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利用焦炉气生产合成氨工艺路线探讨焦炉气是指高炉冶金过程中产生的含有一氧化碳、二氧化碳、氮气等成分的气体。
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制备尿素、硝酸等产品。
本文将探讨利用焦炉气生产合成氨的工艺路线。
合成氨工艺主要分为两个步骤：制氢和合成氨。
首先是制氢步骤。
焦炉气中的一氧化碳可通过水煤气变换反应（WGS）转化为二氧化碳和氢气。
该反应的化学方程式为：CO+H2O⇌CO2+H2在该反应中，需要加入一定的催化剂，常用的催化剂有铁、铬、镍等。
此步骤可以通过加热焦炉气到一定温度，然后与适量的水蒸气混合后通过催化反应器进行反应，生成含有一定量的氢气和二氧化碳的气体。
制氢后，接下来是合成氨步骤。
合成氨的反应是一种低温高压的反应，一般需要在200-300摄氏度和高达200-350巴的压力下进行。
合成氨的化学方程式为：3H2+N2⇌2NH3在该反应中，需要选择合适的催化剂。
目前常用的催化剂是铁-镁体系或铁-钛体系。
合成氨反应是一个放热反应，通过加热实现放热反应的平衡。
此步骤需要在固定反应器中进行，反应结束后，得到合成氨气体。
在整个合成氨工艺过程中，还需要考虑到气体的净化和循环利用。
由于焦炉气中可能含有硫化氢、氰化氢等有毒成分，需要进行净化处理。
一般可以采用吸收、吸附等方法去除有害成分，确保气体的纯净度。
此外，在环保方面也需要关注工艺过程中的能源利用和废物处理。
合成氨工艺需要大量的能源供应，常用的能源供应方式包括天然气、煤炭等，需要考虑能源的有效利用和减少二氧化碳等污染物的排放。
同时，在合成氨工艺中，也会产生一定的废水和废气，需要采取相应的处理措施。
综上所述，利用焦炉气生产合成氨工艺路线涉及到制氢和合成氨两个步骤。
制氢通过焦炉气和水蒸气的反应产生氢气和二氧化碳；合成氨则通过在合适的温度和压力下，氢气和氮气进行反应生成合成氨。
整个工艺过程需要考虑到气体的净化和循环利用，以及能源利用和废物处理等方面的问题。
通过科学的工艺设计和环保措施的采取，能够实现高效率、低污染的焦炉气合成氨生产工艺路线。
以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择景志林，张仲平（山西焦化股份有限公司，山西洪洞041606）2007-12-14山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。
公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目（二期工程）。
焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m3/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。
对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。
本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。
1 焦炉气配煤造气制合成氨的必要性焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。
单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。
必须补碳。
综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分（H2+CO）高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。
因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。
2 工艺生产路线概述将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m3以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO 和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至（1～3）×10－6，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。
