简述以天然气为原料合成氨的工艺流程
天然气制氨.天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化合成氨重要下游尿素碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.10.3体积）,经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨.以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似.以下为流程图：
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气头尿素前景探析
2014年2期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：天然气作为清洁能源，在国内被广泛使用于工业生产、民用燃气以及交通运输等行业中，近年来，由于天然气价格上涨以及民用天然气消费量巨增等因素，使一些以天然气为原料的工业生产厂家出现了前所未有的困难局面，尤其是以天然气为原料的化肥生产企业，天然气供应短缺，迫使装置停工，导致生产总成本增加，企业盈利能力下降。本文以宁夏石化公司气头尿素生产经营为基础，对气头尿素原料供应进行探析，以求气头尿素企业从原料供应紧张困局下走出，提高企业盈利水平。 中国论文网 /3/view-6721868.htm　　关键词：天然气 原料 气头尿素 　　尿素产品主要用于农业生产、动物饲料以及石化产品等领域，其中尿素作为高含氮量化肥被广泛用于农业生产当中。国内尿素企业生产尿素主要以煤、渣油、天然气等为主要原料，根据原料不同生产出的尿素产品被通俗的称为煤头尿素、油头尿素和气头尿素。油头尿素由于原料成本高已经退出尿素产业，气头尿素在尿素产业中约占三成，其余由煤头尿素构成。 　　一、导致气头尿素产业环境不利的因素分析 　　1.天然气用量不能满足企业生产需要 　　天然气作为清洁能源，在国内被广泛使用于工业生产、民用燃气以及交通运输等领域中，目前民用天然气需求量巨增，而且随着国家及民众环境保护意识的逐渐增强，国家要求一些以煤为原料的民用采暖企业对装置设备进行技术改造，改造成以天然气为原料，使得天然气用量进一步增加。另外，汽柴油价格逐年上涨，汽车油改气数量增加，上述诸多因素使得国内天然气需求缺口不断扩大。尤其在冬季，政府为了解决民生问题，对天然气供给关系进行调控，加大了对民用天然气的供给量，缩减工业用天然气使用量，这样直接导致以天然气为原料的尿素生产企业，在天然气需求旺季时供应不足，装置被迫停工以保证民生需求。 　　2.天然气需求旺季装置停用，停工损失和管理成本增加 　　在天然气需求旺季，对于工业企业装置停车保民用将由阶段性变为长态化，预计气头尿素企业每套装置每年最少停工一个季度，而且为了保证装置开工时顺利开车，在装置停工期间，还需要对装置做系列保护性措施，这不但使企业产能降低，还使得装置停工费用额外增加，每年每套装置因停工而导致的损失大约近两亿元，直接导致企业盈利能力下降，企业生存艰难。预计随着民用天然气需求量不断增长，这对利润本身不高的气头尿素生产企业更是雪上加霜。 　　3.天然气价格上涨，生产成本增加 　　近年来，天然气价格不断上涨，使尿素生产成本快速升高。就拿宁夏石化公司来说，天然气价格在近十年来由0.7元/M3（含税）上涨到目前的1.6元/M3（含税），涨幅达130%，由此使气头尿素单位成本上升530元/吨。根据发改价格[号文件精神以及从宁夏石化公司目前天然气采购价格趋势看，未来一段时期天然气价格在1.6元/M3的基础上价格涨幅最小为0.25元/M3，最大涨幅可能达到0.9元/M3，即价格极有可能会涨到2.5元/M3，如果涨到2.5元/M3将使尿素生产成本在目标成本基础上再升高450元/吨。然而，尿素销售价格并未随着天然气价格上涨而同比上涨，导致气头尿素盈利空间不断挤压直到亏损。 　　从目前天然气供需关系分析，工业用天然气价格还将持续上涨，并且上涨速度会越来越快，且未来时期天然气价格回落无望。 　　二、不同原料生产尿素产品原料成本对比 　　气头尿素用天然气近几年来经过几次价格上调，在过去成本明显低于油头尿素和煤头尿素的优势已随着天然气价格上涨而不复存在，目前尿素用天然气价格明显低于民用天然气价格，如果尿素用天然气价格上调至民用天然气同等价格，尿素企业将亏损更严重。 　　从对上页图表的分析中可以看出，在不考虑天然气供给不足以及装置停工不利因素情况下，以天然气为原料的气头尿素仅原料价格一项因素导致单位成本明显高于煤头尿素单位成本，也高于煤制气（焦炉煤气）尿素单位成本，使以天然气为原料的气头尿素成本优势不复存在。就目前1.42元/M3的价格，天然气成本占尿素生产成本约50%，如果天然气价格上涨到不含税2.21元/M3，仅天然气原料一项成本将使尿素成本高达1303元/吨，原料比重将达到尿素生产成本60%以上，使尿素边际效益缩水465元/吨，如果按目前尿素价格1.42元/M3计算，已无边际效益，即，仅变动成本一项就比尿素销售价格高，在尿素价格基本趋于稳定的情况下，企业将长期处于亏损状态。