绿氢合成氨什么意思

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。别名：氨气。分子式NH3英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。

合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料

生产方法 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。

①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0.1％～0.3％（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。

②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

③煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。

贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。

第一步是原料气的制备。采用合成法生产氨，首先必须制备含氢和氮的原料气。它可以由分别制得的氢气和氮气混合而成，也可同时制得氢氮混合气。

第二步是原料气的净化。制取的氢氮原料气中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等杂质。这些杂质不仅能腐蚀设备，而且能使氨合成催化剂中毒。因此，把氢氮原料气送入合成塔之前，必须进行净化处理，除去各种杂质，获得纯净的氢氮混合气。

第三步是原料气的压缩和氨的合成。将纯净的氢氮混合气压缩到高压，并在高温和有催化剂存在的条件下合成为氨。

生产合成氨的原料主要焦炭、煤、天然气、重油、轻油等燃料，以及水蒸气和空气；生产合成氨的主要过程一般如下图所示。

原料 →原料气的制备 → 脱 硫→ 一氧化碳的变换→ 脱 碳→ 少量一氧化碳及二氧化碳的清除→压 缩 →氨的合成→ 产品氨。

扩展资料：

氨分子式为NH₃，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液又称氨水。降温加压可变成液体，液氨是一种制冷剂。

氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。

氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。

参考资料来源：百度百科-氨

氢能利用形式有以下几种：

一、交通

近年来，我国政府给予了大量补贴和优惠政策，鼓励燃料电池车的发展。目前国内商用燃料电池车保有量达2000~3000辆，其中有1000辆在运行。由全球环境基金（GEF）、联合国开发计划署（UNDF）和我国科技部（MOST）支持的“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”自2003年起已陆续开展三期。全国已有十几个城市开通了燃料电池公共汽车示范线。

二、发电

可再生能源发电目前在我国所有电力供应中占比虽不大，但随着人们对环保的重视以及可再生能源技术的成熟，越来越多的可再生能源电力即将投用。然而，可再生能源电力供应的一大弊端是不稳定，需要配备电厂，目前以煤电作为补充较为普遍。未来煤电比例将会越来越低，以氢能燃气轮机发电来弥补可再生能源发电将成为一种解决方案。

三、建筑的热电联供

建筑供热是氢能利用的重要方向，未来建筑供热用氢占比将大于发电用氢。

四、高质量的热源

主要用于蓝宝石、单晶硅、特种钢等的生产。

五、基本化工原料

除了传统用途，如制造合成氨、石油加氢精制之外，一些新的利用方向值得关注。例如，在减排CO2方面，可以利用现场生成的CO2，以及富CO2气体，和氢气反应生成甲醇并进一步向化学链下游发展。

7月29日，由中国电力企业联合会指导、协鑫（集团）控股有限公司（下称协鑫集团）主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示，能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3，实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径：化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前，G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略，还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势， 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷，未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。

根据中国氢能联盟预测，到2030年，我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右，在终端能源消费中占比约5%；到2060年，我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约20%。

中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示，通过新能源与氢能的耦合，可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行，解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题，帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来，“十四五”时期，将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期，也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。

随着减碳行动的开展和各项政策的加持，氢能发展势不可挡。据不完全统计，迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署，有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。

氢从何处来？在碳达峰、碳中和目标下，回答好这一问题尤为重要。

根据不同的制取方式和碳排放量，氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中，62%为煤制氢，19%天然气制氢，仅有1%的可再生能源制氢，氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调，氢能产业要实现高质量、可持续发展，其核心准则是从源头做到可持续，将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能，有利于储能和传输，具有零排放、零污染和可持续优势。

高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来，我国氢能产业急需模式创新，依托海外优质天然气资源，转化为氢气具有成本竞争力，国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展，用氢也应避免长距离陆运。他认为，未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主，海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。

会议现场，协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划，协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言，蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨，逐步扩能至每年400万吨生产规模，可供应国内70万吨蓝氢；绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站，达到40万吨年产能。

协鑫集团董事长朱共山表示，从空间结构上讲，在东部、南部等负荷中心发展蓝氢，在中西部地区等新能源大基地发展绿氢，一蓝一绿，协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴，完全市场化的零碳 科技 先锋企业，做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”

1、压强

研究表明在400°C，压强超过200MPa时，不使用催化剂，氨便可以顺利合成，但实际生产中，太大的压强需要的动力就大，对材料要求也会增高，这就增加了生产成本，因此，受动力材料设备影响，目前我国合成氨厂一般采用20MPa~50MPa.