供汽车间35T循环流化床锅炉工艺指标炉温：880~950℃中压压力：2.5~2.8 Mpa低压压力：0.6 Mpa 汽包液位：40%~60%除氧器液位：70%~90% 炉膛负压：-20~ -70pa风室静压：7.5~8.5Kpa 给水泵压力：≥4.5Mpa给水水质指标：PH：8.8~9.2 溶解氧：≤15μg/L氯根：5mg/l 硬度: ≤2.0μmol/L油含量：＜1.0mg/ L炉水水质指标：磷酸根：5~15mg/ LPH：9~11（25℃）氯根：给水氯根的12倍总碱度：6~16mmol/ L溶解固形物：＜3000 mg/ L工艺主任审核：车间主任审核：供水车间合成循环水工艺指标:电机电流:≤28.5A液位:1/2~2/3.风机电流:≤168A供水总管压力:0.25~0.4Mpa尿素循环水工艺指标:1.风机电流: ≤246A2.电机电流: ≤31.1A3.水位:1/2~2/3.4.供水压力:0.25~0.4Mpa.脱盐水工艺指标：1.机械过滤器压力：0.3~0.5Mpa2.精密过滤器压力：0.25~0.3Mpa3.高压泵前压力：＞0.1Mpa4.膜前压力：＜1.3Mpa5.段间压力：＜0.9Mpa6.浓水压力: ＜0.7 Mpa7.硬度= 0 mmol/L8.电导率:≤20μs/cm9.PH: 7~9一次水泵房工艺指标:一次水泵电机电流:＜150A.消防泵电机电流:＜260A.稳压泵电机电流:＜22A.一次水总管压力:0.3~0.5Mpa.消防泵总管压力:0.8~1.2Mpa.工艺主任审核：车间主任审核：合成车间冰机岗位工艺指标1、压力进口：0.05~0.25MPa出口：≤1.6MPa油压：高于排气压力0.25~0.3MPa氨贮槽：1.6MPa循环水：≥0.25Mpa2、温度出口温度：≤105℃冷凝温度≤45℃油温温度：≤65℃电机温度：≤65℃循环水温度：≤25℃3、液位油液位：1/2~2/3氨槽高限：≤槽容积80%氨槽低限：≥槽容积13%4、电流KA31.5----1型机≤110A氨库岗位工艺指标1、去尿素液氨压力 2.3MPa2、液氨球罐压力＜2.4MPa3、液氨球罐温度-5~30℃4、液氨球罐液位10~80%（夏天最高控制70%）等压岗位工艺指标等压吸收塔压力控制在2.3~2.5MPa柱塞泵压力大于塔内压力0.2~0.5MPa冷却水压力≥0.25MPa等压塔液位保持在1/2~1/3软水槽液位1/2~1/3等压塔出口氨水滴度保持在150~200tt合成压力（MPa）补充气≤31.4系统压差≤2.5合成塔压差≤0.8气氨总管压力≤0.3放氨压力2.5～2.9合成废锅压力＜2.52、温度（℃）触媒层温度：初期465±5，后期490±5塔壁温度≤140塔二出口温度300～350水冷前气体温度80水冷后气体温度40NH3冷温度0～-103、成分精炼气(CO＋CO2)≤20ppm入塔氨含量2.5~2.8% 出塔氨含量11~15%新鲜气中惰性气体含量≤2.0%循环气惰性气体含量15.0~21.0%循环气H2/N2 2.2～2.84、液位冷交氨分1/2~2/3废锅40-70%5、电炉电流≤2KA透平机:进气压力≤29.2MPa出气压力≤31.4MPa压差≤2.2MPa进气温度≤30℃打气量620m3/h电机转速2970r/min电机功率680KW电机电压380V电机运行电流≤1062A电机非负荷端轴承温度≤75℃电机负荷轴承温度≤75℃透平机进口轴承温度≤75℃透平机出口轴承温度≤75℃电机定子温度≤100℃电机绝缘电阻值≥0.5MΩ氨冷器保护器进口温度≤35℃氨冷器保护气出口温度5~15℃压缩岗位工艺指标（1）气体压力一段进口压力≈1.5Mpa 一段出口压力≈3.4Mpa 二段进口压力≈3.3 Mpa 二段出口压力≈7.2Mpa 三段进口压力≈7.2 Mpa 三段出口压力≈14.11 Mpa 四段进口压力≈12 Mpa 四段出口压力≈31.4 Mpa （2）气体温度一段进口温度＜40℃一段出口温度＜130℃二段进口温度＜40℃二段出口温度＜130℃三段进口温度＜40℃三段出口温度＜130℃四段进口温度＜40℃四段出口温度＜130℃（3）循环冷却水工作压力0.4 Mpa（4）润滑油型号：L-DAB150, 工作温度＜50℃（5）曲轴箱油位：1/2-2/3 注油器油位：1/2~2/3 （6）循环油压＜0.2 Mpa时，压缩机联锁停车。
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摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法，也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法。
