《无机化工工艺学全貌介绍ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机化工工艺学全貌介绍ppt课件.ppt（295页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,无机化工工艺学,主讲教师：张丽 课程性质：工艺方向必修；工程方向选修。2.5学分；40学时,化学工业是国民经济基础产业之一，与国民经济各领域及人民生活密切相关。化学工业又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。包括基本化学工业和塑料、合成纤维、石油、橡胶、药剂、染料工业等。化学工业为工农业生产提供重要的原料保障，其质量、数量以及价格上的相对稳定，对农业生产的稳定与发展至关重要；化学工业肩负着为国防生产配套高技术材料的任务，并提供常规战略物资。,一、化学工业发展现状（一）基本情况经过五十年的发展，我国已经形成了门类比较齐全、品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。
2、包括化学矿山、化肥、无机化学品、纯碱、氯碱、基本有机原料、农药、染料、涂料、精细化工、橡胶、新材料等12个主要行业。2000年，销售收入在500万元以上的企业有12216家，职工人数403万人，资产净值4054亿元，全行业工业产值4661亿元(现价)，工业增加值1376亿元，实现利税397亿元，其中利润140亿元。,建成了一批具有先进水平的大型生产装置。现有年产30万吨以上合成氨厂30个、60万吨以上的纯碱厂5个、200万条以上轮胎厂10余个、30万吨以上的硫酸厂5个、12万吨以上的高浓度磷肥厂10个，10万吨以上的烧碱厂15个。一批大型有机原料和精细化工装置也达到和接近国际先进水平。全行业大
3、型、特大型企业540多家，有61家企业进入国家重点企业行列。,建立起了门类比较完整的科研开发和工程设计队伍。化学工业共有独立的科研院所245家，从事研究的科技人员达5万多人，建立了一批省部级和国家级工程中心。每年有300多个精细化工新产品问世，还先后对引进的大型合成氨、尿素、磷铵、离子膜烧碱等生产中关键技术和装备进行了消化、吸收与创新。,（二）竞争力分析化学矿山：我国化学矿资源总量虽然较大，但贫矿多，富矿少，难采矿多，易采矿少，资源分布较偏远，远离下游加工企业，受交通的制约性强。加之整个行业技术装备落后、生产效率低、长期以来经济效益差，缺乏对投资的吸引力。加入WTO后，将会导致该行业发展停滞甚
4、至萎缩。,大型磷肥装置：在提高开工率和解决了债务负担后，成本与进口产品基本相当，有一定的竞争力；中小型磷肥装置虽然成本偏高，但由于符合国情，具有地域上的优势，对进口产品也有一定的抵御能力。,化肥工业：目前以天然气为原料的大型氮肥企业，在享受优惠的计划内原料价格条件下，具有较强的竞争能力；而以轻油、重油为原料的大氮肥和以市场价格供应的新建的天然气大氮肥，受原料价格高和装置投资大两方面因素的影响，生产成本偏高，竞争力较差；原料价格较低的中型规模的氮肥装置，在享受优惠电价的条件下，经过节能降耗和增产技术改造后，有一定的竞争能力；其它尤其是远离原料产地的小型氮肥装置，多数生产成本较高，没有竞争力。,无
5、机盐工业：我国无机盐工业目前仍属于粗放型、资源型产业，由于生产装置投资少和廉价的本地化资源等原因，在国际市场上有一定的竞争优势。加入WTO后，若外国资本大量进入，我国无机盐行业将面临严峻的挑战。纯碱工业：我国纯碱生产能力及产量较大，合成碱的生产规模和技术装备水平属世界的先进水平。加入WTO后，纯碱行业具有一定的竞争能力。氯碱工业：由于氯碱行业规模小而散、技术装备差，氯碱用电价格大大高于国际上主要生产国氯碱用电的价格，氯产品结构不合理等，氯碱工业竞争力是很脆弱的。,国内外主要化工产品需求情况1.国外主要化工产品需求情况世界主要化工产品供应充足，大部分产品已经形成买方市场。产品市场大致可分为三类：
6、第一类市场是世界总体呈供需基本平衡或略有富余的局面，但各地区的发展不平衡。这类产品主要包括化肥、纯碱、烧碱、甲醇等大宗化工产品。以化肥为例，世界合成氨生产能力估计为12033万吨（折纯氮，下同），需求量为10810万吨，生产能力过剩约10%；尿素生产能力5500万吨，需求量约4822万吨，生产能力过剩约8%；甲醇生产能力过剩在8%左右。,第二类市场是需求增长较快，生产增长也快，在一些地区，特别是发展中国家和地区，仍有一定的发展空间。这类产品主要包括合成材料、橡胶产品和醋酸、MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）、TDI（甲苯二异氰酸酯）、1，4丁二醇等有机原料产品；第三类市场是增长较快，变化较大，需求
