導(dǎo)語：氨工藝與節(jié)能技術(shù)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著社會“環(huán)保、節(jié)能”發(fā)展理念的不斷倡導(dǎo)，節(jié)能型合成氨工藝與技術(shù)的研究和開發(fā)是合成氨工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。通過分析合成氨的工藝流程，重點探討節(jié)能型的合成氨工藝與合成氨的節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：合成氨；工藝技術(shù)；節(jié)能；分析探討

氨是國民生產(chǎn)中重要的化學(xué)原料之一，合成氨工藝是重要的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)。同時，氨是制造化肥和生產(chǎn)及合成其他化工產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)性原料，并且合成氨還可以作為冷凍劑。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，市場對于合成氨的需求量也越來越大。近年來，隨著社會“環(huán)保、節(jié)能”發(fā)展理念的不斷提倡和深入，合成氨工藝的節(jié)能化發(fā)展及合成氨技術(shù)的節(jié)能性開發(fā)與研究已經(jīng)成為越來越多相關(guān)人士關(guān)注的熱門課題。

1合成氨各工藝的能耗情況分析

1.1合成氨的工藝流程分析。氨的制備通常是采用化學(xué)合成的方式，以氮氣（N2）和氫氣（H2）為反應(yīng)物在高溫高壓及催化劑的條件下來進行反應(yīng)，從而生成氨（NH3）。根據(jù)提供合成氨的反應(yīng)物的原料不同，可以將合成氨的工藝分為三種：①以煤或焦炭為原料來提供合成氨所需的氮源和氫源；②以天然氣為原料來制成含氮和氫的原料氣以用于合成氨；③以重質(zhì)油為原料來進行氨的合成。1.2合成氨各工藝的能耗情況分析。首先，對于以煤或焦炭為原料的合成氨工藝，通過用于中小型的氨合成，一般生產(chǎn)效率比較低下，又由于用到脫硫、CO變換、脫碳及三催化劑凈化工藝，使其能耗非常的大。其次，以天然氣為原料合成氨工藝，可用于大型的氨合成，相對來說在生產(chǎn)過程中的蒸汽轉(zhuǎn)化及熱法凈化工序使得能量的利用率高，相對耗能較小。第三，以重質(zhì)油為原料的合成氨工藝，也屬于大型合成工藝流程，主要采用部分氧化來制備原料氣，相比于天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化法要簡單一些，并用冷法凈化的方式進行原料氣的凈化處理，其能耗也較小。與此同時，根據(jù)三種合成工藝的能耗實驗測試可得，從原料和生產(chǎn)方法的角度出發(fā)，以天然氣為原料來合成氨的能耗要低于以煤和重質(zhì)油為原料的合成，從生產(chǎn)規(guī)模來說，以三種不同原料工藝來進行合成氨，均表現(xiàn)出大型的生產(chǎn)規(guī)模要比小型規(guī)模的能耗低。因此，綜上所述，以天然氣為原料的合成氨工藝相對能耗最低。

2節(jié)能型合成氨工藝

2.1余熱利用工藝。在合成氨的工藝中，將合成設(shè)備中的二段轉(zhuǎn)化爐設(shè)計成絕熱式，使二段爐產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)化氣通過一段爐的換熱式，使熱轉(zhuǎn)化氣的熱量全部用于一段轉(zhuǎn)化爐所需的熱量，從而避免合成氨過程中余熱的損失和浪費，以達到節(jié)能的目的。以天然氣為原料的合成氨工藝中，采用三塔三廢熱鍋爐回路工藝流程來利用余熱產(chǎn)生高壓蒸汽，實現(xiàn)能耗的降低。此外，可以將合成氨的余熱通過換熱器來加熱進入反應(yīng)器中的空氣或鍋爐的軟水，以實現(xiàn)節(jié)能的目的。2.2減少天然氣用量。在以天然氣為原料的合成氨工藝中，可以通過減少一段轉(zhuǎn)化爐的天然氣用量，同時加大二段轉(zhuǎn)化爐中天然氣的用量，并在二段轉(zhuǎn)化爐加入過量的空氣來與天然氣反應(yīng)，利用反應(yīng)產(chǎn)生的大量反應(yīng)熱來實現(xiàn)減少能耗的目的。2.3節(jié)能型催化劑及凈化工藝。在合成氨的工藝中，催化劑是合成氨的關(guān)鍵一環(huán)，采用低溫低壓下高活性的氨合成Fe系催化劑（如Fe-Co催化劑）或遼系催化劑，并利用深冷凈化脫除工藝，從而達到了節(jié)能的目的。

3合成氨的節(jié)能技術(shù)探討

3.1轉(zhuǎn)化工序的節(jié)能技術(shù)。在以天然氣味原料的合成氨工藝中，通過減少一段轉(zhuǎn)化爐的天然氣用量來達到爐溫的降低，并采用熱管式或蓄熱式的換熱器來加熱助燃的空氣，降低水碳比（H2O/C的摩爾比），并且提高轉(zhuǎn)化壓力等技術(shù)的實施，可以實現(xiàn)能耗的降低，進而達到節(jié)能的目的。3.2壓縮工序的節(jié)能技術(shù)。首先，將壓縮機與循環(huán)機分開，以避免因氣體泄漏而造成的動力損失；其次，采用分子篩干燥進入反應(yīng)塔的原料氣來節(jié)約壓縮機的能耗；最后，在合成氨的工藝過程中維持蒸汽各參數(shù)的最佳化，采用燃氣透平驅(qū)動的壓縮機來達到節(jié)能的目的。3.3合成工序的節(jié)能技術(shù)。首先，采用低溫低壓下高活性的Fe-Co催化劑可以減少壓縮機的能耗；其次，選用新型的節(jié)能合成塔，可以充分利用熱能，同時所需的合成壓力小，來使得合成過程中的能耗降低；最后，利用以天然氣為原料合成氨的反應(yīng)熱來產(chǎn)生高壓的蒸汽，從而實現(xiàn)蒸汽轉(zhuǎn)化，進而達到節(jié)能的目的。3.4聯(lián)合節(jié)能技術(shù)。聯(lián)合節(jié)能技術(shù)是指在合成氨的同時可以合成其他物質(zhì)如尿素、甲醇等有用的化學(xué)物質(zhì)。例如，由于氨是合成尿素的原料，可以將合成氨的裝置與合成尿素的裝置進行聯(lián)合，從而實現(xiàn)能量的高效率利用。此外，用天然氣可以制備甲醇，可以將制備甲醇過程中產(chǎn)生的氫用于氨的合成，同時合成氨產(chǎn)生的CO2可以對制備甲醇的體系進行組分的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)原料和能量的有效利用，進而達到節(jié)能的目的。

4結(jié)語

合成氨工藝與技術(shù)在適應(yīng)社會“環(huán)保、節(jié)能”的發(fā)展理念下，其節(jié)能工藝和技術(shù)的開發(fā)與探究將是合成氨工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。節(jié)能型合成氨的工藝與技術(shù)將會受到越來越多人的關(guān)注與研究，其具有非常大的應(yīng)用前景和潛力。

參考文獻

[1]王瑾.節(jié)能型合成氨工藝與技術(shù)[J].貴州化工，2008，33（1）：5-7.

[2]董國亮.合成氨工藝與技術(shù)節(jié)能探討[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（17）.

作者:隋志旺 單位:中海石油天野化工有限責(zé)任公司