即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体，俗称半水煤气。
在已制得的半水煤气中，除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外，还含有许多杂质和有害气体。
由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能。
为保护触媒，延长其使用寿命，保证合成氨生产的正常进行，半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除，这就需要对混合气体进行净化处理，并且要求连续性作业，以达到化学反应稳定进行，从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点。
一合成氨的生产方法简介氨的合成，必须制备合成氨的氢、氮原料气。
氮可取之于空气或将空气液化分离而制得，氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气。
氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取，亦通过焦碳，无烟煤，重油等为原料与水作用的方法制取。
由于我国煤储量丰富，所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用。
合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气。
2．净化：任何制气方法所得的粗原料气，除含有氢和氮外，还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧，这些物质对氨合成催化剂均有害，需进行脱除，直至百万分之几的数量级为止。
在间歇式煤气炉制气流程中，脱硫置于变换之前，以保护变换催化剂的活性。
3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮，以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行。
4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压，在催化剂作用下合成氨气。
二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮，由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法。
反应方程如下：C+H2O=CO +H2 (1)CO+O2=CO2(2)2．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素，无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等。
合成氨煤气化工艺评述及工艺方案的选择甘世杰（昊华骏化集团有限公司河南驻马店４６３０００）摘要：根据我国当前以煤为原料合成氨的煤气化工艺，针对几种常见的工艺进行简单的分析比较。
在项目开展的过程中，依据所建项目的自身特色选择恰当的合成氨煤气化工技术，不仅有利于化工生产的进行，还有助于企业节约能源。
本文对合成氨煤气化工艺进行简单的评述，对比各工艺的优劣，合理选择工艺投入生产。
关键词：合成氨；煤气化；工艺技术在工业生产的过程中，煤是合成氨工艺生产中的主要原料。
煤气化工所消耗的能源在合成氨原料中占有７０％的比例。
因此，在选择化工生产工艺的过程中，结合企业情况以及当地的能源情况，进行合理的选择。
煤气化工艺是一种常见的生产的工艺。
化工企业在选择煤气化工艺时，需要对我国各种煤气化工艺进行考察对比，选择最为合适的煤气化工艺技术。
一、煤气化工艺技术煤气化工艺的选择对其后期的生产具有重要的影响。
但是，在选择煤气化工艺中需要结合多方面的因素。
全面的考察是选择煤气化工艺的必备工作。
煤气化工艺技术对煤气化工艺的选择就有重要的作用。
1.固定床煤气化工艺技术在床煤气化工艺中，常采用鲁奇加压气化技术、常压固定床间歇气化和常压固定床富氧连续气化技术。
这三种技术在实际运用中其技术各不相同。
首先是鲁奇加压气化技术。