2、温度

从理想条件来看，氨的合成在较低温度下进行有利，但温度过低，反应速率会很小，并且在500°C时催化剂铁触媒的活性最大，故在实际生产中，一般选用500°C。

3、催化剂

采用铁触媒（以铁为主，混合的催化剂），铁触媒在500°C时活性最大，这也是合成氨选在500°C的原因。最后，制得的氨量也不算多，还可以采取迅速冷却，使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。

扩展资料：

催化剂

采用铁触媒（以铁为主，混合的催化剂），铁触媒在500°C时活性最大，这也是合成氨选在500°C的原因。

最后，制得的氨量也不算多，还可以采取迅速冷却，使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。

但对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。

催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。

参考资料来源：百度百科-合成氨工业

——“两步法水煤气制造工艺”

刚刚进入二十一世纪，人类就惊讶的发现，伴随新科技，新文明的到来．能源危机的红灯频频亮起．石油危机，煤炭危机，天然气危机等等，一次次发难，像一只只大手扼住人类赖以生存的血液．中国能源告急，西欧能源告急，北美能源告急，一时间能源问题实实在在摆在了人类面前．能源关乎国家的兴衰，民族的存亡，甚至关系到整个人类的生存。为应对能源问题，欧盟发布了《欧盟能源供应安全绿皮书》《能效行动计划》，日本颁布了《关于能源使用合理化的法律》即《节能法》、《促进石油替代能源的开发和导入的相关法令》即《石油替代能源法》，美国则推出了《国家能源政策法--2005》。中国也起草颁布了《能源法》和《可再生能源法》．一些高瞻远瞩的企业家也适时研发了新技术、新设备．”两步法水煤气制造工艺”就是洛阳豫燃煤气设备公司为应对新世纪能源问题而研发的环保节能技术．它具有高效、节能、环保等特性．符合党的“十七大”所提出的“抓好节能减排工作，着力推进资源节约型、环境友好型社会建设”所要求的成功典范．

专利技术与传统工艺的对比

两步法制气工艺(专利号：200620130339.4)仍采用固定床煤气炉，利用加热的空气来吹风，高温高热的蒸汽制气，对加套锅炉进行特殊的保温处理；控制制气阶段气化区最下部未烬燃料温度，不低于碳氧反应的过渡控制温度，不使气化层下部未燃尽的炭层温度在制气后期降至复燃点以下，确保了整个循环过程中火层稳定不上移。这样，两步法制气工艺仅有短时吹风和上行制气两个过程，大大简化了工艺过程，提高了单炉生产强度，消除了间歇制气过程中各个步序频繁切换带来的低产高耗问题，并克服了富氧连续制气所需的高昂制氧成本。对于两步法仅有上行制气，炉上带出热量较多，可通过空气预热器、蒸汽过热器将空气和蒸汽预热，回收这部分热量再用于制气，这样就将热量损失降到了最低，同时也提高了供热水平，稳定了火层。

现今广泛使用的工艺仍是传统的五步法，该工艺主要是：空气吹风、上行制气、下行制气、二次上行制气、空气吹净五个阶段循环．由于共用管道多，每个阶段的实现靠阀门控制，阀门切换频繁，占用大量时间，导致制气强度降低。制气主要在上行制气阶段进行，在煤气产量达到最大值后，随着床层温度降低迅速下降，下行制气阶段煤气产量大部分时间低于平均值；二次上行制气主要目的是为了安全考虑，空气吹净阶段主要是为了回收煤气炉上部空间和管道里的煤气。因此整个循环过程制气强度不高，效率低下。由于多步循环难以实现高效短循环制气制气阶段持续时间长，吸热量大，整个循环过程温度大起大落，平均温度低，蒸汽分解率低；同时由于整个循环多步交替，有效制气时间短，热损失大；防挂壁的加套锅炉设计增加了散热损失，因而能耗高，耗煤量大．

国内现在的中小型氮肥厂主要采用固定床常压制气．由于国家对环保问题的重视及建立节约型社会的要求，固定床造气审批有一定难度．而两步法工艺由于采取了多种措施对煤气进行降温和清洁处理：首先利用热交换器进行降温和粗除尘，再通过洗气箱、洗气塔、脱硫塔和填料塔进行洗涤、脱硫、和脱萘，使煤气的洁净度完全满足连续生产的需要，并符合环境保护和节约能源的要求．

二步法新工艺的实践

山西芮城县某医药包装业有限公司是一家新型现代化企业，建厂数年来一直使用液化气生产，随着液化气价格节节攀升，产品成本大幅增加，在市场竞争中处于劣势，陷于进退维艰的处境。在2006年5月引进洛阳豫煤燃气设备公司先进技术，率先在本企业使用两步法水煤气制造工艺，并于2006年7月装置建成后达到了出人意料的效果。设备运行至今，不仅给企业带来巨大的经济效益，而且也充分验证了两步法工艺确实有效的解决企业所面临节能减排的难题．

