一、植物營養
植(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)營(ying)養主要(yao)來自約(yue)19種(zhong)(zhong)元(yuan)素(su)(su)（不包括空氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)碳和氧(yang)以及土壤中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)水）。這些元(yuan)素(su)(su)大(da)(da)致分(fen)為(wei)(wei)兩(liang)類：（植(zhi)物(wu)(wu)大(da)(da)量(liang)(liang)需(xu)(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)）大(da)(da)量(liang)(liang)營(ying)養元(yuan)素(su)(su)和（植(zhi)物(wu)(wu)微(wei)量(liang)(liang)需(xu)(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)）微(wei)量(liang)(liang)營(ying)養元(yuan)素(su)(su)。三(san)種(zhong)(zhong)主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)量(liang)(liang)營(ying)養元(yuan)素(su)(su)是(shi)氮(dan)、磷(lin)和鉀(jia)。農作物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)量(liang)(liang)主要(yao)取決(jue)于土壤中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)這三(san)種(zhong)(zhong)元(yuan)素(su)(su)，但是(shi)，需(xu)(xu)要(yao)把(ba)它們轉換為(wei)(wei)植(zhi)物(wu)(wu)可吸(xi)收的(de)(de)(de)(de)(de)形式(shi)。這就是(shi)化肥的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)。
1. 化肥(fei)的種類(lei)
幾個世紀以來(lai)農(nong)(nong)民種地采(cai)用的(de)(de)是(shi)(shi)有機肥(fei)，開(kai)采(cai)的(de)(de)無(wu)機肥(fei)料非常(chang)有限。隨(sui)著英國農(nong)(nong)業(ye)革命(ming)和后(hou)來(lai)20世紀的(de)(de)綠色革命(ming)，人類(lei)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多(duo)地依賴人造無(wu)機肥(fei)料。目前，全(quan)球有三分之一(yi)的(de)(de)人口食用的(de)(de)糧食是(shi)(shi)采(cai)用人造氮(dan)生產的(de)(de)。
2. 化肥(fei)供應鏈
無機化肥(fei)的(de)生產(chan)是化學供應鏈中的(de)一種化工過程。我們可(ke)簡(jian)單地看一下(xia)這三(san)種大量(liang)元素在工藝(yi)中所起的(de)作用。
二、化(hua)肥
1. 磷
作為(wei)ATP的(de)組分之一，磷(lin)在(zai)(zai)植物的(de)光合(he)作用中(zhong)起著至關重要(yao)的(de)作用。磷(lin)是用來生產(chan)磷(lin)肥(fei)的(de)，是從含磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)礦物中(zhong)開采出(chu)來的(de)。在(zai)(zai)氮肥(fei)生產(chan)中(zhong)也使(shi)用磷(lin)酸(suan)(suan)。摩洛哥、中(zhong)國、南非、約旦和美國這(zhe)五個國家控制著全球磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)儲量的(de)90%。現在(zai)(zai)人們擔心(xin)幾十年后磷(lin)的(de)供(gong)應會耗盡。
2. 鉀
鉀(jia)(jia)對植物的(de)(de)水分調節和耐干旱非常重要。化肥(fei)中所用的(de)(de)鉀(jia)(jia)是碳酸鉀(jia)(jia)。碳酸鉀(jia)(jia)是從含碳酸鉀(jia)(jia)礦物中可提取(qu)的(de)(de)各(ge)種礦物鹽的(de)(de)總稱。碳酸鉀(jia)(jia)最大的(de)(de)生產國家(jia)是加拿大、俄羅斯和白俄羅斯。鉀(jia)(jia)是地殼中的(de)(de)第七大元素，但是，不斷(duan)增長的(de)(de)需求導致其(qi)價格飛(fei)漲。