这种技术主要采用移动床，使得气体固体逆流相互接触，炉体就会采用水夹套式，在这其中就会产生蒸汽作为气化剂的一部分流回气化炉。
气化剂通常包括氧气和蒸汽。
其原料使用褐煤、不粘接煤和弱粘结煤，炉底的半径通常要达到５０００ｍｍ。
在工艺生产中使用这种技术的主要原因是其稳定性高、灰熔点高、焦油和杂质含量高以及化学活性较好、煤气发热量也很高。
在整个工艺化生产的过程中，甲烷的质量分数在１０％左右［１］。
但是，该技术废水处理技术较为复杂，并不适合在实际生产中制合成气。
城市煤气和燃料气通常采用这种技术。
国内运用这种技术的也较少。
其次是常压固定床间歇气化技术。
韩城市黑猫能源利用有限公司焦炉煤气、甲醇驰放气综合利用制合成氨项目，于2008年12月开工建设，2009年11月26日试车投产，一次开车成功。
近期（2010年4月24日）分别通过消防及安全设施验收。
该项目投资近一亿元，设计能力：年生产合成氨10万吨，联产甲醇1.5万吨，每年可充分利用2.4亿万方焦炉煤气、4800万方甲醇驰放气，同时可回收由甲醇分厂空分排放氮气5800万方，实现了变废为宝，符合循环经济国策。
该项目由宝鸡市泰和化工科技有限公司提供技术，设计整体总承包，协调组织可行性研究报告、初步设计、安全设施设计专篇及施工图设计。
该项目被列为渭南市2009节能减排重点项目，受到当地各级政府及同行的重视和关注。
该项目在工艺技术上，首创对原料气的净化采用变温、变压吸附的物理方法与其他工艺相比大大的降低了有效气体的损失，在合成氨生产工艺中，采用国内先进的双甲流程，整个生产工艺分：变温、变压气体净化；气体压缩；双加合成；冷冻；储运。
工艺路线短，投资小，工艺路线属国内首例，世界一流。
整个工艺过程采用DCS自动化控制和现场监控系统，自动化程度高，避免了人为的不确定因素，极大的解放生产力，安全可靠。
在装置设备中，关键设备大型压缩机设计为8HM32—225/314型，结构为国内首创，获结构、填料、气缸设计三项专利，结构新颖，安全可靠，节能。
该项目本身是一个节能、环保、符合国家循环经济的国策，在整个项目实施过程中，始终贯穿这一目标，对于生产过程中的所有废气均予以回收利用，没有废气排放，工业冷却水采用闭路循环，生产废水通过生化处理重复利用，做到废水零排放。
通过近四个月的试生产，合成氨及甲醇的完全成本在试生产阶段每吨1400元左右。
市场竞争力强，目前产销两旺。
随着时间推移，管理和操作水品的提高，成本定会同步下降，经济效益非常可观。
该项目的开发、建设、投产为不仅为黑猫集团的发展带来立新的机遇，更重要的是为全国煤焦化行业同类企业更进一步的综合利用焦炉煤气、甲醇驰放气和空分装置排放的氮气，使其效益最大化，带了个好头，创出了一条新路子。
以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择景志林，张仲平（山西焦化股份有限公司，山西洪洞041606）2007-12-14山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。
公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目（二期工程）。
焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m3/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。
对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。
本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。
1 焦炉气配煤造气制合成氨的必要性焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。
单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。
必须补碳。
综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分（H2+CO）高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。
因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。
