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[摘 要]合成氨为国家的工作和农业等领域发展提供着重要的化工原料保证，本文从合成氨工艺流程系统分析入手，提出几种节能改造措施，对该行业的相关技术人员提供技术参考。
[关键词]合成氨；工艺流程；节能降耗
中图分类号：TQ113.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0325-01
合成氨是一种重要的无机化工产品，对于国民经济建设起着重要的作用，可应用于多个生产领域，国内的合成氨工业得到了较快的发展，在生产技术能力和节能降耗方面都进行了优化改进，有效提高了合成氨的质量和生产效率，在世界范围内我国的合成氨产量处于前列。
1合成氨工艺流程系统分析
1.1生产原材料的提取
可用于合成氨生产的原材料来自于焦碳、天然气、石油、炼油气和煤炭等。上述原材料在高温的条件下会与水蒸气进行相互作用而产生以一氧化碳和氢气组合在一起的混合气体材料。在相互作用的过程中会吸收大量的热能。利用煤化气法来制造生产合成氨在国内得到了较大范围的推广和应用，该方法利用氧气、水蒸汽以其它的气化介质在高温的条件对煤进行处理，把煤炭的成分转变为氢气和一氧化碳等可以混合气体。而气态烃类的处理方法上，合成氨的生产厂家大多采用二段蒸汽的方式把原材料转变成生产需要的合成气体。对重油原料来说，利用部分氧化的方式来完成，采用氧气来实现不充分的燃烧，让重油内的烃类物质在高温的状态下产生裂解，再对燃烧过程产生的水蒸气和二氧化碳在高温的环境中与甲烷成分实现相应的化学反应，最终通过一系列的转变过程从而生成用于加工制造氨气的一氧化碳和氢气的混合物质。
1.2原料气体物质的净化处理
不管采用何种方式来获取用于生产合成氨的原材料，其中除了主要的氢和氮成份之外，都会存在数量较小的氧气、硫化氢和二氧化碳等杂质气体，该类气体对在合成氨过程中所应用的催化剂起到毒害作用，在实际生产之间必须去掉该类物质。
1.2.1原料气体脱硫
利用天然气和蒸汽进行转化合成氨的工艺流程，应该把脱硫设施安装在管式炉的前面，从而有效保证蒸汽催化剂可以达到预期的效用。而利用间歇方式的煤气炉应用到生产工艺流程当中，脱硫设施安装在变换程序之前的部位，可以保证变换催化剂所具有的催化能力。重油部分氧化生产工艺流程当中，对硫和二氧化碳物质进行去除方法，可以应用在相同的甲醇洗涤处理装置来完成。对于原材料气体中硫份的去除方式比较多，主要有干法和湿法两种脱硫方法。干法主要有利用活性炭的方式、氧化锌去除法等。湿法处理硫份的方式比较多，根据对硫份的吸入特征不同可以划分为物理法和化学法。
1.2.2一氧化碳变换
合成氨所需的原材料中的一氧化碳杂质去除大多采用变换的方式，通过化学反应把其变成为便于处理的二氧化碳以及主要的氢气原料物质。所以对一氧化碳杂质处理工艺可以实现主要原材料的制取和净化的双项作用。在化学反应结束后还会有少量的一氧化碳气体存在，可以利用在低温的条件下的转变连续甲烷法进行处理，或者也可以应用液氨以及铜液的洗涤方式来完成。把煤炭作为生产合成氨的主要原材料的企业，大多情况下规模都不会很大，对一氧化碳进行转变的程序需要消耗数量庞大的蒸汽，是厂房内消耗能源的重要单元。所以，减少一氧化碳处理过程中能源消耗是合成氨工厂进行开展节能工作的主要方向。
1.2.3二氧化碳脱除
合成氨的原材料气体中会有一定数量的二氧化碳气体，再进入关键的生产工序之前必须把其进行处理。与此同时，二氧化气体又是生产碳酸氢铵、尿素等关键材料的来源。所以，在满足合成氨生产需要的同时，应该对二氧化碳的去除和再次应用有效结合起来。一般情况下，在生产合成氨的工厂对二氧化碳进行脱除采用溶液吸收的方式，可以划分为两个不同的种类，其一是实现对二氧化碳的循环吸收，也就是对二氧化碳吸收之后再通过再生塔装置实现回收较为纯净的二氧化碳，从而为纯碱和尿素原料的生产制造提供材料的来源。其二是把二氧化碳的吸收和别的化学物质的制造融合到一起来完成，比如对联尿和碳铵的制造工艺。
