浅谈合成氨生产中的降本增效措施

浅谈合成氨生产中的降本增效措施

陈龙徐学纲盖锐

辽宁北方煤化工（集团）股份有限公司辽宁本溪117000

摘要：本文通过对合成氨行业目前面临的主要问题分析，指出合成氨行业降本增效的措施。

关键词：合成氨；生产；降本增效；措施

近十几年来，我国合成氨行业在规模、技术、节能减排都取得了很大进步。但同时粗放的发展模式给整个行业带来巨大困难，导致2014年全行业亏损。因此，如何降本增效已是合成氨企业一项十分重要的任务，以下就此内容浅谈。

1氮肥用量

目前约80%的合成氨用于生产氮肥料，随着科学种田的推广、高效复合肥的广泛应用，肥料利用率大大提高，全国氮肥总施用量增长率逐年下降。

2氨及氮肥产量

从2006年开始，合成氨进入迅猛发展阶段，平均年新增产能370万-450万t，导致现在产能过剩局面。

3不利因素

受节能减排、去产能、雾霾整治、碳排放、取消原有优惠水、电、税等国家政策影响；新《环保法》实施对合成氨行业的约束；天津港爆炸事件的冲击，将有一批城市中心的化工企业（包括不少合成氨企业）将搬迁。

4效益

由于市场疲软、产能过剩、竞争激烈、企业效益下滑严重，销售价格已降至十年前的水平。全行业亏损金额从2012年42.8亿到2013年56.9亿，再到2014年111.9亿；利润从2012年144.2亿到2013年59.16亿，再到2014年-56.6亿，由盈转亏创十年最低。

5降本增效的措施

合成氨成本是由原辅材料（原料煤、燃料煤、焦炉气、高炉气、天然气等）、动力（电、蒸汽）、人工工资及附加费、制造费用（折旧、维修、改造）等组成。其中原辅材料和电占80%左右，所以降低原辅材料和电成本是降低成本的主要途径。同时，企业在生产经营过程中还须兼顾其他生产过程的控制管理，要有集小流以成江海的思想和全方位管理的思维，才能在日趋激烈的行业竞争中站稳脚跟，不断发展。

5.1以煤基（煤造气）的合成氨工艺

采用粉煤成型技术取代无烟块煤，粉煤与块煤价格一般每吨低300-400元/t。

采用水煤浆加压气化工艺取代无烟煤固定床气化，如采用水煤浆连续气化工艺所用烟煤含税市场价为560元/t(山西省2016年下半年统计价格)，而同期优质无烟块煤价815元/t左右，水煤浆气化工艺吨氨煤耗在1．5t左右，固定层气化工艺为1．2t左右，采用此工艺原料煤成本可降低约140元/t，展现出了良好的经济效益。

5.1.3原料煤的使用往往是不完全的，原料煤气化后的炉渣中含碳质量分数一般在15%～20%，若不加以利用，是极大的损失和浪费。三废混燃炉的开发和应用，可将造气炉渣中的残碳燃用殆尽，用于生产一定量的蒸汽

5.2以天然气、焦炉气为原料的合成氨工艺

5.2.1可以部分或全部采用低热值的燃烧气取代天然气或焦炉气提供一段炉热量，例如高炉煤气热值4MJ/Nm3，售价38元/GJ，0.152元/Nm3（折合后），焦炉气热值17.75MJ/Nm3，按成本售价1.2元/Nm3，热值比4.4倍，单价比8倍，故使用低热值气体做燃烧气可减少成本。

5.2.2从炉体结构改造，由双排管双面辐射的侧烧炉改成单排管双面辐射的顶烧炉，炉管周向温度分布均匀，辐射管热强度可以比侧烧炉大一些，节省炉管数量，提高炉管使用寿命。

5.2.3炉内燃烧器改为强制通风，富氧燃烧的效果是提高炉膛温度、提高甲烷转化效率、降低烟气量从而降低引风机的负荷。

5.3降低动力成本

5.3.1低压合成氨技术，国外比较有名的是瑞士卡萨利、托普索、凯洛格低压合成氨技术、国内知名的湖南安淳低压合成技术都可以实现由原30Mpa合成压力降至15Mpa左右，氨净值高、吨氨耗新鲜气量少，整体耗能减少，且降压操作安全系数更高，吨氨节电60-70kwh。

5.3.2采用大型高效压缩机组取代低效压缩机，压缩工段氮氢气压缩机是合成氨生产主要耗电设备，占吨氨耗电的60-70%，采用大型高效机组吨氨可节电50-70kwh。

5.3.3过热蒸汽加入中温变换，减少燃烧气消耗，降低水碳比，减少蒸汽负荷，降低对流段和一段炉阻力，降低一段炉热负荷。

5.3.4CO变换采用耐硫催化剂，较高压力、较高温度的煤气可携带大量的饱和蒸汽直接进入变换工段，煤气中所携带的蒸汽即可满足CO变换所需，因此无需外来蒸汽的加入。

5.3.5采用入炉蒸汽按比例自动调节技术，合理调整水碳比，减少蒸汽用量，降低成本。

5.3.6采用等温低温变换工艺，针对现变换反应多段、多次换热，流程长，阻力大，热损多的问题，湖南安淳技术有限公司研发成功的该技术，具有流程短，设备少，阻力小，CO转化率高优点。

5.3.7采用新型高效脱硫技术，针对现脱硫塔存在堵塔、翻塔，阻力大，循环液量大，如低温甲醇洗技术、长春东狮科贸公司QYD脱硫塔可取代填料塔，循环量可降低30-50%，从而节电30-50%，且不堵塔。

5.3.8采用二段全回收PSA脱碳工艺，与原有PSA工艺相比吨氨节电50-60kwh。

5.3.9随着各地取缔小型燃煤锅炉，导致热水供应比较紧缺的现象，尽可能的多回收利用现场余热，如放空蒸汽、低温烟道气、各冷却器回水等，通过换热可制得60-80℃热水外销。

5.4以合成氨为主体，开发其下游产品，如吗啉、硝酸、纯碱及各种含氮无机盐；有机工业各种中间体，医药中间体如吡啶，制药中磺胺药物，高分子中聚纤维、氨基塑料、丁腈橡胶、冷却剂等，让其变成更有价值的产品。

5.5加强管理、对标挖潜

5.5.1制定《降本增效、对标挖潜》具体实施和奖励方案，如解决压缩机组耗油量大、备件更换频繁、冷却效果不好、打气量不足、压缩机无油润滑改造、解决循环机异常震动等具体问题。对完成方案内容的部门及个人予以方案额度奖励，激励全员参与，提高生产效率，降本增效。

5.5.2优化各项生产工艺操作指标，如氨耗电、尿素耗液氨、蒸汽耗电、炉渣固定碳含量、油耗等单耗指标，并制定月指标或周指标，严加考核，对完成指标的作业区、个人予以方案额度奖励，真正实现从上到下对指标的把控和挖潜。

5.5.3严格管理库存物资，积极采取压库、利库措施。

6结束语

综上所述，合成氨企业应在节能降耗、降低生产成本上做文章，既要采用新技术、新工艺以提升企业硬件条件，又要靠细化、合理化的生产管理过程来提升企业的管理水平，加强过程控制管理，全方位提升企业的经营水平，才能适应日益激烈的市场竞争，为企业赢得生存和发展的空间。

参考文献：

[1]於子方.氮肥技术：合成氨降本增效的主要途径2015年36卷第6期.