探索合成氨催化技术与工艺发展

蔺延新

摘 要：众所周知，我国是农业大国，农产品总量居世界前列，在农业生产中起到关键作用的农业技术则为合成氨催化技术，即合成氨生产量以及使用量都是庞大的，而农业稳定的生产需要合成氨催化技术水平的支持。因此文章就探究合成氨催化技术与工艺发展做出深度分析，通过研究合成氨催化技术中催化剂的含量以及全面升级的合成氨催化技术和工艺，全方位降低农业生产能耗，提升整体农业生产效率，让合成氨催化技术作用到农业生产中，全面推动生农业生产量以及发展合成氨催化技术与工艺。

关键词：合成氨;催化技术;工艺发展

0 引言

现阶段我国合成氨催化技术的理论研究与技术研究逐渐成熟起来，合成氨是支持农业生产与发展的重要技术之一，随着农业生产规模的不断扩大，合成氨催化技术越来越高。合成氨催化技术是整个生产系统的核心与关键。在当前农业生产发展过程中，合成氨催化技术在其中发挥着至关重要的作用，而合成氨催化技术和生产工艺是目前需要解决的重要问题，为了满足社会发展需求，必须进行合成氨催化技术改革与创新，将合成氨催化专业知识应用在生产实践中，实现全过程控制和生产管理控制。基于此，文章就合成氨催化技术和工艺发展进行分析具有现实意义。

1 超临界合成氨技术

在合成氨反应过程中，随着反应温度的不断升高，化学反应速率会得到明显提升，此时，平衡氨浓度会随之下降。结合现状来看，工业合成氨催化剂往往需要在475℃以上的高温条件下反应，此时无论是反应速度，亦或是反应过程，已经接近平衡氨浓度。若想进一步提高单程转化率，基本上是不可能的。究其原因，主要是受到化学平衡条件的限制。

针对于此，为实现单程转化效率的进一步提高，研究人员主张提高催化剂的低温活性特点，目的在于降低反应温度，确保催化剂在低温条件下，仍保持原有的活性特点。然而，现存的各种型号氨催化剂受到自身化学特性的影响，很难达到上述要求。而通过结合非平衡限制氮加氢技术基本上可以攻克化学平衡的限制，进一步提高单程转化效率。一般来说，超临界流体具备气体与液体的应用特质，即与液体密度接近、与气体粘度接近的特性，往往可以集中体现出良好的萃取能力。通过利用上述特性基本上达到提高整体化学反应转化率的效果，如加强正向反应速度等。且从宏观角度上来看，这种方式能够打破传统合成氨反应平衡效果，使得平衡条件受到严重制约，原先的可逆反应会转换成为不可逆反应，如此一来，合成氨单程转化效率会明显增加，进而实现节能降耗的目的。足以见得，超临界合成氨技术具备良好的应用特性，值得推广与应用。

2 等压合成技术

工业生产中，其合成氨技术效率已经得到质的飞跃，即使在高温情况下，也可达到将催化剂的转化效果为九成，几乎与平衡氨浓度相一致。但是工业生产中，氨合成的单一转化率仅为两成，那么研究人员就可认知氨合成的转化效果则为现阶段的研究重点内容，而平衡转化率以及单程转化率则为重中之重。大型的合成氨又可分为多种类型，现以煤做原料分析不同类型的合成氨工艺的主要流程，众所周知，合成氨生产过程中，煤为第一原料提供重要热能，保证整个合成氨工艺的稳定运行状态。而形成不同类型的合成氨工艺主要原因是生产环境压力的不同。即可分为微加压合成氨技术、等压合成氨技术和升压合成氨技术。

这三种技术中压力的转化效率也有所不同。通过研究和对比数据可知等压合成氨技术是三种技术中转发效率最高的。主要的原因则为在相持平压力状态下的合成氨工艺生产中，可以保障生产能耗量为最低。低能耗不仅仅可以降低生产成本，还能提升整个工艺的生产效率。因此等压合成氨技术被各大企业广泛适用到生产环节中，满足自身企业的生产需求。当然在低温低压环境状态下的等压合成氨技术，选用的合成氨催化剂是保证等压合成氨技术效果的关键点。

企业一般会将合成氨催化剂的选择方向明确到催化剂中的氨净值，最佳的氨凈值为8.4%～10%。8.4%的氨净值是企业保障自身经济效益的临界点，8.4%以上的氨净值则能够不断地提升整体生产经济效益。10%的氨净值则是在不提高生产成本状态下完全实现企业的经济生产目标。等压合成氨工艺一般会在8.5MPa状态下利用粉煤浆或者水煤浆为原料进行制气，然后转变到7.5MPa中进行合成氨工艺生产。等压合成氨工艺的最大优点是可以无限降低合成气压缩机的能量损耗值。对比升压合成氨工艺，后者的优势则为可合成较高压力，并在高压状态中保持稳定的未反应低能耗量。

3 结语

综上所述，最近几年，我国合成氨行业得到快速发展，合成氨生产过程中的节能降耗措施成为了当前企业提高市场竞争力的关键。因此，文章从几个方面就合成氨催化技术与工艺发展进行综合分析。

参考文献：

[1]王建红.合成氨技术的应用现状与发展研究[J].化工管理，2018，（14）.

[2]赵普强.合成氨催化技术与工艺发展探究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019（6）：152.

[3]佚名.合成氨催化技术与工艺发展探究[J].当代化工研究，2019，38（02）：160-161.