基本無機(jī)化工之一。氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。從氨可加工成硝酸，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中，常將硝酸生產(chǎn)歸屬于合成氨工業(yè)范疇。合成氨工業(yè)在20世紀(jì)初期形成，開始用氨作火炸藥工業(yè)的原料，為戰(zhàn)爭服務(wù);第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對氨的需要量日益增長。50年代后氨的原料構(gòu)成發(fā)生重大變化，近30年來合成氨工業(yè)發(fā)展很快。
世界合成氨工業(yè)概況 ?、偕a(chǎn)能力和產(chǎn)量。合成氨是化學(xué)工業(yè)中產(chǎn)量很大的化工產(chǎn)品。1982年，世界合成氨的生產(chǎn)能力為125Mt氨，但因原料供應(yīng)、市場需求的變化，合成氨的產(chǎn)量遠(yuǎn)比生產(chǎn)能力要低。近年，合成氨產(chǎn)量以蘇聯(lián)、中國、美國、印度等十國最高，占世界總產(chǎn)量的一半以上(表1)。②消費(fèi)和用途。合成氨主要消費(fèi)部門為化肥工業(yè)，用于其他領(lǐng)域的（主要是高分子化工、火炸藥工業(yè)等）非化肥用氨，統(tǒng)稱為工業(yè)用氨。目前，合成氨年總消費(fèi)量(以N計(jì))約為78.2Mt，其中工業(yè)用氨量約為10Mt，約占總氨消費(fèi)量的12％。③原料。合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質(zhì)油和煤等。1981年，世界以天然氣制氨的比例約占71％，蘇聯(lián)為92.2％、美國為96％、荷蘭為100％；中國仍以煤、焦炭為主要原料制氨，天然氣制氨僅占20%。70年代原油漲價(jià)后，一些采用石腦油為原料的合成氨老廠改用天然氣，新建廠絕大部分采用天然氣作原料。④生產(chǎn)方法。生產(chǎn)合成氨的方法主要區(qū)別在原料氣的制造，其中最廣泛采用的為蒸汽轉(zhuǎn)化法和部分氧化法（見合成氨原料氣）。
特點(diǎn) ?、俎r(nóng)業(yè)對化肥的需求是合成氨工業(yè)發(fā)展的持久推動(dòng)力。世界人口不斷增長給糧食供應(yīng)帶來壓力，而施用化學(xué)肥料是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的有效途徑。氨水（即氨的水溶液）和液氨體本身就是一種氮肥；農(nóng)業(yè)上廣泛采用的尿素、硝酸銨、硫酸銨等固體氮肥，和磷酸銨、硝酸磷肥等復(fù)合肥料，都是以合成氨加工生產(chǎn)為主。②與能源工業(yè)關(guān)系密切。合成氨生產(chǎn)通常以各種燃料為原料，同時(shí)生產(chǎn)過程還需燃料供給能量，因此，合成氨是一種消耗大量能源的化工產(chǎn)品。每噸液氨的理論能耗為 21.28GJ，實(shí)際能耗遠(yuǎn)比理論能耗多，隨著原料、工廠規(guī)模、流程與管理水平不同而有差異。日產(chǎn) 1000t氨的大型合成氨裝置生產(chǎn)液氨的實(shí)際能耗約為理論能耗的兩倍（表2）。③工藝復(fù)雜、技術(shù)密集。氨合成是在高壓高溫和催化劑存在下進(jìn)行的，為氣固相催化反應(yīng)過程。由于氨合成催化劑（見無機(jī)化工催化劑）很易受硫的化合物、碳的氧化物和水蒸氣毒害（見催化劑中毒），而從各種燃料制取的原料氣中都含有不同數(shù)量的這些物質(zhì)，故在原料氣送往氨合成前，需將有害物質(zhì)除去。因此合成氨生產(chǎn)總流程長，工藝也比較復(fù)雜，根據(jù)不同原料及不同的凈化方法而有多種流程（見氨）。
發(fā)展趨勢 ?、僭下肪€的變化方向。從世界燃料儲(chǔ)量來看，煤的儲(chǔ)量約為石油、天然氣總和的10倍，自從70年代中東石油漲價(jià)后，從煤制氨路線重新受到重視，但因以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故，預(yù)計(jì)到20世紀(jì)末，世界大多數(shù)合成氨廠仍將以氣體燃料為主要原料。②節(jié)能和降耗。合成氨成本中能源費(fèi)用占較大比重，合成氨生產(chǎn)的技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等?，F(xiàn)在已提出以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨新流程多種，每噸液氨的設(shè)計(jì)能耗可降低到約29.3GJ。③與其他產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)。合成氨生產(chǎn)中副產(chǎn)大量的二氧化碳，不僅可用于冷凍、飲料、滅火，也是生產(chǎn)尿素、純堿、碳酸氫銨的原料。如果在合成氨原料氣脫除二氧化碳過程中能聯(lián)合生產(chǎn)這些產(chǎn)品，則可以簡化流程、減少能耗、降低成本。中國開發(fā)的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、意大利等國開發(fā)的變換氣氣提法聯(lián)合生產(chǎn)尿素工藝，都有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
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