合成氨工艺总流程本装置以中原油田天然气为原料，采用传统流程的一二段烃类水蒸气转化，高低变，脱碳及甲烷化法。

1、原料气压缩和脱硫来自界区，压力2.25巴（绝）、温度30C，含总硫50p.p.m的天然气，经分离器（01-F001）分离掉所带油水后，进入原料气压缩机（01-K001）, 经四段压缩至52.5巴（绝）温度114C。

出原料气压缩机的气体与来自合成压缩机（07-K001）的少量合成气相汇合，控制含2-5%H2,作为予脱硫钴-钼加氢转化用。

一二段烃类水蒸汽转化是在镍催化剂上进行，硫及其化合物对镍催化剂毒害极大，要求进入转化的原料气中含硫量在O.lp.p.m以下，因此转化前必须脱硫。

经压缩和返氢后的原料气，入对流段盘管（03-B002E04）加热至370C,于钻-钼加氢反应器（01-R001）中反应，将有机硫转化为无机硫。

然后在氧化锌脱硫槽（01-R002A/B）里硫被脱除，控制含硫小于O.lp.p.m。

2、转化经脱硫的原料气与来自工艺冷凝液汽提塔（05-C003）的水蒸汽和来自冰机的蒸汽透平（09-MT01 ）或发电机蒸汽透平（85-MT01）的背压蒸汽，按比例调节进行混合，控制水碳比为 2.75左右、温度在372C o 此原料-水蒸汽混合气相继进入一段转化炉对流段盘管（O3-BOO2EO1A）和（03-B002E01B ）换热，在两盘管间还设置喷雾温度调节器（03-B002E08）用它来调节出盘管（03-B002E01B）的混合气加热至580C。

此混合气从转化炉管顶部进入，在镍催化剂作用下进行转化反应。

出一段炉的转化气压力43.5巴、温度804 C，含16.3%CH4。

含CH4I6.3%的一段转化气自二段炉(03-R001)底部进入，经中心管至炉顶，与来自空压机( 02-K001 )，压缩至45 巴，途径加热盘管(03-B002E03)加热至500C的工艺空气相混合，于炉中上部空间进行燃烧反应，反应后气体温升至1250C左右。

此高温气体相继流经炉中催化剂床层，继续进行转化反应。

出二段炉的转化气(工艺气)，温度983C左右，残余甲烷含量0.9% 以下。

为回收此高温工艺气的热量，入工艺气冷却器( 03E001)使之产生328C、125巴的高压蒸汽。

出(03-E001)温度588C的工艺气继续入高压蒸汽过热器( 03-E002) ,喷雾温度调节器( 03-E005) ,控制其出转化工序的工艺气温度为370 C左右。

经预热后的锅炉给水注入汽包( 03-D001) ,汽包与工艺气冷却器 ( 03-E001) 、废热锅炉( 04-E001 )和辅助锅炉相连通，设计为自然循环。

自汽包输出的高压蒸汽，依次流经高压蒸汽过热器( 03-E002) (03-B003E01)和(03-B002E02),将蒸汽过热至535C,再分别送入冰机和发电机的蒸汽透平作动力。

3、变换CO 变换采取高低变流程。

370 C的转化工艺气，自高温变换炉顶部进入，于铁-铬系催化剂条件下进行反应，温升到444C, CO含量降至3.87%。

高变气由炉底出来，入废热锅炉(04-E001),回收热量产生高压蒸汽，高变气被冷却至375C, 继入锅炉给水预热器（04-E002）,降温至204C，而后入低温变换炉。

低变是在铜-锌-铝系催化剂条件下进行反应，反应后气体温升至236C, CO含量为0.36%。

低变气在锅炉给水预热器（04-E003）中换热，冷却至176C，此温度下已有水蒸汽冷凝。

为便于低变催化剂的升温还原，还专设置一套氮循环系统。

4、脱碳CO2 脱除，采用节能型的苯菲尔脱碳流程。

为回收低变气中的热能，含CO217%左右的低变气依次流经气体冷却器（05-E001）,再沸器（05-E002）及脱盐水预热器（05-E009）而得以产生低压蒸汽，发生汽提蒸汽和加热了脱盐水。