1.3原材料气体的精炼
对一氧化碳实现化学转换和二氧化碳成分去除之后的混合气体中，还会留有一定成分的氧气和水分等物质，该类物质的存在会对合成氨制造所需的催化剂造成一定的影响，所以，必须对原材料的气体经过再次精炼后进行合成氨制造流程，对原材料气体进行精炼的方式主要有深冷液氮洗涤法、铜氨液吸收法等。
1.4氨的合成
合成氨的工艺流程是为了把通过精炼处理后的氢和氮成分转变为可以应用的氨类制成品。实现的具体流程为处在高温高压的条件下，经过处理后的纯净氢氮气体在催化剂的作用下，在厂房的合成塔部位中组合成氨。参加化学反应的混合气体通过再次的回收，经过冷却处理以后便可形成氨类制成品，没参加化学反应的剩余气体以及再次填加的气体通过升压操作之后回到合成塔部位，持续地进行合成氨的化学反应，该工艺流程是可以循环的过程，氨的合成工作区段是合成氨技术工艺程序中的关键。该合成工作区段决定着生产企业的利润情况，同时也是节能降耗的重要部位。
1.5氨的分离
在合成塔内部形成合成氨会受到化学反应平衡的约束作用，只有部份的氢氮原料参加了生成合成氨的反应过程，剩余的原料气体仍存在，所以，应该把合成塔出口中剩余的氢氮生产原料进行再次的利用，与此同时，也可以获取到纯净的氨制成品，必须把氨从混合气体中提取出来。氨的分离大多采用两种不同的办法，分别是水吸收方法和冷凝分离法。当前，国内的合成氨生产企业大多采用冷凝分离法来获得纯净的氨产品。该方法利用氨冷的方式把混合气体中的气体状态的氨通过冷却而获得液态氨，再利用分离装置实现气液的分离。
2合成氨的工艺生产过程中的节能改造
合成氨生产制造过程需要大量的能源来提供保障，不但需要大量的石油和煤等原材料，还必须用到电能以及蒸汽等。科学合理地利用好各种能源，实现生产过程中的节能降耗，已经摆在每个合成氨生产企业面前的一道必须解决的问题，本文结合生产企业的具体情况，制定出一些切合实际的节能办法。
增设合成排放气体回收氢设备应用此装置可以减小对氢气原材料的用量，可以让二段炉的出品部位的甲烷含量处于较高的比例，同时可以减少惰性气体存在。提升合成氨装置的表面冷却器工作效率，可以有效的降低能耗的用量。对一段燃烧炉部位安装空气预热装置，可以节省热能的消耗。提升氨合成过程中的水冷氨的数量，有效降低氨冷系统中的热量流失情况，减少铜液制冷方法中所用到的制冷量，从而把电能的利用量降低到最小的程度。
应用压力降低比较少的新式径向合成塔，取代原来比较老旧的合成塔装置。该项方法可以降低循环生产工艺的功率消耗和进行冷却所用到的功率消耗，同时，还可以减少对生产原材料的使用。可利用两段再生或者贫液再生的方式对于脱碳的流程实现有效的地节能，同时也可以改用新的活化剂起到降耗的作用。对热回收系统进行优化改进，使得更多的剩余热量生成大量的蒸汽，从而对合成氨所需的原材料气体以及空气实现蒸汽预饱和，对氨吸收制冷设备的相关参数进行调整，可以使低位能热量的作用得到有效发挥，达到对合成氨进行冷凝处理所需要的制冷量。应用分子筛干燥处理工艺应用在甲烷化的前后不同阶段，可以把合成气体实现有效的利用，同时改进优化了合成氨的生產工艺，从而有效减少了能耗的利用。
3结束语
随着制造企业的不断转型升级，对生态环境保护要求的提高以及资源的逐渐枯竭，对合成氨工艺流程进行改造升级，从而实现节能降耗的目标是合成氨生产企业必须解决的问题，应该从生产流程关键的耗能环节入手，应用先进科学的技术，结合生产实际制定出可行的节能降耗办法，促进企业向着健康持久方向发展。
参考文献
[1]刘永华.合成氨工艺技术的现状分析及其发展探讨[J].化学工程与装备，2012（07）：148-149+158.
[2]李群柱.降低蒸汽转化法合成氨装置生产成本的有效途径[J].大氮肥，2002（01）：50-53.
