1。3 合成氨发展概况

合成氨每年制造合成的量很巨大，在化工品中。大约要有72。8千万吨年总消费量，其中在工业方面用于约11Mt，占到总量的13%。合成氨主要由等原料煤和焦炭，石油，重脑油等作为原料。欧美国家已经发展到主要由天然气来制合成氨，而在中国制氨起仍以焦炭、煤矿这些为主, 天然气仅19。9%。生产方法主要为重油部分氧化法和烃类蒸汽转化法[5]。

如今全球每年氨的产量都以108吨数。中国作为人口最多的农业国，中国合成氨生产始于上世纪30年代，当时最高年产量不到50kt（1940年）。50年代只有3个氨厂用于合成氨，年产量5000t左右，随着时代的发展，经过几代人的努力，80年代产量为14895kt，到90年代上升至21302kt，到21世纪初年产量达33545kt。如今全球合成氨生产能力已超1。6×108t/a，中国达到4。16×107t/a[5]。中国的合成氨生产能力已世界领先。

目前，我国拥有大型的氨合成设备35套，生产能力已达一千二百万吨每年。其中1套生产HNO3、磷肥，剩下的设备则用来生产制造碳酰胺。通过材料类型来标记，18套原料是天然气，8设备原材料重油，7设备原材料是轻油，和1套设备是煤炭。有54个中型的合成氨装置，中型总共生产能力五百万吨每年，主要用于制产NH4NO3和碳酰胺。35套装置用煤炭，焦油，有15套装置是用天然气为原料，有7套装置是渣油为原料。另有765套小型的合成氨装置，小型生产能力共约三千万吨每年，小型设备用于生产NH4HCO3。其中112套用于产碳酰胺。以煤、焦为主要原料，小型设备中原料为天然气的仅6%。

我国油气(如石油，天然气)资源少而煤矿资源多，因此现阶段我们国家的合成氨工业以煤、炭为主。以2010年为例，煤炭76。2%，天然气21。3%，油1。5%，焦炉气0。9%[6]。现在我国氮肥行业产能低，而费能多，污染相对较大，急待生产技术日趋成熟，以提高原料利用率，降低环境危害性。要选用低价原料，使用固体为原料的厂应该调整原材料结构。尽可能使用环境友好的天然气，同时加快推广节能减排技术。

1。4 合成氨操作条件的选择

当我们准备生产氨时，应当注意它的工艺条件，需要同时做到产量大、消耗少、设备工艺容易、操作不复杂、安全无毒等要求。此时有压力P、温度T、空间速度、气体组成和铁催化剂等等一系列能够影响生产条件的成分。

1。4。1 压力

在条件允许得情况下，我们应该尽可能的提高反应压力、这对可逆反应的平衡以及合成氨反应的速度有很大帮助，当空间速度相同时，提高此时合成反应压力，则出塔气出口处氨的含量(浓度)也越高，相应的合成塔生产效率也提高的很多。当合成氨反应压力的升高，合成氨的产量增加。

压力能很大程度上决定反应的能量消耗。合成氨这个系统中包括很多方面，如原材料空压、材料收缩、循环空压、工作收缩制冷工消耗。提高操作控制压力，减低原材料压力，改变工作压力。因此压力增加，净氨气值增加，体系循环气体积少了，循环机压缩空气变少。同时，高压于氨的散开也有好处。高温状态下，再经过压缩则能制成液氨，免于制冷工作。21~36Mpa的压力最好，消耗最好。这是目前最常用到的生产压力。

1。4。2 温度

合成氨要有催化剂，而合成氨所用到的催化剂只有特定温度下才有催化活性，因此选择合成氨的反应温度要考虑催化剂的反应活性温度，并在该区间内。

一般情况下合成氨反应都有一个最适宜温度，就是指在某一环境下，催化剂拥有最高氨生成速率的温度。这个温度因催化剂而异，同一种类催化剂，如果在不一样的反应时间段，这个最好的温度也会发生变化。比如，刚开始使用活性高的催化剂，温度较低; 随着反应的进行到中期反应的活性降低，就需要操作提高反应温度;反应后期活性进一步的下降，温度要在高于中期。除此之外，最佳温度与空速、反应压力等其他因素有关。论文网