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合成氨工藝技術(shù)的現狀及發(fā)展趨勢
發(fā)布時(shí)間:
2023-09-23 08:35
在供給側改革的基礎上,綜合實(shí)力和經(jīng)濟實(shí)力都有了長(cháng)足的進(jìn)步,推動(dòng)了我國化工產(chǎn)品的發(fā)展。當前,對化學(xué)制品的需求是市場(chǎng)經(jīng)濟發(fā)展的必然要求。因此,在工業(yè)中發(fā)展合成氨生產(chǎn)技術(shù)顯得尤為重要。然而,目前我國合成氨生產(chǎn)過(guò)程中存在著(zhù)許多問(wèn)題,其中包括能耗問(wèn)題。如何改進(jìn)現代化的合成氨生產(chǎn)技術(shù),一直是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。在工業(yè)中,合成氨技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,要求進(jìn)一步完善其技術(shù)指標,完善生產(chǎn)設備。我國合成氨的主要原材料來(lái)自原油,但由于我國原油資源日益枯竭,需要對上游的合成氨進(jìn)行替代,以降低能耗,進(jìn)而實(shí)現對社會(huì )生態(tài)的優(yōu)化。
我國合成氨工藝技術(shù)的現狀
合成氨技術(shù)是 20 世紀初發(fā)展起來(lái)的,它最初是用來(lái)制造炸藥的,后來(lái)被用來(lái)制造戰爭,而現在,它的主要應用領(lǐng)域是濃縮和現代化的化學(xué)。我國的合成氨生產(chǎn)技術(shù)是在 20 世紀 30 年代發(fā)展起來(lái)的,現已躋身于世界上先進(jìn)的合成氨生產(chǎn)技術(shù)行列。我國已掌握了大量的合成氨原料,如采用煤、天然氣、油田等多種原料,均能達到合成氨的目的。目前,國內的合成氨產(chǎn)量已基本滿(mǎn)足人民的生活需要,年生產(chǎn)能力約為4 500 萬(wàn) t,在世界范圍內具有很強的競爭力。國內的合成氨設備在國際上也是數一數二的,到現在為止,國內已經(jīng)有 30 多個(gè)大型的合成氨廠(chǎng),50 多個(gè)中型的,700 多個(gè)小型的。年產(chǎn)合成氨達 1 000 萬(wàn) t,中型合成氨廠(chǎng)年產(chǎn) 500 萬(wàn) t,小型合成氨廠(chǎng)年產(chǎn) 3 000 萬(wàn)t。這些合成氨廠(chǎng)都是按照原料來(lái)劃分的,大型的合成氨廠(chǎng)以天然氣為原料,中等規模的則是以煤炭和焦炭為主,而在小型的設備中,則有 100 多臺尿素。
簡(jiǎn)要概述合成氨的工藝流程
3.1 制作原料氣的過(guò)程分析
在合成氨生產(chǎn)初期,必須先進(jìn)行原料氣體的生產(chǎn)。整個(gè)過(guò)程,都是以煤炭和焦炭為原料,整個(gè)過(guò)程都是以物理的方式進(jìn)行的。但是,在氣化生產(chǎn)過(guò)程中,存在著(zhù)大量的氫、氮等雜質(zhì)。另外,利用非催化部分氧化技術(shù)來(lái)生產(chǎn)原料氣體,也是一種新的研究思路。利用該工藝,可以在原料氣中高效地得到合成氨的原料。隨著(zhù)科技進(jìn)步,通常采用二次蒸餾技術(shù)從氣態(tài)氫氣中萃取合成氨。合成氨生產(chǎn)流程圖,如圖 1 所示。
3.2 進(jìn)一步提純出原料氣的過(guò)程探究
首先,將純氫氣合成后,利用壓力機進(jìn)行加壓,再利用適當的催化劑進(jìn)行催化,最終得到合成氨。在采用壓力壓氣機時(shí),按壓力大小將其劃分為高、中、低三種。高壓制取合成氨的效率更高,同時(shí)還可以對原料氣體中的氨水進(jìn)行準確的脫除。中壓工藝雖然也能達到高壓制程的效果,但中壓制程是當前合成氨生產(chǎn)中應用最多的技術(shù)之一,它的穩定性和經(jīng)濟性都很好。在合成氨生產(chǎn)過(guò)程中,低壓工藝具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。氨合成技術(shù)是合成氨生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節。
3.3 合成氨技術(shù)工藝存在的問(wèn)題分析
在合成氨生產(chǎn)的過(guò)程中,存在的主要問(wèn)題是:國內沒(méi)有完善的合成氨生產(chǎn)體系;合成氨生產(chǎn)過(guò)程中,大量的資源被浪費,造成了能源短缺;合成氨生產(chǎn)工藝中,不能保證多種能源的供應;由于技術(shù)上的陳舊和傳統,限制了合成氨的產(chǎn)量。
加強對合成氨工藝技術(shù)的改造措施研究
4.1 提高和改善氨分離技術(shù)
目前的社會(huì ),有關(guān)氨的分離技術(shù)很少,大多采用水吸附和凝結分離的方法,結合氨的特性。用于分離氨的主要設備是氨分離機。采用該設備可以在一定程度上降低氨分離時(shí)的各種問(wèn)題,降低能耗,降低各種資源的浪費。同時(shí),本工藝還可以提高氨的純度,從而為工業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的基礎。
4.2 對造氣工段技術(shù)的改造
在造氣站的技術(shù)改造中,必須采用各種高科技手段,以實(shí)現其改造效果。首先,采用液壓危機控制與監控技術(shù),可以對高爐運行狀態(tài)和周邊作業(yè)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,根據實(shí)際情況調整工藝參數,提高生產(chǎn)效率。其次,對廢熱回收技術(shù)進(jìn)行了充分的利用,因為在生產(chǎn)氨氣時(shí),產(chǎn)生了大量的廢熱,如果不加以利用,將會(huì )造成資源的浪費。所以,采用這種技術(shù)可以有效地提高資源的利用率。最后,采用全自動(dòng)加焦機技術(shù),可以大大縮短生產(chǎn)周期,達到最大限度地利用能量,降低各種能耗。同時(shí),也可以確保生產(chǎn)的安全。另外,通過(guò)人爐蒸汽品質(zhì)改善技術(shù),可以達到優(yōu)化人爐蒸汽的品質(zhì),保持爐溫最佳,提高合成氨的產(chǎn)量。
