大型低压合成氨工艺全面国产化

2011年10月，完全采用国产化技术的大型低压合成氨项目——鲁西化工集团股份有限公司36万吨/年合成氨装置一次开车成功并投入生产。该项目于2010年开始建设，2011年10月进行试车。截至目前，该合成氨装置已连续稳定运行近4个月，产品质量符合相关的国家标准。

这套装置以煤为原料生产液氨产品，装置设计压力15兆帕，生产能力1200吨/天，是第一套完全采用我国自主知识产权的大型低压合成氨装置。该装置的空分、气化、净化和氨合成单元，分别采用了杭州杭氧股份有限公司、北京航天万源煤化工工程技术有限公司、大连佳纯气体净化技术开发有限公司和南京国昌化工科技有限公司自主开发的技术。在4个月的时间里，装置开车情况总体顺利。

36万吨/年低压合成氨装置的开车成功，意味着我国全面掌握了大型低压合成氨项目的全套自主技术，结束了低压氨合成关键技术长期依赖国外的局面。国产设备和技术打破了国外公司的长期垄断，与国际行业巨头形成多足鼎立的态势，将有力推动国内合成氨工业的进步与发展。

三十年磨剑 氨合成技术打破垄断

合成氨工业诞生于上世纪初，上世纪60年代开始的合成氨装置大型化是其发展史上的一次重大变革。随着世界能源供应的日趋紧张，合成氨工业向大型化、低压化、节能化、安全环保方向发展成为必然趋势。国外合成氨工业以大型装置为主，一般单套装置的生产能力在1000公吨/天以上，目前最大装置的生产能力达到2200公吨/天。

我国合成氨工业始于上世纪30年代，1949年以前，中国仅在南京、大连两家合成氨厂，生产能力共计4万吨/年。直到新中国成立后，国内合成氨工业才迎来大发展。1990年，我国氨产量达到2100万吨，居世界第一位；2008年，我国氨产量达到5100万吨。在此期间，我国合成氨产业从无到有，并迅速达到世界先进水平。

不过，我国大型低压氨合成工艺技术在鲁西大化肥项目之前均采用国外技术。在此项目之前，空分、大型煤气化、耐硫变换、低温甲醇洗、液氮洗等工艺技术经过国内科研院所、企业的通力合作，均实现了国产化，唯独氨合成工艺技术还被国外公司垄断。

我国对大型设备及技术国产化十分重视。针对大型合成氨工艺技术水平较低的情况，原化工部于上世纪80年代开展了消化吸收国外大型径向塔的攻关项目。1986年，国家经贸委批准我国国产化“八条龙”，其中第七条龙为大型合成氨装置国产化，原化工部批准南化集团研究院负责大型径向氨合成塔的研究开发工作，由南京国昌公司的创始人吕仲明教授级高工担任项目组长。

该课题组在氨合成反应动力学、径向流体力学及径向氨（甲醇）合成塔创新方面做了大量工作，成功开发出具有自主知识产权的鱼鳞板径向流反应器、多段组合式内件及配套的三重套管直连式废热锅炉等多项应用技术及专利。此次鲁西化工集团36万吨/年合成氨装置中的氨合成单元就是采用了南京国昌公司研发的GC-R023，型大型低压氨合成工艺技术。

记者了解到，GC-R023 型氨合成塔塔内径2600毫米，塔总高（TL-TL）22000毫米，工作压力≤15.0兆帕，工作温度≤500℃，催化剂装填量67.1m3，氨净值 17%~18%，合成塔阻力≤0.30兆帕，生产能力1200吨/天。GC-R023 反应器工艺气通过径向气体分布筒向心流过催化剂床层进行反应，具有路径短、阻力小、气体分布合理、可选用小粒径催化剂等优点。

GC型大型低压氨合成技术具有安全性好、氨净值高、能耗较低、余热回收量大等显著特点，完全符合我国合成氨工业的发展方向，打破了国外公司对低压大型氨合成技术的垄断，使我国大型低压合成氨技术全面国产化取得历史性突破。

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