(3)变换

　　从转化来的气体温度约360℃，先进入高温变换炉，反应后出口气体中CO达3％左右。气体经换热后，温度降到220℃，再进入低温变换炉，出口气体中CO降到0．4％左右。然后去脱碳系统。

　　(4)脱碳

　　变换来的气体含C0₂约20％，进入二氧化碳吸收塔底部，与热碳酸钾溶液进行逆流接触吸收。吸收塔出口工艺气中C0₂下降到<0．1％，经分离后进人甲烷化系统。

　　碳酸钾溶液在再生塔内通过减压，加热再生。再生后的溶液回到吸收塔，循环使用。再生出来的C0₂气，降温后，送往尿素装置。

　　为提高吸收、再生效率，一般采用两段吸收、两段再生。

　　(5)甲烷化

　　脱碳后的气体经换热后进入甲烷化炉，在镍触煤作用下，CO和C0₂与H₂反应生成CH₄和H₂0。出口气体中CO加C0₂含量达lOmg／m³以下，送往压缩机入口。

　　(6)压缩

　　甲烷化来的工艺气体，压力为2．5MPa(表)，工艺气经合成气压缩机加压后送到氨合成系统。一般合成气压缩机采用二段或三段压缩，用蒸汽透平驱动。其出口压力视氨合成系统而定，一般为20-25MPa(表)。

　　合成气压缩机高压缸还设有一个循环段，新鲜气与循环气混合后，经循环段升压后回到氨合成系统。

　　(7)合成

　　合成气压缩机循环段出口气体，经换热后进入氨合成塔，在高温、高压及催化剂的作用下生成氨。合成塔出口气体中含NH318％左右，温度320—350℃，经给水加热器，热交换器、水冷却器、氨冷器，降温到O℃左右，进入氨分离器，分离出液氨。分离后的气体经冷交换器、热交换器提高温度后，去合成气压缩机循环段，升压后继续进行循环。分离出来的液氨经减压，解吸出溶于液氨中的气体后，送到氨罐。

　　为控制循环气中的惰性气体浓度，循环气体中排出一部分气体，吹出气经氨回收，氢回收后，用作燃料。循环系统中，氨冷器的冷量，由一套氨压缩机组成的冷冻系统提供。

　　(三)化学反应过程

　　2．工艺技术特点

　　采用烃类蒸汽转化制气技术，采用两段变换、碳酸钾溶液脱碳、甲烷化气体净化技术以及中压合成氨技术，工艺流程短。设备采用单机组、单系列，设备性能可靠，可实现长周期连续运行。装置的能量利用较合理，生产过程余热利用充分，能耗较低。采用集中自动控制、自动联锁系统，装置自动化水平高，操作安全可靠性高。

　　(五)催化剂

　　合成氨装置工艺过程中采用了加氢催化剂、硫吸收剂、一段转化催化剂、二段转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、甲烷化催化剂、氨合成催化剂共八种催化剂。催化剂由于型号不同、生产配方不同，其性能、特性也不同。各种催化剂的一般组成见表7—2。

二、重点部位及设备

　　(一)重点部位

　　1．转化系统

　　转化系统由一段转化炉、二段转化炉、废热锅炉以及燃料燃烧、烟气废热回收设备组成。高温设备集中，一段炉炉膛高达1300℃，二段炉出口950℃，废热锅炉产生1OMPa(表)高压蒸汽。设备内为易燃、易爆气体，压力达4MPa(表)。

　　转化系统是装置中的高温区，其特点是高温、高压、易燃、易爆、有毒。若发生超温，易造成设备损坏，工艺气体泄漏，而引发重大火灾，爆炸事故。

　　2．合成系统

　　合成系统由合成塔、水加热器、热交换器、冷交换器、水冷器、氨冷器、氨分离器等高压设备组成。是装置中高压设备集中的区域。设备压力等级一般为20-25MPa(表)。设备内工艺介质为H₂、N₂、NH₃等。

　　由于压力高，设备发生泄漏，易造成火灾、中毒、爆炸事故。如设备存在缺陷或产生氢脆、产生裂纹，在发生物理爆炸的同时，还可发生化学爆炸，往往造成灾难性的后果。

　　(二)重点设备

　　1．一段转化炉

　　一段转化炉承担着将原料烃类与蒸汽发生反应制取原料气的任务。其操作、运行是否正常影响到整个装置的安全运行，是装置中结构复杂，操作条件苛刻的关键设备。一段转化炉由辐射段、对流段及燃料系统组成。辐射段一般有几百根转化炉管，炉管内装填催化剂，烃类与水蒸气在炉管内反应。炉管外用燃料气(油)燃烧形成的火焰直接加热，炉管外壁温度高达900～950℃，炉管内压力为4MPa(表)，运行条件比较苛刻。对流段为有效回收热能，采用多种工艺物料与烟气换热，换热方式较复杂。一段转化炉在生产中，如发生催化剂中毒、结碳，水碳比失调，燃料系统故障、炉管超温等都可造成事故。如发生设备损坏、泄漏还可引发重大火灾、爆炸事故。

　　2．压缩透平机组

　　合成氨装置有合成气压缩机、氨气压缩机、工艺空气压缩机、原料气压缩机四大机组，采用离心式多级压缩机组，用蒸汽透平驱动。原料气压缩机压缩气体为天然气或干气，出口；压力4MPa(表)；氨气压缩机压缩气氨，出口压力1．6—1．8MPa(表)；工艺空气压缩机压缩空气，出口压力4MPa(表)；最重要的是合成气压缩机，压缩气体为H₂、N₂气体，出口压力一般为20—25MPa(表)，采用10MPa(表)高压蒸汽透平驱动，转速可达11000r／min，被称为合成氨装置的“心脏”。

　　大机组一般在高温、高压、高转速下运行，密封、润滑条件要求高，调节控制系统复杂。运行中如发生喘振、气体带液、轴瓦磨损、密封损坏、轴位移高等都可造成机组故障。由于结构复杂，维护保养、检修安装要求高。如维护不当，检修安装未达到精度标准，也容易发生设备故障。而四大机组均为单系列运行，无备用机组，任何一台机组的停机，都可造成全装置停车。而且泄漏出来的NH₃、H₂、N₂，原料气还可造成重大的火灾、爆炸、中毒事故。

　　3．合成塔

　　合成塔是装置的主要设备，氢气与氮气在合成塔内反应生成氨。合成塔是高温、高压设备，工作压力20～25MPa(表)，反应温度500℃左右。由承受高压的外壳及承受高温的内件组成。内件由热交换器及触煤筐组成，触煤筐内充填合成触煤，内件结构比较复杂。

　　合成塔运行中，如发生触煤中毒、触煤超温、入塔H₂／N₂比失调等，可造成装置运行不正常或停车。塔内件如压差过大，可引起内件变形，而造成重大设备事故。

　　氮气、氢气在高温、高压下会对金属材料发生渗氮、氢脆脱碳腐蚀。外壳发生超温，是十分危险的，可使设备材料遭受破坏，造成灾难性的后果。