4.3 在廢水循環(huán)使用技術(shù)改造
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探究分析合成氨工藝的未來(lái)發(fā)展前景
根據以上分析,可以得出合成氨生產(chǎn)的基本原則,在未來(lái)幾年內不會(huì )有任何改變。今后合成氨生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向是:合理的生產(chǎn)結構,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益。
5.1 促進(jìn)經(jīng)濟規模的規劃
合成氨工藝因使用溫度高、壓力大,能耗大,在生產(chǎn)成本中所占比例較大。因此,在合成氨生產(chǎn)中,節能是一個(gè)必須予以重視的問(wèn)題。此外,若繼續采用天然氣作為原料,生產(chǎn)成本將難以下降。選用煤系原料,能減少生產(chǎn)成本。若要使用煤系原料,則應對其進(jìn)行改造,研制相應的研究?jì)x器,以提高合成氨的產(chǎn)量,進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
5.2 合理替換原材料產(chǎn)出架構
就生產(chǎn)條件而言,可以采用多聯(lián)產(chǎn)的方法,將合成氨生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)流程進(jìn)行合理整合,取代原來(lái)的生產(chǎn)結構。為了提高合成氨廠(chǎng)的效率,提升企業(yè)的核心競爭能力。此外,全球石油儲量不斷下降,為了解決原料短缺,需要尋找一種科學(xué)的原料。
5.3 大力發(fā)展節能環(huán)保型生產(chǎn)
根據我國目前的實(shí)際情況,應采取節約能源和環(huán)境保護的方針,這是今后合成氨發(fā)展的必然趨勢。在合成氨生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì )出現多種不同的生產(chǎn)雜質(zhì)。為了盡可能地減少副產(chǎn)品中的雜質(zhì),必須對整個(gè)合成氨生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控和監控,從而達到節約能源、環(huán)境保護、無(wú)污染的目的。
5.4 合成氨技術(shù)工藝規模的改變
隨著(zhù)合成氨技術(shù)的發(fā)展,我國的合成氨技術(shù)將會(huì )向大型、集成、自動(dòng)化方向發(fā)展,從而達到節能、減排的目的,而目前國內以煤、油為原料的合成氨技術(shù),其能耗水平還有待進(jìn)一步提高。在我國現有的合成氨生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)中,人們關(guān)心的焦點(diǎn)是技術(shù)流程和合成氨裝置的優(yōu)化。要實(shí)現合成氨生產(chǎn)技術(shù)的節能降耗,必須在技術(shù)、裝備等方面進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展。
5.5 核心原料整改達到節能的效果
雖然國家在許多方面都在不斷的發(fā)展,但是能量的消耗卻是無(wú)法避免的,當我們的研究表明,石油的產(chǎn)量已經(jīng)達到了一個(gè)非常低的程度,這就需要對合成氨的技術(shù)進(jìn)行調整,比如從原材料變成汽油,再從天然氣變成燃料,再從燃料變成煤炭,通過(guò)對原料的調整,可以有效的降低生產(chǎn)成本,增加合成氨技術(shù)的市場(chǎng)競爭力。
5.6 減少加工過(guò)程中的副產(chǎn)物排放達到減排的效果
隨著(zhù)國家的發(fā)展和進(jìn)步,各種技術(shù)的發(fā)展都必須遵循節能減排的方針,而降低排放也是合成氨技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。為了降低合成氨生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)中產(chǎn)生的無(wú)用廢料等,實(shí)現最終減排目標,必須在今后的發(fā)展進(jìn)程中不斷提升合成氨工藝技術(shù)的自我凈化能力。
5.7 提升合成氨的裝置性能和工藝技術(shù)
要想讓一種技術(shù)更上一層樓,達到更好的效果,就必須要不斷的改進(jìn)合成氨的技術(shù),這就要求技術(shù)人員必須要不斷的提高自己的技術(shù)水平,降低自己的操作失誤造成的損失。其次,要定期檢查合成氨生產(chǎn)過(guò)程設備,以降低因機械失效而帶來(lái)的經(jīng)濟損失。同時(shí),要改善合成氨設備的性能,必須對其進(jìn)行改進(jìn),而當前我國正處在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代,各種行業(yè)都采用了先進(jìn)的技術(shù),因此,合成氨技術(shù)也應當加大對其技術(shù)的利用。
結語(yǔ)
合成氨技術(shù)是一種特殊的技術(shù),在我們的工作、生活中都是不可或缺的,我們的合成氨技術(shù)雖然在國際上已經(jīng)很成熟了,產(chǎn)量也在國際上是數一數二的,但要滿(mǎn)足國內的農業(yè)和化工的要求,還是要繼續發(fā)展下去,特別是在全球能源還很缺乏的情況下,必須要做到最大限度的符合節能減排的理念。通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、設備優(yōu)化、技術(shù)水平的提高,提高企業(yè)整體技術(shù)水平,促進(jìn)合成氨生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。
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