中国合成氨工业发展历程

合成氨是重要的基础工业品。

中国合成氨工业的发展经历了三条技术路线，分别是：中型氮肥技术、大化肥技术和小氮肥技术。

三条技术路线最终殊途同归，中国的科研人员通过持续的努力追赶上了世界先进水平。

中国合成氨工业的生产规模也达到了全球第一。

化肥是现代农业的核心要素之一，是解决“吃饭”问题的关键一环。

氮肥是最重要的化肥品种，是氮磷钾三种主要化肥品种中唯一不受资源条件约束的品种。

生产钾肥、磷肥需要钾矿、磷矿，而氮肥的原料是空气中的氮气，氮肥的生产考验的是国家的制造能力而非资源禀赋。

合成氨是生产氮肥的第一步。

建国时中国合成氨工业的基础

解放前中国仅有三家企业拥有合成氨的生产能力，分别是大连化工厂、永利南京铔厂和天利氮气公司。

大连化工厂前身是满洲化学工业株式会社，合成氨的技术和设备是日本人购买的，合成氨产能为5万吨/年，配套硫铵8万吨/年；

永利南京铔厂是民族资本家范旭东投资建设的，著名化学家侯德榜担任厂长。永利南京铔厂是美国氮气公司设计，设备是从美国采购的。合成氨产能为3.3万吨/年，硫酸铵5万吨／年，硝酸0.33万吨／年。

天利氮气公司的设备来自杜邦公司的一座合成氨中间试验厂，产能远不及大连化工厂和永利南京铔厂。

这三家工厂的设备在抗战时期和解放战争时期都遭到了不同程度的破坏，因此解放后的产能远远低于最初的设计产能。

1952年，中国化学工业的主要产品产量都恢复到或者超过了解放前最高的年产水平，其中合成氨3.8万吨、化肥3.9万吨。

这就是中国合成氨工业的基础，新中国的合成氨工业就是在这样的基础上发展起来的！

苏联援助和中型氮肥技术

苏联援建的“156项工程”中有7个化学工业项目，核心是三个氮肥厂，分别是吉林氮肥厂、太原氮肥厂和兰州氮肥厂。

三个氮肥厂从规模上看都属于中型氮肥厂，每个厂的生产规模都是合成氨5.2万吨，硝酸铵9.8万吨。

苏联援建三个工厂合成氨和化肥的产能合计15.6万吨和29.4万吨，是1952年中国合成氨和化肥产量的4.1倍和7.3倍。

苏联援建的三个氮肥厂在当时技术和规模都是比较先进的，为新中国化学工业培养了第一代生产、科研、设计、施工、制造技术队伍，积累了建设大型化工厂的经验，缩小了我国与世界化学工业的差距。

在学习苏联技术的基础上，中国开始自力更生发展合成氨和化肥生产技术。

1956年，化工部化工设计院在借鉴永利南京铔厂和吉林化肥厂设计的基础上结合本国的国情，自行设计合成氨装置并建设了四川化工厂。

四川化工厂的建成投产，标志着我国初步具备自主建设氮肥厂的能力。

1958年化工部氮肥设计院根据四川化工厂的生产建设经验，以及永利南京铔厂以无烟煤制取合成氨原料气的工业化数据和生产经验，编制了年产5万吨合成氨的定型设计。

中国成功掌握了年产5万吨合成氨的技术，并开始批量建设此规模的氮肥厂。

自行设计、设备国内制造年产5万吨合成氨规模系列的氮肥厂如衢州化工厂、吴泾化工、广州氮肥厂于1963年初相继投产。

这批我国自有技术和成套国产装备的氮肥厂系列，行内称为“中型氮肥厂”或“中氮”。

1965年，全国年产5万吨合成氨规模的氮肥厂达到15个，当年合成氨产量达到130万吨以上。

1978年，全国投产的中型厂由1965年的15个增加到50个，当年合成氨产量319万吨，比1965年增长近1.5倍。

1978年以后，中型氮肥厂通过填平补齐，挖潜改造，扩大了生产能力。

例如吉林化学工业公司化肥厂经过几次扩建，到1966年，合成氨年生产能力达到了30万吨，为原设计能力的6倍。工厂分两期扩建，第一期扩建吨氨投资为508元、第二期为827元，比当时建设新厂的投资降低1/5至1/2。

