浅析合成氨工艺核心指标

田晓辉

下面简单的谈谈下我理解的“核心工艺指标观”。核心工艺指标控制是工艺操作的灵魂，是实现稳产、高产、优质、低耗的关键，更是实现安全生产的有力保证。

合成氨工艺的核心指标主要有哪些呢？称之为核心指标的原因依据是什么？我们应该如何去操控这些核心指标呢？

造气岗位首要核心指标是煤气炉下行煤气温度。我们都知道固定间歇式煤气发生炉，炭层从上至下分别是干燥层、干馏层、气化层、灰渣层，产量和煤耗主要看气化层反应情况的好坏，而下行煤气温度主要反应了气化层的反应情况。根据周教授的工艺思想，通过炉条机的转速来控制灰渣层，间接控制气化层的反应温度，即控制了煤气炉的反应情况，灰渣层应该控制在15±5cm，下行煤气温度应控制在210±5℃。

造气工段的第二核心指标应该是指穩定的气柜高度。气柜是缓冲、储存半水煤气，如气柜高度一定时，根据半水煤气中各物质分子量大小我们可以得知，气体分布自上而下应该是H2、CH4、CO、N2、CO2。如果煤气炉产气量和罗茨机的抽气量不相同时，那么进入后工段的原料气其成分就不稳定，后工段的生产也就受到波动，所以稳定的气柜的高度是十分必要的，这就要求调度员和操作工人能协调好，控制好煤气产量和罗茨机的打气量。

氨合成首要核心工艺指标氢氮比。根据氨合成反应方程式：N2+3H2=2NH3+Q（高温高压催化剂）得知，每三分子H2与一分子的N2作用生成一分子氨，周教授在将新鲜氢比例定位74.5±0.5%（新鲜气含有CH4和Ar），这样合成分子理论上反应就能较好进行。新鲜氢的比例提高后，势必会提高循环氢的含量，循环氢的比例提高后，因H2占据了循环气的主要成份，H2又较N2、CH4、Ar、NH3分子量小，循环机的做功就会大幅度降低，即降低了电流，降低了吨氨成本。单纯作为合成操作来讲控制好氢氮比是不现实的，重要的还是从源头控制，要将半水煤气中的CO+ H2控制在68±0.5%（理论推算），即将新鲜氢控制在74.5%左右，也就是合成循环氢59±1%之间。

氨合成第二核心指标是适宜催化剂的温度。从化学反应角度来看，适宜的催化剂的温度是提高触媒活性，使得反应向正反应方向进行重要保证。根据周教授的经验和触媒厂家质量说明书，氨合成触媒催化剂温度最适宜温度暂定520～530℃。其次，催化剂的温度反应了合成塔内部温度，反应合成塔反应情况，提高一定温度还有利于氮、氢分子的碰撞，提高氨产量。

氨合成第三核心指标是在压力一定的情况下，尽量降低合成塔内惰性气体含量。单纯从化学反应角度看，H2和N2含量越高，CH4、Ar含量越低反应越有利，但如惰性气放空量太大，势必会降低塔内压力，同比高压力反应就会变得迟缓，产量就会受到影响。

我们对合成氨的核心指标都有了一定的了解，但在实际操作中，所有的核心指标其实是相互联系、彼此影响的，如合成氢氮比其实受到下行煤气温度，气柜高度、蒸汽压力等工艺指标的影响。而我们当前要做的就是协调好这些核心指标，降低吨氨综合能耗，为公司减亏增效。