化宏超

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，資源越來(lái)越匱乏已成為既定事實(shí)。要想秉持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，就要在創(chuàng)造大量效益的情況下盡可能減少能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的前提是要將環(huán)保貫徹落實(shí)。目前，在合成氨工藝上就存在消耗過(guò)大的情況，而未來(lái)合成氨技術(shù)所要革新的方向，就是在產(chǎn)量提高的同時(shí)，盡可能降低消耗及有害物質(zhì)排放。文章將結(jié)合合成氨工藝技術(shù)，對(duì)其工藝流程所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)析，并對(duì)合成氨技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行展望，希望合成氨技術(shù)能有所改進(jìn)并得到更好的應(yīng)用，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：合成氨;工藝技術(shù);現(xiàn)狀與趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TQ113.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）09--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.060

隨著我國(guó)工業(yè)水平的進(jìn)步，氨不僅在眾多化工產(chǎn)品中產(chǎn)量位于首位，其所合成的產(chǎn)品對(duì)人類的貢獻(xiàn)也尤為顯著。其是在化工領(lǐng)域中較為重要的一種化工產(chǎn)品。在人們的生活中，氨主要用于農(nóng)業(yè)方面，因?yàn)橐园睘樵峡梢灾瞥赡蛩?，?duì)于農(nóng)作物來(lái)說(shuō)是最重要的氮素肥料。其作用不僅體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)方面，在工業(yè)方面，以其為原料還可以制成炸藥、合成樹(shù)脂等產(chǎn)品。由此可見(jiàn)，氨的用途非常廣泛，是人們生活中必不可少的原料，人們對(duì)于氨的需求量也在日益增加。但是，由于我國(guó)現(xiàn)在各行各業(yè)都在提倡節(jié)能減排政策，化工領(lǐng)域也要響應(yīng)國(guó)家政策。所以，我國(guó)針對(duì)現(xiàn)有的合成氨技術(shù)進(jìn)行改善，是必不可少的一個(gè)流程。只有這樣，才能使合成氨工藝技術(shù)符合當(dāng)前化工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。這樣不僅可以使合成氨的用途越來(lái)越廣泛，還可以使人們生存的環(huán)境變得越來(lái)越干凈，可以讓合成氨在人們的生活中作出更大貢獻(xiàn)，使合成氨得到更好的發(fā)展。

1 我國(guó)合成氨工藝技術(shù)現(xiàn)狀

最早的合成氨技術(shù)起源于20世紀(jì)初，那時(shí)合成氨技術(shù)主要是用于戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中，因?yàn)檎ㄋ幍脑现痪褪呛铣砂薄，F(xiàn)代的合成氨技術(shù)，則主要運(yùn)用在農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代化學(xué)當(dāng)中。合成氨技術(shù)最早出現(xiàn)在我國(guó)，是在20世紀(jì)30年代。那時(shí)，我國(guó)在合成氨工藝技術(shù)方面還比較落后，如今我國(guó)合成氨技術(shù)已經(jīng)在全世界占有較高的地位。在合成氨構(gòu)成原料方面，我國(guó)掌握的種類也比較多，無(wú)論是利用無(wú)煙煤天然氣還是油田等材料，都可以用來(lái)生產(chǎn)合成氨。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于合成氨的需求量也日益增加。同時(shí)，因?yàn)槲覈?guó)在合成氨工藝技術(shù)方面已經(jīng)有較高的水平，所以目前合成氨的產(chǎn)量已經(jīng)能夠滿足人們的日常生活需求。

在合成裝置方面，因?yàn)槲覈?guó)引進(jìn)的設(shè)備在世界領(lǐng)域中比較先進(jìn)，所以在合成氨合成裝置設(shè)備上，我國(guó)已經(jīng)占有了絕大的優(yōu)勢(shì)，其也增強(qiáng)了我國(guó)在國(guó)際上的綜合競(jìng)爭(zhēng)力[1]。我國(guó)在合成裝置方面，大大小小的裝置共有八百套左右，主要根據(jù)原料區(qū)分用途。比如，大型的合成裝備主要以天然氣為主，中型的合成裝備主要以煤為主等，如此就可區(qū)分合成裝置的用途。