7、和供应不断细化。这类产品主要是精细及特种化学品。生产厂家为了适应市场的变化，不断加大研究和市场开发力度，新产品层出不穷，市场竞争呈拉锯式变化的态势。这一类产品是世界化学工业竞争的热点所在。,世界主要化工产品需求情况如下：（摘自美国斯坦福研究所CEH报告）单位：万吨,2.国内主要化工产品需求情况目前，国内市场供需矛盾已由短缺转向了相对过剩，化工的发展由供给约束转为需求约束。根据国民经济和相关行业发展情况，以近年来国内化工产品消费情况为基础，化工产品市场需求预测的结果是：大宗化工产品的需求增长低于同期GDP的增长，精细化工产品增长率略高于GDP增长速度。,“十五”主要化工产品需求情况(单位：万吨)
8、,中国化学工业范围的分类,南京化学工业有限公司连云港碱厂 西南石油局录井公司 北京东方石油化工有限公司 北京燕化有限公司环保事业部 北京燕化合成橡胶事业部 北京燕化石油化工股份有限公司化工一厂 仪征化纤股份有限公司研究院 中国石化齐鲁分公司研究院 山东齐鲁科力化工研究院有限公司 山东齐隆化工股份有限公司,中国石油化工集团有哪些下属企业？(简称中国石化),长炼催化剂厂 成都华川石油天然气勘探开发总公司 油建工程分公司 北京燕山分公司炼油厂 四川德阳新场气田开发有限责任公司 中国石化石油勘探开发研究院 中国石化天津石油化工公司化纤厂 江苏油田分公司石油工程技术研究院 燕化公司塑料分公司 北京燕化研
9、新技术开发公司 齐鲁石化研究院科力化工公司,中石化全国化工模型设计技术中心站 江苏石油勘探局勘察设计研究院 胜利油田广域科技有限责任公司 胜利油田胜利设计科技开发公司 北京石油分公司 洛阳分公司炼油厂 齐鲁石化公司胜利炼油厂 江汉石油管理局测井工程处,胜利测井公司 中原石油勘探局基建工程监理公司 上海高桥石化工程建设监理公司 胜利石油管理局工程机械总厂 中南石油局第五物探大队 安徽石油勘探开发公司 河南油田分公司地质调查处湖南建长石化股份有限公司 河南油田工程建设监理中心 北京燕山分公司炼油厂 中国石化集团第二建设公司,塔里木胜利钻井公司 金陵石化有限责任公司烷基苯厂 淮阴石油化工有限责任公司
10、 中国石化集团第四建设公司 中国新星石油公司西南石油局 中国石化集团安庆石化机械厂 中国石化集团管道储运公司 中国石化集团南京化学工业公司 洛阳石化聚丙烯有限责任公司 河南石油勘探局勘察设计研究院 中原石油勘探局特种车辆修造总厂 中原石油勘探局天然气产销总厂,江苏石油勘探局地质科学研究院 燕山高压水射流清洗技术开发公司 上海海洋石油局 中国石化集团南化建设公司 茂名石化设计院 中南石油局 中国石化新星公司勘探研究院 河南油田炼油厂 上海高桥石油化工公司上海炼油厂 四川维尼纶厂工程公司 胜利石油管理局无杆采油泵公司 河南石油勘探局地质录井公司镇海炼化工程公司 茂名分公司研究院,石油物探研究院 上
11、海高桥石化炼油安装检修公司 江苏油田分公司工程技术研究院 江苏油田分公司试采一厂 江苏石油勘探局地质测井处 中原石油勘探局地质录井处 北京燕化公司聚丙烯事业部 上海高桥化工实业有限公司 中国石化销售华东公司 中原油田井下特种作业处 江苏石油勘探局钻井公司 青岛石油化工厂 长岭炼化岳阳机电技术有限公司,浙江金甬腈纶有限公司 天津市燕化新材枓有限公司 北京燕化石油化工设计院 北京燕山分公司研究院 北京燕化石油化工股份有限公司化学品事业部 中国石油化工股份有限公司高桥分公司 中国石化上海高桥石油化工公司 中原石油勘探局钻采设备厂 南方勘探开发分公司 淄博齐胜工贸股份有限公司 淄博祥东化工有限公司 仪
12、征化纤股份有限公司研究院 中国石化股份有限公司洛阳分公司 江苏油田分公司地质科学研究院 胜利油田有限公司河口采油厂,北京燕化石油化工股份有限公司 北京燕化胜利橡胶应用研究开发中心 新星华北石油局五普装备厂 新星五普钻井技术服务公司 新星华北局第三普查勘探大队 新星公司华北石油局井下作业大队 新星油气西南分公司川西开发作业部 钦州国星油气有限公司 中原油田井况防治中心 中原油田中泰钻采技术开发有限公司 江苏油田安徽勘探处 胜利油田孤岛采油厂 胜利油田孤东采油厂,胜利油田现河采油厂 胜利油田胜利石油化工建设公司北京燕化民用能源热力分公司 北京燕化公司动力事业部 江苏油田安徽采油厂 江苏石油勘探局机
