料的2套。除上海吳涇化工廠為國產化裝置外，其他均系從國外引進，按照專利技術分：以天然氣和輕油為原料的有Kellogg傳統工藝（10套）、Kellogg-TEC工藝（2套）、Topsoe工藝（3套），以及20世紀90年代引進的節能型AMV工藝（2套）、Braun工藝（4套）、KBR工藝（1套）；以渣油為原料的Texaco工藝（6套）和Shell工藝（3套）；以煤為原料的Lurgi工藝（1套）和Texaco工藝（1套），薈萃了當今世界上主要的合成氨工藝技術。

2.2中、小型氮肥裝置[3]

我國目前有中型合成氨裝置55套，生產能力約為500萬t/a；其下游產品主要是尿素和硝酸銨；其中以煤、焦為原料的裝置有34套，以渣油為原料的裝置有9套，以氣為原料的裝置有12套。目前有小型合成氨裝置700多套，生產能力約為3000萬t/a；其下游產品原來主要是碳酸氫銨，現有112套經過改造生產尿素。在此過程中，研究開發了許多工藝技術，促進了氮肥生產的發展和技術水平的提高，包括合成氣制備、CO變換、脫硫脫碳、氣體精制和氨合成技術。

3.合成氨的發展前景

根據合成氨技術發展的情況分析，估計未來合成氨的基本生產原理將不會出現原則性改變，其技術發展將會繼續緊密圍繞降低生產成本、提高運行周期，改善經濟性的基本目標，進一步集中在大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行等方面進行技術研究開發[4]。

由于近年來油價高漲，一些氮肥企業不得不在調整化肥產品結構的同時擴大生產規模和改變原料路線，大多數企業都選擇以煤為原料，這是基于我國煤炭儲量豐富，以求降低成本的考慮。但目前煤炭價格的無序上漲，能源不限價，而尿素又要限價，使氮肥企業難以承受這種巨大壓力。我國合成氨的原料目前絕大多數是焦炭和無煙煤，來源有限，技術經濟指標差。為了大規模發展化肥工業，必須開辟增產廉價氫的途徑，擴大合成氨新的原料來源，同時應抓緊小粒度煤的氣化試驗。具體體現如下：

3.1大型化、集成化、自動化，形成經濟規模的生產中心、低能耗與環境更友好將是未來合成氨裝置的主流發展方向。

3.2以油改氣和油改煤為核心的原料結構調整和以多聯產和再加工為核心的產品結構調整，是合成氨裝置改善經濟性、增強競爭力的有效途徑。

4.結語

煤氣化—合成氨—氮肥目前已成為我國占主要地位的煤氣化產業，并于近年來得到了持續快速地發展。在新建和擴建的合成氨生產能力以年產15～30萬t規模居多，原料分為煤炭、石油、天然氣，受國內石油和天然氣資源供求關系的制約，以煤為原料生產合成氨已逐漸顯露出競爭優勢，成為今后發展的方向，預計將占到我國氮肥生產總量的60%以上[5]。經過近幾年裝置建設和工程實踐，國外引進的先進成熟的煤氣化技術在合成氨制氣方面已取得了突破。與此同時，國內煤氣化技術也得到了較大進步和發展，新開發的煤氣化技術如四噴嘴水煤漿氣流床氣化技術，已工業化示范成功，干粉煤氣流床氣化技術也在進行中試開發，加壓流化床技術進入了工業開發階段。國內煤氣化技術的發展將為煤基氮肥產業提供國內知識產權的支持，從而推動合成氨產業的全面技術進步。

參考文獻：

[1]蔣德軍.大氮肥[J].1997（5）：297-300.

[2]亢萬忠，蔣德軍.大氮肥[J].1997（6）：372-376.

[3]蔣德軍.現代化工[J].2002，22（6）：39-48.

[4]王庭富.化工進展[J].2001，20（8）：6-8.

[5]汪家銘.瀘天化科技[J].2007（1）：16-20.

導師：陜西科技大學 馬養民 郭 睿