２０１２年２月 化肥工业 ７ 我国氮肥工业技术状况 曹占高 ，凌晓东 ，常怀春。 （１．中国氮肥工业协会北京１００１２０；２．云天化集团有限责任公司 云南昆明６５０２２８； ３．山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东德州 ２５３０２４） 摘要分析了国外、国内氮肥工业生产装置的技术状况，罗列了大、中、小型合成氨装置和尿素装置的消耗 情况。介绍了我国氮肥生产装置关键部位具有国内或国际水平的新技术的开发与应用情况。 关键词氮肥技术状况消耗新技术 Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃａｏ Ｚｈａｎｇａｏ ，Ｌｉｎｇ Ｘｉａｏｄｏｎｇ ，Ｃｈａｎｇ Ｈｕａｉｃｈｕｎ （１．Ｃｈｉｎａ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｉｎｄｕｓｔ￣Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２０； ２．Ｙｕｎｎａｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏｍｐａｎｙ＜Ｇｒｏｕｐ＞Ｌｔｄ． Ｙｕｎｎａｎ Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２２８： ３．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｈｕａｌｕ—Ｈｅｎｇｓｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｄｅｚｈｏｕ ２５３０２４） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ａｎｄ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎｄｕｓｔｙ，ａｎｄ ｃｏｎｓｒｕｍｐｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ａｒｅ ｌｉｓｔｅｄ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ一，ｍｅｄｉｕｍ－ａｎｄ ｓｍａｌｌ・ｓｃａｌｅ ａｍｍｏｎｉａ ａｎｄ ｕｒｅａ ｕｎｉｔｓ．Ａ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｏｒ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｌｅｖｅｌ ｕｓｅｄ ｉｎ ｋｅｙ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １ “十一五”末氮肥工业生产装置技术状况 １．１ 合成氨工业生产装置技术状况 气化技术、碎煤固定层加压气化技术。 （１）水煤浆加压气化制氨 ２０１０年底，我国采用水煤浆气化技术已建成 １．１．１ 加压煤气化合成氨生产装置技术状况 １．１．１．