13、械厂 江汉油田地球物理勘探处 洛阳石化工程建设有限责任公司 荆门石化工程建设公司 扬子石化 中石化上海高桥分公司 中原油田销售公司 齐鲁石化工橡胶厂 齐鲁石化催化剂厂,华北石油局 天津石油化工公司 安庆分公司科研开发中心 南京化学工业公司催化剂厂 长岭炼油化工总厂机械厂 长岭炼油化工总厂炼催化剂厂 中国石化集团安庆石化炼油厂 中国石油化工集团公司中原油田 上海石化机械制造公司 长岭炼油化工总厂设备研究所 中国石化股份有限公司广州分公司 南化集团研究院 华东石油局,长岭炼油化工有限责任公司 河南油田工程建设监理中心 河南石油勘探开发研究院 管道储运公司勘察设计研究院 江苏油田分公司物探技术研究院
14、 中原石油勘探局石油化工总厂 无锡实验地质研究所 仪征化纤产品技术开发中心 河南石油勘探局钻井工程公司 天津石化设计院 齐鲁石化检修公司,安庆石化总厂建筑安装工程公司 茂名炼油化工股份有限公司炼油厂 滇黔桂油田分公司物探公司 扬子石油化工股份有限公司研究院 北京燕化树脂研究所 北京燕化仿真培训中心 德州石油钻井研究所 河南石油勘探局地球物理测井公司 江苏油田分公司地质调查处 中国石化新星石油广州有限公司 茂名石化华粤企业集团特种蜡厂长城润滑油分公司,中国石油天然气集团公司(简称中国石油),中国石油天然气股份有限公司 中国石油天然气勘探开发公司,油气田勘探开发 大庆石油管理局 辽河石油勘探局 新
15、疆石油管理局 长庆石油勘探局 四川石油管理局 华北石油管理局 大港油田集团有限公司 吉林石油集团有限公司 吐哈石油勘探开发指挥部 青海石油管理局 中国（香港）石油有限公司 冀东石油勘探开发公司 大庆油田公司 辽河油田公司 新疆油田公司 长庆油田公司 大港油田公司 华北油田公司 青海油田公司 吉林油田公司 西南油气田公司 吐哈油田公司 冀东油田公司 玉门油田公司 浙江油田公司 塔里木油田公司,炼油与化工 大庆石油化工总厂 抚顺石油化工公司 吉化集团公司 辽阳石油化纤公司 兰州石油化工公司 乌鲁木齐石化总厂 大连石油化工公司 锦州石油化工公司 林源炼油厂 大庆石化公司 抚顺石化公司 辽阳石化公司
16、兰州石化公司 吉林石化公司 宁夏石化公司 华北石化公司 大连石化公司 锦州石化公司 锦西石化公司 前郭石化公司 大港石化公司 辽河石化公司 长庆石化公司 呼和浩特石化公司 乌鲁木齐石化公司 哈尔滨石化公司 大庆炼化公司 独山子石化公司 大连西太平洋石化公司 克拉玛依石化分公司 庆阳炼化公司 宁夏炼化公司 广西石化公司,炼油销售 东北销售分公司 西北销售分公司 西南销售分公司 华东销售分公司 华中销售分公司 华北销售分公司 华南销售分公司 吉林销售分公司 辽宁销售分公司 大连销售分公司 宁夏销售分公司 甘肃销售分公司 新疆销售分公司 重庆销售分公司 陕西销售分公司 四川销售分公司 青海销售分公司
17、 山东销售分公司 黑龙江销售分公司 内蒙古销售分公司 西藏销售分公司 大连海运分公司 润滑油公司,化工销售 东北化工销售公司 西北化工销售公司 华东化工销售公司 华北化工销售公司 西南化工销售公司 华南化工销售公司 宁夏化工销售公司 兰州化工销售公司 独山子化工销售分公司 乌鲁木齐化工销售分公司,天然气与管道 管道局 西部管道公司 管道公司 西气东输管道（销售）公司 北京华油天然气有限责任公司 华北天然气销售公司 华中天然气销售公司,专业化公司 东方物探公司 国际工程公司 物资装备总公司 测井公司 海洋工程公司 工程设计公司 中国寰球工程公司 运输公司 华油集团公司 华油北京服务总公司 深圳石
18、油实业公司 中油财务公司 吉林燃料乙醇公司 中国华铭国际投资有限公司 华昌置业有限公司 咨询公司 中油资产,科研及事业单位 钻井工程技术研究院 管材研究所 审计服务中心 工程技术研究院 石油出版社 中国石油报社 经济技术研究院 广州培训中心 石油管理干部学院 勘探开发研究院 规划总院 石油石化研究院 管道公司科技中心,中国海洋石油有限公司,集团在中国海上拥有四个主要产油地区：渤海湾、南中国海西部、南中国海东部和中国东海。集团是印度尼西亚最大的海上原油生产商之一，同时还在非洲和澳大利亚等地拥有部分上游资产。截至2006年12月31日，集团拥有净探明储量25.3亿桶油当量，全年平均日净产量达457
19、,482桶油当量。集团共有员工2,929名。总资产约人民币1,553亿元。,中国海洋石油有限公司（简称中海油，与其附属公司合称集团）,中海油总部设在北京，在天津、湛江、深圳、上海设有4家分公司。,无机化学工业可以追溯到数千年前的制陶、炼丹、染色等古老的工艺过程，是相对于有机化学工业而言的庞大工业部门。无机化工的进步对于矿物资源的综合利用、无机基本原料和功能材料的生产都具有重要的意义。20世纪50年代以后，无机化学工业蓬勃发展。除了硫酸、纯碱、化肥等基本产品外，千差万别的无机化工产品层出不穷，无机化学工艺也随之不断完善，日臻成熟。,无机化工,无机化工的特点,无机化工是历史上发展最早的化工部门。对