3. 氮
氮(dan)(dan)對所有的(de)蛋白質都是(shi)非(fei)常重要的(de)。氮(dan)(dan)最(zui)常見于空氣中，但是(shi)這種(zhong)(zhong)形式的(de)氮(dan)(dan)，植物(wu)是(shi)無法(fa)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)。為(wei)了便于植物(wu)吸(xi)(xi)收(shou)，必須對氮(dan)(dan)進(jin)行“固定”或被(bei)土壤吸(xi)(xi)收(shou)。由于這種(zhong)(zhong)自然生成的(de)氮(dan)(dan)供應不足(zu)，就出現了提(ti)供各種(zhong)(zhong)無機(ji)氮(dan)(dan)肥——如硫酸(suan)氨，磷酸(suan)氨和(he)各種(zhong)(zhong)以尿素(su)為(wei)原料的(de)產(chan)品——的(de)產(chan)業，尿素(su)可自然生成（如哺乳類動物(wu)的(de)尿液(ye)中）或從氨中提(ti)取，就是(shi)在化學反(fan)應中通過哈柏博施法(fa)進(jin)行生產(chan)。尿素(su)和(he)其前(qian)身氨除(chu)用(yong)于化肥外，還(huan)用(yong)于其他化工產(chan)品中。
4. 氨
要(yao)生產無機化(hua)肥，就需要(yao)采用化(hua)工工藝。氨是尿素(su)和(he)其他無機氮肥的(de)(de)前(qian)身，它是采用哈(ha)柏(bo)博施法生產的(de)(de)，通過催(cui)化(hua)劑(ji)與(yu)蒸(zheng)汽(qi)(qi)進行反應（蒸(zheng)汽(qi)(qi)重整）生成二(er)氧化(hua)碳、蒸(zheng)汽(qi)(qi)和(he)氫的(de)(de)混合物。最(zui)后采用鐵系(xi)催(cui)化(hua)劑(ji)，通過哈(ha)柏(bo)博施工藝來合成氨。
5. 尿素
在所有氮肥的(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)中，尿素的(de)(de)(de)(de)氮含量最高。尿素是氨和(he)二氧化碳在壓(ya)力150～220巴，溫度范圍170～200℃的(de)(de)(de)(de)反(fan)應器中進行反(fan)應生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。反(fan)應過(guo)程生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)化學物氨基(ji)甲(jia)酸銨的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)性(xing)很大。
6. 化肥產業
最常見的(de)無機化肥(fei)是(shi)磷(lin)肥(fei)、鉀肥(fei)和氮肥(fei)。氮肥(fei)中的(de)一類磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)氨就是(shi)通過用(yong)(yong)硫酸(suan)(suan)(suan)將磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)化氨與磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)的(de)作用(yong)(yong)而(er)生(sheng)產出來的(de)。尿素生(sheng)產的(de)龍頭企業公(gong)(gong)(gong)司是(shi)斯塔米(mi)卡邦（Stamicarbon）（現(xian)為MaireTecnimont公(gong)(gong)(gong)司的(de)子(zi)公(gong)(gong)(gong)司），該公(gong)(gong)(gong)司一直與Uhde公(gong)(gong)(gong)司和Sandvik公(gong)(gong)(gong)司合作開發(fa)新的(de)生(sheng)產工(gong)藝。
化肥生(sheng)產(chan)主要(yao)集(ji)中(zhong)(zhong)在阿根廷、巴西(xi)、中(zhong)(zhong)國(guo)、印(yin)度(du)和其他亞太地區(qu)國(guo)家(jia)，中(zhong)(zhong)東和俄羅斯。這并不奇怪，這些國(guo)家(jia)正在經(jing)歷著經(jing)濟(ji)快速增長，有些國(guo)家(jia)還經(jing)歷著食品價格飛(fei)漲。投(tou)(tou)資規(gui)模可(ke)說明這一(yi)點，印(yin)度(du)農民化肥合作公司（IFFCO）計劃未來三年在印(yin)度(du)投(tou)(tou)資12億(yi)～13億(yi)美元進行(xing)擴(kuo)建。