１国外装置技术状况 投运了１１套合成氨装置（不包括中石化南京、中 石化金陵），生产能力２ ９１０ ｋｔ／ａ，采用的水煤浆 气化技术包括ＧＥ气化、四喷嘴气化、多元料浆气 化、分级气化，其中：成套引进国外技术与装备 ７套装置，合成氨生产能力１ ６８０ ｋｔ／ａ；采用国内 具有自主知识产权水煤浆气化技术的４套装置， 国外以煤为原料的合成氨生产装置很少，主 要有采用德士古水煤浆气化技术的日本宇部合成 氨厂、瑞典尼那斯复合化学厂以及采用恩德煤气 化技术、固定层间歇式煤气化技术的少数几家朝 鲜、越南的氮肥企业。粉煤加压气化装置在国外 首先是用于发电，成功运行之后进入中国用于生 产合成氨和甲醇。 １．１．１．２国内装置技术状况 以煤为原料是中国氮肥工业的特色。全球以 煤为原料，采用加压、连续气化技术的合成氨生产 装置几乎全部在中国。 合成氨生产能力１ ２３０ ｋｔ／ａ。以吨氨计，耗原料煤 （折标煤）１ １００～ｌ ４００ ｋｇ、燃料煤（折标煤）１８０～ ６００ ｋｇ、氧８１０～９１０ ｍ 、电１９０～４２０ ｋＷ・ｈ，综合 能耗为１ ３３０～ｌ ６５０ ｋｇ标准煤或者３９．０～ ４８．４ ＧＪ，碳转化率９６％～９８％，总体技术状况达 到国际先进水平。 （２）干煤粉加压气化制氨 ２０１０年底，我国采用干煤粉加压气化技术已建 成７套合成氨装置，合成氨生产能力２ ５２０ ｋｔ／ａ。这 按气化技术类别，国内用于合成氨生产的加 压煤气化技术有水煤浆加压气化技术、粉煤加压 ８ 化肥工业 第３９卷第１期 些生产装置全部采用引进国外的Ｓｈｅｌｌ粉煤气化 表２ 当今世界上以天然气为原料的 技术，生产装置设计消耗值（以吨氨计）一般为： 先进合成氨工艺的能耗水平 标煤１ ０２０—１ ４００ ｋｇ，氧７３０～８８０ ｍ ，综合能耗 约４７．２ＧＪ，碳转化率９６％～９９％。装置最长连续 运行时间已达２００ ｄ。自２００４年双环公司首套装 置投运以来，在专利商和用户的共同努力下，工艺 技术正在不断走向成熟。正在建设的还有我国拥 有自主知识产权的航天煤气化合成氨生产装置。 粉煤加压气化合成氨生产装置总体技术状况达到 国际先进水平。 （３）碎煤固定层加压气化制氨 ２０１０年底，我国采用鲁奇碎煤固定层加压气 化技术已经建成２套合成氨装置，生产能力为 １．１．２．２国内装置技术状况 ７５０ ｋｔ／ａ，其能耗对比见表１。 （１）大型装置 表１ 碎煤固定层加压气化吨氨能耗对比 我国大型天然气合成氨生产装置共２５套，总 生产能力８ ９６０ ｋｔ／ａ，其中约５０％生产能力的技 术状况达到国际先进水平。 我国已建成代表当今世界天然气制氨最先进 水平的ＫＢＲ，Ｂｒａｕｎ，ＵＨＤＥ．ＩＣＩ（ＡＭＶ法），ＩＣＩ． 碎煤固定层加压气化技术以褐煤或长焰煤碎 ＡＭＷ，Ｔｏｐｓ￣ｂｅ等工艺的大型合成氨生产装置 煤为原料，由于制得的煤气中甲烷含量较高，用于 ９套，总生产能力３ ３００ ｋｔ／ａ。其中，Ｂｒａｕｎ，ＫＢＲ 生产合成氨时需独立设置甲烷转化系统，从制得 及ＩＣＩ工艺生产装置的吨氨消耗情况为：天然气 粗合成气至净化获得纯氢、氮气，系统复杂、流程 １ ０８０—１ １３０ ｍ （标态），电９Ｏ～２６５ ｋＷ・ｈ，综合 较长；此外，煤气化产生的废水中含焦油、酚、氰 能耗３０．２～３２．８ ＧＪ（１ ０３２～１ １２０ ｋｇ标煤）。 等，处理流程较长，工艺复杂。