硝铵化肥生产发展浅析

陈超

硝铵化肥生产发展浅析

陈超

硝酸铵，别名硝铵，分子式NH4NO3，含氮34%～35%，仅次于液氨和尿素。硝铵中的铵态氮和硝态氮各占一半，且不易挥发损失，能被农作物所吸收，在土壤中没有残留，是一种性能良好的中性氮肥，约占我国氮肥总量的3.5%，已成为我国不可缺少的氮肥品种。硝铵适用于气温较低地区的旱田作物，比硫酸铵和尿素等铵态氮肥肥效快、效果好，在欧洲和北美等地使用较普遍，中国北方也常使用。

一、生产工艺

1913年，Haber法生产合成氨问世，由于原料氨充足，从此氨氧化生产硝酸成为世界上生产硝酸的主要方法。与此同时，氨与硝酸中和制取硝铵也成为世界上生产硝铵的主要方法。氨与硝酸中和制取硝铵一般分为中和、硝铵溶液浓缩、结晶和造粒等生产过程。在硝铵的几种生产方法当中，浓缩、结晶、造粒工艺过程差别不大，主要是中和工艺有较大的区别，故按中和工艺的不同将硝铵生产划分为常压中和、加压中和和管式反应器（K-T工艺）等方法。

（一）常压中和工艺。常压中和工艺适用于38% ～50%浓度的硝酸，属于传统生产工艺，依赖于常压法、综合法和中压法硝酸生产方法。该工艺存在着氨耗、汽耗、电耗高以及废水含有NH3和硝铵等难处理问题。常压中和工艺只能维持现状，且有逐步减少的趋势。

（二）管式反应器工艺。管式反应器工艺适用于55%～60%浓度的硝酸，是法国K-T公司专利技术，须引进技术及部分硬件，装置投资费用高。目前，K-T管式反应器可以被国产高压液气管式快速混合反应器所取代，硝铵溶液的分离、洗涤、结晶以及造粒设备已经有了国产化的创新型设备，此工艺可以成为硝铵生产的发展方向之一。

（三）加压中和工艺。加压中和工艺是四川金象化工股份有限公司开发的技术，适用于双加压法和高压法生产的55%～60%浓度的硝酸。该工艺消耗定额低于管式反应器和常压中和工艺，同时硝铵废水得到有效治理，做到了零排放。

二、硝铵化肥改性生产

我国硝铵生产1935年始于大连化工厂（现大化集团），当时生产能力仅为1500吨/年，经历了数十年的发展，至2006年，我国硝铵产量已达到420万吨/年，其中常压中和法装置硝铵总生产能力约为370万吨/年，已迈进世界硝铵生产大国的行列。

但从2001年起，国家有关部门就相继发文把硝铵列为民用爆炸物品，对硝铵的生产、销售、运输、存储和使用进行严格的限制和管理。国务院法制办公室国法密函［2001］187号文要求加强对爆炸物品的管理，遏制非法炸药生产，对炸药的主要原料硝酸铵进行管制，禁止硝酸铵作为化肥使用。2002年9月30日，国务院办公厅下发了国办发［2002］52号文《关于进一步加强民用爆炸物品安全管理的通知》，禁止将硝酸铵作为化肥销售，同时暂停进口硝酸铵，但允许将硝酸铵作改性处理，使之失去爆炸性，并且不可还原后才能作为化肥销售、使用，改性处理后的硝态氮肥应符合国家及行业有关部门制定的新的产品标准。

经过若干年的发展，已开发的硝铵改性生产技术主要有以下三种：

（一）熔融造粒生产硝铵锌。该技术生产以硝铵为基肥的系列复合微肥，除可添加锌元素外，还可根据需要添加钼、硼等其他元素，将氮肥生产与锌肥、钼肥和硼肥等微肥复合融为一体，一步完成。其最大特点是利用了原有的硝铵生产装置，在对硝铵设备和工艺改造中，基本上可以把原有的造粒硝铵装置全部利用起来，仅需对造粒系统的物料添加和控制设备及造粒机进行改造。

（二）喷淋造粒生产硝磷铵。硝磷铵含氮≥33%，且含有可以完全水溶的有效磷，总养分达36%，农业上可作快速追肥使用，特别适用于旱地和对烟叶施用，增产增收效果显著。采用该工艺生产的硝磷铵是一种氮磷钾三元复合肥，必须注意在低pH值和高温下添加氯化钾，否则会使物料中某些组分稳定性变差，释放出氧化氮和氯化氢，甚至引起爆炸。

