合成氨工業

合成氨工業是基本無機化工之一。氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。中國開發的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、義大利等國開發的變換氣氣提法聯合生產尿素工藝，都有明顯的優點。

合成氨工業

正文

基本無機化工之一。氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。從氨可加工成硝酸，現代化學工業中，常將硝酸生產歸屬於合成氨工業範疇。合成氨工業在20世紀初期形成，開始用氨作火炸藥工業的原料，為戰爭服務;第一次世界大戰結束後,轉向為農業、工業服務。隨著科學技術的發展，對氨的需要量日益增長。50年代後氨的原料構成發生重大變化，近30年來合成氨工業發展很快。
世界合成氨工業概況　①生產能力和產量。合成氨是化學工業中產量很大的化工產品。1982年，世界合成氨的生產能力為125Mt氨,但因原料供應、市場需求的變化，合成氨的產量遠比生產能力要低。近年，合成氨產量以蘇聯、中國、美國、印度等十國最高，占世界總產量的一半以上(表1)。②消費和用途。合成氨主要消費部門為化肥工業，用於其他領域的（主要是高分子化工、火炸藥工業等）非化肥用氨，統稱為工業用氨。目前,合成氨年總消費量(以N計)約為78.2Mt，其中工業用氨量約為10Mt，約占總氨消費量的12％。③原料。合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤等。1981年，世界以天然氣制氨的比例約占71％,蘇聯為92.2％、美國為96％、荷蘭為100％；中國仍以煤、焦炭為主要原料制氨,天然氣制氨僅占20%。70年代原油漲價後，一些採用石腦油為原料的合成氨老廠改用天然氣，新建廠絕大部分採用天然氣作原料。④生產方法。生產合成氨的方法主要區別在原料氣的製造，其中最廣泛採用的為蒸汽轉化法和部分氧化法（見合成氨原料氣）。

合成氨工業

特點　①農業對化肥的需求是合成氨工業發展的持久推動力。世界人口不斷增長給糧食供應帶來壓力，而施用化學肥料是農業增產的有效途徑。氨水（即氨的水溶液）和液氨體本身就是一種氮肥；農業上廣泛採用的尿素、硝酸銨、硫酸銨等固體氮肥，和磷酸銨、硝酸磷肥等複合肥料，都是以合成氨加工生產為主。②與能源工業關係密切。合成氨生產通常以各種燃料為原料，同時生產過程還需燃料供給能量,因此,合成氨是一種消耗大量能源的化工產品。每噸液氨的理論能耗為 21.28GJ,實際能耗遠比理論能耗多，隨著原料、工廠規模、流程與管理水平不同而有差異。日產 1000t氨的大型合成氨裝置生產液氨的實際能耗約為理論能耗的兩倍（表2）。③工藝複雜、技術密集。氨合成是在高壓高溫和催化劑存在下進行的，為氣固相催化反應過程。由於氨合成催化劑（見無機化工催化劑）很易受硫的化合物、碳的氧化物和水蒸氣毒害（見催化劑中毒），而從各種燃料製取的原料氣中都含有不同數量的這些物質，故在原料氣送往氨合成前，需將有害物質除去。因此合成氨生產總流程長，工藝也比較複雜，根據不同原料及不同的淨化方法而有多種流程（見氨）。

合成氨工業

發展趨勢　①原料路線的變化方向。從世界燃料儲量來看，煤的儲量約為石油、天然氣總和的10倍，自從70年代中東石油漲價後,從煤制氨路線重新受到重視,但因以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故,預計到20世紀末,世界大多數合成氨廠仍將以氣體燃料為主要原料。②節能和降耗。合成氨成本中能源費用占較大比重，合成氨生產的技術改進重點放在採用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研製性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發新的原料氣淨化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等。現在已提出以天然氣為原料的節能型合成氨新流程多種，每噸液氨的設計能耗可降低到約29.3GJ。③與其他產品聯合生產。合成氨生產中副產大量的二氧化碳，不僅可用於冷凍、飲料、滅火，也是生產尿素、純鹼、碳酸氫銨的原料。如果在合成氨原料氣脫除二氧化碳過程中能聯合生產這些產品，則可以簡化流程、減少能耗、降低成本。中國開發的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、義大利等國開發的變換氣氣提法聯合生產尿素工藝，都有明顯的優點。

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