基于以上两方面的 我国２０世纪７０年代成套引进国外技术建设 原因，该气化技术单纯用于合成氨生产方面至今 的大型天然气制氨装置、以渣油为原料又实施油 未大面积推广。 改气的大型天然气制氨装置４套（中石油宁夏、 １．１．２天然气转化合成氨生产装置技术状况 中石油兰州、中海油天野、阿克苏华锦）、成套引 １．１．２．１国外装置技术状况 进国外二手大型天然气制氨装置４套（中石油宁 国际上，合成氨生产以美国Ｋｅｌｌｏｇｇ工艺为 夏石化、鄂尔多斯联合２套、玖源达州）等共１６套 装置，总生产能力５ ６６０ ｋｔ／ａ，单套装置生产规模 多。（１９７６－－１９８２年）以天然气为原料的传统合 ３００—４５０ ｋｔ／ａ。其中，２０世纪七八十年代引进的 成氨装置吨氨能耗为３７．７—４１．８ ＧＪ，典型工艺为 装置基本上实施了增产２０％一５０％的技术改造， Ｋｅｌｌｏｇｇ工艺。之后，Ｋｅｌｌｏｇｇ公司推出了节能型合 部分装置实施了以降低天然气消耗以及节能降耗 成氨生产新工艺（ＭＥＡＰ工艺）。１９８６－－２０００年， 为目标的换热式转化炉、烟气余热回收及燃料空 国外以天然气为原料合成氨装置先进能耗水平吨 气预热、增设预转化炉的技术改造。这些装置吨 氨为２７．１ ＧＪ，典型工艺ＫＡＡＰ，装置规模１ ０００～ 氨消耗情况为：天然气７２０～１ ２００ ｍ （标态），电 １ ５００ ｔ／ｄ。２０００年以后，国外以天然气为原料合 １４～１５７ ｋＷ・ｈ，综合能耗９８９—１ ４００ ｋｇ标煤或 成氨装置先进能耗水平吨氨为２６．４ ＧＪ，装置规模 ３０．０—４１．４ ＧＪ。 １ ０００～１ ８５０ ｔ／ｄ，典型工艺为ＫＡＡＰｐｌｕｓ 。 我国还未实现以天然气为原料的大型合成氨 当今世界上以天然气为原料的先进合成氨工 装置的国产化，天然气供应严重不足是目前影响 艺的能耗水平见表２。 装置技术状况的重要因素。２０１０年，辽宁华锦、 ２０１２年２月 曹占高等：我国氮肥工业技术状况 ９ 中石油兰州、ｊｉＩ化、Ｉ￣ｌＪｉＩ天华、中原大化全年合成 氨产量不足３００ ｋｔ。 （２）中、小型装置 与２Ｏ世纪８０年代国内大型引进装置水平相当， 但天然气消耗低于同期引进的大型装置，综合竞 争能力与引进装置相当，值得推广。 进入２１世纪以来，我国自主设计、建设的单 套能力２００ ｋｔ／ａ天然气制氨装置代表了国内中、 ２０１０年，我国４８套中、小型天然气合成氨生 产装置总产量为４ ０９０ ｋｔ，中、小型天然气合成氨 小型天然气制氨装置的先进水平，虽在能耗指标 生产装置吨氨消耗情况见表３。 表３ 中、小型天然气合成氨生产装置吨氨消耗情况 注：１）电耗按０．４０４ ｋｇ标煤折算；２）电耗按０．１２３ ｋｇ标煤折算。 １．１．３ 固定层间歇式煤气化合成氨生产装置技 ２０１０年，我国共有３６２家企业采用无烟块煤固 术状况 定层间歇式煤气化工艺生产合成氨，合成氨产量 天然气制氨装置具有能耗低、投资省的特点。 ３４ ９９６ ｋｔ，占全国合成氨总产量的６７％。以无烟块 白天然气生产合成氨工艺的开发及天然气的大规 煤为原料采用固定层间歇式煤气化工艺的合成氨 模开采以来，国外绝大多数合成氨生产以天然气 装置吨氨消耗情况见表４（１６５家企业２０ ５６５ ｋｔ产 为原料。 量的消耗统计）。 