合成氨技术的应用现状与发展研究

王建红(甘肃能源化工职业学院，甘肃兰州730030)

摘要：如今，工业文明取得了非常大的进步，社会也在不

断向前发展。其中，合成氨技术对人类发展所做出的贡献是不可忽视的。氨在化学上用NH3表示，常用于制作尿素、化肥等化工材料。此外，硝酸和铵态肥也可由氨制成，而一些氮肥和强氧化剂以硝酸为原料。由此可见，社会对氨的需求量是非常大的，需要努力推动合成氨工艺技术的发展。接下来笔者将简要介绍合成氨技术的应用和发展情况。

关键词：合成氨技术；基本现状；发展趋势

然界煤的储存量比石油更丰富，大约是后者的十倍。正因为储

量丰富，所以价格相对比石油更加实惠，当使用煤制备氨气时，无需高昂的成本，从而有利于提高经济效益，降低生产成本。其次煤气化和煤液化也具有一定的优势。任何煤气化和液化都会产生一定的收益。从煤本身的性质来看，煤的气化和液化能够生成不同的化工原料。此外，一定程度上还能够调整我国的能源结构。因为煤燃烧时如果氧化得比较充分，会产生少量二氧化硫气体和煤灰，当这些物质进入空气就会污染空气。不仅如此，这部分热量在释放后没有被充分利用，煤中含有的具有高附加值的有机物由于被燃烧没有得到利用，从而就浪费了能源。而煤的气化燃烧的并不充分，会产生具有还原性的一氧化碳，降低了生成二氧化硫等有毒气体的概率，并且能量的释放过程分为两个步骤，既让煤中含有的高附加值的有机物得到利用，也提高了煤的利用率。

由此可知，煤气化和液化都能带来相当明显的益处，应当对国家号召的环保低碳给予积极的响应。一般情况下，物质的分离过程也是一个消耗能量的过程。煤气化是考虑到我国能源结构而做出的决定，既降低了成本，又提高了利用率，是可供选择的一种优秀原材料。

1日常生活中氨气的具体应用

（1）首先对氨的化学性质进行简单介绍：氨的化学式为NH3，其相对分子质量为17.03。在标准状态下，氨是无色而具有刺激性气味的气体，且氨具有较强的极性，极易溶于水。氨气是一种有毒气体，若大量吸入会损害身体。（2）目前制备尿素使用最多的原料即氨，尿素的制备需要经过一系列复杂的环节。尿素本身可看做生理肥料，在工业上也常被用来制备肥料。这种方式制备的肥料与其他化学肥料有较大的区别，它对土壤没有伤害作用。而其他化学肥料如果长期使用会让土壤盐碱化，从而对土壤造成破坏。（3）硝酸和铵态氮肥也可以由氨制备。硝酸在工业上有着非常重要的用途，而且能够继续和氨气反应生成硝酸铵。铵态氮肥具有比较高的吸收率，常用作农作物的增色剂。（4）氨在人类日常生活中还可用作制冷剂。

4合成氨技术的未来发展

2合成氨技术

合成氨工艺技术是无机化工专业学生所必须掌握的知识，它由许多种综合技术组成，包括化工、化学、物理等专业知识，是一门比较复杂的技术。（1）制取半水煤气（以煤合成氨为例）：在造气炉中通入适量空气，加入原料（煤），使其燃烧升温，再间断通入空气和蒸汽，使蒸汽与炙热的碳发生反应生成H2和CO，空气中的O2被消耗掉，剩下N2，在此过程中产生其它一些杂质性气体和粉尘，去除粉尘，回收余热，就得到半水煤气。（2）净化原料气体：这个过程主要是为了脱去半水煤气中的硫，再进行特定的变换，除去气体中微量的二氧化碳和一氧化碳杂质气体。（3）合成氨：氨的合成反应主要在合成塔中进行。在一定的热力学和动力学条件下，原料气体混合生成氨气，此过程是典型的工艺流程，遵循物料平衡原理。

就目前而言，由于总值是固定不变的，未来合成氨工艺技

术的发展趋势变化不会很大，基本是向着减少成本、保护能源、提高效益的方向发展。并以此为基础进行大型集中化的生产，使其经济效益和生产周期都得到提高。笔者总结如下：（1）合成气设备是合成氨工艺技术开发过程中最重要的设备，在此设备中主要进行的环节有：净化合成气、合成氨气、压缩合成气体。（2）以“油改气”为主的调整技术是合成氨最为有效的途径，有利于增强其市场竞争力，提高经济效益。坚持此种方案，可以应对资源短缺的困境，寻找到更为合适的能源。（3）设备向着自动化、集中化、大型化方向发展也具有一定的重要性。因为以此为中心，可以最大限度的降低能源消耗，从而提高生产效率，在资源短缺的时候及时补充。（4）此种合成氨工艺技术，体现了保护环境的绿色生产观念。在其生产过程中，不产生污染大气的产物和污染环境的废物，从源头上实现了零排放。

5结语

3合成氨技术的基本现状

因受到原材料的限制，合成氨的生产装置具有较为明显的

缺陷，下面对这些缺陷进行简单介绍：（1）石油的价格昂贵，且市场需求量也比较大，将其作为制备氨的原材料会产生非常高的成本。随着经济的发展，汽车的数量越来越多，对石油的需求量也因此剧增。再考虑到其他领域对石油也有些较大的需求量，石油的价格不断上涨。若将其作为制备氨气的原料，将带来难以负担的高昂成本，因此石油不能用作制备氨气。（2）如今，现代人们对技术水平提出了更高的要求。“轻油”和“重油”因为受到经济因素和生产装置的局限，应用的比较少，并且这两种材料的市场竞争力比较低，所以“轻油”和“重油”不是生产氨气的合适原材料。目前，大多使用“轻油”和“重油”来制备氨气的装置正在筹划如何改造和调整结构，甚至是处于停滞状态。因此，制备氨气时越来越趋向于使用煤和天然气为原材料。（3）使用煤来制备氨气具有两大鲜明的优势。首先：在自

随着工业化社会的不断发展，资源逐渐变得匮乏。我们应

当采取适当的措施以控制这种现状。例如采用低能源、降低污染物排放，在最大限度的提高经济效益的同时，也不忘保护环境。本文提出要从环保的角度出发并发挥新能源的作用，对合成氨装置进行改善，对国民都有极大益处。笔者也希望能够尽早完善这项大业，实现社会的可持续发展。

参考文献:

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[3]李建强.合成氨工艺流程的系统分析与节能措施[J].科技与企业.2012(08).

作者简介：王建红(1970-)，男，甘肃兰州，本科，高校讲师，研究方向：化学、化工教学、管理。

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2018年05月