2 如今合成氨技術(shù)應(yīng)用的具體情況

2.1 制氨工藝進(jìn)階

在當(dāng)下我國(guó)的工業(yè)中，工藝技術(shù)正處于一個(gè)不斷革新的狀態(tài)之中，氨合成技術(shù)的工藝裝置同樣也在緊跟時(shí)代步伐不斷變化。在國(guó)外，有相關(guān)專家及研究部門曾提出，關(guān)于氨的合成工藝，可以選用天然氣作為合成原料進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)這種方式進(jìn)行氨的合成，可以大大降低能源消耗。在千百次實(shí)踐之后，相關(guān)科技人員對(duì)于氨的合成技術(shù)不斷進(jìn)行改革，通過(guò)將天然氣作為合成原料，可以有效提升氨合成的工作效率及產(chǎn)出量。在傳統(tǒng)的氨合成工藝中，通常通過(guò)離心式壓縮機(jī)進(jìn)行合成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合成氨的大批量產(chǎn)出。這種方式在眾多生產(chǎn)加工中得到廣泛應(yīng)用，并且這種方式進(jìn)行合成氨的產(chǎn)出效率比較高[2]。

2.2 制氨過(guò)程中能源消耗較低

采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行合成氨的制作，在工藝方面所消耗的能源量比較大。如何行之有效地避免能源浪費(fèi)，已經(jīng)逐漸成為很多企業(yè)切實(shí)的需求，進(jìn)而通過(guò)科技手段進(jìn)行研發(fā)，找到有效的解決方式，以減少能源消耗。進(jìn)階方式一定要能保障實(shí)際生產(chǎn)加工效果不受到基本影響，筆者多次嘗試各種耗能較低的工藝，想要取代這種傳統(tǒng)的制氨工藝[3]。幾經(jīng)嘗試之后，在眾多能源消耗較低的方式中，發(fā)現(xiàn)熱轉(zhuǎn)化工藝效果較好。在有效降低能源消耗的同時(shí)，通過(guò)將蒸汽轉(zhuǎn)化和等溫變化共同結(jié)合的工藝運(yùn)用在合成氨工藝中，進(jìn)而熟練運(yùn)用已經(jīng)較為成熟的LAC工藝，以節(jié)約能源。

2.3 提高合成氨裝置的產(chǎn)量

當(dāng)下科技不斷發(fā)展，如今我國(guó)在氨合成工作中的能源消耗已經(jīng)大大降低，而這種方式也證明了工藝可以決定能源消耗的標(biāo)準(zhǔn)是什么樣的。在設(shè)備不斷升級(jí)之下，其使用的經(jīng)濟(jì)性，下降趨勢(shì)非常明顯。如何提升設(shè)備的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，已然成為技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。筆者針對(duì)這方面的問(wèn)題展開(kāi)了研究，目的是為了探究合成氨裝置在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的同時(shí)，如何還能夠保障其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性[3]。

3 多種狀態(tài)下氨的應(yīng)用

3.1 氨氣的應(yīng)用

氨氣的應(yīng)用，主要包括化工和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用于氨水、氮肥、銨鹽等化學(xué)用品的制作。與此同時(shí)，氨氣還作為多種生物燃料的能源供給部分。在生產(chǎn)過(guò)程中，合成氨具備的優(yōu)勢(shì)還比較大。在先進(jìn)設(shè)備和前沿技術(shù)支持下，其生產(chǎn)過(guò)程中所耗費(fèi)的能量相對(duì)較少，并且產(chǎn)出比例非常高。但是，其弊端在于，運(yùn)輸和儲(chǔ)存工作中極易發(fā)生氨氣泄漏的情況，進(jìn)而出現(xiàn)人員氨氣中毒現(xiàn)象。與此同時(shí)，倘若氨氣比度較高，對(duì)人體皮膚會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用，大量氨氣攝入會(huì)造成人員傷亡。所以，在氨氣合成工作中，要格外重視運(yùn)輸、儲(chǔ)存工作，避免危險(xiǎn)情況發(fā)生。

3.2 液氨的應(yīng)用

在日常生活中，因?yàn)橐喊敝饕糜诒渲评涔ぷ鳎匀藗兘佑|液氨最多的地方就是在液氨制冷方面。與此同時(shí)，在合成氨運(yùn)輸過(guò)程中，很多企業(yè)會(huì)以液體形式將氨貯存在耐壓鋼瓶中進(jìn)行運(yùn)輸，而運(yùn)輸方式的選擇，有陸運(yùn)、海運(yùn)及管道運(yùn)輸?shù)确绞?。其?yīng)用過(guò)程，多在工業(yè)范圍內(nèi)。但是，液氨極不穩(wěn)定，在極易揮發(fā)的同時(shí)，還伴有較強(qiáng)的腐蝕性，由液氨帶來(lái)的化工事故數(shù)不勝數(shù)。

