合成氨技術(shù)探討

魏瑞龍 周浩（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 81600）

合成氨技術(shù)探討

魏瑞龍 周浩（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 81600）

現(xiàn)代社會(huì)中，氨極為重要的化工產(chǎn)品之一，氨的生產(chǎn)量一直位于其他各種化工產(chǎn)品的首位。而且在氨的生產(chǎn)過(guò)程中，要消耗大量的能源。所以在化工企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，合成氨技術(shù)有著十分重要的作用，本文主要對(duì)合成氨技術(shù)的現(xiàn)狀、合成氨的工藝流程以及合成氨技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行了研究和分析。

合成氨；技術(shù)；問(wèn)題

氨是人們?cè)谄綍r(shí)的生產(chǎn)生活中不可或缺的一種化工產(chǎn)品，其主要是用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。合成氨不僅是氮肥生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而且氨本身就是重要的化肥原料，還由于氨既是重要的無(wú)機(jī)化學(xué)的原料，還是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)原料。由于合成氨是需要大量的能量的，如果合成氨的工藝流程不夠科學(xué)和環(huán)保，這就導(dǎo)致每年由于合成氨而大量的浪費(fèi)資源，所以我們就要對(duì)合成氨的工藝進(jìn)行改進(jìn)。

1 現(xiàn)狀

從上個(gè)世紀(jì)五十年代新中國(guó)成立之后，國(guó)家就投入了人力與物力對(duì)氨的合成裝置進(jìn)行不斷的研究與探索，這就使得我國(guó)合成氨的技術(shù)不斷的進(jìn)步，發(fā)展到現(xiàn)在為止，雖然我國(guó)已經(jīng)成為了世界上生產(chǎn)氨的數(shù)量最多的國(guó)家，但是我國(guó)生產(chǎn)合成氨的技術(shù)還存在著一些的問(wèn)題。

2 生產(chǎn)步驟

(1)原料氣的制備

在合成氨生產(chǎn)的時(shí)候，我們首先要做的事對(duì)原料氣的制備，其實(shí)主要是需要工作人員將煤炭和天然氣等一些制造氨的原料加以制作，使之成為含有氫和氮的一種粗原料氣。我們對(duì)煤炭的制作主要是采用企劃的方法，在煤炭進(jìn)行加工制作的過(guò)程中，提取其中的氣體作為合成氣。

(2)凈化過(guò)程

在第一個(gè)步驟我們是主要對(duì)合成氨的原料氣進(jìn)行了粗略的制作，然后我們就要對(duì)粗原料氣進(jìn)行凈化處理，讓經(jīng)過(guò)凈化的粗原料氣將其他的氣體排出去只留下氫氣和氮?dú)狻?/p>

(3)轉(zhuǎn)換過(guò)程

在合成氨的生產(chǎn)過(guò)程中，我們首先是對(duì)制作合成氨的基本原料即粗原料氣進(jìn)行制作，然后是對(duì)粗原料氣體進(jìn)行凈化，之后我們要對(duì)要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這主要是由于在我們制作合成氨的過(guò)程中，我們利用各種各樣的方法所制作的原料氣體中都是含有一氧化碳的，并且由于在合成氨的時(shí)候是需要兩種組分是H2 和N2，所以我們?cè)诤铣砂钡倪^(guò)程中就需要將一氧化碳排除掉。我們要對(duì)一氧化碳進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，一氧化碳會(huì)放出大量的熱量，所以我們就需要對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行分段處理，這樣做主要是為了回收一氧化碳轉(zhuǎn)化過(guò)程中所放出的熱量。然后，我們還要進(jìn)行低溫轉(zhuǎn)換，我們應(yīng)該在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中將一氧化碳的含量降低到0.3%左右。

(4)脫硫脫碳過(guò)程

對(duì)合成氨的原料氣體進(jìn)行脫硫脫碳其實(shí)主要是由于之前我們對(duì)粗原料氣體進(jìn)行制作的過(guò)程中，雖然對(duì)粗原料氣體進(jìn)行了凈化和轉(zhuǎn)換，但是原料氣體中還存在著一些硫和碳的氧化物，所以我們要將這些含有硫和碳的氧化物從原料氣體中去除出去，這主要是因?yàn)槲覀內(nèi)绻粚⑦@些氧化物去除出去，就會(huì)使合成氨在生產(chǎn)的過(guò)程中是催化劑就有了毒性。

