硝銨化肥生產發展淺析

陳超

硝銨化肥生產發展淺析

陳超

硝酸銨，別名硝銨，分子式NH4NO3，含氮34%～35%，僅次于液氨和尿素。硝銨中的銨態氮和硝態氮各占一半，且不易揮發損失，能被農作物所吸收，在土壤中沒有殘留，是一種性能良好的中性氮肥，約占我國氮肥總量的3.5%，已成為我國不可缺少的氮肥品種。硝銨適用于氣溫較低地區的旱田作物，比硫酸銨和尿素等銨態氮肥肥效快、效果好，在歐洲和北美等地使用較普遍，中國北方也常使用。

一、生產工藝

1913年，Haber法生產合成氨問世，由于原料氨充足，從此氨氧化生產硝酸成為世界上生產硝酸的主要方法。與此同時，氨與硝酸中和制取硝銨也成為世界上生產硝銨的主要方法。氨與硝酸中和制取硝銨一般分為中和、硝銨溶液濃縮、結晶和造粒等生產過程。在硝銨的幾種生產方法當中，濃縮、結晶、造粒工藝過程差別不大，主要是中和工藝有較大的區別，故按中和工藝的不同將硝銨生產劃分為常壓中和、加壓中和和管式反應器（K-T工藝）等方法。

（一）常壓中和工藝。常壓中和工藝適用于38% ～50%濃度的硝酸，屬于傳統生產工藝，依賴于常壓法、綜合法和中壓法硝酸生產方法。該工藝存在著氨耗、汽耗、電耗高以及廢水含有NH3和硝銨等難處理問題。常壓中和工藝只能維持現狀，且有逐步減少的趨勢。

（二）管式反應器工藝。管式反應器工藝適用于55%～60%濃度的硝酸，是法國K-T公司專利技術，須引進技術及部分硬件，裝置投資費用高。目前，K-T管式反應器可以被國產高壓液氣管式快速混合反應器所取代，硝銨溶液的分離、洗滌、結晶以及造粒設備已經有了國產化的創新型設備，此工藝可以成為硝銨生產的發展方向之一。

（三）加壓中和工藝。加壓中和工藝是四川金象化工股份有限公司開發的技術，適用于雙加壓法和高壓法生產的55%～60%濃度的硝酸。該工藝消耗定額低于管式反應器和常壓中和工藝，同時硝銨廢水得到有效治理，做到了零排放。

二、硝銨化肥改性生產

我國硝銨生產1935年始于大連化工廠（現大化集團），當時生產能力僅為1500噸/年，經歷了數十年的發展，至2006年，我國硝銨產量已達到420萬噸/年，其中常壓中和法裝置硝銨總生產能力約為370萬噸/年，已邁進世界硝銨生產大國的行列。

但從2001年起，國家有關部門就相繼發文把硝銨列為民用爆炸物品，對硝銨的生產、銷售、運輸、存儲和使用進行嚴格的限制和管理。國務院法制辦公室國法密函［2001］187號文要求加強對爆炸物品的管理，遏制非法炸藥生產，對炸藥的主要原料硝酸銨進行管制，禁止硝酸銨作為化肥使用。2002年9月30日，國務院辦公廳下發了國辦發［2002］52號文《關于進一步加強民用爆炸物品安全管理的通知》，禁止將硝酸銨作為化肥銷售，同時暫停進口硝酸銨，但允許將硝酸銨作改性處理，使之失去爆炸性，并且不可還原后才能作為化肥銷售、使用，改性處理后的硝態氮肥應符合國家及行業有關部門制定的新的產品標準。

經過若干年的發展，已開發的硝銨改性生產技術主要有以下三種：

（一）熔融造粒生產硝銨鋅。該技術生產以硝銨為基肥的系列復合微肥，除可添加鋅元素外，還可根據需要添加鉬、硼等其他元素，將氮肥生產與鋅肥、鉬肥和硼肥等微肥復合融為一體，一步完成。其最大特點是利用了原有的硝銨生產裝置，在對硝銨設備和工藝改造中，基本上可以把原有的造粒硝銨裝置全部利用起來，僅需對造粒系統的物料添加和控制設備及造粒機進行改造。