4 合成氨工藝在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

在當(dāng)下社會(huì)的不斷發(fā)展中，氨合成工藝也在不斷地革新和升級(jí)。如今的合成氨工藝，在未來(lái)發(fā)展道路上所能發(fā)揮的作用是巨大的，同樣也是不可替代的。通過(guò)縮減合成氨的生產(chǎn)成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)周期縮減，使得再合成氨生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提升。

4.1 較低的能耗促使經(jīng)濟(jì)發(fā)展

在合成氨的工藝中，天然氣已然成為不二選擇，其可以有效降低產(chǎn)出過(guò)程中帶來(lái)的能量消耗。伴隨著我國(guó)合成氨工藝的不斷創(chuàng)新升級(jí)，如何有效降低能源消耗，一直以來(lái)都是首要解決的問(wèn)題，也是維持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的需要。正是在這樣的要求之下，對(duì)縮減合成氨工藝的能源消耗，提出了更高的要求。在未來(lái)的發(fā)展中，采用較低的能耗實(shí)現(xiàn)合成氨的制作，必將成為主要生產(chǎn)模式，可以在有效提升經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，使能源利用率也得到保障。

4.2 生產(chǎn)模式還需改善

如今，隨著社會(huì)需求程度的不斷提高，合成氨技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷向外擴(kuò)張。為了應(yīng)對(duì)這種時(shí)代變遷帶來(lái)的需求，在其生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展中，就必須要遵循大型、集成及自動(dòng)化模式開(kāi)展，再利用先進(jìn)科技對(duì)合成裝置進(jìn)行科學(xué)化控制，進(jìn)而在生產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到統(tǒng)一高效。在合成氨的過(guò)程中，關(guān)注重點(diǎn)應(yīng)放在設(shè)備研發(fā)上[5]。如今，我國(guó)的合成氨技術(shù)已經(jīng)具備了大規(guī)模生產(chǎn)的能力，并且單系列合成氨裝置的生產(chǎn)能力也已經(jīng)非常高效。在對(duì)需求量不斷產(chǎn)生新要求的背景下，合成氨工藝技術(shù)的未來(lái)發(fā)展，必須要秉持大型、集成及自動(dòng)化的模式進(jìn)行。

4.3 仍要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)

在當(dāng)下我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，每個(gè)行業(yè)對(duì)于生態(tài)、綠色、可持續(xù)發(fā)展的態(tài)度都比較堅(jiān)決。所以，在這樣的大背景下，合成氨技術(shù)工藝在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中所要秉持的，必須是清潔化生產(chǎn)。在合成氨技術(shù)工藝中，會(huì)夾雜一部分廢料及雜物產(chǎn)出，同時(shí)還伴隨著不同類型的副產(chǎn)品。合成氨技術(shù)未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)，就是要大力縮減這類廢料的產(chǎn)出，盡可能在合成氨工藝中實(shí)現(xiàn)“零排放、零污染”。如今，國(guó)家大力推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在這種背景下，合成氨工藝技術(shù)也必然要朝著這個(gè)方向去發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到清潔目標(biāo)，進(jìn)而做到可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，資源短缺現(xiàn)象逐漸呈現(xiàn)出來(lái)，并且這個(gè)趨勢(shì)越來(lái)越明顯。在合成氨技術(shù)工藝中，如何有效對(duì)其進(jìn)行革新，大幅降低能源消耗，是合成氨技術(shù)未來(lái)發(fā)展中的一個(gè)主要趨勢(shì)。合成氨技術(shù)比較特別，相關(guān)技術(shù)人員在研發(fā)過(guò)程中，切記要在保障自身安全的前提下，對(duì)其進(jìn)行不斷探索。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，要多去汲取、多去借鑒，并且應(yīng)用在我國(guó)的合成氨技術(shù)領(lǐng)域中。在當(dāng)下，合成氨技術(shù)的主要方向就是要在保障其較高產(chǎn)量的同時(shí)，盡可能降低能源消耗。研發(fā)過(guò)程中，核心技術(shù)要不斷創(chuàng)新調(diào)整，以便適應(yīng)當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)需求。原材料的選擇要盡可能簡(jiǎn)化，不斷精進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最終目標(biāo)，為創(chuàng)建綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)助力賦能。

參考文獻(xiàn)

[1] 王智軍.合成氨工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，506（24）：239-240.

[2] 戴學(xué)軍.合成氨工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2020，12（5）：87，89.

[3] 康玉林.合成氨工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].化工管理，2019（25）：211-212.