三、不銹鋼
這里總結一下化肥生產所用不銹鋼的發展情況。Allegheny Ludlum不銹鋼公司生產的奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)AL 904LTM具有良好的耐腐蝕性能，適用于一般的化肥生產，特別是適用于硫酸和其他還原酸的生產。AL 904LTM用于化肥生產和其他工藝用途。
1. 硫酸
硫酸生產一般采用300系列奧氏體不銹鋼，特別是304不銹鋼、316L不銹鋼 和310S不銹鋼 。用于強硫酸生產的其他鋼種包括超級雙相不銹鋼ZERON 100和2507，奧氏體鋼種SandvikSXTM和ZeCor，這些鋼種均耐熱強酸的腐蝕。
2. 磷酸(suan)
在處理低濃度的磷酸時，使用304，在處理高濃度的磷酸時，使用耐腐蝕性更好的316不銹鋼和317L不銹鋼。Sulzer公司提供磷酸生產中所需的，由654 SMO 超級不銹鋼制造的耐腐蝕耐磨損泵。超級雙相UNS 32520/UR52N+已成功用于攪拌器，由于具有優越的力學性能，完全可與N08904（904L不銹(xiu)鋼） 媲美。
3. 氨
在(zai)氨生(sheng)產工(gong)藝中，絕大部分工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕性(xing)為中等(deng)腐(fu)蝕，所(suo)以(yi)一般(ban)采用(yong)300和(he)(he)400系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)。這些鋼(gang)種(zhong)用(yong)于(yu)制造重整器(qi)，二氧化碳(tan)去(qu)除(chu)裝置(zhi)，氨的(de)(de)(de)(de)合成，葉(xie)輪機械，冷卻裝置(zhi)和(he)(he)冷凝器(qi)。在(zai)氨的(de)(de)(de)(de)合成過程(cheng)中，生(sheng)成具有腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)氨基甲酸銨，所(suo)以(yi)需要使(shi)用(yong)耐腐(fu)蝕性(xing)能更好(hao)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)，如ASTM 430，UNSS44625和(he)(he)UNS S44626。為了(le)耐氯化物腐(fu)蝕，熱(re)交換器(qi)采用(yong)雙相(xiang)不銹鋼(gang)。管(guan)道(dao)和(he)(he)儲罐可采用(yong)Outokumpu公(gong)司(si)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)經濟型(xing)雙相(xiang)不銹鋼(gang)LDX 2101，這種(zhong)雙相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能好(hao)，可降(jiang)低使(shi)用(yong)材料的(de)(de)(de)(de)壁厚，節約材料和(he)(he)制造費用(yong)，而且(qie)該鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)能（耐點蝕和(he)(he)應(ying)力(li)腐(fu)蝕斷(duan)裂）優(you)于(yu)標準的(de)(de)(de)(de)300系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)。
4. 尿(niao)素(su)
近年(nian)來，制造尿素生(sheng)產設(she)備采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)標準(zhun)鋼(gang)種是改進型316L，即(ji)316L MOD或316L Urea，腐蝕性較嚴重(zhong)的(de)(de)(de)區(qu)域采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是更高合金含量的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)，Urea25/22/2（25Cr，22Ni，2Mo），是低(di)(di)碳、低(di)(di)硅和(he)高氮含量的(de)(de)(de)改進型310L奧氏體不銹鋼(gang)。