20、人类的生存、生活和推动化工技术的发展起过重要作用。随着科技的进步，以石油化工和高分子化工为代表的有机化工得到迅猛发展，无机化工的进步相对缓慢，其重要性也随之下降。,基本无机化工产品是用途广泛的基本化工原料，是其他各生产部门生存和发展的基础。基本无机化工产品的生产量大，其通用性较强，在国民经济中有重要的地位。,与有机化工产品相比，基本无机化工产品的品种较少，主要是无机酸、碱、盐类，化学合成和生产工艺技术过程相对也简单一些,近年来新型无机化工产品的不断出现，逐渐形成新的无机化工材料产业。,无机化工原料,无机化学工业的原料可分五大类：空气、水、化学矿物、化石燃料(煤、石油、天然气等)及工农业副产品。
21、空气和水是人类赖以生存的物质，也是化工生产的重要原料。矿物原料包括金属矿、非金属矿和化石燃料矿。化石燃料包括煤、石油、天然气、油页岩和油砂等，既是有机化工原料也是无机化工的重要原料。,我国无机化工原料资源,我国用于化工生产的化学矿物资源丰富。建国以来，通过大量地质勘探，已探明储量的有20多个矿种，即硫铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝石、镁盐、沸石岩、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石等。化学矿物用途十分广泛，除用作生产化肥、酸、碱、无机盐的原料外，还可用于国民经济其他工业部门。,无机化工产品,大宗的无机化工产品有硫酸、硝
22、酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨，以及由氮、磷、钾等合成的化学肥料。在化工产品中化肥产量居首位，其中以氮肥产量最高。无机化工产品的无机盐类品种众多，但生产规模有时不是很大，是一类通用性强的产品。除了盐类产品外，还有多种无机酸、氢氧化物、元素化合物和单质。工业气体氧、氮、氢、氯、氨、氩、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等也属于无机化工产品。,另外，近年新型的无机化工产品不断出现。如各种无机试剂和高纯物，永磁材料和软磁材料，各种矿物质饲料添加剂，磷酸盐高温胶黏剂以及金属氧化物做成的催化剂等。,无机化工工艺学课程地位,是化学工艺专业的专业必修课。是在学生完成公共基础课及专业基础课的学习后开设的课程。,工艺学
23、是通过对从原料到产品的加工顺序、流程组织、系统优化等进行研究，从而合理、有效地将产品生产或加工出来的一门学问。,什么是工艺学?,无机化工工艺学课程的研究内容,研究内容：无机化工工艺学主要研究无机大宗型产品的工业生产过程。其中包括工艺路线选择、工艺流程安排、工艺原理阐述、工艺条件确定、工艺设备选型、工艺参数优化、工艺计算及三废处理等方面的内容。无机大宗型产品主要有：三酸、两碱、合成氨及化学肥料。三酸指盐酸、硝酸和硫酸；两碱指纯碱和烧碱；合成氨指分子态NH3的生产；化学肥料有尿素、磷肥、钾肥、硝酸铵等。,无机化工工艺学课程学习要求,通过对无机化工工艺学课程的学习，同学们要了解大宗型无机化工产品生产
24、的全貌及其联系。要熟悉几种无机化工产品的生产过程；要能举一反三，了解新产品工艺开发和工艺设计的基本思路。,基本无机化工产品的生产概况,1.合成氨工业,合成氨是基础化工原料，主要用于生产氮肥，用作尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵等的原料；还可用作各种含氮复合肥的原料，如磷酸铵、硝酸磷肥、NPK复合肥等。氨作为工业原料可用于制药、炼油、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐、冷冻剂等。,氨的用途:,世界合成氨的缺口地区主要是北美(美国)、西欧，这些地区同时也是世界上合成氨的主要进口地区，美国的年进口量超过400万吨，东南亚和非洲也有少量进口。形成如此格局的主要原因是合成氨属高耗能产品，国外主要原料是
25、天然气。因此，天然气资源丰富的东欧、拉美及中东等地区自然成为世界上合成氨的主要生产地区，也是过剩和出口地区。,从各地区生产情况看，我国合成氨生产装置主要集中在华东、中南及华北地区，生产的合成氨主要用于当地氮肥的加工。西南地区天然气丰富，价格低廉，集中了我国多套大型合成氨生产装置；华北靠近我国无烟煤产地山西晋城，有众多的以无烟煤为原料的中小型合成氨厂。,合成氨的需求取决于氮肥的需求和工业用氨的需求,我国合成氨需求的预测见下表。,根据需求初步预测2010年国内合成氨总需求量为4555万吨，一部分不具竞争力的小企业将被淘汰，在有资源优势的地区建少数新装置。,我国有570多家合成氨生产厂，但大多数厂都
