6月24日，河北阳煤正元化工集团有限公司开发的JR超大型氨合成节能技术，通过了中国石油和化学工业联合会在石家庄组织的科技成果鉴定。鉴定委员会一致认为，该技术工业运行指标优异、稳定可靠，达到国际先进水平，建议加快推广应用。
图为中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定会会场。
该技术已在国内最大的单体合成氨生产装置——沧州正元化肥有限公司“60-80”（即年产60万吨合成氨、80万吨尿素）项目上应用超过2年。
中国氮肥工业协会5月组织的现场72小时连续运行考核结果表明：系统装备国产化率达100%，合成氨单塔日生产能力2186.3吨，达设计产能的109%；系统压力15.14MPa，系统压降0.708MPa，氨合成塔和高压水加压降0.336MPa，氨净值17.56%；装置运行稳定可靠，各项指标达到或优于设计值。
图为阳煤正元化工集团沧州正元化肥有限公司全景。
据介绍，该技术主要创新点是开发了全还原态触媒储运和装填技术体系，节省了开车时间和费用；氨合成塔内件采用悬挂结构，提高了内件和外筒连接可靠性；氨合成塔内件段间通道采用自重密封，减少了内件安装工作量，降低了装填安全风险。该技术还采用水移热的方式回收氨合成反应热，可以降低出塔气温度，简化氨合成流程，减少设备投资，热回收效率明显提高。
该项目总负责人、阳煤正元化工副董事长刘金成告诉记者，国外单系列大型合成氨装置技术起步早、成熟度高，最大单套合成氨装置年生产能力在60万吨以上。目前国内运行的大型合成氨成套装置已超过50家，其中单系列产能最大的在本项目投产之前只有一套60万吨的进口装置，其他均为年产45万吨。由于国内大型合成氨装置技术不成熟，除上海、四川、江苏、宁夏4套大化肥项目为国产化装置外，其他装置均从国外引进技术，引进费用高达1500万元。
为突破技术垄断，阳煤正元在原有JR氨合成技术专利基础上，自主开发了年产60万吨JR超大型氨合成塔及配套的工艺技术。该技术采用高压水加回收氨合成反应余热、两级氨冷；氨合成塔采用三段绝热、段间间接换热、全径向结构，氨净值、反应热回收率等指标在行业内遥遥领先。目前，国内外氨合成装置的反应热利用率在85%，而JR3000型氨合成装置达到95.3%。该装置技术引进费、还原态催化剂开车费用节省迖6000多万元，每年合成系统多回收的热量迖万吨标煤，节支金额700-800万元。
图为正元塔器设备有限公司外景。
国际上具有代表性的低能耗制氨工艺有：美国KBR、丹麦托普索工艺、瑞士卡萨利工艺、德国伍德工艺等。
其中，KBR的氨合成塔为卧式，存在着设备占地大、内部轨道结构复杂、不易安装及检修等问题；卡萨利的氨合成塔内件是分段式，内件组装复杂，密封性不易保证，且会存在返混现象，不利于氨合成塔内部气流分布均匀及氨合成反应的平稳进行。
目前，大型氨合成基本上逐步采用多段绝热、间接换热的全径向氨合成塔内件，其设计理念主要是提高氨净值、安装方便和安全可靠。内件支撑方式均选择在氨合成塔底部，内件副线均通过金属软管或铰链式波节管连接。受金属软管或铰链式波节管性能的限制，内件和外筒的膨胀量不宜过大，也就是内件的高度受到限制。全径向氨合成塔又适合较大的长径比，可降低氨合成塔外筒的设计制造难度，并且可减少投资。
（来源：中国化工报 作者：姜小毛） |
