複数の大型装置により安定した生産が実現、低圧アンモニア合成の独自技術で国際的にリード”

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複数の大型装置により安定した生産が実現　低圧合成アンモニアの独自技術が世界でリード　著者／出典：中国化工報　日付：2016年8月15日　クリック数：28　我が国の合成アンモニア技術は、国産化、大型化、低圧化、クリーン化、高効率化の方向へと進化しており、低圧でのエネルギー節約が合成アンモニア技術の主流となっている。中国窒素肥料工業協会の顧宗勤会長は最近、現在、大規模な低圧アンモニア合成装置に新たな進展があったと指摘した。国内で独自に設計された年産60万トンのアンモニア合成実証装置が沧州正元および山東瑞星で順調に稼働しており、これは我が国の化学肥料生産技術が国際的な先進水準に入りつつあることを示している。　 中国窒素肥料工業協会の張栄秘書長によると、海外の大規模な合成アンモニア技術や設備が導入されて以来、低圧型の合成アンモニア製造技術および設備は常に海外によって支配されてきた。この状況は21世紀初頭になってようやく改善され、海外の技術や設備を一部活用しつつ、国内で年間18万～30万トン規模の合成アンモニア製造システムの国産化が推進された。 国内の窒素肥料業界の著名な専門家である于子方によると、我が国の合成アンモニアの発展は、低圧から中圧、そして高圧へと進んできたという。最初に開発されたのは12.5Mpaで、その後15Mpa、20Mpaとなり、化学第四研究所では最終的に32Mpaを実現した。海外の先進的なアンモニア合成技術を基盤としつつ、我が国ではアンモニア合成に用いる圧力が高圧の32Mpaから25Mpaへと下がってきました。国内の多くの科学技術機関が、さまざまな低圧アンモニア合成プロセス技術を研究開発しており、一部の大型プラントでは22Mpaや20Mpa未満、中には15Mpa未満の圧力で運用されているものもあります。現在、業界で稼働している15Mpaのシステムには、山東洪達の年間15万トンのアンモニア合成システム、新疆鴻基焦化の年間12万トンのアンモニア合成システム、四川金象化工の年間24万トンのアンモニア合成システム、そして安徽中能（臨泉）の年間30万トンのアンモニア合成システムがあり、低圧化の傾向が顕著である。 15Mpaを基盤として、華魯恒升と南京国昌は、より省エネな11.5Mpaの低圧省エネアンモニア合成システムを共同で開発し、華魯恒升に年間30万トンの生産設備を建設しました。この装置は、中国石油化学工業連合会が実施した現地評価を通過し、各種の経済技術指標はすべて設計目標を達成、またはそれを上回っている。日平均生産量は1000トン以上で、11.4MPaの低圧下でアンモニア純度16.53％を達成し、アンモニア1トンあたりに4.0MPaの過熱蒸気が0.97トン副生される。総合エネルギー消費量は低く、アンモニア1トンあたりの水・電力・蒸気の総合エネルギー消費量は73.04MJである。 南京国昌社の技術責任者によると、従来の低圧合成プロセスと比べて、このシステムは3段式の全放射状合成塔構造を採用し、魚鱗状の筒形放射状分配器や、大型反応器と小口径の中央熱交換器を組み合わせた構造、さらに触媒の自動排出機能など、多くの新技術を活用することで、アンモニア合成塔の抵抗を低減し、効率を向上させるとともに、機器の事前組み立てが容易でメンテナンスも簡単であり、内部部品の信頼性も高く、触媒も完全に自動的に排出される。 張栄によると、より科学的な構造で圧力が低く、省エネ性に優れた国産の低圧合成技術が、年間30万～45万トン規模のアンモニア合成装置に次々と導入されており、年間60万トン以上の規模を持つ低圧合成プラントもすでに実用化されている。報道によると、南京聚拓化工科技有限公司が独自に開発した年産60万トンの低圧アンモニア合成プロセス技術ソフトウェアパッケージの産業化プロジェクトが、山東瑞星集団潤銀生物化工株式会社で順調に稼働を開始しました。これにより、我が国のアンモニア合成プロセス技術の大規模化や国産化に向けた新たな道が開かれました。 これは、国内で初めて完全に独自の知的財産権に基づく技術を用いた超大規模な合成アンモニアプロジェクトであり、システムに不活性ガスをほとんど使用しない方式で設計されており、合成アンモニアの生産量は年間90万トンで、1日あたりの生産量は2400トンを超えます。その中で、同社が独自に研究開発、設計、製造したDN3200アンモニア合成反応器、蓮の花状の直接接続型余熱回収装置、組み立て式アンモニア冷却器などの重要な機器は、一度の連動運転において安定して動作し、プロセス指標も優れており、設計目標を上回る結果となった。この装置の運用は、我が国のアンモニア合成システムにおける重要な設備の大型化技術が大きな進展を遂げたことを示しています。