(5)氣體精制過(guò)程

我們?cè)趯?duì)合成氨進(jìn)行制作的過(guò)程中，雖然經(jīng)過(guò)以上的四個(gè)步驟對(duì)合成氨的原料氣體進(jìn)行了處理，但是在經(jīng)過(guò)脫硫脫碳過(guò)程之后，合成氨的原料氣中還是會(huì)含有一些少量的一氧化碳和二氧化碳，所以我們要進(jìn)行氣體的精制過(guò)程，這樣做的主要目的是為了防止對(duì)氨合成催化劑的毒害。并且國(guó)家還規(guī)定一氧化碳和二氧化碳的加在一起的體積分?jǐn)?shù)不能超過(guò)10cm3。

3 改進(jìn)生產(chǎn)步驟

3.1 對(duì)合成氨裝置進(jìn)行改進(jìn)

就目前來(lái)說(shuō)，雖然我國(guó)生產(chǎn)合成氨的數(shù)量是世界上最多的，但是我國(guó)生產(chǎn)合成氨的效率是比較低的，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，國(guó)際之間的競(jìng)爭(zhēng)力不斷的增加，我們想要在在國(guó)際市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，我們就要對(duì)合成氨的生產(chǎn)步驟進(jìn)行改進(jìn)，不僅要提高我國(guó)生產(chǎn)合成氨的效率，還要不斷的增強(qiáng)我國(guó)生產(chǎn)的合成氨在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)合成氨裝置的改進(jìn)我們要采取以下的幾種措施，首先是我們要引進(jìn)其他國(guó)家先進(jìn)的裝置以及裝置的設(shè)計(jì)原理與技術(shù)。然后，我們要在這個(gè)基礎(chǔ)之上對(duì)合成氨裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新研究，并且結(jié)合我國(guó)的實(shí)際，設(shè)計(jì)出適合我國(guó)合成氨生產(chǎn)的裝置。這樣才能夠不斷的提高我國(guó)合成氨的生產(chǎn)效率。

3.2 對(duì)原料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)

我們要對(duì)合成氨的生產(chǎn)步驟進(jìn)行改進(jìn)，除了要對(duì)生產(chǎn)裝置進(jìn)行改進(jìn)之外，我們還要對(duì)生產(chǎn)合成氨的原料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)原料結(jié)構(gòu)的改進(jìn)主要是因?yàn)樵鲜呛铣砂鄙a(chǎn)的基礎(chǔ)，我們對(duì)原料的改進(jìn)不僅能夠增強(qiáng)合成氨的質(zhì)量，而且還可以節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。我們對(duì)合成氨的原料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)其實(shí)主要是探索一些新的原料結(jié)構(gòu)。例如，99公司就對(duì)合成氨的原料進(jìn)行改進(jìn)，主要就是采用節(jié)能型的方法對(duì)合成氨的原料進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算，避免浪費(fèi)，這樣經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算，大大的減少了對(duì)能源的浪費(fèi)。

3.3 積極的尋找新型的催化劑

我們通過(guò)對(duì)合成氨裝置和原料結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)是能夠提高合成氨的生產(chǎn)效率的，除此之外我們還應(yīng)該積極的尋找新型的催化劑來(lái)代替現(xiàn)有的催化劑，這主要是由于催化劑在合成氨生產(chǎn)的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，我們?cè)诤铣砂钡纳a(chǎn)過(guò)程中使用催化劑，這不僅能夠使得合成氨的生產(chǎn)時(shí)間大大的減少，而且還能夠提高合成氨生產(chǎn)原料的使用效率，防止資源的浪費(fèi)，所以積極的尋找新型的催化劑是提高合成氨生產(chǎn)效率的一個(gè)重要方面。

3.4 對(duì)生產(chǎn)原料的循環(huán)利用

在對(duì)合成氨進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生許多的廢氣廢渣的，就比如說(shuō)在一氧化碳轉(zhuǎn)換的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生很多的熱量，我們要對(duì)這些熱量進(jìn)行回收，這樣才能夠提高原料的使用效率。所以對(duì)生產(chǎn)原料的循環(huán)利用是非常重要的，我們要對(duì)這些廢氣廢渣進(jìn)行不斷的研究，提高原料的循環(huán)利用率，這樣才能夠不斷的提高合成氨的生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

合成氨技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用是具有非常重要的意義的，并且由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于合成氨技術(shù)的要求不斷提高，所以改進(jìn)合成氨技術(shù)就不斷引起人們的重視，希望通過(guò)本文的探討，對(duì)我國(guó)合成氨技術(shù)的研究提供一個(gè)參考。

[1]孫鳳偉、欒智宇；合成氨工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]；遼寧化工；2010(4).

[2]韓明山；合成氨生產(chǎn)技術(shù)探討[J]；化學(xué)工程與裝備；2011 (5).