合成氨與尿素生產(chǎn)中能量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

李敏

摘要：如果想要保證社會穩(wěn)定發(fā)展，農(nóng)業(yè)是其中重要保障。目前，國內(nèi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)給予足夠重視，積極提倡生產(chǎn)技術(shù)方面的創(chuàng)新。合成氨尿素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中最為常用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中起到非常重要的作用，然而合成氨尿素生產(chǎn)期間相對較為復(fù)雜，需要大量的能源材料和高科技技術(shù)作為支撐，在合成氨生產(chǎn)期間的能力造成非常大的浪費，所以，應(yīng)該怎樣在合成氨尿素生產(chǎn)期間重視能力優(yōu)化是目前這一行業(yè)當(dāng)中非常關(guān)注的問題之一。

關(guān)鍵詞：合成;氨尿素;生產(chǎn);能量優(yōu)化技術(shù);應(yīng)用

由于受到各種各樣因素的制約，合成氨尿素的過程受到重重阻礙。為了能夠有效解決這一問題，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作人員必須要增強對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面的探究力度，進(jìn)而可以明顯改善能源消耗過大這一嚴(yán)重問題，對國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展起到大力的推動作用。

一、合成氨尿素生產(chǎn)期間的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

1.1傳統(tǒng)蒸汽化制氨工藝技術(shù)發(fā)展以及其特征

最開始是通過天然氣作為原料的制氨工藝技術(shù)開始于上個世紀(jì)六十年代，由美國一家專業(yè)合成氨開始研究應(yīng)用，投入生產(chǎn)以后獲得令人滿意的成果，被大家一直認(rèn)為是當(dāng)時最為先進(jìn)的制氨工藝技術(shù)，這一次合成氨工藝技術(shù)創(chuàng)新的重點大部分表現(xiàn)為合成氨裝置當(dāng)中，裝入了離心式壓縮機(jī)，在強大動力系統(tǒng)的驅(qū)動之下，整個工藝系統(tǒng)均可以高效率的快速運轉(zhuǎn)，進(jìn)而可以使裝置系統(tǒng)大型化與系統(tǒng)能量之間的有效利用，這就會使以往的制造氨尿素的工藝技術(shù)取得突破性的進(jìn)展。改進(jìn)以后的合成氨工藝技術(shù)特征主要包含由以下幾點;（1）加入離心式壓縮機(jī)屬于一種動力源，之后再加上蒸汽輪機(jī)進(jìn)行動力的傳遞，將工藝技術(shù)與動力系統(tǒng)給予有效融合;（2）對氨合成反應(yīng)以后所釋放出來的熱量給予再一次的重新利用;（3）設(shè)置轉(zhuǎn)化爐特殊排煙系統(tǒng)預(yù)熱空氣，進(jìn)一步加大轉(zhuǎn)化壓力，將多余的載荷有效的推給下一個階段的工序;（4）通過軸向冷激式氨合成塔，將每一個系統(tǒng)的溫度調(diào)整到最佳的溫度。

1.2低能耗制氨工藝技術(shù)發(fā)展和特征

低能耗制造氨合成的工藝技術(shù)是在能源危機(jī)形勢之下所提出的，在那個時候的能源開發(fā)利用條件相對較為困難，同時由于全球各個國家的建設(shè)對能源的需求量明顯增加，造成合成氨的工業(yè)生產(chǎn)成本明顯上升以及經(jīng)濟(jì)效益較低，所以，在合成氨領(lǐng)域當(dāng)中提倡低能耗制氨的工藝技術(shù)。因此，能夠表明，低能耗制氨工藝技術(shù)的發(fā)展就是為了能夠進(jìn)一步優(yōu)化能源配置。

1.3溫和轉(zhuǎn)換

一段轉(zhuǎn)化爐利用低水碳化，保證出口部位的溫度不會升高，然而甲烷的含量相對比較高，將負(fù)荷推送到二段轉(zhuǎn)化爐，之后在爐當(dāng)中通入充足空氣，從而進(jìn)一步加強轉(zhuǎn)化系統(tǒng)能力。另外，采取燃?xì)廨啓C(jī)以及空氣壓縮機(jī)在燃?xì)廨啓C(jī)的動力驅(qū)動之下，可以與上端的轉(zhuǎn)化爐有效的結(jié)合起來，與此同時在溫度適宜的情況之下降碳脫除，進(jìn)而能夠真正實現(xiàn)能力的高效利用。

二、在合成氨尿素生產(chǎn)期間的能量優(yōu)化技術(shù)方面的應(yīng)用策略

2.1合成氨尿素生產(chǎn)期間能量優(yōu)化技術(shù)的方案調(diào)研

其生產(chǎn)廠家必須要按照廠家的具體條件，采取可行性方案研究找尋適宜的方案。實際的步驟就是：第一，一定要全面貫徹我國對合成氨尿素生產(chǎn)期間能量要求當(dāng)中的規(guī)定，反復(fù)對材料進(jìn)行閱讀，切實領(lǐng)悟文件當(dāng)中的真實含義，以免當(dāng)中制定的方案與我國相關(guān)規(guī)定想脫離;第二，對常見的生產(chǎn)條件和原材料渠道予以調(diào)查，對實施方案造成影響的隱患給予馬上排除;第三，對相關(guān)合作單位予以溝通，建立一個穩(wěn)定的合作關(guān)系;第四;廠家需要派專業(yè)人員去往市場予以調(diào)查，密切觀察市場的最新動態(tài)，為能量技術(shù)的方案制定提供相對應(yīng)的依據(jù)。