两步法制气新工艺的优点：

1 降低能耗幅度大

以在芮城安瓶厂煤气站耗煤7～8吨/天，与同等产气量的五步法制气装置的10～12吨/天相比，能耗降幅近30%；与每天使用两吨多液化气相比，节约能源费用近50%。

2 所产煤气稳定，热值高

经该厂化验室化验分析，煤气热值在2800~2900千卡/标准立方米。

3 煤气纯净度高

本装置运行所产的煤气满足了其生产技术改造和正常生产的要求，未出现过堵塞灯头现象。

4 同步优化效应

由于采用新工艺所产煤气热值高、稳定性好，使得企业的一些技术改造项目得以实施，以安瓶厂为例，班产达到22万只左右，增长率达20 %而且基本能达到无人操作的水平。由于能耗低，使安瓶生产成本大大降低，使企业摆脱了难以生存的困境，在全国安瓶行业站稳了脚跟。

新工艺的前景分析

当今中国已成为煤炭、钢铁、铜等世界第一大消费大国、继美国之后的世界第二大石油和电力消费大国．《南方网讯》报道”尽管石油、天然气消费迅速增加，但综合国内外的各种预测，到2020年，煤炭在中国一次能源消费结构中仍将占第一位，达60％左右．”中国煤炭工业协会会长范维唐在国务院发展研究中心主办的能源战略和政策国际研讨会上说，目前煤炭在中国的一次能源消费中占67％，而世界平均水平是25％．在利用煤炭过程中，存在环境污染严重的问题．为此中国政府已经出台相关政策，支持洁净煤技术发展。解决中国能源需求，提高能源的开发和利用效率应摆在首位。节约能源已经被专家视为与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的“第五能源”．

洛阳豫燃煤气设备公司独创的两步法水煤气生产工艺，克服了五步法制气碳转化率低、热效率低的顽症，又克服了固定床富氧连续制气过程中二氧化碳含量高等问题，具有很高的经济效益和社会效2008/7/11益。如用于老厂改造，设备改动小，不中断生产，易于实施。芮城安瓶厂煤气站，仅以百余万元的投资在较短的时间内就取得了巨大的成就，就是一个很好的例证．

新工艺的经济效益和社会效益

现今全国大中型化肥厂及制碱厂有700余家，而90%的企业采用的仍是落后的即将被淘汰的五步法制气工艺。该工艺煤耗大，生产效率低，煤气热值低、清洁度低。如果引进两步法制气工艺或进行两步法制气工艺改造，则仅需600万至1000万元人民币，且不中断生产，易于实施。若以每家企业每天耗煤500吨计，再以适宜条件下最低18%的节煤率计算，那么每家企业每年至少可节省2000多万元的能源消耗成本，行业可节省数百亿元的能源资金。自2003年以来能源价格居高不下并以双位数的增率不停攀升，仅2008年1-6月份煤炭价格就上涨了48%，给耗煤企业带来巨大的生产和经济压力，因而两步法制气工艺所带来的经济效益将会越来越可观。节约就是盈利，节约就是增加竞争力，节约就是一个优秀国人爱国的具体体现。

单纯从资源量的角度看，中国煤炭资源如果按年产25亿吨原煤来推算也仅可供应80年。党的十七次代表大会明确提出建设环境友好型社会和资源节约型社会的科学发展观。改变透支资源求发展的方式，转换经济发展的路径和模式，扭转“高投入、高消耗，高排放、不协调、难循环、低效益”的粗放型经济增长方式，逐步建立起资源节约型产业体系和消费体系。节能与环保已成为时代的主题。洛阳豫燃煤气设备公司研发的“两步法制气工艺”以其高超的节约性能和优越的环保性能完全契合这个时代主题，是通向黎明的一道曙光。该工艺若在制气行业得到全面推广，将使整个制气行业接近或达到欧美发达国家同期先进水平。给整个制气行业乃至整个国民经济带来新的生机。两步法制气工艺的应用和推广蕴含着无尽商机。十七大为实现全面建设小康社会提出了更高的目标和要求，每一个有责任的企业家，每一个有理想的公民都应尽自己的一份力量。我们期待着两步法制气工艺全面推广的一天早日到来。

