沈华民

    (中国化工学会化肥专业委员会 上海 200062)

    全球化时代化肥工业的发展创新

    沈华民

    (中国化工学会化肥专业委员会 上海 200062)

    分析了传统化肥工业存在的问题及发达国家与发展中国家对传统化肥工业发展问题上存在的分歧。传统的化肥工业经过数十年的发展，要延续其生命力、持续为人类服务，当务之急是对先进核心技术的自主科学知识创新，积极筹划开展新一轮的现代化肥生产的基础探索研究，以应对21世纪的挑战。

    全球化时代；化肥工业；创新

    1913年，德国实现了合成氨的工业化生产，合成氨中的高氮含量成为化肥的基础原料。嗣后，硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、尿素、磷酸铵、氮磷钾复合肥料等化肥产品相继问世，从此开启了化肥工业时代。

    近百年来，化肥对农业增产的贡献功不可没，人类已习惯于施用化肥来提高农作物的产量。近年来，随着世界人口的快速增长、城市的扩张以及农用耕地的减少，人类更需要提高粮食和农作物的产量来满足不断增长的需求，对化肥的依赖性更强。进入21世纪，随着环境污染、天气变暖及灾害性气候的全球化，直接影响着全人类赖以生存的环境，人类必须重新审视传统化肥的生产方法和过程，权衡化肥生产对人类的利弊得失。上述正负两方面的因素必然左右着21世纪化肥工业的发展和技术走势。

    1 存在的问题[1]

    以合成氨为主要讨论对象，传统的化肥生产主要存在以下问题。

    1.1 原料

    农作物所需的大量营养元素为氮、磷和钾，尤以氮元素最为重要。由于空气中的氮元素难以被作物吸收，必须将其制成液态或固态化合物，因此，液态氨遂成为氮肥之源。

    生产合成氨的原料是氮气和氢气，氮气来自空气，氢气来自水，因此，早期的制氨方法是在低温下将空气液化并分离出氮气，用电解水法得到氢气，然后再将氮气与氢气合成氨。由于电解水获得氢气的电能消耗巨大，导致制氨成本过高。此后，传统的合成氨生产原料转向碳基石化资源，即煤、石油和天然气。

    1.2 能耗

    化肥生产是高能耗产业，如合成氨生产过程中要消耗较多的蒸汽、电等二次能源，生产1 t氨的理论能耗为21.3 GJ，而实际能耗要高得多。为降低能耗，国际上先进的化肥公司作出了巨大的努力，尤其是20世纪七八十年代，随着电子计算机及计算技术的发展 ......