小合成氨廠生產(chǎn)原理及過程

1、小合成氨廠生產(chǎn)原理及過程,中國的小合成氨廠生產(chǎn)工藝是采用中國自己開發(fā)的合成氨－碳酸氫銨聯(lián)合生產(chǎn)的碳化工藝流程，經(jīng)過40多年的的建設和發(fā)展，小合成氨廠的氮肥產(chǎn)量已經(jīng)占全國氮肥產(chǎn)量的50％以上，為中國農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展作出了巨大的貢獻。 在這40多年中，小合成氨廠完成了一系列的增產(chǎn)、節(jié)能、降耗的技術改造項目，目前生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)條件大有改善，能耗大幅度下降，企業(yè)的經(jīng)濟效益明顯提高。尤其是上世紀90年代初碳酸氫銨改產(chǎn)尿素的成

2、功，一批小尿素廠的投產(chǎn)，改變了氮肥產(chǎn)品的結構，并且還有許多小合成氨廠后續(xù)發(fā)展了其它化工產(chǎn)品，對中國氮肥行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。,概述,小合成氨廠生產(chǎn)的基本條件和技術,制造合成氨的基本原料是氫和氮，氮來自空氣，而自然界沒有元素態(tài)的氮可以直接獲取，絕大部分氫均存在于各種燃料之中，也就是存在碳氫化合物之中。對于有些固體燃料而言，含氫很少或基本不含氫，例如焦炭，但也可以借助與水蒸氣的化學反應而轉化得到氫。因此可以說，只要有燃料就能獲得氫氣。

3、 目前合成氨原料氣制造的原料有固體原料、氣體原料及液態(tài)烴原料。,1.原料氣的制造,,,由于我國的有著豐富的煤資源，而各地小合成氨廠根據(jù)當?shù)氐馁Y源情況，分別采用不同的原料路線，目前小合成氨廠多采用無煙塊煤以及本地無煙粉煤制造的型煤，來作為合成氨原料氣制造的原料。,2.氣體的凈化,各種原料制造的原料氣不僅含有生產(chǎn)合成氨需要的氫、氮氣，而且含有碳的氧化物及其它有害氣體與雜質，不能直接送去合成氨。必須將其出去，并且把氫氮比例調整到3﹕

4、1，才能制得合成氨所需要的合格氣體，這種氣體成為精煉氣或新鮮補充氣。 氣體凈化的內容很多，大體可分為去除無用且有害的酸性氣體，各種有毒雜質的精細脫除兩大部分。,⑴.酸性氣體的脫除,酸性氣體一般指的是二氧化碳和硫化氫兩種氣體。 二氧化碳小部分來自原料氣的制造，大部分是原料氣中的一氧化碳與水蒸氣變換回收氫氣以后所得。變換以后的氣體稱為變換氣，其中二氧化碳的含量可達到28％以上。微量的二氧化碳就會導致氨合成催化劑中毒而

5、喪失活性，因此二氧化碳的脫除是氣體凈化中最主要的一步。 硫化氫來自原料中所帶入的硫，經(jīng)造氣過程的化學反應，大部分（約90％以上）轉化成硫化氫，其它轉化成各種形態(tài)的有機硫，一般的脫硫方法多以脫除硫化氫為主，而有機硫須轉化為硫化氫，然后再進行脫除。 酸性氣體脫除的方法大體可分為物理吸收和化學吸收兩大類。 物理吸收法是根據(jù)二氧化碳及硫化氫在壓力下較易溶解于某些溶劑之中的原理，一旦壓力降低，被吸收的酸性氣體即行釋放

