淺析合成氨工藝核心指標

田曉輝

下面簡單的談談下我理解的“核心工藝指標觀”。核心工藝指標控制是工藝操作的靈魂，是實現穩產、高產、優質、低耗的關鍵，更是實現安全生產的有力保證。

合成氨工藝的核心指標主要有哪些呢？稱之為核心指標的原因依據是什么？我們應該如何去操控這些核心指標呢？

造氣崗位首要核心指標是煤氣爐下行煤氣溫度。我們都知道固定間歇式煤氣發生爐，炭層從上至下分別是干燥層、干餾層、氣化層、灰渣層，產量和煤耗主要看氣化層反應情況的好壞，而下行煤氣溫度主要反應了氣化層的反應情況。根據周教授的工藝思想，通過爐條機的轉速來控制灰渣層，間接控制氣化層的反應溫度，即控制了煤氣爐的反應情況，灰渣層應該控制在15±5cm，下行煤氣溫度應控制在210±5℃。

造氣工段的第二核心指標應該是指穩定的氣柜高度。氣柜是緩沖、儲存半水煤氣，如氣柜高度一定時，根據半水煤氣中各物質分子量大小我們可以得知，氣體分布自上而下應該是H2、CH4、CO、N2、CO2。如果煤氣爐產氣量和羅茨機的抽氣量不相同時，那么進入后工段的原料氣其成分就不穩定，后工段的生產也就受到波動，所以穩定的氣柜的高度是十分必要的，這就要求調度員和操作工人能協調好，控制好煤氣產量和羅茨機的打氣量。

氨合成首要核心工藝指標氫氮比。根據氨合成反應方程式：N2+3H2=2NH3+Q（高溫高壓催化劑）得知，每三分子H2與一分子的N2作用生成一分子氨，周教授在將新鮮氫比例定位74.5±0.5%（新鮮氣含有CH4和Ar），這樣合成分子理論上反應就能較好進行。新鮮氫的比例提高后，勢必會提高循環氫的含量，循環氫的比例提高后，因H2占據了循環氣的主要成份，H2又較N2、CH4、Ar、NH3分子量小，循環機的做功就會大幅度降低，即降低了電流，降低了噸氨成本。單純作為合成操作來講控制好氫氮比是不現實的，重要的還是從源頭控制，要將半水煤氣中的CO+ H2控制在68±0.5%（理論推算），即將新鮮氫控制在74.5%左右，也就是合成循環氫59±1%之間。

氨合成第二核心指標是適宜催化劑的溫度。從化學反應角度來看，適宜的催化劑的溫度是提高觸媒活性，使得反應向正反應方向進行重要保證。根據周教授的經驗和觸媒廠家質量說明書，氨合成觸媒催化劑溫度最適宜溫度暫定520～530℃。其次，催化劑的溫度反應了合成塔內部溫度，反應合成塔反應情況，提高一定溫度還有利于氮、氫分子的碰撞，提高氨產量。

氨合成第三核心指標是在壓力一定的情況下，盡量降低合成塔內惰性氣體含量。單純從化學反應角度看，H2和N2含量越高，CH4、Ar含量越低反應越有利，但如惰性氣放空量太大，勢必會降低塔內壓力，同比高壓力反應就會變得遲緩，產量就會受到影響。

我們對合成氨的核心指標都有了一定的了解，但在實際操作中，所有的核心指標其實是相互聯系、彼此影響的，如合成氫氮比其實受到下行煤氣溫度，氣柜高度、蒸汽壓力等工藝指標的影響。而我們當前要做的就是協調好這些核心指標，降低噸氨綜合能耗，為公司減虧增效。