26、配套后加工装置。生产的合成氨最主要的是作为中间产品加工成尿素、硝铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等多种化肥；工业上，氨及其氨加工产品主要用于生产硝酸、纯碱、丙烯腈、己内酰胺等重要工业的基本原料。目前我国合成氨主要用于加工单一氮肥产品尿素和碳铵，其对合成氨消费约占整个合成氨消费量的75%，其它肥料和工业用氨量约占20%，商品液氨的产量和贸易量不到合成氨总产量的5%。,合成氨的价格,合成氨价格主要决定于天然气价格，自2000年以来，随着国际能源价格、天然气价格上涨，国际合成氨的价格也持续上扬，2004年国际合成氨离岸价为260270美元/吨，到印度、韩国、台湾合成氨价格在
27、290310美元/吨左右。从长远看，合成氨价格将在270310美元/吨范围内波动。,我国历年来没有从国际市场上采购液氨，国内合成氨商品量低，因此还未形成全国统一流通的价格，合成氨价格与化肥价格、用户购买量、原材料价格有关，并随化肥价格波动，2004年国内大宗液氨用户的价格约为23002500元/吨。随着国际能源价格的不断上涨，预计今后一段时间国内合成氨市场价将维持在20002500元/吨左右。,受资源条件的限制，我国合成氨生产的原料结构主要以煤为主，无烟煤、焦炭和土焦约占70%，油约占7%，天然气约占23%。我国大型合成氨原料以天然气和油为主，在28套大型合成氨装置中，其中以重油为原料的有7套
28、，以轻油(石脑油)为原料的4套，以煤为原料的2套，以气为原料的15套，煤仅占其中的7%左右，天然气约占55%左右；我国中型合成氨厂基本以煤为主，在51套中型合成氨生产装置中有31套以煤或焦为原料，占60%以上，13套以天然气为原料，7套以油为原料；我国小型合成氨装置中，约有93%以煤为原料。,合成氨的生产生产方法,合成氨的生产工艺（典型的）,（1）以焦炭（无烟煤）为原料的制氨流程,（2）以天然气为原料的制氨流程,蒸气,CH40.5%(H2+CO)/N2 2.83.1,（3）以重油为原料的制氨流程（德士古激冷流程）,（3）以重油为原料的制氨流程（谢尔废热锅炉流程）,1.造气制备含有氢、氮和一氧化
29、碳的粗原料气。造气的方法有气态烃蒸汽转化法、固体燃料气化法、重油部分氧化法。2.净化对粗原料气进行净化处理，除去氢、氮以外的杂质。（硫化物、二氧化碳的脱除及最终的净化）3.压缩和合成（大型氨厂压力1524MPa、小型2032MPa）将纯净的氢氮混合气压缩到高压，在铁催化剂与高温（400500）条件下合成为氨。,合成氨生产工艺主要包括以下几个步骤：,合成氨原料构成变化：以固体燃料为主转移到以气体燃料和液体燃料为主。最早，用焦炭为原料生产合成氨。20世纪20年代出现以焦炉气深度冷冻分离制氢的方法生产合成氨。20世纪50年代开始采用天然气制氢，到60年代国外主要产氨国都已先后停止用焦炭、煤为原料，而
30、以天然气、石脑油、重油等为原料。作为合成氨的原料应首先考虑选天然气和油田气，其次采用石脑油和重油。到1990年，全球采用天然气为原料占77%。,采用不同原料的投资及能耗比较,20世纪50年代以前，最大生产能力为日产200t。20世纪60年初期，最大生产能力为日产400t。1963年和1996年，美国凯洛格（Kellogg）公司相继建成日产544.31t和907.19t的氨厂。目前，大型氨厂通常有三种规模a:日产600t（年产20万t）b:日产1000t（年产30万t）c:日产1500t（年产50万t）现在，世界上最大的合成氨装置日产量1800t，于1991年在比利时的安特卫普（Antwerp）
31、建成投产。,合成氨生产规模的变化：,能量消耗,（1）以天然气为原料的大型氨厂日产1000t氨厂 20世纪70年代 能耗为40.19GJ/t 目前 能耗约为29.31GJ/t,（2）以天然气为原料的中型氨厂日产450t氨的LCA工艺的能耗为29.31GJ/t。（3）以煤为原料的小型氨厂（中国）年产25kt的小型氨厂，吨氨总能耗为42.28GJ,中国合成氨生产情况引进32套装置,其中原料为天然气、油田气17套，石脑油5套，渣油7套，煤2套和尤里卡沥青1套，加上上海吴泾、成都的两套国产化装置，合成氨生产能力10.22Mt。引进的先进工艺和先进技术包括：低能耗凯洛格工艺、布朗工艺、AM-V工艺、KPK