低变气冷却至95C左右，自吸收塔（05-C001 ）下部进入，与塔顶喷淋下来的吸收液（贫液）逆流接触。

经下塔吸收后的气体中CO2 含量降至0.4%，再经上塔吸收，从塔顶逸出的脱碳气，温度70C,CO2含量却为0.1%。

而后经分离器（05-F002）回收随气体带出的溶液。

吸收塔底流出的富液，经水力透平（05-MT01 ）送至解吸塔（05-C002）顶部，溶液减压闪蒸出部分水蒸气和二氧化碳，然后向下流经解吸塔填料，此时溶液与再沸器（05-E002）及闪蒸槽（05-D002）返回的蒸汽逆流接触，实现汽提，达到再生目的。

解吸塔顶部压力控制为1.52巴（绝）时，塔底溶液温度为118C左解吸塔底流出的溶液，入闪蒸槽（05-D002）,经五级闪蒸压力降至0.89巴（绝），此时溶液温度为100C左右。

闪蒸释放出的蒸汽由蒸汽喷射器(05-A001,05-A002,05-A003,05-A004)和蒸汽压缩机(05-K001 )注回解吸塔。

为节省蒸汽压缩机功耗，在最后一级闪蒸溶液用锅炉给水做适当加热。

再生好的溶液，经贫液泵(05-P001A/B)送出，分两路送入吸收塔：一路为大致25%的溶液量，经热水加热器(05E010A/B)，将溶液冷却至70C入上塔；另一路则将其与75%的溶液量，不经冷却器直接送入下塔。

且溶液泵(05-P001A/B)与水力透平(05-MT01 )是在同一轴上，由此水力透平所回收的能量可以补偿溶液泵轴功率的40%。

脱碳系统中，自分离器(05-F001 )分离出来的工艺冷凝液，经冷凝液预热器(05-E008),被冷却至98C。

由冷凝液泵(05-P006A/B)送经冷凝液预热器(05-E011A/B)被加热后入汽提塔(05-C003),与来自冰机蒸汽透平( 09-MT01 )或发电机蒸汽透平 (85-MT01 )的背压蒸汽与塔中逆流接触，进行汽提。

使用水蒸汽量每小时15吨。

塔顶逸出的汽提蒸汽(其中包括转化、变换的付产物甲醇、乙醇、氨等)送往转化工序。

从解吸塔顶(1.52巴、94C)排出的CO2气，入脱盐水预热器(05-E004A/B)、水冷却器(05-E007A/B)换热，冷却至40C。

此CO2 气冷凝液于(05-F003)和(05-F005)分离器中将冷凝液分离下来，用泵(05-P002A/B)将少量冷凝液分别送入解吸塔顶的洗涤塔板、闪蒸槽的洗涤料盘作洗涤水和溶液泵、水力透平的清洗液。

