合成氨工艺技术的现状及未来发展研究

化宏超

摘 要：随着科技的不断发展，社会的不断进步，资源越来越匮乏已成为既定事实。要想秉持可持续发展战略，就要在创造大量效益的情况下尽可能减少能源消耗，提高经济效益的前提是要将环保贯彻落实。目前，在合成氨工艺上就存在消耗过大的情况，而未来合成氨技术所要革新的方向，就是在产量提高的同时，尽可能降低消耗及有害物质排放。文章将结合合成氨工艺技术，对其工艺流程所出现的问题进行简析，并对合成氨技术的未来趋势进行展望，希望合成氨技术能有所改进并得到更好的应用，以促进经济的可持续发展。

关键词：合成氨;工艺技术;现状与趋势

中图分类号：TQ113.2文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）09--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.060

随着我国工业水平的进步，氨不仅在众多化工产品中产量位于首位，其所合成的产品对人类的贡献也尤为显著。其是在化工领域中较为重要的一种化工产品。在人们的生活中，氨主要用于农业方面，因为以氨为原料可以制成尿素，对于农作物来说是最重要的氮素肥料。其作用不仅体现在农业方面，在工业方面，以其为原料还可以制成炸药、合成树脂等产品。由此可见，氨的用途非常广泛，是人们生活中必不可少的原料，人们对于氨的需求量也在日益增加。但是，由于我国现在各行各业都在提倡节能减排政策，化工领域也要响应国家政策。所以，我国针对现有的合成氨技术进行改善，是必不可少的一个流程。只有这样，才能使合成氨工艺技术符合当前化工领域的发展趋势。这样不仅可以使合成氨的用途越来越广泛，还可以使人们生存的环境变得越来越干净，可以让合成氨在人们的生活中作出更大贡献，使合成氨得到更好的发展。

1 我国合成氨工艺技术现状

最早的合成氨技术起源于20世纪初，那时合成氨技术主要是用于战争当中，因为炸药的原料之一就是合成氨。现代的合成氨技术，则主要运用在农业和现代化学当中。合成氨技术最早出现在我国，是在20世纪30年代。那时，我国在合成氨工艺技术方面还比较落后，如今我国合成氨技术已经在全世界占有较高的地位。在合成氨构成原料方面，我国掌握的种类也比较多，无论是利用无烟煤天然气还是油田等材料，都可以用来生产合成氨。由于我国经济技术的不断发展，对于合成氨的需求量也日益增加。同时，因为我国在合成氨工艺技术方面已经有较高的水平，所以目前合成氨的产量已经能够满足人们的日常生活需求。

在合成装置方面，因为我国引进的设备在世界领域中比较先进，所以在合成氨合成装置设备上，我国已经占有了绝大的优势，其也增强了我国在国际上的综合竞争力[1]。我国在合成装置方面，大大小小的装置共有八百套左右，主要根据原料区分用途。比如，大型的合成装备主要以天然气为主，中型的合成装备主要以煤为主等，如此就可区分合成装置的用途。

2 如今合成氨技术应用的具体情况

2.1 制氨工艺进阶

在当下我国的工业中，工艺技术正处于一个不断革新的状态之中，氨合成技术的工艺装置同样也在紧跟时代步伐不断变化。在国外，有相关专家及研究部门曾提出，关于氨的合成工艺，可以选用天然气作为合成原料进行应用，通过这种方式进行氨的合成，可以大大降低能源消耗。在千百次实践之后，相关科技人员对于氨的合成技术不断进行改革，通过将天然气作为合成原料，可以有效提升氨合成的工作效率及产出量。在传统的氨合成工艺中，通常通过离心式压缩机进行合成，进而实现合成氨的大批量产出。这种方式在众多生产加工中得到广泛应用，并且这种方式进行合成氨的产出效率比较高[2]。

2.2 制氨过程中能源消耗较低

采用传统方式进行合成氨的制作，在工艺方面所消耗的能源量比较大。如何行之有效地避免能源浪费，已经逐渐成为很多企业切实的需求，进而通过科技手段进行研发，找到有效的解决方式，以减少能源消耗。进阶方式一定要能保障实际生产加工效果不受到基本影响，笔者多次尝试各种耗能较低的工艺，想要取代这种传统的制氨工艺[3]。几经尝试之后，在众多能源消耗较低的方式中，发现热转化工艺效果较好。在有效降低能源消耗的同时，通过将蒸汽转化和等温变化共同结合的工艺运用在合成氨工艺中，进而熟练运用已经较为成熟的LAC工艺，以节约能源。

2.3 提高合成氨装置的产量

当下科技不断发展，如今我国在氨合成工作中的能源消耗已经大大降低，而这种方式也证明了工艺可以决定能源消耗的标准是什么样的。在设备不断升级之下，其使用的经济性，下降趋势非常明显。如何提升设备的经济实用性，已然成为技术人员亟需解决的问题。笔者针对这方面的问题展开了研究，目的是为了探究合成氨装置在实现量产的同时，如何还能够保障其设备的经济性[3]。