2.2合成氨尿素生產(chǎn)期間能量優(yōu)化技術(shù)的方案思路

其相關(guān)裝置屬于能量集中型，同時消耗量相對較大的裝置，對其給予能量優(yōu)化技術(shù)改進(jìn)過程當(dāng)中第一需要考慮的就是對生產(chǎn)期間的用能優(yōu)化。因為過程系統(tǒng)當(dāng)中的三環(huán)節(jié)能量結(jié)構(gòu)模型已經(jīng)在合成氨尿素當(dāng)中進(jìn)行有效的推廣應(yīng)用，同時在日常實踐過程當(dāng)中獲得顯著的成效，所以，對其生產(chǎn)期間的能量優(yōu)化技術(shù)方案思路進(jìn)行探索的時候，必須要三環(huán)節(jié)能量結(jié)構(gòu)模型當(dāng)中首要條件，構(gòu)建其生產(chǎn)能量優(yōu)化思路圖為：單元-子系統(tǒng)-整個系統(tǒng)，在每一個系統(tǒng)之間一定預(yù)先制定合理的能量優(yōu)化順序，同時在優(yōu)化期間嚴(yán)格的執(zhí)行設(shè)計方案。

2.3優(yōu)化合成氨尿素生產(chǎn)期間的能量優(yōu)化技術(shù)方案

第一，其生產(chǎn)廠家要與相關(guān)單位建立一個穩(wěn)定的合作關(guān)系，由這一電力單位向化肥廠提供所需要的動力;第二，其生產(chǎn)廠家需要建立一個合理的動力接受系統(tǒng)，將電廠輸送到能量全部接受，同時通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成為其實際需求的動力，第三，將動力根據(jù)每一個系統(tǒng)能量需求給予合理分配，大部分系統(tǒng)包含其蒸汽系統(tǒng)、循環(huán)水蒸汽透平系統(tǒng)等;第四，將以上期間沒有有效利用的能量和廢料渣給予加工處理，一部分外部輸送到電力部門作為電力生產(chǎn)原料，另外一個部分回收應(yīng)用到合肥成為合成爐當(dāng)中進(jìn)行循環(huán)利用。

2.4合成氨尿素生產(chǎn)期間能量優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用情況

以往生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中原變換流程應(yīng)用的為中串低，在生產(chǎn)期間伴有非常多的弊端，在水煤氣當(dāng)中含有大量促使催化劑喪失活性的優(yōu)化物質(zhì)，造成蒸汽當(dāng)中的氣化比相對較低，造成生產(chǎn)原料造成非常大的浪費。除此之外，可以采取全低變換流程以后，CO的轉(zhuǎn)換率在合理溫度范圍當(dāng)中的轉(zhuǎn)化率顯著提升，在半水煤氣當(dāng)中的含量也明顯減少，在通過變換三爐段能夠有效降低到規(guī)范規(guī)定范圍當(dāng)中，自從采取全低變應(yīng)用以來，其生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中的阻力的下降幅度相對比較大，可以使蒸汽消耗率明顯降低，進(jìn)而能夠起到一個能量優(yōu)化的作用。

三、在合成氨尿素生產(chǎn)期間能量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用成果

3.1能量優(yōu)化技術(shù)實際應(yīng)用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

合成氨尿素生產(chǎn)期間的能力優(yōu)化技術(shù)在應(yīng)用以后，合成氨尿素生產(chǎn)過程當(dāng)中節(jié)約了大量的原材料，催化劑活動明顯增高，對材料的充分反應(yīng)起到良好的促進(jìn)作用，降低材料反應(yīng)不完全就會被排掉的浪費;將反應(yīng)以后的多余能量通過循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)再一次利用，以免造成大量的能量流失，為其生產(chǎn)帶來非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2能量優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

從合成氨尿素生產(chǎn)期間能量優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用以來，合成氨生產(chǎn)廢棄當(dāng)中的有害氣體排放明顯減少，造成相鄰環(huán)境的污染程度明顯降低，與此同時可以實現(xiàn)相對比較高的利用社會資源，社會對合成氨尿素生產(chǎn)的看法有明顯改變，進(jìn)而獲得良好的社會效益。

四、總結(jié)

總而言之，在合成氨尿素生產(chǎn)期間實施合理、有效的改進(jìn)技術(shù)，保證能夠真正實現(xiàn)能量優(yōu)化利用的這一目標(biāo)。然而隨著國內(nèi)發(fā)展對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量需求明顯增加，合成氨尿素的應(yīng)用也會明顯增加。因此，需要在已有的合成氨尿素生產(chǎn)期間的能量優(yōu)化技術(shù)的基礎(chǔ)之上，逐漸探索出一個更加有效和節(jié)能的技術(shù)措施，進(jìn)而能夠為合成氨尿素工業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王愛軍.世界煤制合成氨領(lǐng)域的奇跡和壯舉——天脊集團(tuán)大型煤制合成氨裝置增產(chǎn)擴(kuò)能改造百分之五十紀(jì)實[J].中國石油和化工，2018，06.

[2]楊瑞青，夏木西卡馬爾，甄曉興.淺析合成氨裝置的火災(zāi)危險源及火災(zāi)控制措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012，22.

[3]霍玉柱.公司廠區(qū)蒸汽凝結(jié)水冷卻水綜合回收利用的設(shè)計探討[J].科技促進(jìn)發(fā)展（應(yīng)用版），2018，04.

[4]勾永梁，黃瑞陽，童剛，楊久宜，羅雪峰，石慶永，10×10～4t/a合成氨裝置運行小結(jié)[J].小氮肥設(shè)計技術(shù)，2014，05.