合成氨工藝技術的現狀及發展趨勢

發布時間：

2023-09-23 08:35

在供給側改革的基礎上，綜合實力和經濟實力都有了長足的進步，推動了我國化工產品的發展。當前，對化學制品的需求是市場經濟發展的必然要求。因此，在工業中發展合成氨生產技術顯得尤為重要。然而，目前我國合成氨生產過程中存在著許多問題，其中包括能耗問題。如何改進現代化的合成氨生產技術，一直是人們普遍關心的問題。在工業中，合成氨技術的進一步發展，要求進一步完善其技術指標，完善生產設備。我國合成氨的主要原材料來自原油，但由于我國原油資源日益枯竭，需要對上游的合成氨進行替代，以降低能耗，進而實現對社會生態的優化。

我國合成氨工藝技術的現狀

合成氨技術是 20 世紀初發展起來的，它最初是用來制造炸藥的，后來被用來制造戰爭，而現在，它的主要應用領域是濃縮和現代化的化學。我國的合成氨生產技術是在 20 世紀 30 年代發展起來的，現已躋身于世界上先進的合成氨生產技術行列。我國已掌握了大量的合成氨原料，如采用煤、天然氣、油田等多種原料，均能達到合成氨的目的。目前，國內的合成氨產量已基本滿足人民的生活需要，年生產能力約為4 500 萬 t，在世界范圍內具有很強的競爭力。國內的合成氨設備在國際上也是數一數二的，到現在為止，國內已經有 30 多個大型的合成氨廠，50 多個中型的，700 多個小型的。年產合成氨達 1 000 萬 t，中型合成氨廠年產 500 萬 t，小型合成氨廠年產 3 000 萬t。這些合成氨廠都是按照原料來劃分的，大型的合成氨廠以天然氣為原料，中等規模的則是以煤炭和焦炭為主，而在小型的設備中，則有 100 多臺尿素。

簡要概述合成氨的工藝流程

3.1 制作原料氣的過程分析

在合成氨生產初期，必須先進行原料氣體的生產。整個過程，都是以煤炭和焦炭為原料，整個過程都是以物理的方式進行的。但是，在氣化生產過程中，存在著大量的氫、氮等雜質。另外，利用非催化部分氧化技術來生產原料氣體，也是一種新的研究思路。利用該工藝，可以在原料氣中高效地得到合成氨的原料。隨著科技進步，通常采用二次蒸餾技術從氣態氫氣中萃取合成氨。合成氨生產流程圖，如圖 1 所示。

3.2 進一步提純出原料氣的過程探究

首先，將純氫氣合成后，利用壓力機進行加壓，再利用適當的催化劑進行催化，最終得到合成氨。在采用壓力壓氣機時，按壓力大小將其劃分為高、中、低三種。高壓制取合成氨的效率更高，同時還可以對原料氣體中的氨水進行準確的脫除。中壓工藝雖然也能達到高壓制程的效果，但中壓制程是當前合成氨生產中應用最多的技術之一，它的穩定性和經濟性都很好。在合成氨生產過程中，低壓工藝具有操作簡便的優點。氨合成技術是合成氨生產過程中的關鍵環節。
3.3 合成氨技術工藝存在的問題分析

在合成氨生產的過程中，存在的主要問題是：國內沒有完善的合成氨生產體系；合成氨生產過程中，大量的資源被浪費，造成了能源短缺；合成氨生產工藝中，不能保證多種能源的供應；由于技術上的陳舊和傳統，限制了合成氨的產量。

加強對合成氨工藝技術的改造措施研究

4.1 提高和改善氨分離技術

目前的社會，有關氨的分離技術很少，大多采用水吸附和凝結分離的方法，結合氨的特性。用于分離氨的主要設備是氨分離機。采用該設備可以在一定程度上降低氨分離時的各種問題，降低能耗，降低各種資源的浪費。同時，本工藝還可以提高氨的純度，從而為工業生產提供了可靠的基礎。
4.2 對造氣工段技術的改造