3 多种状态下氨的应用

3.1 氨氣的应用

氨气的应用，主要包括化工和医疗领域的应用，实际应用于氨水、氮肥、铵盐等化学用品的制作。与此同时，氨气还作为多种生物燃料的能源供给部分。在生产过程中，合成氨具备的优势还比较大。在先进设备和前沿技术支持下，其生产过程中所耗费的能量相对较少，并且产出比例非常高。但是，其弊端在于，运输和储存工作中极易发生氨气泄漏的情况，进而出现人员氨气中毒现象。与此同时，倘若氨气比度较高，对人体皮肤会产生腐蚀作用，大量氨气摄入会造成人员伤亡。所以，在氨气合成工作中，要格外重视运输、储存工作，避免危险情况发生。

3.2 液氨的应用

在日常生活中，因为液氨主要用于冰箱制冷工作，所以人们接触液氨最多的地方就是在液氨制冷方面。与此同时，在合成氨运输过程中，很多企业会以液体形式将氨贮存在耐压钢瓶中进行运输，而运输方式的选择，有陆运、海运及管道运输等方式。其应用过程，多在工业范围内。但是，液氨极不稳定，在极易挥发的同时，还伴有较强的腐蚀性，由液氨带来的化工事故数不胜数。

4 合成氨工艺在未来的发展趋势

在当下社会的不断发展中，氨合成工艺也在不断地革新和升级。如今的合成氨工艺，在未来发展道路上所能发挥的作用是巨大的，同样也是不可替代的。通过缩减合成氨的生产成本，进而实现周期缩减，使得再合成氨生产中的经济效益稳步提升。

4.1 较低的能耗促使经济发展

在合成氨的工艺中，天然气已然成为不二选择，其可以有效降低产出过程中带来的能量消耗。伴随着我国合成氨工艺的不断创新升级，如何有效降低能源消耗，一直以来都是首要解决的问题，也是维持可持续发展战略目标的需要。正是在这样的要求之下，对缩减合成氨工艺的能源消耗，提出了更高的要求。在未来的发展中，采用较低的能耗实现合成氨的制作，必将成为主要生产模式，可以在有效提升经济效益的基础上，使能源利用率也得到保障。

4.2 生产模式还需改善

如今，随着社会需求程度的不断提高，合成氨技术的应用范围也在不断向外扩张。为了应对这种时代变迁带来的需求，在其生产规模发展中，就必须要遵循大型、集成及自动化模式开展，再利用先进科技对合成装置进行科学化控制，进而在生产过程中达到统一高效。在合成氨的过程中，关注重点应放在设备研发上[5]。如今，我国的合成氨技术已经具备了大规模生产的能力，并且单系列合成氨装置的生产能力也已经非常高效。在对需求量不断产生新要求的背景下，合成氨工艺技术的未来发展，必须要秉持大型、集成及自动化的模式进行。

4.3 仍要坚持可持续发展目标

在当下我国经济的不断发展中，每个行业对于生态、绿色、可持续发展的态度都比较坚决。所以，在这样的大背景下，合成氨技术工艺在未来发展过程中所要秉持的，必须是清洁化生产。在合成氨技术工艺中，会夹杂一部分废料及杂物产出，同时还伴随着不同类型的副产品。合成氨技术未来的发展目标，就是要大力缩减这类废料的产出，尽可能在合成氨工艺中实现“零排放、零污染”。如今，国家大力推动可持续发展战略，在这种背景下，合成氨工艺技术也必然要朝着这个方向去发展，在生产过程中达到清洁目标，进而做到可持续发展。

5 结语

综上所述，资源短缺现象逐渐呈现出来，并且这个趋势越来越明显。在合成氨技术工艺中，如何有效对其进行革新，大幅降低能源消耗，是合成氨技术未来发展中的一个主要趋势。合成氨技术比较特别，相关技术人员在研发过程中，切记要在保障自身安全的前提下，对其进行不断探索。在此基础上，对于国外先进的技术经验，要多去汲取、多去借鉴，并且应用在我国的合成氨技术领域中。在当下，合成氨技术的主要方向就是要在保障其较高产量的同时，尽可能降低能源消耗。研发过程中，核心技术要不断创新调整，以便适应当下的经济需求。原材料的選择要尽可能简化，不断精进技术，进而实现节能减排的最终目标，为创建绿色、环保、可持续发展的社会助力赋能。

参考文献

[1] 王智军.合成氨工艺技术的现状及其发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2019，506（24）：239-240.

[2] 戴学军.合成氨工艺技术的现状及发展[J].中国化工贸易，2020，12（5）：87，89.

[3] 康玉林.合成氨工艺技术的现状及发展趋势[J].化工管理，2019（25）：211-212.