2 工艺生产路线概述将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m3以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO 和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至（1～3）×10－6，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。
灰熔聚粉煤气化炉生产的煤气，单独进行压缩、净化、中温变换，之后也进入ZnO 精脱硫槽，与转化后的中变气混合，一起进入低温变换炉，进行深度变换。
变换后的低变气进入脱碳装置脱除CO2，控制脱碳气中CO2含量≤0.2%，再经甲烷化装置精制，使气体中的CO＋CO2≤20×10－6，合格的氢氮气经合成气压缩机组，加压至31.4 MPa送往氨合成装置。
氨合成采用31.4 MPa的高压合成工艺。
流程示意如图1。
氨合成产生的放空气净氨后，作为转化装置预热炉的燃料气。
图1 工艺技术路线方框图3 合成氨工艺的选择3.1 焦炉气的转化焦炉气转化制氨合成气有以下两种方案。
方案一蒸汽转化本方法通过蒸汽转化，将焦炉气中的甲烷转化为H2、CO、CO2，以降低合成气中的惰性气体含量，同时增加CO、CO2量，该法制得的合成气中氢含量高，H2/N2在补N2时调节。
缺点是：蒸汽转化炉投资较高，能耗较高，致使生产成本偏高。
方案二富氧—蒸汽转化的方法采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧提供，燃烧后的尾气没有外排而是直接进入合成原料气中，生产合成气的H2/N2比例由加氮量控制。
该法比以天然气为原料的蒸汽转化生产合成氨过程简单，流程简短，易于控制。
虽然到目前为止，利用焦炉气生产合成氨的厂家还为数不多，但可以认为是工业应用中成熟的国产化技术。
为节省空分装置的氧气用量，保证转化炉操作的稳定性和安全可靠性，流程中设置了蒸焦预热炉和富氧—软水预热炉。
综合各方面的因素，由于本装置的主要目的是利用富余的焦炉气生产合成氨，使焦炉气得到最大限度的利用。
因此，采用富氧—蒸汽转化比较合理。
3.2 煤造气本装置造气采用常压灰熔聚流化床气化炉，净化加压后，在变换工序补入系统。
新建3台Φ3600 mm常压灰融聚流化床气化炉，两开一备，以粉煤为原料生产煤气，煤气经湿法脱硫，加压至2.3 MPa后，再经ZnO干法脱硫和中温变换，在ZnO精脱硫工序补入系统。
工艺流程主要包括进料、供气、气化、除尘、废热回收等工序。
3.3 净化3.3.1 脱硫工艺（1）湿法脱硫分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。
目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法有PDS 法、改良ADA法，栲胶法、茶灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、KCA法。
经过综合比较，栲胶脱硫和改良ADA脱硫都是本装置可以采用的脱硫工艺，但考虑到公司现有“8·13”装置采用的是改良ADA工艺，且使用效果良好，工人操作熟练，因此，本装置拟采用“改良ADA＋PDS”工艺。
对再生后硫泡沫的处理，采用连续熔硫工艺，主要设备熔硫釜，选用邯钢化肥公司开发的、获国家专利的“连续进行硫回收的金属釜”。
同时，设溶液回收装置。
该工艺具有如下特点：设备台数少、不建厂房、投资较省；操作简单易掌握，生产安全；生产弹性大，可根据负荷间断或连续运行；操作人员少，维修量小，运行费用低；生产过程中没有废气、废渣、废液产生，操作环境好。
（2）干法脱硫湿法脱硫后，焦炉气中仍含无机硫20mg/m3,有机硫约250 mg/m3，硫是转化、变换、甲烷化和合成催化剂的毒物，为降低消耗，延长催化剂使用寿命，采用干法脱硫。
干法脱硫主要有氧化铁法、铁钼＋锰矿法、活性炭法、钴-钼加氢法、氧化锌法等。
无机硫的脱除相对容易，有机硫则不易直接脱除，一般先转化为无机硫，再进行脱除。
加氢转化反应属可逆反应，故转化前先进行无机硫的脱除，以保证加氢反应彻底。
焦炉气中硫的形态复杂，且含有较难转化的噻吩，用铁钼加氢串氧化锰法比较合适。
该法在焦炉气制合成氨工艺中已运行多年，效果良好。
因此，本装置选择此方法，并在氧化锰槽后串中温氧化锌槽把关，以确保总硫小于（1～3）×10－6。
3.3.2 变换工艺变换系统按照热利用方式，分为换热式流程和饱和热水塔流程两种。
