表 18-2 1931—1932 年度世界氨产量(以 N 计)

来 源

产量( kt )

比例(%)

煤气副产氨水

472

15.3

氰化法

10

0.3

合成氨法

2609

84.4

  1. 原料构成改变

自从合成氨工业化后,原料构成经历了重大的变化。

①煤造气时期 第一次世界大战结束,很多国家建立了合成氨厂,开始以焦炭为原料。20 年代,随着钢铁工业的兴起,出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。为了扩大原料来源,曾对煤的直接气化进行了研究。1926 年,德国法本公司采用温克勒炉气化褐煤成功。第二次世界大战结束,以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。

②烃类燃料造气时期 早在 20—30 年代,甲烷蒸汽转化制氢已研究成功。50 年代,天然气、石油资源得到大量开采,由于以甲烷为主要组分的天然气便于输送,适于加压操作,能降低氨厂投资和制氨成本,在性能较好的转化催化剂、耐高温的合金钢管相继出现后,以天然气为原料的制氨方法得到广泛应用。接着抗积炭的石脑油蒸汽转化催化剂研制成功,缺乏天然气的国家采用了石脑油为原料。60 年代以后,又开发了重质油部分氧化法制氢。到 1965 年,焦、煤在世界合成氨原料中的比例仅占 5.8%。从此,合成氨工业的原料构成由固体燃料转向以气、液态烃类燃料为主的时期。

  1. 装置大型化

由于高压设备尺寸的限制,50 年代以前,最大的氨合成塔能力不超过日产 200t 氨,60 年代初不超过日产 400t 氨。随着由汽轮机驱动的大型、高压离心式压缩机研制成功,为合成氨装置大型化提供了条件,大型合成氨厂的数目也逐年增多。合成氨厂大型化通常指规模在日产 540t 以上的单系列装置。1963 和 1966 年美国凯洛格公司先后建成世界上第一座日产 540t 和 900t 氨的单系列装置,显示出大型装置具有投资省、成本低、占地少和劳动生产率高等显著优点。从此,大型化成为合成氨工业的发展方向。近 20 多年来, 新建装置大多为日产 1000t~1500t 氨,1972 年建于日本千叶的日产 1540t 氨厂是目前世界上已投入生产的最大单系列装置。

  1. 中国合成氨工业的发展

1949 年前,全国仅在南京、大连有两家合成氨厂,在上海有一个以水电解法制氢为原料的小型合成氨车间,年生产能力共为 46kt 氨。中华人民共和国成立以后,合成氨的产量增长很快。为了满足农业发展的迫切需要,除了恢复并扩建旧厂外,50 年代建成吉林、兰州、太原、四川四个氨厂。以后在试制成功高压往复式氮氢气压缩机和高压氨合成塔的基础上,于 60 年代在云南、上海、衢州、广州等地先后建设了 20 多座中型氨厂。1983 年、1984 年产量分别为 16770kt 和 18373kt(不包括台湾省),仅次于前苏联占世界第二位。