在造氣站的技術改造中，必須采用各種高科技手段，以實現其改造效果。首先，采用液壓危機控制與監控技術，可以對高爐運行狀態和周邊作業環境進行實時監控，根據實際情況調整工藝參數，提高生產效率。其次，對廢熱回收技術進行了充分的利用，因為在生產氨氣時，產生了大量的廢熱，如果不加以利用，將會造成資源的浪費。所以，采用這種技術可以有效地提高資源的利用率。最后，采用全自動加焦機技術，可以大大縮短生產周期，達到最大限度地利用能量，降低各種能耗。同時，也可以確保生產的安全。另外，通過人爐蒸汽品質改善技術，可以達到優化人爐蒸汽的品質，保持爐溫最佳，提高合成氨的產量。
4.3 在廢水循環使用技術改造

探究分析合成氨工藝的未來發展前景

根據以上分析，可以得出合成氨生產的基本原則，在未來幾年內不會有任何改變。今后合成氨生產技術的發展方向是：合理的生產結構，降低生產成本，提高經濟效益。
5.1 促進經濟規模的規劃

合成氨工藝因使用溫度高、壓力大，能耗大，在生產成本中所占比例較大。因此，在合成氨生產中，節能是一個必須予以重視的問題。此外，若繼續采用天然氣作為原料，生產成本將難以下降。選用煤系原料，能減少生產成本。若要使用煤系原料，則應對其進行改造，研制相應的研究儀器，以提高合成氨的產量，進而提高企業的經濟效益。
5.2 合理替換原材料產出架構

就生產條件而言，可以采用多聯產的方法，將合成氨生產過程中的相關流程進行合理整合，取代原來的生產結構。為了提高合成氨廠的效率，提升企業的核心競爭能力。此外，全球石油儲量不斷下降，為了解決原料短缺，需要尋找一種科學的原料。
5.3 大力發展節能環保型生產

根據我國目前的實際情況，應采取節約能源和環境保護的方針，這是今后合成氨發展的必然趨勢。在合成氨生產過程中，會出現多種不同的生產雜質。為了盡可能地減少副產品中的雜質，必須對整個合成氨生產過程進行監控和監控，從而達到節約能源、環境保護、無污染的目的。

5.4 合成氨技術工藝規模的改變

隨著合成氨技術的發展，我國的合成氨技術將會向大型、集成、自動化方向發展，從而達到節能、減排的目的，而目前國內以煤、油為原料的合成氨技術，其能耗水平還有待進一步提高。在我國現有的合成氨生產技術開發和開發中，人們關心的焦點是技術流程和合成氨裝置的優化。要實現合成氨生產技術的節能降耗，必須在技術、裝備等方面進行進一步的發展。
5.5 核心原料整改達到節能的效果

雖然國家在許多方面都在不斷的發展，但是能量的消耗卻是無法避免的，當我們的研究表明，石油的產量已經達到了一個非常低的程度，這就需要對合成氨的技術進行調整，比如從原材料變成汽油，再從天然氣變成燃料，再從燃料變成煤炭，通過對原料的調整，可以有效的降低生產成本，增加合成氨技術的市場競爭力。

5.6 減少加工過程中的副產物排放達到減排的效果

隨著國家的發展和進步，各種技術的發展都必須遵循節能減排的方針，而降低排放也是合成氨技術發展的關鍵。為了降低合成氨生產技術在生產中產生的無用廢料等，實現最終減排目標，必須在今后的發展進程中不斷提升合成氨工藝技術的自我凈化能力。
5.7 提升合成氨的裝置性能和工藝技術

要想讓一種技術更上一層樓，達到更好的效果，就必須要不斷的改進合成氨的技術，這就要求技術人員必須要不斷的提高自己的技術水平，降低自己的操作失誤造成的損失。其次，要定期檢查合成氨生產過程設備，以降低因機械失效而帶來的經濟損失。同時，要改善合成氨設備的性能，必須對其進行改進，而當前我國正處在科學技術高速發展的時代，各種行業都采用了先進的技術，因此，合成氨技術也應當加大對其技術的利用。

結語

合成氨技術是一種特殊的技術，在我們的工作、生活中都是不可或缺的，我們的合成氨技術雖然在國際上已經很成熟了，產量也在國際上是數一數二的，但要滿足國內的農業和化工的要求，還是要繼續發展下去，特別是在全球能源還很缺乏的情況下，必須要做到最大限度的符合節能減排的理念。通過技術進步、設備優化、技術水平的提高，提高企業整體技術水平，促進合成氨生產技術水平的提高。

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合成氨工藝技術的現狀及發展趨勢