从上表可以看出，煤头尿素成本优势明显，未来中国尿素产业市场格局将发生重大变化。 　　三、气头尿素企业产业前景规划 　　气头尿素原材料供应紧张、价格上涨等诸多不利因素已经引起气头尿素企业管理层重视。作为企业，从效益最大化和企业价值最大化的发展目标考虑，必须采取积极措施，积极寻求出路。由于煤炭价格涨跌幅波动小，具有明显的成本竞争力，所以笔者认为未来煤头尿素企业仍将是中国尿素行业发展的主要方向。 　　1.并购原料生产企业。从前述不同原料生产尿素产品成本对比中可知目前天然气替代产品最经济的是煤或煤制气（焦炉气）。所以，由公司战略管理委员会制定公司长远战略实施计划，从原材料入手，通过企业并购与合作，并购产煤企业或与煤焦化企业合作，不但可以改变原材料供应紧张以及原料价格上涨给公司带来的不利影响，还可以节约天然气清洁能源并可以解决焦化工业的污染问题，实现焦化工业清洁生产，提高焦炉气的附加值。例如宁夏属于产煤省份，毗邻宁夏的内蒙乌海地区也盛产煤炭，这对气头尿素企业并购原料生产企业属于利好因素，可以在一定程度上解决气头尿素原料供应不足的问题。 　　2.公司科研部门加大对气改煤的研发攻关力度。由于气头尿素工艺与煤头尿素以及煤制气尿素工艺有很大的差异性，由气头工艺改造为煤头工艺或煤制气工艺，需要增加造气系统、制氢系统等装置系统，还需要对合成氨装置二氧二碳回收系统等装置进行技术改造。只有经优良的技术改造方可使装置达到良性运行，节约原料成本消耗。
　　对改造后的系统进行系统性梳理，梳理出能源消耗高、“大马拉小车”配置等影响装置运行的设备进行节能改造，提高装置运行效率，降低能源消耗损失，起到节约装置运行成本的作用。 　　由于煤质中含硫、砷、镉、汞等有害金属元素，尤其是煤在燃烧中，硫是造成城镇环境污染的主要物质源。故需要研发部门对改造后的煤头尿素装置导致的环保问题进行研发攻关，并进行一系列技术改造，发展低碳经济，确保因气改煤后装置环保达标，符合国家节能减排政策。 　　3.生产部门在气改煤后装置运行时，加强对生产装置运行受控。由于煤与天然气中化学成份的差异性，会影响装置的平稳运行，生产部门在装置运行时加强对装置运行监控，收集装置生产波动数据并进行分析，找出问题原因并加以解决。通过对装置运行的巡检、监控以使生产装置运行得到受控，通过生产受控，找出能源消耗高、跑冒滴漏点，使装置高效良性运行，节约成本增加效益。 　　4.财务部门加大对气改煤的项目前评估、测算与项目后评价。做到项目前评估有依据，测算准确，为气改煤项目提供财务依据。对项目进行经济后评价，对项目执行过程、效益、作用和影响进行系统客观分析与总结，为企业项目投资责任追究提供技术支持。 　　5.建立重大事故预警机制与突发事故处理机制以及责任追究机制。由于尿素生产装置属于高温高压高毒气生产行业，生产过程中的隐型隐患，稍有不慎将对企业长周期稳定生产、对企业效益、对环境保护、对企业在公众中的良好形象等均产生重大不利影响。因此企业应建立重大事故预警机制，将生产安全隐患杜绝在萌芽状态，防患于未然。要建立突发事故处理机制，一旦发生安全事故，立即启动预案，确保事故发生时处理及时，减少损失。要建立责任追究机制，明确责任追究的范围、责任的划分和责任追究的实施，确实起到震慑作用。 　　四、结束语 　　天然气作为不可再生的清洁能源，随着国家加大对天然气价格的调控力度，气头尿素生产企业用天然气数量将不断减少，价格将持续上涨，势必导致气头尿素企业找寻原料替代产品。本文简要从煤头尿素与气头尿素成本对比以及针对气头尿素产业面临的不利环境进行分析并提出一些应对策略。但作为一项影响企业生存发展的重大战略规划，本文所述远远不够，企业需要将此作为一项系统工程，需要组建专门的专业团队来解决气头尿素所面临的困境。 　　参考文献： 　　[1]宁夏石化公司财务成本管理数据. 　　[2]国家发展改革委关于调整天然气价格的通知（发改价格[号）. 　　（作者单位：中国石油宁夏石化公司）
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尿素[CO（NH2）2]是一种非常重要的高氮化肥，以天然气（含H2S）为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中