兰州化学工业公司化肥厂在第三次扩建时，合成氨年生产能力由16万吨扩大到25万吨，吨氨投资500元左右。

到1983年全国共建56个中型氮肥厂，中型氮肥厂年生产合成氨368万吨，占全国氮肥总产量的22%。

根据中国氮肥工业协会统计：2005年中氮肥企业生产合成氨732.7万吨，占合成氨总产量的15.8%，同比增长8.16%；尿素产量742.6万吨，占尿素总产量的17.9%。

中型氮肥技术是我国掌握的第一种合成氨生产技术，建成了相当规模的产能，为中国化肥产量的增长做出了重要贡献！

自主发展的小型氮肥技术

苏联援建的3个氮肥厂显著增加了中国化肥的产能，但是这点产能是根本不够的，远远不能满足中国农业生产的需求！

1958年，在当时提倡搞工业也要“小土群”的思想指导下，化学工业部提出了兴办小氮肥厂的想法。

小型氮肥技术生产的主要产品是碳酸氢铵（碳铵），而不是传统的硫铵或硝酸铵。

碳酸氢铵生产装置投资少、建设周期短，更重要的是不需要使用铅或不锈钢材等当时十分稀缺的材料来建设硫酸或硝酸生产装置，装置的生产不会受制于原料短缺！

根据农业科研部门的试验结果，碳酸氢铵具较好的肥效，产品是有效的！

因此建设小型合成氨装置生产碳酸氢铵在投资、设备、技术材料等各方面都是十分吸引人的！

小型氮肥厂合成氨最初设计的年产规模为800吨、2000吨，经过改造后产能可升级到3000吨、5000吨。

1958年3月，侯德榜和化学工业部生产司总工程师谢为杰等在上海组织编制了年产2000吨合成氨配8000吨碳酸氢铵装置（当时称为县级氮肥厂）的设计，同年在上海化工研究院建成第一套示范性试验装置，生产出了第一批碳酸氢铵产品。

1958年初，上海化工研究院和北京化工实验厂分别建设了年产2000吨和1万吨的合成氨试验厂。

1958—1960年先后建设了近200个小型氮肥厂，但是投产后多数小氮肥厂在生产时遇到种种困难，无法顺利生产。

小型氮肥厂要发挥作用，必须达到技术可行——能够生产出合格的产品，经济可行——产品的生产成本不能太高。

在科研人员和管理人员的努力下，国内陆续有多家小氮肥厂顺利通过了这两关的考验。

江苏丹阳化肥厂采用“碳化法合成氨流程制碳酸氢铵”工艺，先后于1962年、1963年过了“技术关”和“经济关”，达到了设计水平。

1962年11月，年产2000 吨合成氨的浙江龙山化肥厂和年产800吨合成氨的上海嘉定化肥厂都顺利过了经济关。

这些小氮肥厂的顺利生产证明了小氮肥技术的技术可行性和经济可行性。

小型氮肥装置经过近八年的探索、试点、攻关和技术改造，到1965年技术已渐趋成熟。

1965年能够正常生产的小氮肥厂达到87个，当年生产合成氨18.3万吨，占全国合成氨总产量的12.3%。

小型氮肥厂建设周期短、设备容易制造、投资少、便于地方集资兴办。

此外，小型氮肥厂一般归属地方县级政府管辖，自产自用，因而各县办厂的积极性很高。

中央政府为增加氮肥的产量也支持小氮肥厂的发展：为了支援工业基础比较薄弱的省和自治区，国家安排上海市从1970年起，连续三年每年制造100套小氮肥设备，对加快小型氮肥厂的发展，起了很大的作用。

