我国合成氨的现状及前景展望

李新莉

摘 要： 文章介绍了我国合成氨技术的发展概况和基本现状，指出了合成氨技术可能的发展趋势。概括了高油价下合成氨的原料结构变化及相关技术进展，认为未来合成氨技术进展的主要趋势是大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行。

关键词： 合成氨 气化 发展趋势

氨是工农业生产中广泛使用的无机化工产品。随着工农业生产的发展，氨的需求量还在增加，合成氨技术也在不断进步，国内原有氨的供应已经无法满足需求，小型的合成氨在成本方面缺乏优势。因此，设计应用新工艺和原料大规模地生产合成氨，对于国内合成氨现状的改变将起到推动作用。本文介绍了国内合成氨煤制气技术现状和近年进展情况及前景展望。

1.我国合成氨发展概况

我国合成氨工业始于20世纪30年代，1949年前，全国仅在南京、大连有两家合成氨厂，在上海有一个以水电解法制氢为原料的小型合成氨车间，年生产能力共为46kt氨[1]。中华人民共和国成立以后，合成氨的产量增长很快。结合国外经验，完成“三触媒”流程（氧化锌脱硫、低温变换、甲烷化）氨厂年产50kt的通用设计，并在石家庄化肥厂采用。70年代开始到80年代又建设了具有先进技术，以天然气、石脑油、重质油和煤为原料的年产300kt氨的大型氨厂，分布在四川、江苏、浙江、山西等地。近些年来我国对化肥工业的重视，使合成氨工业有了较快发展，形成了我国特有的以煤、石油、天然气为原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。结合我国是贫油富煤的国情、资源条件、原料价格、基建投资及成本状况，可以看出以煤为原料的合成氨产品仍是中国合成氨工业的主导方向。

2.生产现状

2.1大型氮肥装置[2]

我国目前有大型合成氨装置共计34套，生产能力约1000万t/a；其下游产品除1套装置生产硝酸磷肥之外，均为尿素。按照原料类型分：以天然气（油田气）为原料的17套，以轻油为原料的6套，以重油为原料的9套，以煤为原料的2套。除上海吴泾化工厂为国产化装置外，其他均系从国外引进，按照专利技术分：以天然气和轻油为原料的有Kellogg传统工艺（10套）、Kellogg-TEC工艺（2套）、Topsoe工艺（3套），以及20世纪90年代引进的节能型AMV工艺（2套）、Braun工艺（4套）、KBR工艺（1套）；以渣油为原料的Texaco工艺（6套）和Shell工艺（3套）；以煤为原料的Lurgi工艺（1套）和Texaco工艺（1套），荟萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术。

2.2中、小型氮肥装置[3]

我国目前有中型合成氨装置55套，生产能力约为500万t/a；其下游产品主要是尿素和硝酸铵；其中以煤、焦为原料的装置有34套，以渣油为原料的装置有9套，以气为原料的装置有12套。目前有小型合成氨装置700多套，生产能力约为3000万t/a；其下游产品原来主要是碳酸氢铵，现有112套经过改造生产尿素。在此过程中，研究开发了许多工艺技术，促进了氮肥生产的发展和技术水平的提高，包括合成气制备、CO变换、脱硫脱碳、气体精制和氨合成技术。

3.合成氨的发展前景

根据合成氨技术发展的情况分析，估计未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性改变，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研究开发[4]。

由于近年来油价高涨，一些氮肥企业不得不在调整化肥产品结构的同时扩大生产规模和改变原料路线，大多数企业都选择以煤为原料，这是基于我国煤炭储量丰富，以求降低成本的考虑。但目前煤炭价格的无序上涨，能源不限价，而尿素又要限价，使氮肥企业难以承受这种巨大压力。我国合成氨的原料目前绝大多数是焦炭和无烟煤，来源有限，技术经济指标差。为了大规模发展化肥工业，必须开辟增产廉价氢的途径，扩大合成氨新的原料来源，同时应抓紧小粒度煤的气化试验。具体体现如下：

3.1大型化、集成化、自动化，形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。

3.2以油改气和油改煤为核心的原料结构调整和以多联产和再加工为核心的产品结构调整，是合成氨装置改善经济性、增强竞争力的有效途径。

4.结语

煤气化—合成氨—氮肥目前已成为我国占主要地位的煤气化产业，并于近年来得到了持续快速地发展。在新建和扩建的合成氨生產能力以年产15～30万t规模居多，原料分为煤炭、石油、天然气，受国内石油和天然气资源供求关系的制约，以煤为原料生产合成氨已逐渐显露出竞争优势，成为今后发展的方向，预计将占到我国氮肥生产总量的60%以上[5]。经过近几年装置建设和工程实践，国外引进的先进成熟的煤气化技术在合成氨制气方面已取得了突破。与此同时，国内煤气化技术也得到了较大进步和发展，新开发的煤气化技术如四喷嘴水煤浆气流床气化技术，已工业化示范成功，干粉煤气流床气化技术也在进行中试开发，加压流化床技术进入了工业开发阶段。国内煤气化技术的发展将为煤基氮肥产业提供国内知识产权的支持，从而推动合成氨产业的全面技术进步。

参考文献：

[1]蒋德军.大氮肥[J].1997（5）：297-300.

[2]亢万忠，蒋德军.大氮肥[J].1997（6）：372-376.

[3]蒋德军.现代化工[J].2002，22（6）：39-48.

[4]王庭富.化工进展[J].2001，20（8）：6-8.

[5]汪家铭.泸天化科技[J].2007（1）：16-20.

导师：陕西科技大学 马养民 郭 睿