jpg" esrc="font-size.150?CO（NH2）2&nbsp尿素[CO（NH2）2]是一种非常重要的高氮化肥./zhidao/wh%3D600%2C800/sign=de622d5ab78f8c54e386cd290a1901cd/d62aab5bb5c9eab87c，既能产生净化的水又能发电．尿素燃料电池结构如图2所示.974：（1）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与O2反应的化学方程式是______（2）如果整个生产过程釆用绿色化学工艺.baidu:normal"><table cellpadding="-1" cellspacing="-1" style="margin-right://g;wordWrap.padding-（l）+H2O&nbsp，则生产&nbsp:90%">3)<td style="padding-top://g，以天然气（含H2S）为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤未列出）．请回答下列问题:90%">n(CO（4）化学家正在研究尿素动力燃料电池.com/zhidao/pic/item//zhidao/wh%3D450%2C600/sign=dabc52d097eef01f4dceb513/1b4c510fd9f9d72a0e6afba9d72a2834349bbb7c;font-（g）+CO2&nbsp.hiphotos:nowrap:1px"><td style="border-font-size.baidu，反应的化学方程式为2NH3&nbsp.634！用这种电池直接去除城市废水中的尿素;（标准状况）．（3）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2].jpg" target="_blank" title="点击查看大图" class="ikqb_img_alink"><img class="ikqb_img" src="http:wordSpacing：T/℃165175185195K111，NH3的平衡转化率为______．
则反应的二氧化碳为0:normal（1）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S，故答案为，反应充分，NH3的平衡转化率=<span style="vertical-align；（4）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气，假设氨气为4mol.48×104，原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4:90%">6g60g/mol×22:1px.4L/mol×10-3m3=4，负极反应为CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+.28mol4mol×100%=32%：CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+，故答案为.48×104m3，故答案为:1px solid black">1；（2）由C原子守恒可知，说明正反应为放热反应，故答案为，故答案为，二氧化碳为1mol:normal"><table cellpadding="-1" cellspacing="-1" style="margin-right、二氧化碳；（3）①平衡常数随温度升高减小:normal"><td style="border-bottom:nowrap，依据化学方程式2NH3（g）+CO2（g）.28font-font-wordWrap
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以天然气为原料合成尿素的生产中的主要反应之一为：
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）；△H&0
请根据题目要求回答下列问题：
（1）在一定条件下，将0.05molCH4和0.10molH2O气放入容积2L的密闭容器中，20s时有0.01molCO生成，则H2的化学反应速率为&&&&&&&&&&& 。
（2）在其它条件不变的情况下降低温度，则逆反应速率&&&&&&&&&&& （填“增大”或“减小”或“不变”，下同）；在其它条件不变的情况下加压，则正反应速率&&&&&&&&&&& 。
（3）在一定条件下，当该反应处于化学平衡状态时，下列操作可使化学平衡向正反应方向移动的是&&&&&&&&&&& （填序号）。
A．升高温度&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B．降低温度&&&&&&&&&&&&&&& C．增大压强
D．减小压强&&&&&&&&&&&&&&&&&&& E．加入催化剂&&&&&&&&&&& F．移出水蒸气
（4）在一定温度下，将1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入某一恒压容器中，达到化学平衡时，混合气体共4.0mol，则CH4的转化率为&&&&&&&&&&& ；若其它条件不变，起始时加入amolCH4molH2O（g），c mol CO和d molH2达到平衡时，各组分体积分数与上述平衡完全相等，则ab和c满足的关系为&&&&&&&&&&& （用字母表示）。
（2）减小& 增大
（4）50%& 2a+c=b
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