然而受原料结构限制，以无烟块煤为原料、采 进入２１世纪以来，采用各种先进适用技术建 用固定层间歇式煤气化工艺生产合成氨，是我国 设的较大规模固定层间歇式煤气化合成氨生产装 合成氨生产的特点，是我国目前最主要的合成氨 置，其吨氨消耗情况（表５）在国内各种以煤为原 生产工艺。 料的合成氨生产中居领先水平。 表４以无烟块煤为原料采用固定层间歇式煤气化工艺的合成氨装置吨氨消耗情况 表５ 较大规模固定层间歇式煤气化合成氨生产装置吨氨消耗情况 示范装置１：半水煤气压缩机（低压机）、氮氢 １．２ “十一五”末尿素工业生产装置技术状况 气压缩机（高压机）独立设置，采用变压吸附脱 １．２．１ 国外尿素装置技术状况 碳、低压联醇、醇烃化、１８ ＭＰａ氨合成，吨氨消耗 传统尿素工艺单套装置规模一般为１ ６００～ 原料煤１ ０７０ ｋｇ（标煤）、电９７３ ｋＷ・ｈ。 １ ７４０ ｔ／ｄ；２０世纪９０年代后新建装置规模达到 示范装置２：半水煤气压缩机（低压机）以及 ２ ０００～３ ０００ ｔ／ｄ，最大达４ ５００ ｔ／ｄ。目前，国外 氮氢气压缩机（高压机）分别独立设置，采用碳酸 大型尿素装置采用的主要工艺技术是斯塔米卡邦 丙烯酯脱碳、低压联醇、醇烷化以及２０ ＭＰａ氨合 公司的二氧化碳汽提、改进型二氧化碳汽提工艺 成，其吨氨消耗原料煤为１ １５０ ｋｇ（标煤）、吨氨耗 和斯纳姆公司的氨汽提工艺，典型工艺设计吨尿 电．１ １９１ ｋＷ・ｈ 素消耗数据见表６。 １０ 化肥工业 第３９卷第１期 １．２．２国内尿素装置技术状况 ２０１０年，我国尿素装置产能以及工艺分类见 １．２．２．１ 国内尿素装置产能及工艺分类 表７。 表７ ２０１０年我国尿素装置产能以及工艺分类 １．２．２．２国内大型尿素装置 ２Ｏ世纪７０年代引进国外技术建设的大型尿 国内大型尿素装置绝大多数为引进二氧化碳 素装置，其工艺冷凝液的处理采用解吸技术。随 汽提或氨汽提装置，其中２０世纪七八十年代引进 着国家环境保护工作要求的提高和企业节能减排 的装置，通过采用先进技术对传统工艺实施节能 的需要，均增建了水解解吸装置。 增产改造（最大扩能５０％），使得这些生产装置在 １．２．２．３国内中、小型尿素装置 产能、消耗、产品质量、环保水平等方面仍一直处 国内中、小型尿素装置主要为我国自主设计 于国内化肥行业领先水平。近年来，新建尿素装 建设的水溶液全循环法装置、二氧化碳汽提装置 置单套能力一般为８００ ｋｔ／ａ，主要技术经济指标 和引进的氨汽提装置。 紧跟世界先进水平。国内大型尿素装置吨尿素消 水溶液全循环法装置建设规模一般为４０— 耗情况见表８。 １３０ ｋｔ／ａ或３００ ｋｔ／ａ。原４０ ｋｔ／ａ及６０ ｋｔ／ａ装置 表８ 国内大型尿素装置吨尿素消耗情况 通过技术改造，一般达到１００—１５０ ｋｔ／ａ的生产能 力，少数装置生产能力达到２００～２５０ ｋｔ／ａ，其中 约半数以上的装置没有配套建设水解装置，存在 高氨氮废水排放，导致氨耗偏高；因装置扩能，造 粒塔超负荷运行，造粒塔尾气粉尘含量较高，对周 边环境造成严重污染。 部分大型尿素装置因节能增产改造增加了动 采用二氧化碳汽提法建设的中、小型尿素装 力电消耗，或因负荷较轻而存在“大马拉小车”问 置，其消耗水平一般可达到设计指标；年产３００ ｋｔ 题，导致少数企业二氧化碳汽提尿素装置和氨汽 尿素装置通过挖潜改造，部分装置达到年产 提尿素装置的吨尿素电耗分别达８０～１４０ ｋＷ・ｈ ４５０ ｋｔ的能力。