Page 200 - 机械制造及其自动化

机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

济发展和实现经济发展战略目标的重大因素。由于合成氨过程有许多环节构成，

氨合成只是其中核心的过程，耗能较大，合成氨也就成为化工产业的耗能大户。

一、系统改造方案及节能措施

（一）合成氨的概述
1.合成氨生产现状

20世纪初，德国物理化学家Fritz Haber因发明用氮气和氢气直接合成氨的
方法，获得了1918年诺贝尔化学奖，并且在1913年在德国奥堡建设世界上第一

个合成氨厂。合成氨工艺已走过百年时间。随着合成氨工业技术的进步和生产
力的快速发展，合成氨工业在国民经济中的基础作用日益显著，大型化、自动
化、低能耗与环境友好型是合成氨生产发展的主流。20世纪60年代美国凯洛格

（Kellogg）公司率先开发了以天然气为原料，采用单系列和蒸汽透平为驱动力
的大型合成氨装置，成为合成氨工业发展的一次飞跃。此后，各国的一些著名的

合成氨公司竞相开发和推出以节能降耗为目的的新技术、新工艺、新设备，从而
使合成氨吨氨能降耗从41.87GJ降至29.31GJ8。在20世纪70年代，为提高化肥产
量和推动合成氨工业生产技术，中国引进了大型合成氨装置，各种技术都有。所

以，下面的内容将通过合成氨原料、合成氨生产设备改进、合成氨工艺技术改
进、流程模拟及优化研究来阐明中国和其他国家合成氨生产现状。

（1）合成氨原料
合成氨的生产过程包括造气、净化、压缩和合成几个步骤，工业上因所用原
料气制备与净化方法的不同，而组成不同的工艺流程。于此，就有不同的生产

流程。
一是以天然气为原料的流程。以天然气为原料，流程中会使用七八种催化

剂，所用要求要有高净化度的气体净化技术配合。例如，天然气要经过钴钼加
氢催化剂将有机硫转化成无机硫，然后用氧化锌脱硫剂把气体中硫含量脱除到

0.1ppm以下，这样就使催化剂运作良好。并且这种流程稍加改进，即可用在以石
脑油为原料的流程。以天然气为原料的大型合成会采用蒸汽转化、热法净化生产

方法。特点是生产能力大，设备效率和能量利用率高，吨氨能耗小。
二是以煤为原料的流程。随着煤和天然气价格的上涨，为节约成本，降低耗

188