探索合成氨催化技術與工藝發展

藺延新

摘 要：眾所周知，我國是農業大國，農產品總量居世界前列，在農業生產中起到關鍵作用的農業技術則為合成氨催化技術，即合成氨生產量以及使用量都是龐大的，而農業穩定的生產需要合成氨催化技術水平的支持。因此文章就探究合成氨催化技術與工藝發展做出深度分析，通過研究合成氨催化技術中催化劑的含量以及全面升級的合成氨催化技術和工藝，全方位降低農業生產能耗，提升整體農業生產效率，讓合成氨催化技術作用到農業生產中，全面推動生農業生產量以及發展合成氨催化技術與工藝。

關鍵詞：合成氨;催化技術;工藝發展

0 引言

現階段我國合成氨催化技術的理論研究與技術研究逐漸成熟起來，合成氨是支持農業生產與發展的重要技術之一，隨著農業生產規模的不斷擴大，合成氨催化技術越來越高。合成氨催化技術是整個生產系統的核心與關鍵。在當前農業生產發展過程中，合成氨催化技術在其中發揮著至關重要的作用，而合成氨催化技術和生產工藝是目前需要解決的重要問題，為了滿足社會發展需求，必須進行合成氨催化技術改革與創新，將合成氨催化專業知識應用在生產實踐中，實現全過程控制和生產管理控制。基于此，文章就合成氨催化技術和工藝發展進行分析具有現實意義。

1 超臨界合成氨技術

在合成氨反應過程中，隨著反應溫度的不斷升高，化學反應速率會得到明顯提升，此時，平衡氨濃度會隨之下降。結合現狀來看，工業合成氨催化劑往往需要在475℃以上的高溫條件下反應，此時無論是反應速度，亦或是反應過程，已經接近平衡氨濃度。若想進一步提高單程轉化率，基本上是不可能的。究其原因，主要是受到化學平衡條件的限制。

針對于此，為實現單程轉化效率的進一步提高，研究人員主張提高催化劑的低溫活性特點，目的在于降低反應溫度，確保催化劑在低溫條件下，仍保持原有的活性特點。然而，現存的各種型號氨催化劑受到自身化學特性的影響，很難達到上述要求。而通過結合非平衡限制氮加氫技術基本上可以攻克化學平衡的限制，進一步提高單程轉化效率。一般來說，超臨界流體具備氣體與液體的應用特質，即與液體密度接近、與氣體粘度接近的特性，往往可以集中體現出良好的萃取能力。通過利用上述特性基本上達到提高整體化學反應轉化率的效果，如加強正向反應速度等。且從宏觀角度上來看，這種方式能夠打破傳統合成氨反應平衡效果，使得平衡條件受到嚴重制約，原先的可逆反應會轉換成為不可逆反應，如此一來，合成氨單程轉化效率會明顯增加，進而實現節能降耗的目的。足以見得，超臨界合成氨技術具備良好的應用特性，值得推廣與應用。

2 等壓合成技術

工業生產中，其合成氨技術效率已經得到質的飛躍，即使在高溫情況下，也可達到將催化劑的轉化效果為九成，幾乎與平衡氨濃度相一致。但是工業生產中，氨合成的單一轉化率僅為兩成，那么研究人員就可認知氨合成的轉化效果則為現階段的研究重點內容，而平衡轉化率以及單程轉化率則為重中之重。大型的合成氨又可分為多種類型，現以煤做原料分析不同類型的合成氨工藝的主要流程，眾所周知，合成氨生產過程中，煤為第一原料提供重要熱能，保證整個合成氨工藝的穩定運行狀態。而形成不同類型的合成氨工藝主要原因是生產環境壓力的不同。即可分為微加壓合成氨技術、等壓合成氨技術和升壓合成氨技術。

這三種技術中壓力的轉化效率也有所不同。通過研究和對比數據可知等壓合成氨技術是三種技術中轉發效率最高的。主要的原因則為在相持平壓力狀態下的合成氨工藝生產中，可以保障生產能耗量為最低。低能耗不僅僅可以降低生產成本，還能提升整個工藝的生產效率。因此等壓合成氨技術被各大企業廣泛適用到生產環節中，滿足自身企業的生產需求。當然在低溫低壓環境狀態下的等壓合成氨技術，選用的合成氨催化劑是保證等壓合成氨技術效果的關鍵點。

企業一般會將合成氨催化劑的選擇方向明確到催化劑中的氨凈值，最佳的氨凈值為8.4%～10%。8.4%的氨凈值是企業保障自身經濟效益的臨界點，8.4%以上的氨凈值則能夠不斷地提升整體生產經濟效益。10%的氨凈值則是在不提高生產成本狀態下完全實現企業的經濟生產目標。等壓合成氨工藝一般會在8.5MPa狀態下利用粉煤漿或者水煤漿為原料進行制氣，然后轉變到7.5MPa中進行合成氨工藝生產。等壓合成氨工藝的最大優點是可以無限降低合成氣壓縮機的能量損耗值。對比升壓合成氨工藝，后者的優勢則為可合成較高壓力，并在高壓狀態中保持穩定的未反應低能耗量。

3 結語

綜上所述，最近幾年，我國合成氨行業得到快速發展，合成氨生產過程中的節能降耗措施成為了當前企業提高市場競爭力的關鍵。因此，文章從幾個方面就合成氨催化技術與工藝發展進行綜合分析。

參考文獻：

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