换热式流程一次性投资省，占地少，操作稳定，蒸汽消耗较高；而饱和热水塔流程可以多回收部分反应热，提高气体的温度和湿含量，减少外加蒸汽量，降低能耗，但装置投资费用较高。
本装置变换操作压力高，由饱和塔带出的水蒸气量相对于中、小型氮肥厂的低压变换为低，因此本装置采用换热式中串低变换工艺，流程中设置废热锅炉回收变换反应热，副产的中压蒸汽用于本系统。
3.3.3 脱碳工艺目前合成氨厂采用的脱碳方法，大致可分为三类，即化学吸收法、物理吸收法和物理—化学吸收法。
化学吸收法适合于CO2分压低的气体净化，此法净化率高，但脱碳溶液溶剂再生时需加热，能耗高，热钾碱法属于此类方法。
物理吸收法适合于CO2分压高、处理量大的气体净化，脱碳溶剂再生采用降压工艺，不需加热，但净化率略低于化学吸收法。
碳酸丙烯酯脱碳法（简称PC），聚乙二醇二甲醚脱碳法（简称NHD法）均属此类方法。
物理—化学吸收法处理量大，净化率高，生产操作稳定，但脱碳溶剂的再生需加热，蒸汽耗量较大，N-甲基二乙醇胺加少量活化剂组成的脱碳溶剂（简称改良MDEA），其脱碳机理就属物理—化学吸收法。
该法兼具物理及化学吸收法的特点，溶液再生通过减压闪蒸和加热汽提共同完成，该法溶液稳定，操作简单，净化度较高，但仍需要消耗一定的热能，其再生热能消耗以CO2计约为1880 kJ/m3。
改良热钾碱法脱碳工艺尽管热能消耗较高，但配转化流程，在天然气制合成氨厂广泛采用，且气体净化度和CO2回收率高。
非常适合本装置转化后变换气中CO2含量较低、系统操作压力不高的工况，可以弥补焦炉气中CO2不足的缺点。
故项目采用改良热钾碱法脱碳工艺。
具体流程为三段吸收、双塔变压再生的先进工艺，进一步降低溶液再生能耗。
3.4 合成3.4.1 压缩机的选择压缩工序是合成氨系统的心脏部分，压缩机是合成氨生产的关键设备。
目前，国内外大中型合成氨厂压缩一般采用离心式和往复式压缩机。
国内外许多气头和油头的大中型合成氨厂均采用离心式压缩机。
但离心式压缩机有以下不足之处：（1）使用条件要求高，要求原料气体不含油、尘；（2）排气压力较低；（3）离心式压缩机整机或主要部件需引进，投资高；（4）采用汽轮机驱动时，热动与工艺联合，相互影响，稳定性差。
本装置以焦炉气为原料生产合成氨，由于焦炉煤气中氢含量较高，使得气体分子量很小，且焦炉气中含有尘和焦油，这些因素都给使用离心式压缩机造成困难，故不宜采用离心式压缩机。
而往复式压缩机与离心式压缩机相比尽管有不足之处，但有运行平稳可靠，排气压力高，系国内制造、使用经验丰富的优点。
为此本可研选择往复式压缩机，采用低压段和高压段分开的压缩方案。
3.4.2 精制CO和CO2都是氨合成催化剂的毒物，经初步净化后的气体，进入合成系统之前，必须再行精制，使CO＋CO2的含量低于20×10－6，并清除残留的O2和H2S。
通常采用两种方法处理：一种是借助于镍催化剂将微量的CO和CO2转化为惰性的甲烷，即甲烷化；另外一种方法是用适当的溶剂将残余CO和CO2吸收掉，即铜氨液洗涤法。
采用甲烷化的方法，由于合成气中的氢含量高，甲烷化反应比较彻底，其中的CO和CO2含量可以降至10－6数量级，其工艺流程简单，设备较少，操作费用低。
适用于各种合成氨配套产品的生产流程，操作压力随所配产品流程不同而有差异，但此过程消耗掉数倍于一氧化碳和二氧化碳含量的氢气，而且还生成一些无用的甲烷气体，使得合成气中的惰性组分含量增加，合成系统放空量增加，损失加大，能耗增高。
铜氨液洗涤法技术较成熟,醋酸亚铜氨液稳定性好，气体净化度高。
但此种方法不仅能耗高，工艺条件要求比较严格，而且由于废液中含有重金属“铜”，存在环境污染的问题。
上述两种方法相比，甲烷化法具有流程简单、操作方便、设备和操作费用低等明显优点，故本工程推荐采用甲烷化精制工艺。
3.4.3 氨的合成对于氨合成来说，传统的反应压力为31.4 MPa。
近年来合成压力有逐渐下降的趋势，16 MPa的氨合成装置已在一些中大型氨厂运行。
合成的压力高，压缩功高，但有利于反应平衡，设备相对缩小。
合成的压力低，压缩功相对低，但设备相对增大。
压力高低各有利弊。
本工程按31.4 MPa氨合成设计。
选用先进可靠、技术成熟的φ1800 mm合成塔内件及与之相配套的高效分离内件、后置式废热锅炉（热回收系统）。
具有塔阻力小，氨净值高，使用寿命长，操作稳定简单，投资少的特点。
设置废热锅炉回收反应热，副产蒸汽。
3.4.4 氨氢回收氨回收是合成氨厂节能降耗的主要措施之一，设置等压回收塔，用尿素深度解吸液洗涤回收氨罐弛放气和合成放空气中的氨，得到的稀氨水送尿素车间解吸，降低氨耗。
洗涤后的尾气送转化加热炉作为燃料气燃烧，减少燃料焦炉气的消耗。
