赵建威，常红还
（河北冀衡集团有限公司，河北 衡水053000）
［摘 要］ 在合成氨装置氨合成系统中，氨合成系统放空气高压膜法提氢技术早已得到应用，但适用于液氨贮槽弛放气的低压膜法提氢技术，直到近年来研制出低压、渗透量大、分离性能好的膜组件及高效净氨塔出现后才得以应用。简介合成氨装置膜法提氢技术的发展状况，详细介绍低压膜法提氢技术在河北冀衡（集团）化肥有限公司的应用情况。实际应用情况表明，低压膜法提氢工艺技术成熟可靠，操作弹性大，操作简单，膜使用寿命长，可同时回收利用氨合成系统放空气和液氨贮槽弛放气中的H2，增产降耗效果明显。
［关键词］ 氨合成系统放空气；高压膜法提氢；液氨贮槽弛放气；低压膜法提氢；应用情况；增产降耗
［中图分类号］ X781.4［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）01-0033-03
1 合成氨装置膜法提氢技术的发展状况
我国是世界上最大的化肥生产国和消费国，据统计，2017年合成氨产量已达48.188 Mt。由于合成氨生产原料气中含有少量的CH4和Ar，而氨合成过程中它们并不参与反应，这些气体在系统内会不断积累，从而减少进入氨合成塔循环气中的有效气组分（H2、N2）含量，使氨的合成率下降。为使系统正常运行、保证氨的合成率，需排放掉一部分循环气，以降低其中的CH4、Ar含量，这部分排放出去的高压循环气叫作放空气。
氨合成塔生成的合成氨，经水冷、氨分后，得到的液氨送入液氨贮槽贮存。在高压下，液氨中溶解有H2、N2、CH4和Ar等气体，而液氨贮槽压力一般设计为1.5～2.0 MPa，液氨进入低压贮槽减压后，这些溶解在其中的气体会随氨蒸气释放出来，占据液氨贮槽的一部分气相空间，且这些气体的累积会使贮槽内压力越来越高，为安全起见，液氨贮槽需定时将其排出，通常把这股压力较低的排放气叫作弛放气。
无论是放空气还是弛放气，均是把煤或石油或天然气等经过造气、变换、净化、合成等工序而得，会消耗各工序的能量。上世纪80年代之前，由于缺乏合适的气体回收利用技术，放空气和弛放气只能在净氨后作为燃料烧掉，仅回收了一小部分热能，显然是对资源和能源的极大浪费。
目前我国合成氨产能及产量位居世界第一，但总体上单位产品能耗与国际先进水平相比还有较大差距。2010年末，合成氨行业符合国家规定的能耗水平为吨合成氨消耗1 570 kg标煤，这比国际先进水平多出500 kg以上（当然了，这也与国外多采用大型气头合成氨装置而国内多为中小型煤头合成氨装置有很大关系）。要实现节能减排，就得采用高新技术来改进合成氨生产工艺，由此，膜分离和变压吸附等先进的气体分离技术应运而生。
由于氨合成系统放空气压力高、气量大，气体中H2含量也高，特别适合于以H2分压差为推动力的高压膜法提氢技术，因此，自上世纪70年代末第1套氨合成系统放空气高压膜法提氢装置投运以来，高压膜法提氢技术在国内外得到了广泛应用。
如上所述，由于氨合成系统放空气自身条件适合于高压膜法提氢，其应用搞得红红火火，而液氨贮槽弛放气低压膜法提氢技术的应用则困难重重。直至近年来，随着低压、渗透量大、分离性能好膜组件的研制成功以及高效净氨塔的出现，不仅在很大程度上弥补了低压膜分离推动力小的不足，降低了膜组件的成本，而且还成功地解决了前端低压净氨效果不好的难题，于是，低压膜法提氢技术也就开始“闪亮登场”了。
更多内容详见《中氮肥》2019年第1期