引进技术建设的氨汽提尿素装置 和２００ ｋＷ・ｈ左右。 一般也达到了设计要求。 ２０１２年２月 曹占高等：我国氮肥工业技术状况 高了碳的转化率。 熔渣一非熔渣分级气化技术：原料（水煤浆、 干煤粉或者其他含碳物质）通过给料机构和燃料 ２０１０年，我国部分中、小型尿素装置吨尿素 消耗情况见表９。 表９我国部分中、小型尿素装置吨尿素消耗情况 喷嘴进入气化炉的第１段，采用纯氧或富氧空气 作为气化剂，以ＣＯ ，Ｎ ，蒸汽等气体作为调节介 质控制第１段氧气的加入比例；在气化炉第２段 再补充部分氧气或富氧空气，并完成全部的气化 引进国外技术或国内自主设计建设的二氧化 过程。通过２次给氧，改善了气化炉炉内流场分 碳汽提尿素装置、氨汽提尿素装置达到国内先进 技术水平，氨耗、能耗较低，有较强的竞争力。 总产能占全国尿素产能５０％的水溶液全循 环法装置氨耗和能耗高、环保水平低、竞争力差， 是“十二五”期间氮肥生产节能减排的关键。 ２ 关键部位具有国内或国际水平的新技术 “十五”和“十一五”期间，我国氮肥工业取得 长足的发展，围绕大型生产装置国产化、原料结构 调整、动力结构调整、节能减排等影响氮肥工业可 持续发展的重要环节，开发、创新了一批具有国 际、国内先进水平的关键技术。 （１）开发了具有国际先进水平的水煤浆气化 技术、干煤粉气化技术 航天粉煤加压气化技术、多喷嘴对置式水煤 浆气化技术、熔渣一非熔渣分级气化技术在合成 氨生产关键技术原料气制备方面填补了国内煤加 压连续气化技术的空白，具有国际先进水平。 航天粉煤加压气化技术：原料煤经磨煤干燥 后，用惰性气体连续加压输送至气化炉内，采用环 形水冷壁、煤粉顶烧单烧嘴，多路煤粉单一氧煤 比，粉煤与纯氧和蒸汽在高温下发生反应，生成主 要含一氧化碳和氢气的粗煤气。北京航天万源煤 化工工程技术有限公司攻克了氧气切断阀研制的 各项技术难关，先后研制并生产出２５．４（１．０ ）， ３８．１（１．５”），５０．８（２．０ ）和１５２．４ ｍｍ（６．０ ）４种 规格的氧气切断阀，成功用于河南濮阳、安徽临泉 ２个示范项目，取得了良好的效果。 多喷嘴对置式水煤浆气化技术：通过４个对 称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴， 水煤浆与氧气一起对喷进入气化炉内进行气化反 应。通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺寸，在炉内 形成撞击流，强化混合和热质传递过程，形成炉内 合理的流场结构，达到良好的工艺与工程效果，提 布和气化反应条件，烧嘴和耐火砖使用寿命更长。 清华大学与山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任 公司临猗分公司等共同开发了世界首台采用水冷 壁的水煤浆气化炉，于２０１１年８月成功投运，水 冷壁产汽量仅２ ｔ／ｈ，避免了因水冷壁副产蒸汽带 来的不必要的热损失；每年减少更换耐火砖费用 ３００万元，解决了现有水煤浆气化炉炉砖磨损、不 能长周期运转的问题。 （２）自主设计，采用天然气连续催化转化新 工艺建成了２００ ｋｔ／ａ合成氨生产装置 由中国成达工程公司自主设计、单套生产能 力２００ ｋｔ／ａ的天然气制氨装置，代表了国内中、小 型天然气制氨装置的先进水平，虽在能耗指标上 与２０世纪８０年代国内大型引进装置水平相当， 但天然气消耗低于同期引进的大型装置，综合竞 争能力与引进装置相当。 拥有自主知识产权的天然气连续催化转化新 工艺采用高活性、低Ｈ Ｏ／Ｃ新型催化剂降低能 耗；采用新型薄壁型炉管减少燃料气量；提高一段 炉人口温度和二段炉空气预热温度，使一段炉出 口气体中ＣＨ 体积分数提高至１４．５％，减少工艺 气在一段炉温升，节省燃料气消耗；一段炉对流段 设置多组预热盘管，降低排烟温度，减少燃料气消 耗量，一段炉设计热效率＞９０％。 （３）建成具有中国特色、世界先进水平的生 产能力为１８０ ｋｔ／ａ及以上的改进型固定层间歇式 煤气化合成氨生产装置 改进型固定层无烟块煤（型煤）问歇式常压 气化工艺包括传统的固定层无烟块煤（型煤）间 歇式常压气化工艺技术、吹风气余热回收技术、造 气炉渣余热回收技术（尤其是三废流化混燃炉技 术）、造气煤气洗涤循环冷却水零排放技术，把提 高原料利用率、热能利用率作为重点，全面回收废 气、废固余热，煤气洗涤冷却水基本实现零排放。 １２ 化肥工业 第３９卷第１期 示范装置：吨氨耗原料煤１ ０７０—１ １５０ ｋｇ（标 煤）、电９７３～１ １９１ ｋＷ・ｈ，能耗水平与国际先进 的加压煤气化工艺相当。 （４）与干煤粉加压气化废锅流程相匹配的低 水汽比宽温耐硫变换催化剂及变换工艺 该催化剂及工艺显著降低了蒸汽用量和工艺 冷凝液等排放量，成功解决了高浓度一氧化碳原 料气变换易发生甲烷化副反应和第１变换反应器 反应深度不易控制的难题，实现了耐硫变换工艺 的创新和突破，综合技术处于国际领先水平。 （５）两段法变压吸附脱碳技术，大幅降低脱 碳电耗 两段法变压吸附脱碳技术采用抽真空再生流 程时的吨氨消耗为：动力电３０—８３ ｋＷ・ｈ（含循 环水耗电等），氢气回收率≥９８．５％，氮气回收 率＞１９６．５％，一氧化碳回收率≥９５．０％。采用吹 扫再生流程时的吨氨消耗为：电６ ｋＷ・ｈ，氢气损 失＜０．５％，氮气损失＜２．Ｏ％，一氧化碳损 失＜４．０％。 （６）常温精脱硫技术 精脱硫剂与水解催化剂组合使用，将合成氨 原料气中对甲醇催化剂、甲烷化催化剂、铜系低变 催化剂、氨合成催化剂等具有毒性的Ｈ Ｓ，ＣＯＳ， ｃｓ 等硫化物（有的还包括ＲＳＨ，ＲＳＲ等杂质）脱 除至各种催化剂所要求的精度（气体中总硫体积 分数＜０．１×１０ ），解决了甲醇合成、氨合成催化 剂因硫中毒导致活性降低、使用寿命缩短的问题， 达到世界先进水平。 （７）醇烃化、醇烷化工艺技术 醇烃化、醇烷化工艺技术实现了原料气精制 过程中废物的资源化和生产过程的清洁化，达到 国际、国内先进水平。醇烃化技术首先将变换、 脱碳后的原料气通过醇醚化副产粗甲醇或者醇 醚混合物，将气体中的（ＣＯ＋ＣＯ ）体积分数降至 ０．１％一０．３％，然后经醇烃化将大部分的ＣＯ和 ＣＯ 转化为可在常温下分离的液态烃和醇，少量 的ＣＯ和ＣＯ 转化为甲烷，反应后气体中（ＣＯ＋ ＣＯ ）体积分数≤１０×１０～。