天然气前景引人瞩目 世界天然气资源十分丰富，由于勘探技术提高和开发成本降低，天然气产量逐年俱增，在能源供应中的比重逐步上升。预计全球2040年天然气供应将超过原油，年产将达61.5亿吨油当量，2050年常规天然气产量将达到81.3亿吨油当量。此后非常规天然气将加快发展，有机构预测，2090年两者合计生产近120亿吨油当量。以上某些数字虽属乐观的估计，比相对保守的数字高很多，但表明了人类即将进入天然气为主的能源时代。天然气在化石燃料中是一种最清洁高效的能源，目前大部分直接作为燃料（发电厂、工业炉或民用），少量作为化工原料（制造合成氨、甲醇、甲醛、醋酸等）。

全世界各种能源消费量预测（据美国能源信息署）

非常规天然气有煤层气（CBM）、深层气、致密岩气、富有机质页岩气以及天然气水合物等，比较易于开采的是埋藏1000米以内的煤层气，美国已有多年开采经验，我国正在着手开发，目前已经取得了一定的成果。埋藏于我国北方冻土地带和近海深处的天然气水合物总储量达15万亿吨油当量（由于勘探深度不够，只列举一个粗略的数据），超过其他化石燃料资源一倍，是一笔巨大的潜在能源与化工资源，只是开采的技术难度很大，应努力争取在21世纪中期开发成功。将煤炭气化使之转化为合成气、甲醇和汽油、柴油等液体燃料的技术早已开发成功，在一定程度上得到了工业应用。但由于经济指标因素，目前难以普遍推广。今后随着技术的进一步改进、天然气和原油价格的进一步提高，必将逐步扩大应用范围，届时人们将可利用尚十分丰富的剩余煤炭资源，实现部分煤炭资源向油气资源的转化。

非常规石油进入角色 世界非常规石油资源远较常规石油资源丰富，但开采成本较高。而且其原始状态（超重质油、油砂、油页岩、沥青等）多为氢碳比低并含硫、氮化合物的重质烃，加工费用也大。资料表明，在超过1.4万亿吨的总地质资源量中，采出成本20～40美元/桶（1995年价）的可采资源约1700亿～8300亿吨。以上价位在当前已经开始与常规石油形成一定的竞争，但是由于成本的制约和国际油价的波动，将决定其在一段时间内还是很难替代常规油气资源的，到2030年以后，常规石油产量越过峰值走向低谷，油价将成倍上升，届时非常规石油的竞争力将逐渐处于优势。目前，加拿大油砂商业开采量已达100万桶/日，预计2015年增长到270万桶/日，已引起投资热潮和业界的高度关注。

专家预测，致密地层天然气（包括煤层甲烷）和重油（包括油砂和油页岩）可采储量在21世纪至少增长650%。到2101年，所有烃类储量的一半将由这部分组成。

天然气水合物是20世纪发现的一种新的矿产资源，有“可燃冰”、“固体瓦斯”之称，被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源。从数量上看，全球天然气水合物中的含碳总量大约是地球上全部化石燃料（煤、石油、天然气等）含碳总量的两倍，世界上绝大部分天然气水合物分布在海洋里，储存在水深300～500米、海底之下500～1000米的范围以内。海洋中天然气水合物的资源量约为18000万亿立方米，约合1.1万亿吨油当量。预计全球天然气水合物总资源量约为22000万亿立方米。

替代能源发展加快 环境与发展已成为21世纪的主题之一，大力发展可再生能源和新能源等替代能源成为对这一主题的最好诠释。可以替代油气资源的能源很多，主要有风能、太阳能、核能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源以及电力等二次能源。

2050年能源消费结构的预测（世界能源理事会）

目前，绝大多数国际大石油公司均已经涉足可再生能源和新能源领域，正在逐步实现由石油公司向能源公司的转变。随着传统化石能源市场的竞争以及资源、环境约束的加剧，为寻求技术创新、应对市场竞争、弥补储量递减以及推动环境保护，发展可再生能源和新能源成为各大石油公司的必然选择。

目前，大型跨国石油石化公司涉足的可再生能源和新能源领域主要有太阳能光伏、风能、生物质能、氢能和燃料电池等。壳牌、BP和雪佛龙等公司在这些领域已经进入商业运作阶段。近几年，这些公司在可再生能源和新能源方面的年均投资超过1亿美元。壳牌和BP均于1997年成立了独立的可再生能源部门，并逐年增加业务投资。目前，它们在太阳能光伏和风能等方面取得了领先地位，成为可再生能源和新能源领域公认的行业领头羊。

在21世纪人类对能源需求空前高涨时，我们不能不考虑替代能源对21世纪石油工业发展的影响。在高油价的催生以及在各种创新技术的发展下，或许会出现一种我们没有预见到的能源来替代油气资源，那时我们的石油行业将面临巨大的变革。假如对风能和太阳能继续强制使用并给予补贴，此类能源将以每年10%的速度增长，比烃能源供应增长快5倍。如此，替代能源在能源供应中将发挥越来越大的作用。