合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨,为一种基本无机化工流程。现代化学工业中,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨,为一种基本无机化工流程。现代化学工业中,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨工业在20世纪初期形成,开始用氨作火炸药工业的原料,为战争服务,第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展,对氨的需要量日益增长。
我国合成氨产业链上游参与主体主要为原材料供应商;产业链中游参与主体是合成氨生产商;产业链下游参与主体是氮肥生产商及硝酸铵生产商,按应用领域,又可分为农业领域和工业领域。
热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时,反应的活化能很高,反应几乎不发生。当采用铁催化剂时,由于改变了反应历程,降低了反应的活化能,使反应以显著的速率进行。合成氨反应的机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
近年来合成氨的开工也是徘徊低位,产量逐年降低,2015年-2018年期间产量直线下滑,于2018年达到最低位4587万吨,2015年最高产量大5791万吨。不过2019-2020年由于甲醇行情惨淡联醇企业多以产氨为主,而且2019年-2020年公共事件的不断反复,国家储备等方面考虑下半年国内疫情得到控制以后,各行业开工率整体高位及置换产能等的释放,2020年合成氨行业开工整体偏高,产量也出现增长。
数据显示,2018年,合成氨消费总量为5694吨,相比2017年下降0.3%,近5年年均下降1.8%左右。合成氨下游消费量整体呈现“减肥增化”的转型趋势,故合成氨消费量下降速度较缓,低于尿素3.3%的5年年均降速。合成氨在车用尿素和电厂脱硫脱硝领域的消费量增长最快,近5年年均增幅均超过50%;其次,在己内酰胺、三聚氰胺、脲醛树脂等化工新材料方面也显著拉动了合成氨消费量的增长,近5年年均增速在10%以上。
“十三五”以来工业和信息化部要求重点行业淘汰落后以及过剩产能,其中合成氨行业不得少于1000万吨,近几年我国合成氨产能整体呈下降趋势,加上退城进园等部分政策的影响,我国合成氨行业去产能效果显著,据中国氮肥工业协会统计,截至2021年底,全国合成氨产能合计6488万吨/年,同比减少49万吨/年。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国合成氨行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》显示:
数据显示,截至2021年1-12月,全国累计生产合成氨5909.2万吨,同比增长15.5%。我国合成氨主要运用于农业,从下游需求来看,其中尿素占比最大约61%,其他化肥占比19%,化工行业占比20%,其中我国合成氨消费量最大的区域主要是华东、中南、西南和华北等地区。2019年至2021年合成氨表观消费量分别为4840.31万吨、5232.28万吨、5989.84万吨、表观消费量同比增速分别为3.42%、8.10%、14.48%。
截至2022年上半年兴化股份营业收入为18.82亿元,同比增长35.74%,其中液氨业务收入为4.24亿元,同比增长29.75%,占比营业总收入比重为22.51%。
2022年2月3日,国家发展改革委联合有关部门发布了《关于发布〈高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)〉的通知》,并附《合成氨行业节能降碳改造升级实施指南》,就煤、天然气制合成氨、尿素产品,明确了节能降碳工作方向和技术路径,有很强的针对性、可操作性。
相比于我国千万吨级的合成氨产量,我国合成氨的进口量始终维持在较小水平,数据显示,截至2022年1-7月我国合成氨进口量为15.54万吨,同比下降70.07%,出口量为2.8万吨,同比增长1656.98%。截至2022年1-7月我国合成氨进口金额为1.64亿美元,同比下降24.04%,出口金额为0.26亿美元,同比增长1025%。
数据显示,2022年1-7月我国合成氨从印度尼西亚进口量最高,进口量为9.14万吨,占比58.84%,其次是沙特阿拉伯、马来西亚与卡塔尔,进口量分别占比25.02%、11.55%与3.74%,其他地区进口量占比0.85%。
中国的绝大多数人口仍在农村,新农村建设正“如火如荼”。农业机械化、农用汽车化正在兴起之中,估计到2020年将增长2倍,未来两者需求还将持续增长四五倍。氨燃料的推广自中国农村始,正可以星火燎原,从农村发展到城市,最终普及整个氨蓝色经济大市场,并由此带动一系列相关的新兴产业从中国走向世界。
就生产条件而言,可以采用多联产的方法,将合成氨生产过程中的相关流程进行合理整合,取代原来的生产结构。为了提高合成氨厂的效率,提升企业的核心竞争能力。此外,全球石油储量不断下降,为了解决原料短缺,需要寻找一种科学的原料。
随着合成氨技术的发展,我国的合成氨技术将会向大型、集成、自动化方向发展,从而达到节能、减排的目的,而目前国内以煤、油为原料的合成氨技术,其能耗水平还有待进一步提高。在我国现有的合成氨生产技术开发和开发中,人们关心的焦点是技术流程和合成氨装置的优化。要实现合成氨生产技术的节能降耗,必须在技术、装备等方面进行进一步的发展。
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