（三）塔式造粒生产硝基复合肥。采用该工艺生产的硝基氮磷复肥颗粒均匀，外表光滑，具有生产成本低、产品质量稳定、养分含量高、使用方便、环保性好等特点。此外，只需对原造粒硝铵工艺稍加改进，原有装置中的几乎所有设备都能得到利用，只需添加固体给料加热器、固液混合搅拌器、差动式造粒机等少量设备，即可实现工业化连续生产。

改性硝铵在我国作为化肥销售和使用，典型例子有川化造粒硝铵改产硝基复合肥以及泸天化硝铵锌技术等，前者生产出的硝基复合肥产品的氮磷钾总养分≥35.96%，为中浓度复合肥；硝铵锌是针对缺锌土壤的基本特性而研制的一种在缺锌土壤和锌敏感作物上具有高效作用的氮锌复合微肥，辅含钙、镁等中量元素，其含氮≥32%，含锌≥0.4%。

三、硝铵化肥的发展现状及前景

尚普咨询发布的《2014～2018年中国硝酸铵行业深度研究及前景预测报告》指出：在我国，硝酸铵消费市场主由三部分构成：一是工业领域，主要用作民爆器材的原料，制造炸药，少量用作氧化氮吸收剂、色层分析试剂、烟火、杀虫剂、冷冻剂、无碱玻璃等的原料。二是改性或加工成复合肥用作农用化肥。三是出口。其中炸药和硝基复合肥占了绝大部分，民爆器材领域消耗的硝酸铵约占总消费量的64%，农用化肥领域用量约占30.5%，出口占5.5%。

根据中国化工信息中心提供的统计数据，2009年中国硝基复混（合）肥的有效产能（正常生产产能）522万吨，产量约270万吨，开工率为51.72%，其中二元硝基复混（合）肥的产能约370万吨，三元硝基复合肥的产能约150万吨。

2009年中国进口的硝基复混（合）肥主要是三元硝基复合肥，有110万吨。硝酸铵作为硝基复合肥生产的原材料，其占到硝基复合肥配方40%～50%的比重，按此口径统计的硝铵消费量和行业统计的硝铵消耗数据相吻合。

硝基复合肥有望保持15%以上增速。目前，普通复合肥需求年增长率在6%～8%左右，而作为复合肥中的高端品种，硝基复合肥增速有望高于行业平均增长。种植结构变化拉动硝基复合肥需求。随着市场经济的发展和人们生活水平的提高及环境意识的加强，在保持粮食稳产的同时，以蔬菜、水果为代表的经济作物种植面积将会有所扩大，由于经济作物亩均化肥施用量远远高于粮食作物，且对高端复合肥料的需求明显大于一般粮食作物，因此包括硝基复合肥在内的高端复合肥需求量将不断提升。近期通过调研复合肥企业和经销商，反映目前硝基复合肥比较畅销。滴灌和水溶肥拉动硝基复合肥需求，二元及三元硝基复合肥具有的良好水溶性和极低的残渣率，适宜于滴灌、喷灌等先进施肥方式。国家农业部农技推广中心节水处在复合肥行业多次行业峰会或论坛明确表态，鼓励使用硝态氮作为滴灌、喷灌等节水施肥方式的可选肥料品种，原则上要控制或杜绝使用酰胺态氮（即尿素）。

数据显示，近年来我国硝基复合肥发展迅速，目前生产企业达到30多家，产能900万吨，2013年各类硝基肥产量约550万吨；今年预计产量680万吨，预计到2015年实物产能将达到1500万吨。

参考文献：

[1]唐文骞,我国硝铵的生产现状、技术水平及发展趋势.中氮肥,2007,(3):1-5

[2]师永林,硝铵装置改产硝铵磷肥的工艺技术开发.云南化工,2012,39(3):56-58

[3]汪家铭,硝铵改性肥料的技术开发与生产应用.化工文摘,2006(2):48-53

作者简介：陈超，男，山东济南人，硕士，就职于中海油山东化学工程有限责任公司，注册化工工程师，注册咨询工程师（投资）。