醇烷化技术在不同 压力下设置醇化和烷化，将中压醇化、高压醇化、 高压烷化及氨合成４个子系统有效组合，首先经 中压醇化系统对原料气进行初步净化，使其中的 ＣＯ和ＣＯ 转变为甲醇，然后将原料气加压送至 高压醇化进一步净化（同时副产甲醇），经二级醇 化后气体中的（ＣＯ＋ＣＯ ）体积分数￣＜２００×１０～， 再经高压烷化将ＣＯ和ＣＯ 转变为ＣＨ 。在醇烷 化工艺技术中，中压醇化以产醇为主，高压醇化及 高压烷化以净化为主。 （８）国内自主设计建设大型合成氨低温甲醇 洗、液氮洗装置，达到国内先进水平 自主开发的低温甲醇洗装置模拟系统以及节 能型低温甲醇洗工艺流程，甲醇循环量比林德流 程少１０％以上，深冷负荷降低１０％左右，热再生 负荷降低１０％，电耗减少约１０％，并且具有投资 省的优点。 低温甲醇洗配置液氮洗，气体冷量利用合理。 采用加压煤气化、低温甲醇洗工艺的新建或原料 结构调整企业绝大多数采用了液氮洗气体深度净 化工艺技术。 （９）采用自主知识产权技术，建成了较大型 国产化低压氨合成装置，达到国内先进水平 ＧＣ型轴径向、低阻力大型氨合成系统的合成 塔操作压力１３～２３ ＭＰａ，氨净值１０％一１６％（体 积分数），合成塔阻力降０．２～０．４ ＭＰａ，氨合成系 统阻力降０．８～１．３ ＭＰａ，单套装置生产能力 １８０—２００ ｋｔ／ａ，已推广运行２０余套。 采用ＪＲ型氨合成系统开发出的单套年生产 合成氨１８０—３００ ｋｔ、压力２２．０ ＭＰａ的大型一进 一出低温水冷流程中，采用了合成塔与废热锅炉 直接相连的结构，低温余热采用溴化锂吸收制冷 用于合成循环气冷却，可减少氨冷负荷５０％，冷 排进口温度低于６０ ，在中、小型氮肥企业节能 技术改造以及新建装置中的应用前景广阔。 ＩＩ１ＪＤ３０００型氨合成系统的合成塔操作压力 为１８～２３ ＭＰａ，氨净值１２％一１４％（体积分数）， 合成塔阻力降０．２～０．６ ＭＰａ，氨合成系统阻力降 ＜１．０ ＭＰａ，单套装置能力１６０～２１０ ｋｔ／ａ，已推广 运行３０余套。 ｍＪＤ３５００型氨合成系统单套装置年产合成 氨２５０—３００ ｋｔ，已经在化工行业内推广应用。 ｎＩＪＤ３５００型ＤＮ２ ４００ ｍｌＴｌ氨合成系统于２００９年 投产，日产合成氨９００ ｔ，年产合成氨２５０ ｋｔ，系统 压力２２ ＭＰａ，合成塔阻力降０．４４ ＭＰａ，氨合成系 统阻力降１．３１ ＭＰａ，吨氨副产饱和蒸汽８００ ｋｇ。 ２０１０年初，ⅢＪＤ３５００型ＤＮ２ ５００ ｍｍ氨合成系统 ２０１２年２月 曹占高等：我国氮肥工业技术状况 １３ 投运，日产合成氨８５０～９００ ｔ，年产合成氨２５０ ｋｔ， 合成塔操作压力１４～１６ ＭＰａ，系统压差１．１ ＭＰａ， 蒸汽９９０ ｋｇ，循环冷却水１００ ｍ （Ａｔ＝８ ｑｃ），电 １１０ ｋＷ・ｈ。 吨氨副产蒸汽８００ ｋｇ（１．１ ＭＰａ）。ⅢＪＤ３５００型 ＤＮ２ ６００ ｍｍ氨合成系统于２０１１年６月投产，一次 开车成功，系统压力１３．０ ＭＰａ。 Ｊｘ节能型水溶液全循环尿素生产技术用于 新建装置，ＣＯ 转化率≥７２．０％，吨尿素消耗为 氨４５７０．０ ｋｇ、蒸汽４９１０ ｋｇ、电≤１２５．０ ｋＷ・ｈ、 循环冷却水≤１００ ｍ。（Ａｔ＝６℃）；对原水溶液全 循环装置改造，ＣＯ：转化率≥６８．０％，吨尿素消耗 氨４５７５．０ ｋｇ、蒸汽≤１ ０８０ ｋｇ、电≤１２５．２ ｋＷ・ｈ、 （１０）具有自主知识产权的Ａ３０１，ＺＡ一５， ＸＡ２０１等低温、宽温氨合成催化剂 Ａ３０１，ＺＡ．