32、工艺和德士古与谢尔重油气化技术、鲁奇煤气化技术、德士古水煤浆气化技术。,2001年生产能力在30万吨/年以上的生 产厂家有18家，新疆乌鲁木齐石油化工总厂（65.34万吨/年）甘肃宁夏石化分公司（55.47万吨/年）四川泸天化集团有限公司（52.39万吨/年）川化集团有限责任公司（50.37万吨/年）大庆石化股份有限公司（39.80万吨/年）贵州赤天化集团有限责任公司（38.00万吨/年）云天化股份有限公 司（37.45万吨/年）中国核工业建峰 化工总厂（35.00万吨/年）四川天华 股份有限公司（34.17万吨/年）山东铎山化工集团有限公司（33.56万吨/年）山西天脊化工集团有限公司（33
33、.09万吨/年）锦西天然气化工有限责任公司（33.07万吨/年）盘锦辽河化工（集团）有限责任公司（33.00万吨/年）,国内大型合成氨装置有哪些？,说到合成氨，就要说到尿素，因合成氨的40-50%都是用于生产尿素。尿素是一种含氮量最高的中性固体肥料，也是重要的化工原料。尿素约90%用于农业，10%用于工业。农业上，尿素用作肥料，可作单一肥料、复合肥料、混合肥料和微肥使用，尿素也可用作饲料及添加剂。,2.尿素工业,工业上，尿素可生产三聚氰胺、脲醛树脂、氰尿酸、氯化异氰尿酸、三羟基异氰酸酯、水合肼、盐酸氨基脲、脲烷、氨基磺酸、发泡剂AC、尿囊素等；在医药工业中尿素可制氨基甲酸酯、酰尿、造影显影剂、
34、止痛剂、漱口水、甜味剂等；在石油工业中尿素可用于生产石油炼制的脱蜡剂；在纺织工业中尿素可用于生产含脲聚合物，也可作纤维素产品的软化剂；尿素还可用作炸药的稳定剂、选矿的起泡剂，也可用于制革颜料生产。,目前在国内外市场上，尿素产品一般以颗粒形式进行销售，生产开发大颗粒尿素已被多年的实践证明是提高尿素产品质量的重要途径，并已成为今后尿素生产技术改造的发展趋势。,尿素产品市场世界市场世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料，由于经济、技术和环保等因素的影响，世界上3/4的合成氨原料使用天然气，85%的合成氨用于生产化肥，其中尿素用量占合成氨总产量的45%。由于近几年肥料市场持续不景气，许多化肥生产企业关
35、闭或转产，西欧和北美尤为严重。世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区。世界上约60个国家可以生产尿素，但主要集中在其中的30个国家，尿素主要出口商有15个。,20012005年间，世界尿素生产能力呈稳步增长趋势，到2005年尿素产能已接近1.44亿吨，其中：60%的生产能力分布在南亚和东亚；32%的能力集中在中国；中东国家占世界11%的生产能力；北美占了8.2%；东欧和中亚地区占了8%。,20012005年间世界尿素生产能力增长趋势,2005年世界尿素生产能力分布,2005年世界尿素产能增加了250万吨，其中近50%的增加来自于中国。其他的新增来源主要有：阿曼Omif
36、co两条尿素串联装置于2005年中期投产，使大颗粒产能每年增加170万吨；卡塔尔Qafco期装置全面开车，使2005年尿素产能增加了25万吨；TukmenKarbamid位于土库曼斯坦的一座新建合成氨/大颗粒尿素装置投产，2005年增加了近8万吨的大颗粒尿素供应；印尼的PIM和Kujang 1B两装置开工生产，获得了近40万吨的尿素供应。,然而，由于受到天然气和原油价格所带来的成本压力，美国和罗马尼亚有数个装置关闭了，如2004年以及2005年晚些时候美国永久关闭了一些尿素厂，移走了近20万吨的尿素产能，罗马尼亚2005年约有30万吨产能关闭。,20012005年间世界尿素产量增长趋势,近年我
37、国尿素供需情况（单位：万吨实物）,2002年国务院下发文件停止硝酸铵作为化肥使用，硝酸铵在国内停止使用将为尿素等其他氮肥让出较大的空间。我国每年硝酸铵有370万吨的年需求量，如转化为尿素的需求，将为尿素的需求打开更加广阔的空间。,尽管尿素主要用于农业，但近年来尿素下游产品产量快速增加也是尿素需求上涨的因素之一。尿素用量比较大的三聚氰胺，2003年产量大约23万吨，消耗尿素约70万吨左右；脲醛树脂产量约100万吨，尿素的消耗量在60万吨左右。随着我国国民经济的快速发展，尿素下游产品的需求还将继续增加，因此对尿素的需求也将增加。,尿素产品价格世界上大型尿素装置多以天然气为原料，因此尿素价格也多由石