（二）噴淋造粒生產硝磷銨。硝磷銨含氮≥33%，且含有可以完全水溶的有效磷，總養分達36%，農業上可作快速追肥使用，特別適用于旱地和對煙葉施用，增產增收效果顯著。采用該工藝生產的硝磷銨是一種氮磷鉀三元復合肥，必須注意在低pH值和高溫下添加氯化鉀，否則會使物料中某些組分穩定性變差，釋放出氧化氮和氯化氫，甚至引起爆炸。

（三）塔式造粒生產硝基復合肥。采用該工藝生產的硝基氮磷復肥顆粒均勻，外表光滑，具有生產成本低、產品質量穩定、養分含量高、使用方便、環保性好等特點。此外，只需對原造粒硝銨工藝稍加改進，原有裝置中的幾乎所有設備都能得到利用，只需添加固體給料加熱器、固液混合攪拌器、差動式造粒機等少量設備，即可實現工業化連續生產。

改性硝銨在我國作為化肥銷售和使用，典型例子有川化造粒硝銨改產硝基復合肥以及瀘天化硝銨鋅技術等，前者生產出的硝基復合肥產品的氮磷鉀總養分≥35.96%，為中濃度復合肥；硝銨鋅是針對缺鋅土壤的基本特性而研制的一種在缺鋅土壤和鋅敏感作物上具有高效作用的氮鋅復合微肥，輔含鈣、鎂等中量元素，其含氮≥32%，含鋅≥0.4%。

三、硝銨化肥的發展現狀及前景

尚普咨詢發布的《2014～2018年中國硝酸銨行業深度研究及前景預測報告》指出：在我國，硝酸銨消費市場主由三部分構成：一是工業領域，主要用作民爆器材的原料，制造炸藥，少量用作氧化氮吸收劑、色層分析試劑、煙火、殺蟲劑、冷凍劑、無堿玻璃等的原料。二是改性或加工成復合肥用作農用化肥。三是出口。其中炸藥和硝基復合肥占了絕大部分，民爆器材領域消耗的硝酸銨約占總消費量的64%，農用化肥領域用量約占30.5%，出口占5.5%。

根據中國化工信息中心提供的統計數據，2009年中國硝基復混（合）肥的有效產能（正常生產產能）522萬噸，產量約270萬噸，開工率為51.72%，其中二元硝基復混（合）肥的產能約370萬噸，三元硝基復合肥的產能約150萬噸。

2009年中國進口的硝基復混（合）肥主要是三元硝基復合肥，有110萬噸。硝酸銨作為硝基復合肥生產的原材料，其占到硝基復合肥配方40%～50%的比重，按此口徑統計的硝銨消費量和行業統計的硝銨消耗數據相吻合。

硝基復合肥有望保持15%以上增速。目前，普通復合肥需求年增長率在6%～8%左右，而作為復合肥中的高端品種，硝基復合肥增速有望高于行業平均增長。種植結構變化拉動硝基復合肥需求。隨著市場經濟的發展和人們生活水平的提高及環境意識的加強，在保持糧食穩產的同時，以蔬菜、水果為代表的經濟作物種植面積將會有所擴大，由于經濟作物畝均化肥施用量遠遠高于糧食作物，且對高端復合肥料的需求明顯大于一般糧食作物，因此包括硝基復合肥在內的高端復合肥需求量將不斷提升。近期通過調研復合肥企業和經銷商，反映目前硝基復合肥比較暢銷。滴灌和水溶肥拉動硝基復合肥需求，二元及三元硝基復合肥具有的良好水溶性和極低的殘渣率，適宜于滴灌、噴灌等先進施肥方式。國家農業部農技推廣中心節水處在復合肥行業多次行業峰會或論壇明確表態，鼓勵使用硝態氮作為滴灌、噴灌等節水施肥方式的可選肥料品種，原則上要控制或杜絕使用酰胺態氮（即尿素）。

數據顯示，近年來我國硝基復合肥發展迅速，目前生產企業達到30多家，產能900萬噸，2013年各類硝基肥產量約550萬噸；今年預計產量680萬噸，預計到2015年實物產能將達到1500萬噸。

參考文獻：

[1]唐文騫,我國硝銨的生產現狀、技術水平及發展趨勢.中氮肥,2007,(3):1-5

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[3]汪家銘,硝銨改性肥料的技術開發與生產應用.化工文摘,2006(2):48-53

作者簡介：陳超，男，山東濟南人，碩士，就職于中海油山東化學工程有限責任公司，注冊化工工程師，注冊咨詢工程師（投資）。