作者简介
姓名：于长涛，性别：男，民族：汉族，籍贯：黑龙江省海伦，出生年月：1974年5月14日，文化程度：初中技校，现有职称：操作工，研究方向：合成氨工艺研究。
[关键词]合成氨；工艺流程；节能降耗
中图分类号：TQ113.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0325-01
合成氨是一种重要的无机化工产品，对于国民经济建设起着重要的作用，可应用于多个生产领域，国内的合成氨工业得到了较快的发展，在生产技术能力和节能降耗方面都进行了优化改进，有效提高了合成氨的质量和生产效率，在世界范围内我国的合成氨产量处于前列。
1合成氨工艺流程系统分析
1.1生产原材料的提取
可用于合成氨生产的原材料来自于焦碳、天然气、石油、炼油气和煤炭等。上述原材料在高温的条件下会与水蒸气进行相互作用而产生以一氧化碳和氢气组合在一起的混合气体材料。在相互作用的过程中会吸收大量的热能。利用煤化气法来制造生产合成氨在国内得到了较大范围的推广和应用，该方法利用氧气、水蒸汽以其它的气化介质在高温的条件对煤进行处理，把煤炭的成分转变为氢气和一氧化碳等可以混合气体。而气态烃类的处理方法上，合成氨的生产厂家大多采用二段蒸汽的方式把原材料转变成生产需要的合成气体。对重油原料来说，利用部分氧化的方式来完成，采用氧气来实现不充分的燃烧，让重油内的烃类物质在高温的状态下产生裂解，再对燃烧过程产生的水蒸气和二氧化碳在高温的环境中与甲烷成分实现相应的化学反应，最终通过一系列的转变过程从而生成用于加工制造氨气的一氧化碳和氢气的混合物质。
1.2原料气体物质的净化处理
不管采用何种方式来获取用于生产合成氨的原材料，其中除了主要的氢和氮成份之外，都会存在数量较小的氧气、硫化氢和二氧化碳等杂质气体，该类气体对在合成氨过程中所应用的催化剂起到毒害作用，在实际生产之间必须去掉该类物质。
1.2.1原料气体脱硫
利用天然气和蒸汽进行转化合成氨的工艺流程，应该把脱硫设施安装在管式炉的前面，从而有效保证蒸汽催化剂可以达到预期的效用。而利用间歇方式的煤气炉应用到生产工艺流程当中，脱硫设施安装在变换程序之前的部位，可以保证变换催化剂所具有的催化能力。重油部分氧化生产工艺流程当中，对硫和二氧化碳物质进行去除方法，可以应用在相同的甲醇洗涤处理装置来完成。对于原材料气体中硫份的去除方式比较多，主要有干法和湿法两种脱硫方法。干法主要有利用活性炭的方式、氧化锌去除法等。湿法处理硫份的方式比较多，根据对硫份的吸入特征不同可以划分为物理法和化学法。
1.2.2一氧化碳变换
合成氨所需的原材料中的一氧化碳杂质去除大多采用变换的方式，通过化学反应把其变成为便于处理的二氧化碳以及主要的氢气原料物质。所以对一氧化碳杂质处理工艺可以实现主要原材料的制取和净化的双项作用。在化学反应结束后还会有少量的一氧化碳气体存在，可以利用在低温的条件下的转变连续甲烷法进行处理，或者也可以应用液氨以及铜液的洗涤方式来完成。把煤炭作为生产合成氨的主要原材料的企业，大多情况下规模都不会很大，对一氧化碳进行转变的程序需要消耗数量庞大的蒸汽，是厂房内消耗能源的重要单元。所以，减少一氧化碳处理过程中能源消耗是合成氨工厂进行开展节能工作的主要方向。
1.2.3二氧化碳脱除
合成氨的原材料气体中会有一定数量的二氧化碳气体，再进入关键的生产工序之前必须把其进行处理。与此同时，二氧化气体又是生产碳酸氢铵、尿素等关键材料的来源。所以，在满足合成氨生产需要的同时，应该对二氧化碳的去除和再次应用有效结合起来。一般情况下，在生产合成氨的工厂对二氧化碳进行脱除采用溶液吸收的方式，可以划分为两个不同的种类，其一是实现对二氧化碳的循环吸收，也就是对二氧化碳吸收之后再通过再生塔装置实现回收较为纯净的二氧化碳，从而为纯碱和尿素原料的生产制造提供材料的来源。其二是把二氧化碳的吸收和别的化学物质的制造融合到一起来完成，比如对联尿和碳铵的制造工艺。