38、油天然气的价格所左右。国际油气价格上升，则尿素价格上升；国际油气价格下降，则尿素价格下降。近年来国际油价基本呈上升态势，国内尿素价格随国际市场价格亦呈同步上扬趋势。,近年中东和尤日内小颗粒尿素离岸价变化趋势图,近期国际尿素市场价格,续表,19962004年国内尿素年平均零售价格变化走势见图,近年国内尿素市场平均价格变化走势,参照未来国际尿素价格高位震荡，预测未来随着供应的增加和国家对价格的监管调控，尿素价格将逐渐有所下调。则我国未来几年尿素市场价将在14001600元/吨间变化。,国内拟建的以天然气为原料的大型合成氨/尿素工程项目,以天然气为原料的大型合成氨/尿素厂拟建地点及规模,1999年尿
39、素年产超过55万t 的厂有：泸天化 584200t、云天化 601894t、赤天化654879t、锦天化561873t、建峰586009t、川天化566084t、海南 560806t，金陵615397t、洞氮611168t、湖北561801t宁夏690921t、乌石化（1）632733t和乌石化（2）570270t。,国内大型尿素装置有哪些？,尿素制造成本我国以油、气为原料的大型氮肥装置最终产品主要是尿素，各种原料的尿素制造成本为：以天然气为原料的氮肥厂尿素制造成本最低的为617.2元tur，最高的是993.53元tur；以石脑油为原料的氮肥厂尿素制造成本最低的是983.12 元tur，最高的
40、是1164.42元tur；以渣油为原料的氮肥厂尿素制造成本最低的是876.65元tur，最高的是1164元t.ur。另外，大型氮肥企业没有政府补贴和免税政策。,尿素的生产,尿素分子式:CH4ON2;结构式:CO(NH2)2 或者 NH2-CO-NH2,尿素的工业生产以氨和二氧化碳为原料,2NH3+CO2=NH2CONH2+H2O 160210 1324MPa,20世纪60年代初 均采用水溶液全循环法工艺即将未反应的氨和二氧化碳用水吸收,并以水溶液的形式返回系统。20世纪70年代初期 在回收循环过程中引入气提技术。气提技术的实质：在与合成压力相同的压力条件下，使用一种气体介质通过反应物系，一般还
41、同时伴有加热，只要气相中氨或二氧化碳分压低于液相中相应的平衡分压，就会使该组分从液相转入气相，也就可以部分地将未反应物进行分离。,尿素的工业生产方法,生产能力：单套装置的日产能力达到500至2000吨生产技术的发展方向：闭路循环、能量综合利用、单系列、大机组，低成本、高质量、少污染。,现代尿素的生产可分为以下几个部分,水溶液全循环法尿素生产原则流程,含有尿素的液相物从较高压力流入下一等级进行分解和分离，直至成为不含氨和二氧化碳的尿素溶液。从各压力等级循环中分出的气态未反应物则通过吸收和冷凝方式转为液相，再逐级逆向返回合成塔。,二氧化碳气提（高压圈）,气提法尿素生产原则流程,氨气提（高压圈）,3
42、.硝酸工业,硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等；,硝酸工业的发展硝酸的工业制法有三种：第一种是早在17世纪就使用的硝石法。它是利用钠硝石跟浓硫酸共热而得硝酸。,NaNO3H2SO4（浓）NaHSO4HNO3,第二种是电弧法。它是利用电弧使空气中的氮气和氧气直接化合而成NO。这是可逆反应，而且这两种单质互相化合时是吸热的，因此高温对于NO的生成有利。不过，即使在3000，平衡混合物中也仅含有5%的一氧化氮。工业上用强大的电源产生的电弧做加热器，温度可达4000左右。当空气流迅速通过电弧时，空气受到强热，于是就生成少量的一氧化氮。立刻将混合气体冷却到1200以下，以后再
43、进一步冷却，混合气体中的NO与O2化合而成NO2，最后用水吸收而成硝酸。,第三种是氨的催化氧化法。主要原料：NH3、空气、水。,硝酸工业的发展趋势：,新上装置应选择“一头多尾”的模式,硝酸的生产,用氨制取稀硝酸的过程，是以铂铑贵金属作为催化剂，将氨氧化成NO，然后将NO氧化成 NO2，再用水吸收NO2，即得到稀硝酸产品。发生的主要反应如下：,稀硝酸的生产工艺流程图,浓硝酸广泛应用于化工、国防军工、冶金、化纤、医药等工业领域，是制造军工和民用炸药、染料、农药、医药中间体、化肥、涂料、硝化纤维的主要原料。我国浓硝酸的消费主要用于化学工业，其次是冶金和医药工业。化学工业的消费量约占总消费量的69%，
44、冶金工业为14%，医药工业为5.5%，其他方面为11.5%。近几年随着我国化学工业及相关工业的迅速发展，我国浓硝酸产量和消费量都在稳步增长，总体供需基本平衡，仅有季节性缺口。,我国浓硝酸近几年产量及消费量,浓硝酸产品利润丰厚，各个生产企业都在积极扩大生产规模，同时也不断有新企业加入该行业，因此市场面临激烈竞争，摊薄利润在所难免。到2006年底，国内新增稀硝酸产能达到了50万t/a（其中：安徽淮化集团10万t/a、中石油兰州公司15万t/a、济南化肥厂10万t/a、安徽东至华泰公司10万t/a、江苏银珠化工5万t/a），转化为直接外销的浓硝酸有20-30万吨/年。用焦炉气生产合成氨再加工成浓硝酸