6、出來，溶劑還可以循環(huán)使用。 化學吸收法是根據(jù)堿性物質（溶劑）能與酸性氣體起化學反應而將其脫除的原理，在減壓及加熱條件下，被吸收的酸性氣體可以釋放出來，從而溶液得以再生，并重復循環(huán)使用。,⑵.少量雜質的脫除,所謂少量雜質是指對氨合成催化劑有毒害作用的物質而言，除此以外，其它無毒雜質例如甲烷及氬等，均可視作惰性氣體而無須特意除去。對氨合成催化劑有毒的物質還有氧及其化合物（CO、CO2、H2）、硫、磷、氯等。其中最主要的是隨原料氣體

7、帶入的一氧化碳、二氧化碳及硫化物。目前小合成氨廠對有害雜質的精脫技術多為銅氨液洗滌法。,3.氨的合成,直接法合成氨其化學方程式非常簡單 3H2＋N2＝2NH3＋Q 但在常壓、常溫下反應速度十分緩慢，經(jīng)過科學家無數(shù)次的科學試驗，最終是在符合工業(yè)使用的合成氨催化劑問世以后，合成氨生產(chǎn)實現(xiàn)了工業(yè)化。,造氣工段工藝原理及過程簡介,將燃料塊煤加入煤氣爐后，按吹風、制氣程序循環(huán)操作。在吹風時空氣吹入爐內，

8、燃料層在700℃以上，發(fā)生放熱反應，以提高燃料層溫度，積蓄熱量。在制氣時通入蒸汽，蒸汽與燃料層中高溫的碳反應，發(fā)生吸熱反應生成水煤氣。 吹風階段的化學反應： C＋O2＝CO2＋Q 2C＋O2＝2CO＋Q CO2＋C＝2CO－Q 制氣階段的化學反應： C＋

9、H2O(汽)＝CO＋H2－Q C＋2H2O(汽)＝CO2＋2H2－Q C＋2H2＝CH4＋Q,1.固定層間歇法煤氣爐生產(chǎn)原理,2.工藝流程簡圖,以煤為原料的小合成氨廠通常采用固定床間歇法制造半水煤氣。固體塊狀燃料的氣化過程，一般是在逆流式煤氣發(fā)生爐中完成的。根據(jù)固體燃料氣化過程中化學反應原理，主要是碳與氧的反應和碳與蒸汽的反應，前者為放熱反應，后者為吸熱

10、反應。因而，在燃燒過程中燃料氣化層溫度將隨著空氣的加入而升高，隨著水蒸氣的加入而降低，呈周期性變化。將這種有一定規(guī)律變化的一個全過程稱為“一個工作循環(huán)”。通常一個工作循環(huán)由五個階段組成。,3.工藝過程,一個工作循環(huán)由五個階段分別如下： ⑴.吹風階段 吹入空氣，提高燃料層溫度。 ⑵.一次上吹制氣階段 自上而下送入水蒸氣進行氣化反 應，燃料層底部溫度下降，上部溫度升高。 ⑶.下吹制氣階段 水蒸氣自上而下進行氣化反應，使燃料

11、層溫度趨于均衡。 ⑷.二次上吹制氣階段 將爐底及管道中殘余煤氣排凈，為吹入空氣作準備。 ⑸.空氣吹凈階段 此部分吹風氣予以回收，配制合格的半水煤氣。 一般而言，循環(huán)時間短，爐溫波動小，氣體質量和產(chǎn)量較穩(wěn)定。但是時間過短，會引起閥門頻繁切換，易造成閥門損壞。小合成氨廠塊煤氣化根據(jù)煤質情況一般一個工作循環(huán)控制在2～2.5分鐘。一個工作循環(huán)中的各階段時間分配也隨燃料的性質和工藝操作來制定。而煤氣爐的制氣過程控制是由微機控制系

12、統(tǒng)來集中控制的。,脫硫工段工藝原理及過程簡介,以固體燃料進行氣化制得的半水煤氣，都含有一定數(shù)量的硫化物。按其硫化合狀態(tài)可分為二類。一類是硫的無機化合物，以硫化氫（H2S）為主，另一類是二硫化碳（CS2）、硫氧化碳（COS）、硫醇（C2H5SH）等有機硫化合物。 一般硫化氫的含量約占半水煤氣總硫含量的90％～95％，有機硫含量較少，只占半水煤氣總硫含量的5％～10％。,1.硫化物對合成氨工藝過程的影響,⑴.毒害催化劑，使催化劑中毒、失