在尿(niao)(niao)素(su)生產中(zhong)(zhong)，腐(fu)蝕(shi)(shi)不僅受(shou)到(dao)氨(an)基(ji)甲酸酯水(shui)平的(de)(de)(de)影響(xiang)，而(er)且還受(shou)到(dao)氨(an)與二氧(yang)化(hua)碳比的(de)(de)(de)影響(xiang)和(he)氧(yang)含量(liang)的(de)(de)(de)影響(xiang)。缺少氧(yang)氣會使(shi)不銹鋼(gang)發生腐(fu)蝕(shi)(shi)，所(suo)以最好使(shi)用(yong)耐(nai)最低(di)氧(yang)含量(liang)的(de)(de)(de)鋼(gang)種，如Urea25/22/2。Sandvik2RE69TM是(shi)Urea25/22/2的(de)(de)(de)改(gai)進型，可用(yong)于(yu)尿(niao)(niao)素(su)生產工(gong)(gong)藝中(zhong)(zhong)條件最苛刻(ke)的(de)(de)(de)區域。印度(du)農民(min)化(hua)肥合作公司(si)（IFFCO）位(wei)于(yu)Kalol的(de)(de)(de)尿(niao)(niao)素(su)廠的(de)(de)(de)氣提塔中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)管道(dao)就(jiu)是(shi)采用(yong)這種材料制造的(de)(de)(de)，氣提塔內的(de)(de)(de)壓力(li)和(he)溫度(du)是(shi)最高的(de)(de)(de)。管道(dao)已使(shi)用(yong)了25年以上(shang)。還有一種雙相鋼(gang)種可用(yong)于(yu)制造尿(niao)(niao)素(su)生產設備，這就(jiu)是(shi)住友(you)金屬工(gong)(gong)業(ye)和(he)東洋工(gong)(gong)程公司(si)生產的(de)(de)(de)DP28WTM。這種雙相鋼(gang)的(de)(de)(de)鉻含量(liang)高，鎳含量(liang)較低(di)，所(suo)以具有良好的(de)(de)(de)再鈍化(hua)性(xing)能，而(er)且非常耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)斷裂和(he)氨(an)甲酸溶液和(he)氯化(hua)物溶液的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)。
Sandvik公司(si)和(he)斯塔(ta)米(mi)卡邦(bang)（Stamicarbon）公司(si)合作開(kai)發了一種(zhong)用(yong)于現代尿素廠無氧環境的先進(jin)雙(shuang)相鋼SafurexTM。通過采用(yong)雙(shuang)相鋼SafurexTM，斯塔(ta)米(mi)卡邦(bang)（Stamicarbon）公司(si)對尿素生產工(gong)藝(yi)進(jin)行簡化，去掉了風機(ji)、氫氣轉換器(qi)、高(gao)壓(ya)洗滌器(qi)和(he)高(gao)壓(ya)氨噴射器(qi)。
在尿素(su)生(sheng)產過程中，氨（NH3）氣提(ti)塔通常是(shi)采(cai)(cai)用鈦制造(zao)的(de)。但是(shi)，為防止鈦被沖蝕，需要為鈦加一(yi)層(ceng)覆層(ceng)。為了(le)解決這(zhe)一(yi)問題(ti)，Snamprogetti公司(si)（Saipem公司(si)的(de)下屬公司(si)）與ATI Wahchang公司(si)合作開發出了(le)OmegabondTM先進管(guan)道，在這(zhe)種管(guan)道中，利用固態接合技術將鋯(gao)粘結到了(le)鈦上。海灣石化公司(si)（GPIC）首先在巴林的(de)大型(xing)設(she)備(bei)上采(cai)(cai)用了(le)這(zhe)種管(guan)道（該設(she)備(bei)于2009年投產運行(xing)），后來(lai)又有兩(liang)家(jia)公司(si)采(cai)(cai)用了(le)這(zhe)種管(guan)道。
四、結論(lun)
糧食是(shi)人類的(de)基(ji)本(ben)需求(qiu)，同時對人造化肥的(de)依(yi)賴繼(ji)續(xu)增加，這是(shi)不銹鋼(gang)的(de)現成市場。然(ran)而(er)，僅提(ti)供產(chan)(chan)品，等(deng)待(dai)用戶(hu)上門訂貨還遠遠不夠。只(zhi)有(you)鋼(gang)鐵生產(chan)(chan)廠家與用戶(hu)密切合作才會達(da)到雙(shuang)贏。這些合作為(wei)我們的(de)未(wei)來提(ti)供了樣板，不僅是(shi)在化肥生產(chan)(chan)領(ling)域(yu)，而(er)且在整個加工制造領(ling)域(yu)。