而其余冷凝液经(05-E008)预热至120C，送回(05-E001 )作为锅炉给水用。

分离器分离出的CO2气，送尿素装置CO2气压缩机的吸入端。

5、甲烷化脱碳气中含0.1%CO2、0.44%CO,是远远超过对合成气中（C0+CO2）vlOp.p.m的要求，为此采用甲烷化法除去少量的CO和CO2。

70C的脱碳气，在换热器（06-E001）中被加热至300C，入甲烷化炉（06-R001）,反应放热，温升至336 C左右。

此热气在换热器（06-E001）中被冷却至100C。

继入水冷器（06-E003）中，冷却至40C,气中含（CO+ CO2）<10p.p.m,成为合格的N2.战混合气，即新鲜气。

6、合成气的压缩及氨合成氮与氢在铁催化剂条件下合成氨，当压力98.24巴、440C时，平衡氨含量为17.92%。

因此，大量未参与合成的N2.H2 应循环使用。

同时，为降低合成氨能耗，采用了径向合成塔和两级氨冷。

甲烷后的工艺气（新鲜气），在38.3巴、40 C下，经分离器（07-F001）分离水份，入离心式合成气压缩机（07-K001 ），经一段压缩至65.4 巴、112C，此时少量气体送脱硫，用于钻-钼加氢，大量气体经中间冷却器（07-E002）和分离器（07-F002）冷却分离后，入合成气压缩机高压缸，压缩至101.95巴、100C。

为保证催化剂不受毒害，出高压缸的新鲜气进入第一氨冷器（08-E005）,冷却器至5C此时新鲜气的水蒸汽和CO2 气被冷凝，于分离器（07-F003）中分离掉。

自（07-F003）逸出的新鲜气与（08-E005）出口的回路气在管路中汇合，由于回路气中部分液氨的汽化，使汇合后的循环气降温至0.9C，继入第二氨冷器（08-E006）,降温至-10 C,在该温度下大部分气氨冷凝。

随之物流入氨分离器（08-F001）,分离下来的液氨入氨闪蒸槽（08-D001）,闪蒸后的液氨，用泵（08-P001A/B）送往尿素装置或球罐储存，从（08-F001）分理出的冷气，经冷热交换器（08-E004）回收冷量，而后入（07-K001）循环段进行压缩，以补充回路压降的损失。

出循环段的气体（105.8巴、32C）, 经热交换器（08-E002），温升至239 C左右，入合成塔（08-R001）。

105巴、239C、含4.12%NH3的循环气，流经三床层的径向合成塔，在铁催化剂上进行合成反应。

出塔气压力为101巴、414 C、含16.36%NH3，入废热锅炉（08-E001 ）回收热量，产生127巴、329C的高压蒸汽。

合成气被冷却至275C,继入（08-E002）、（08-E003）、（08-E004）换热器换热，合成气温度分别降至53C、38C、23C，而后入第一氨冷器（08-E005）。

出第一氨冷器的回路气与新鲜气相汇合为循环气。

这样形成的一个循环过程，称之“合成回路” 。

因新鲜气中含惰气（CH4+Ar） 1.86%,在不断循环过程中惰气的含量会积累增多，影响氨的生成。

为此，出（07-K001）循环段的气体需要放空一部分，以控制循环气中惰气含量。

此放空气送往氨回收装置。

7、冷冻来自第二氨冷器（08-E006）的气氨（-15C、2.36巴）来自第一氨冷器（08-E005）及气体冷却器（10-E004）的气氨（05C、4.38巴），分别进入氨压缩机又称冰机（09-K001 ）一段的吸入侧，经一段压缩的出口气氨（86C、9.34巴），入中间冷却器（09-E005）冷却后与从氨闪蒸槽（09-D001）来的气氨相汇合，于42C、9.08巴压力下进入（09-K001）的二段吸入侧，压缩至16.6巴、100C，经水冷器（09-E002A/B）冷却冷凝，气氨液化为液氨，入氨受槽（09-D002）。

冰机由蒸汽透平（09-MT01）驱动。

氨受槽（09-D002）中的液氨，温度较高，可称为热氨。

此热氨流经换热器（09-E003A/B）、氨闪蒸槽（09-D001）及产品氨加热器（09-E004）与来自闪蒸槽（08-D001、的冷氨进行热交换，使之冷却、减压降温，重新作为冷冻剂送往氨冷器（08-E005）、（08-E006）和气冷器（10-E004）使用。

冷氨用泵（08-P001A/B、提压至22.6巴、20C送往尿素装置。

8、氨回收氨合成回路的放空气及氨闪蒸槽（08-D001、的闪蒸汽（驰放气）中氨需要回收。