合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨,為一種基本無(wú)機(jī)化工流程?,F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中,氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。
一、合成氨行業(yè)概述
合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨,為一種基本無(wú)機(jī)化工流程。現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中,氨是化肥工業(yè)和基本有機(jī)化工的主要原料。合成氨工業(yè)在20世紀(jì)初期形成,開(kāi)始用氨作火炸藥工業(yè)的原料,為戰(zhàn)爭(zhēng)服務(wù),第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)氨的需要量日益增長(zhǎng)。
我國(guó)合成氨產(chǎn)業(yè)鏈上游參與主體主要為原材料供應(yīng)商;產(chǎn)業(yè)鏈中游參與主體是合成氨生產(chǎn)商;產(chǎn)業(yè)鏈下游參與主體是氮肥生產(chǎn)商及硝酸銨生產(chǎn)商,按應(yīng)用領(lǐng)域,又可分為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。
催化劑的催化能力一般稱(chēng)為催化活性。有人認(rèn)為:由于催化劑在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變,一旦制成一批催化劑之后,便可以永遠(yuǎn)使用下去。實(shí)際上許多催化劑在使用過(guò)程中,其活性從小到大,逐漸達(dá)到正常水平,這就是催化劑的成熟期。接著,催化劑活性在一段時(shí)間里保持穩(wěn)定,然后再下降,一直到衰老而不能再使用?;钚员3址€(wěn)定的時(shí)間即為催化劑的壽命,其長(zhǎng)短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,其中約有80%氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料,20%為其它化工產(chǎn)品的原料。氨主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料,例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥,都是以氨為原料的。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料,用量約占世界產(chǎn)量的1/2。
數(shù)據(jù)顯示,2019年1-9月中國(guó)合成氨銷(xiāo)售量為1097.98萬(wàn)噸,產(chǎn)銷(xiāo)率為100.1%;2018年1-12月中國(guó)合成氨銷(xiāo)售量為1434.81萬(wàn)噸,產(chǎn)銷(xiāo)率為100.3%。2019Q2中國(guó)合成氨(無(wú)水氨)銷(xiāo)售量累計(jì)值為707.2萬(wàn)噸,產(chǎn)銷(xiāo)率累計(jì)值為99%,期末庫(kù)存比年初增加108.5%;2018年1-12月中國(guó)合成氨(無(wú)水氨)銷(xiāo)售量累計(jì)值為1434.8萬(wàn)噸,產(chǎn)銷(xiāo)率累計(jì)值為100.3%,期末庫(kù)存比年初減少2.1%。
硝酸、各種含氮的無(wú)機(jī)鹽及有機(jī)中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作制冷劑,貯運(yùn)商品氨中有一部分是以液態(tài)由制造廠運(yùn)往外地。此外,為保證制造廠內(nèi)合成氨和氨加工車(chē)間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產(chǎn),需設(shè)置液氨庫(kù)。液氨庫(kù)根據(jù)容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類(lèi)型。液氨的運(yùn)輸方式有海運(yùn)、駁船運(yùn)、管道運(yùn)、槽車(chē)運(yùn)、卡車(chē)運(yùn)。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)合成氨行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及投資價(jià)值評(píng)估研究報(bào)告》顯示:
“十三五”以來(lái)工業(yè)和信息化部要求重點(diǎn)行業(yè)淘汰落后以及過(guò)剩產(chǎn)能,其中合成氨行業(yè)不得少于1000萬(wàn)噸,近幾年我國(guó)合成氨產(chǎn)能整體呈下降趨勢(shì),加上退城進(jìn)園等部分政策的影響,我國(guó)合成氨行業(yè)去產(chǎn)能效果顯著,據(jù)中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),截至2021年底,全國(guó)合成氨產(chǎn)能合計(jì)6488萬(wàn)噸/年,同比減少49萬(wàn)噸/年。數(shù)據(jù)顯示,截至2021年1-12月,全國(guó)累計(jì)生產(chǎn)合成氨5909.2萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)15.5%。
我國(guó)合成氨主要運(yùn)用于農(nóng)業(yè),從下游需求來(lái)看,其中尿素占比最大約61%,其他化肥占比19%,化工行業(yè)占比20%,其中我國(guó)合成氨消費(fèi)量最大的區(qū)域主要是華東、中南、西南和華北等地區(qū)。2019年至2021年合成氨表觀消費(fèi)量分別為4840.31萬(wàn)噸、5232.28萬(wàn)噸、5989.84萬(wàn)噸、表觀消費(fèi)量同比增速分別為3.42%、8.10%、14.48%。
市場(chǎng)對(duì)合成氨的需求主要來(lái)自農(nóng)業(yè)和工業(yè)兩大方面,農(nóng)業(yè)消費(fèi)量近年呈逐年下降的趨勢(shì),2018年占合成氨消費(fèi)量比例為70%,相比于2010年的90%左右下降了近20%。農(nóng)業(yè)消費(fèi)領(lǐng)域中下降最快的兩大產(chǎn)品是尿素和碳酸氫銨,近5年的年均降幅分別為9%和21%。
三、合成氨行業(yè)進(jìn)出口市場(chǎng)分析
相比于我國(guó)千萬(wàn)噸級(jí)的合成氨產(chǎn)量,我國(guó)合成氨的進(jìn)口量始終維持在較小水平,數(shù)據(jù)顯示,截至2022年1-7月我國(guó)合成氨進(jìn)口量為15.54萬(wàn)噸,同比下降70.07%,出口量為2.8萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)1656.98%。截至2022年1-7月我國(guó)合成氨進(jìn)口金額為1.64億美元,同比下降24.04%,出口金額為0.26億美元,同比增長(zhǎng)1025%。
2022年1-7月我國(guó)合成氨從印度尼西亞進(jìn)口量最高,進(jìn)口量為9.14萬(wàn)噸,占比58.84%,其次是沙特阿拉伯、馬來(lái)西亞與卡塔爾,進(jìn)口量分別占比25.02%、11.55%與3.74%,其他地區(qū)進(jìn)口量占比0.85%。我國(guó)合成氨主要出口前往韓國(guó)、越南、印度與菲律賓,2022年1-7月出口量分別占比57.03%、15.63%、14.28%與10.91%,其他地區(qū)出口量合計(jì)占比2.15%。
目前,合成氨行業(yè)做原料的氫氣幾乎都是化石原料生產(chǎn)的灰氫,一部分來(lái)自于煤氣化過(guò)程,另一部分來(lái)自于變換反應(yīng)。對(duì)于合成氨工業(yè)來(lái)講,使用低碳綠氫替代高碳灰氫,將是降低合成氨行業(yè)碳排放的有效途徑之一。這樣來(lái)講,合成氨反應(yīng)并不涉及碳元素,所以合成氨行業(yè)可以在綠色化過(guò)程中舍棄煤炭,直接使用可再生能源水電解制造的綠色氫氣和空氣中空分得到的氮?dú)夂铣砂薄H绻袊?guó)目前所有的合成氨都采用綠氫生產(chǎn),每年碳排放量可以減少一億噸以上。同時(shí),如果使用綠氫生產(chǎn),還可避免對(duì)天然氣、煤炭等化石能源的消耗,有利于建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì),每年的煤炭消耗減少量可接近五千萬(wàn)噸。
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