1.3原材料气体的精炼
对一氧化碳实现化学转换和二氧化碳成分去除之后的混合气体中，还会留有一定成分的氧气和水分等物质，该类物质的存在会对合成氨制造所需的催化剂造成一定的影响，所以，必须对原材料的气体经过再次精炼后进行合成氨制造流程，对原材料气体进行精炼的方式主要有深冷液氮洗涤法、铜氨液吸收法等。
1.4氨的合成
合成氨的工艺流程是为了把通过精炼处理后的氢和氮成分转变为可以应用的氨类制成品。实现的具体流程为处在高温高压的条件下，经过处理后的纯净氢氮气体在催化剂的作用下，在厂房的合成塔部位中组合成氨。参加化学反应的混合气体通过再次的回收，经过冷却处理以后便可形成氨类制成品，没参加化学反应的剩余气体以及再次填加的气体通过升压操作之后回到合成塔部位，持续地进行合成氨的化学反应，该工艺流程是可以循环的过程，氨的合成工作区段是合成氨技术工艺程序中的关键。该合成工作区段决定着生产企业的利润情况，同时也是节能降耗的重要部位。
1.5氨的分离
在合成塔内部形成合成氨会受到化学反应平衡的约束作用，只有部份的氢氮原料参加了生成合成氨的反应过程，剩余的原料气体仍存在，所以，应该把合成塔出口中剩余的氢氮生产原料进行再次的利用，与此同时，也可以获取到纯净的氨制成品，必须把氨从混合气体中提取出来。氨的分离大多采用两种不同的办法，分别是水吸收方法和冷凝分离法。当前，国内的合成氨生产企业大多采用冷凝分离法来获得纯净的氨产品。该方法利用氨冷的方式把混合气体中的气体状态的氨通过冷却而获得液态氨，再利用分离装置实现气液的分离。
2合成氨的工艺生产过程中的节能改造
合成氨生产制造过程需要大量的能源来提供保障，不但需要大量的石油和煤等原材料，还必须用到电能以及蒸汽等。科学合理地利用好各种能源，实现生产过程中的节能降耗，已经摆在每个合成氨生产企业面前的一道必须解决的问题，本文结合生产企业的具体情况，制定出一些切合实际的节能办法。
增设合成排放气体回收氢设备应用此装置可以减小对氢气原材料的用量，可以让二段炉的出品部位的甲烷含量处于较高的比例，同时可以减少惰性气体存在。提升合成氨装置的表面冷却器工作效率，可以有效的降低能耗的用量。对一段燃烧炉部位安装空气预热装置，可以节省热能的消耗。提升氨合成过程中的水冷氨的数量，有效降低氨冷系统中的热量流失情况，减少铜液制冷方法中所用到的制冷量，从而把电能的利用量降低到最小的程度。
应用压力降低比较少的新式径向合成塔，取代原来比较老旧的合成塔装置。该项方法可以降低循环生产工艺的功率消耗和进行冷却所用到的功率消耗，同时，还可以减少对生产原材料的使用。可利用两段再生或者贫液再生的方式对于脱碳的流程实现有效的地节能，同时也可以改用新的活化剂起到降耗的作用。对热回收系统进行优化改进，使得更多的剩余热量生成大量的蒸汽，从而对合成氨所需的原材料气体以及空气实现蒸汽预饱和，对氨吸收制冷设备的相关参数进行调整，可以使低位能热量的作用得到有效发挥，达到对合成氨进行冷凝处理所需要的制冷量。应用分子筛干燥处理工艺应用在甲烷化的前后不同阶段，可以把合成气体实现有效的利用，同时改进优化了合成氨的生產工艺，从而有效减少了能耗的利用。
3结束语
随着制造企业的不断转型升级，对生态环境保护要求的提高以及资源的逐渐枯竭，对合成氨工艺流程进行改造升级，从而实现节能降耗的目标是合成氨生产企业必须解决的问题，应该从生产流程关键的耗能环节入手，应用先进科学的技术，结合生产实际制定出可行的节能降耗办法，促进企业向着健康持久方向发展。
参考文献
[1]刘永华.合成氨工艺技术的现状分析及其发展探讨[J].化学工程与装备，2012（07）：148-149+158.
[2]李群柱.降低蒸汽转化法合成氨装置生产成本的有效途径[J].大氮肥，2002（01）：50-53.
作者简介
姓名：于长涛，性别：男，民族：汉族，籍贯：黑龙江省海伦，出生年月：1974年5月14日，文化程度：初中技校，现有职称：操作工，研究方向：合成氨工艺研究。