【正文】 。 (1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。中國潛在的天然氣資源十分豐富，除新勘探的新疆塔里木盆地有大量的天然氣可以通過長距離的管線東輸外，對海南鶯歌海域蘊藏的天然氣已決定在新世紀初新建一套引 進的年產(chǎn) 450kt 合成氨裝置，這將是中國規(guī)模最大的一套合成氨裝置 [1]。 從而掌握了世界上幾乎所有先進的工藝和先進技術如低能耗的凱洛格工藝、布朗工藝等，通過對引進技術的消化吸收和改造創(chuàng)新，不但使合成氨的技術水平跟上了世界前進的步伐，而且促畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 8 進了國內中小型氨廠的技術發(fā)展。 中國是世界上人口最多的農(nóng)業(yè)大國，為了在 2020 年氮肥產(chǎn)量達到基本自給自足，最近十年先后陸續(xù)引進 14套具有 20世紀 90 年代先進水平的年產(chǎn) 300kt 合成氨成套設備， 同時從 20世紀 70 年代起，我國開始了大型合成氨成套裝置的自行設計、自行制造工作，第一套年產(chǎn) 30 萬噸的合成氨裝置于 80 年在上海建成投產(chǎn)。由于大型合成氨裝置的優(yōu)越性，1972年 2月中國作出了成套引進化學肥料技術和設備的決定。 第二、 小型氨廠的發(fā)展 從 20 世紀 60 年代開始在全國各地建設了一大批小型氨廠， 1979 年最多時曾發(fā)展到 1539 座氨廠。到 60年代中期中氮已投產(chǎn)了 15家。 中國 合成氨工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段。 中華人民共和國成立以來，化工部門貫徹為農(nóng)業(yè)服務的方針，把發(fā)展化肥生產(chǎn)放畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 7 在首位。 中國合成氨工業(yè)的發(fā)展概況 中國合成氨生產(chǎn)是從 20世紀 30年代開始的，但當時僅在南京、大連兩地建有氨廠，一個是由著名愛國實業(yè)家范旭東先生創(chuàng)辦的南京永利化學工業(yè)公司 铔 廠 —— 永利寧廠，現(xiàn)南京化學工業(yè)公司的前身；另一個是日本占領東北后在大連開辦的滿洲化學 工業(yè)株式會社，最高年產(chǎn)量不超過 50Kt（ 1941 年）。若能用仿真技術進行操作人員的模擬培訓只需在一臺高性能的計算機上配合相應的軟件以代替實際生產(chǎn)裝置的控制、運作設備，這樣就可以在較短的時間內學習開停車、正常操作和事故狀態(tài)操作。因此，用“可編程序控制器”（ PC）這一名稱較為確切。與此同時，報警、連鎖系統(tǒng)，程序控制系統(tǒng)，采用了微機技術的可編程序邏輯控制 器（ PLC）代替過去的繼電器，采用由用戶編寫的程序，實現(xiàn)自動或手動的“開”或“?！焙蛷碗s程序不同的各種邏輯控制，計時、計數(shù)、模擬控制等。操作人員對于人一控制點、控制單元、生產(chǎn)設備、車間以及全廠的運作情況進行隨機或定勢的觀察，只要通過鍵操作調出相應的畫面，即可把所需內容顯示在 CRT 上，以便監(jiān)視、控制和修改某些參數(shù)。 DCS是現(xiàn)代計算機技術、控制技術、數(shù)據(jù)通訊 技術和熒光顯示技術（ CRT）相結合的產(chǎn)物。 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 6 自從 20世紀 70年代計算機技術應用到合成氨生產(chǎn)以后，操作控制上產(chǎn)生了飛躍。自從出現(xiàn)單系列裝置的大型氨廠，除泵類有備用外， 其它設備和機器都是一臺。 (四 ) 生產(chǎn)自動化 合成氨生產(chǎn)特點之一是工序多、連續(xù)性強。由于噸氨生產(chǎn)成本中能源費用占 70%以上，因此能耗是衡量合成氨技術和經(jīng)濟效益的重要標志。整個生產(chǎn)過程還需消耗較多的電力、蒸汽等二次能源，而用量又很大?，F(xiàn)在世界上規(guī)模最大的合成氨裝置為日產(chǎn) 1800t 氨， 1991 年在比利時的安特衛(wèi)普建成投產(chǎn)。但是，大型的單系列合成氨裝置要求能夠長周期運行，對機器和設備質量要求很高，而且在超過一定規(guī)模以后，優(yōu)越性并不十分明顯了。大型化的優(yōu)點是投資費用低，能量利用 率高，占地少，勞動生產(chǎn)率高。 (二 ) 生產(chǎn)規(guī)模大型化 20 世紀 50 年代以前，氨合成塔的最大能力為日產(chǎn) 200t 氨，到 60 年代初期為400t。首先應考慮天然氣和油田氣，其次采用石腦油。由表可見，雖然各國資源不同，但選用原料的基本方向相同。從此比石腦油價廉、來源廣泛的重油和減壓渣油開始作為合成氨的另一種原料。但石腦油價格比天然氣高，而且又是石油化工的重要原 料，用于制氨受到一定限制。一些沒有天然氣資源的國家，如日本、英國在解決了石腦油蒸汽轉化過程的析碳問題后， 1962 年開發(fā)成功石腦油為原料生產(chǎn)合成氨的方法。因為天然氣便于管道運輸，用作合成氨的原料具有投資省、能耗低等明顯優(yōu)點。 表 世界合成氨原料構成 （ %） 原料 1929 1939 1953 1965 1971 1975 1980 1985 1990 焦炭、煤 65 53 37 5. 9. 9. 5. 6. 13畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 4 .2 .6 8 0 0 5 5 .5 焦爐氣 15.8 27.1 22 20 天然氣 1.3 26 44.2 60 62.0 71.5 71.0 77 石腦油 4.8 20 19.0 15.0 13.0 6 重油 9.2 4.5 5.0 7.5 8.5 3 其它 19 18 15 16 6.5 5.0 0.5 1.0 0.5 合計 100 100 100 100 100 100 100 100 100 由表 11 可知，合成氨的原料構成是從以固體燃料為主轉移到以氣體燃料 和液體原料為主。傳統(tǒng)方法還是采用高溫下將各種燃料和水蒸氣反應制造氫。傳統(tǒng)的制氮方法是在低溫下將空氣液化、分離，以及水電解制氫。氮來自空氣，氫來自水。在化學工業(yè)中合成氨工業(yè)已經(jīng)成為重要的支柱產(chǎn)業(yè) [1]。 隨著世界人口的不斷增加，用于制造尿素、硝酸銨、磷酸銨、硫酸銨以及其它化工產(chǎn)品的氨用量也在增長。 合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達到 1 億噸以上，其中約 有80%的氨用來生產(chǎn)化學肥料， 20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料生產(chǎn)。氨主要用于農(nóng)業(yè)，合成氨是我化肥工業(yè)的基礎 ，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分均占 70%的比例，稱之為“化肥氨”； 同時氨也是重要的無機化學和有機化學工業(yè)基礎原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、合成纖維、合成樹脂的原料，這部分約占 30%的比例，稱之為“工業(yè)氨”。合成氨指由 氮 和 氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。氨的性質比較活潑，能與各種無機酸反應生成鹽 。具有可燃性，自燃 點為 630℃，一般較難點燃。液氨和干燥的氨氣對大部分物質沒有腐蝕性，但在有水的條件下，