与此同时，一些有能力自制成套设备的省、市，对部分建厂早、条件好的小型厂择优进行填平补齐和设备更新，扩大了生产能力。

1969-1978年10年间，全国建成了小型氮肥厂1225个。

1979年，全国小型氮肥厂总数达到1533个，当年产氨658.4万吨，占全国合成氨总产量的55.6%。

小型氮肥厂是特殊时代的产物，曾经发挥了重要作用。

小化肥（小型合成氨）技术是特殊时期特殊时代背景下的产物，在当时为解决中国的氮肥供应问题做出了贡献。

但是小化肥技术不是技术的主流和发展方向，我们既要看到它的历史意义，也要清楚它的历史局限性！

大型氮肥厂成套设备引进和国产化

中国虽然建设了大量的中型氮肥厂和数量更多的小型氮肥厂，但是这些企业生产的氮肥仍然无法满足农业的需求。

70年代化肥、钢材、塑料一直都是我国进口的大宗商品。

此外，生产技术的快速发展使得我国合成氨工业的技术落后了！

合成氨技术自50年代以来发展迅速，合成氨的原料从煤炭转向石油和天然气，同时合成氨单系列装置的规模从日产200吨（年产7万吨）增加到了日产1000吨（年产30万吨）以上。

中国合成氨工业不仅产能不足，技术也大幅落后，因此党和国家领导人抓住国际形势的有利变化从国外引进大化肥成套设备。

在“四三计划”中，我国从美国、荷兰、日本、法国引进了13套年产30万吨合成氨和52万吨尿素的成套设备。其中，以天然气为原料的10套，以轻油为原料的3套。

在“七八计划”中，我国又引进了3套以渣油为原料的年产30万吨合成氨和52万吨尿素装置和1套为煤炭为原料的大化肥装置。

20世纪八九十年代，由于农业发展对化肥的强烈需求，各地又陆续引进了以渣油、块煤、水煤浆、天然气为原料的18套大型合成氨和氮肥装置。

引进这些大化肥成套设备虽然花费了数十亿美元，但这些装置建成后每年节省了数亿美元的化肥进口费用，同时也通过消化吸收引进装置的先进技术和设计理念，对原有的中小氮肥装置进行大规模的技术改造起到了非常重要的指导作用。

在引进国外先进大化肥装置的同时，国内也开始逐步对大化肥装置进行国产化。

时任化工部总工程师的陈冠荣提出了“国产化三步曲”的设想：

第一步，买国外先进技术的软件包，国内设计，尽可能采用国产设备；

第二步，消化吸收引进技术，使全部设备由国内制造，局部改进工艺和流程；

第三步，创新，即研究、设计、制造一体化，开发应用自己的新技术。

鲁南化肥厂改扩建工程和四川化工厂老系统改造工程就是通过这样的国产化思路建成的。

2004年12月28日，山东华鲁恒升年产30万吨合成氨国产化大型装置投产。这是我国第一套国产化30万吨／年合成氨装置。

从1972年开始，我国先后共引进了32套大化肥装置。在华鲁恒升的这套装置成功投产后，才使大型氮肥装置的国产化成为现实。

中国合成氨产业发展成就

中国的合成氨产量在2000年后逐步成为全球第一。

2010年全国共有氮肥企业472家，其中尿素生产企业187家，已形成20个具有百万吨级以上规模的生产基地。

2010年合成氨、氮肥（折纯氮）和尿素的（实物量）产能分别达到6560万吨／年、4700万吨／年和6600万吨／年。

2010年我国合成氨、氮肥（折纯氮）、尿素（实物量）产量分别为5220.9万吨3709.9万吨和5200万吨。

中国解决氮肥的供应问题最终靠的还是大化肥技术，尿素才是最重要的氮肥品种。

中国自己开发出了大型合成氨技术，用国产设备建设了大化肥厂。

小型合成氨技术是特殊时期特殊时代背景下的产物，但这项技术不是合成氨技术的主流和发展方向。

技术是中性的，技术发展的路径是不同的，但最终的技术目标是相同的。

合成氨技术发展的最终目标是：大型化，更低的能源消耗，更低的生产成本。

中国合成氨工业的发展过程坎坷，但我们坚持不懈，最终在技术上追赶上了世界先进水平并把合成氨的生产规模做到全球第一。

合成氨工业的发展历程也是中国诸多产业发展历程的缩影。

参考资料：

1、《中国化工通史》

2、《中共吉化史》

3、《大化志》

4、《当代中国的化学工业》