５，ＸＡ２０１等低温、宽温氨合成催化 剂具有活性温度低、活性温区宽、催化活性高、抗 毒性能好、使用寿命长、氨合成压力低、氨净值高 的特点，在行业中得到广泛应用。 循环冷却水１２６ ｍ （Ａｔ＝６ ｏＣ）。 （１２）氮肥生产污水零排放技术 氮肥生产污水零排放技术是以实现氮肥生产 污水零排放为目标的技术集成，主要内容包括：采 用先进工艺和设备的清洁生产工艺改造，从源头 上减少水的使用量和污水产生量；采用新型水处 理技术，提高冷却水的循环倍率，减少生产工艺用 水量；采用闭路循环技术，减少洗涤冷却水使用量 与污染物排放量；末端治理回用；加强管理和在线 监测；采用先进污水处理技术，处理生产污水并综 合利用等。 国产预还原催化剂Ａｌ１０—１Ｈ，ＺＡ－５Ｈ，Ａ１０３Ｈ， ＸＡ２０１一Ｈ等已在大、中、小型合成氨装置中使用， 有的仅用于第１段床层，也有整炉采用的，节能降 耗效果明显。应用预还原催化剂，节省了开工时 间，增加了装置有效生产时问，大幅度减少还原过 程排出的稀氨水，为尽快转入生产、发挥合成塔作 用提供了良好的技术保障。 （１ １）水溶液全循环尿素装置节能减排改造 技术 实施氮肥生产污水零排放技术改造，可使氮 肥企业吨氨废水排放量减少至５ ｍ 以下，先进企 业可达到２ ｍ 以下。 针对水溶液全循环尿素装置工艺特点，中国 寰球工程公司开发了ＴＲＩＰ．Ⅱ水溶液全循环改进 工艺；四川金象化工产业集团股份有限公司、四川 （１３）循环冷却水超低排放技术 采用膜渗透技术制取脱盐水，浓水送锅炉除 尘及厂区替代原一次水用于除尘或冲洗；循环冷 金圣赛瑞化工有限责任公司开发了ＪＸ节能型水 溶液全循环尿素生产技术。这２种技术均达到了 国内先进水平。 ＴＲＩＰ一Ⅱ水溶液全循环改进工艺用于水溶液 却水系统采用脱盐水补水，降低补充水含盐量，在 保证循环冷却水水质的前提下，大大提高水的浓 缩倍数，实现循环冷却水的超低排放。 （收稿日期２０１１．１０－２５） 全循环工艺尿素装置节能增产改造，可使装置能 力增加１００％～１２０％，吨尿素消耗为：氨５７０ ｋｇ， 欢迎订阅２０１２年《小氮肥》 《小氮肥》杂志是经原国家科委、原化工部批准，由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物。主要发 行对象定位占全国氮肥一半以上产能的传统流程大、中、小规模的氮肥企业和兼顾向新型煤气化转型的企 业。主要报道内容有：氮肥企业的技术改造、节能减排经验；氮肥生产中新技术、新设备、新材料的应用；化肥 科研成果、生产管理以及氮肥企业发展煤化工产业链经验和开展多种经营的信息等。本刊内容可供全国从 事氮肥、煤化工行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考。 《小氮肥》为月刊，大１６开，２８页，封面彩印，国内外公开发行，每期定价３．００元，全年定价３６．００元， 邮发代号４．２３３，请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续，也可以直接向本刊编辑部订阅。 地址：上海市云岭东路３４５号 邮码：２０００６２ 电话：（０２１）５２８００３７２ ５２５００９６２（兼传真） 《小氮肥》编辑部