45、，有比传统工艺流程短、生产成本低的特点。硝酸产品将极具市场竞争力（经计算成本要比淮化集团工艺低250元/吨）。,根据有关方面推测：化学工业是我国浓硝酸的主要消费领域，随着化学工业持续稳定发展，对浓硝酸的需求量将以年均9%的速度增长，2008年需求量达到110万吨。冶金工业是浓硝酸的重要消费领域，对浓硝酸的需求量将以年均约7%的速度增长，2008年需求量达到20万吨。医药中间体是浓硝酸的消费领域之一，年需求量以6%的速度增长，2008年，年用浓硝酸约20万吨。其他方面2008年需求量达到约30万吨。2008年总需求量超过180万吨，出口2万多吨。2004年我国浓硝酸的生产厂家有30多家，总产量达
46、到126.5万吨，其中年产量在1万吨以上的生产厂家有24家，在5万吨以上的生产厂家有9家，超过10万吨的生产厂家有5家。,浓硝酸的生产,浓硝酸生产有加脱水剂法、直接合成法与共沸酸蒸馏法。直接合成法是至今生产规模最大,技术上和经济上都比较完美的一种方法。原理如下:在一定温度和压力下，液态四氧化二氮、氧气和水在高压釜内直接反应生成浓酸。即2N2O4（l）+2H2O（l）+O2（l）=4HNO3工艺流程有：（1）霍科法工艺流程（2）蒙特爱迪生法工艺流程（3）住友法工艺流程,NH4NO3是硝酸和氨反应生成的盐，是一种重要的氮肥。纯品为白色结晶，含铵态氮和硝态氮各半。施用于气温较低地区的旱田作物上，它比
47、硫酸铵和尿素等铵态氮肥的肥效快、效果好，在欧洲和北美等地使用较普遍，中国北方也常使用。硝酸铵与燃料油结合在一起，可制成炸药，应用于军事和采矿等方面。,4.硝酸铵,1659年，德国人J.R.格劳贝尔首次制得硝酸铵。19世纪末期，欧洲人用硫酸铵与智利硝石（见硝酸钠）进行复分解反应生产硝酸铵。后由于合成氨工业的大规模发展，硝酸铵生产获得了丰富的原料，于20世纪中期得到迅速发展，第二次世界大战期间，一些国家专门建立了硝酸铵厂，用以制造炸药。60年代，硝酸铵曾是氮肥的领先品种。中国在50年代建立了一批硝酸铵工厂。,硝酸铵的主要生产厂家,硝酸铵的生产,工业上生产硝铵的方法是利用氨与稀硝酸作原料的中和法，生
48、产过程包括中和反应、溶液蒸发、结晶或造粒等步骤。反应原理如下：,工艺流程包括（1）常压下，一次（或两次）利用反应热的中和流程（中国）（2）具有真空蒸发器的中和流程（3）加压中和流程（先进的，是发展趋势）0.20.5MPa 用58%的以上的硝酸 0.60.8MPa 用5560%的硝酸,5.硫酸的生产,硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品。广泛用于化工、轻工、纺织、冶金、石油化工、医药等行业。目前在化工方面，硫酸主要用于化肥生产，其消费量约占总消费量的70%左右。因此，化肥工业的发展直接影响硫酸行业的发展。其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织印染、无机
49、盐工业、某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门；此外还用于钢铁酸洗.,我国硫酸工业的生产现状,目前，我国共有硫酸生产企业600多家，其中小型硫酸厂占80%左右，产量占总产量的55%左右，其生产工艺、设备和环保等技术水平相对比较落后，原材料消耗高，设备效率低，环境污染较严重，经济效益较差，与大型企业相比仍有相当大的差距，严重影响了这些企业的市场竞争力。,硫酸生产路线有硫璜制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸和石膏制酸等。我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料。而国外基本上是以硫磺为生产原料的。硫磺制酸与硫铁矿制酸相比，在环境保护、生产成本以及生产操作等诸多方
50、面存在着一定的优势。近几年来，我国硫磺制酸发展也比较快。1995年硫铁矿制酸所占比例约为80%，1998年硫铁矿制酸所占比例约为60%，到了2001年比例下降到40%左右。同时，硫磺制酸所占比例由1995年的1.5%左右增加到2001年的30%左右，硫磺制酸工业发展速度较快。这主要是受进口硫磺价格低、国内硫铁矿资源紧张等因素制约了硫铁矿制酸的发展。,我国硫酸主要生产企业有：山东省鲁北企业集团总公司、铜陵有色金属集团公司、江西铜业公司、葫芦岛锌厂、铜陵市化学工业集团有限公司、苏州精细化工集团有限公司、绵竹龙蟒集团有限责任公司、云南红磷化工有限责任公司、山东红日集团有限责任公司、云南三环化工有限公