13、活。 合成氨生產(chǎn)中常用的變換反應催化劑以及氨合成反應催化劑的活性組分都能與硫化氫反應生成金屬硫化物，從而使催化劑的活性下降、強度降低、嚴重地影響催化劑的使用壽命。⑵腐蝕設備 含有硫化氫的氣體在有水分存在的條件下，硫化氫溶于水生成硫氫酸，能與金屬設備、管道生成相應的硫化物而造成腐蝕。其腐蝕程度隨氣體中硫化氫的含量增高而加劇。,⑶.污染溶液 在脫除CO2的過程中，硫化氫被溶液吸收同時在再生過程中生

14、成單質硫，在系統(tǒng)內積蓄，沉積在換熱器中影響設備的換熱效果；沉積在塔器內件中，影響塔器的吸收效率。因此嚴重的影響正常操作，使生成負荷下降。⑷.污染環(huán)境 硫化氫是劇毒物質，人體吸收微量的硫化氫即發(fā)生頭痛暈眩等癥狀，吸入過多可致猝死。放空氣或設備、管道泄漏出來的氣體中硫化氫均沉積在地面，對環(huán)境造成不同程度的污染。根據(jù)國家工業(yè)衛(wèi)生標準，大氣中硫化氫的含量不允許超過10㎎/m3。,2.半水煤氣脫硫的工藝原理,目前小合成氨半水煤氣

15、脫硫的方法，主要采用溶液吸收的方法來脫除，依其吸收和再生的性質，又可分為物理吸收法，化學吸收法和物理化學吸收法。 小合成氨廠通常采用化學吸收法的氧化法較多，有氨水催化法、改良ADA法、栲膠法、PDS法等，其原理大同小異，首先利用堿性溶液吸收硫化氫，然后借溶液中載氧體的催化作用把被吸收的硫化氫轉為元素硫，使溶液獲得再生。 例如PDS法脫硫，PDS是脫硫催化劑的商品名稱，是酞箐鈷磺酸鹽系化合物的混合

16、物，它主要成分是雙核酞箐鈷磺酸鹽。,其工藝過程原理：吸收反應： NaHS＋NaCO3＋(x－1)SNa2SX＋NaHCO3 RSH＋Na2CO3＝RSNa＋NaHCO3 COS＋2NaOH＝NaCO2S＋H2O CS2＋2NaOH＝2NaCOS2＋H2O再生反應： 2NaHS＋O2 2S↓＋2NaOH

17、 H2O＋Na2SX＋1/2O2 SX＋2NaOH 2RSNa＋1/2O2＋H2O RSSR＋2NaOH NaCO2S＋1/2O2 NaCO3＋S↓ 2NaCOS3＋O2 NaCO3＋S↓,,,,,,3.工藝流程簡圖,4.工藝過程,來自煤氣柜的半水煤氣通過除塵塔洗滌粉塵后，經(jīng)羅茨鼓風機加壓后送至脫硫塔底部，與塔

18、頂上噴淋下來的PDS溶液逆流接觸，在塔內填料層中以極短的時間完成吸收硫化氫的反應，脫除硫化氫的半水煤氣由塔頂出來，經(jīng)清洗塔洗滌，再經(jīng)過靜電除焦油器脫除焦油，半水煤氣中的H2S含量＜0.07g/m3，送往氫氮壓輸機加壓進行后一工序處理。 脫硫后的富液由塔底出來，進入富液槽，然后由富液泵加壓送到噴射再生槽的噴射器，在噴射器內自吸空氣并在喉管及擴散管內進行反應，然后液氣一起進入再生槽，由底部經(jīng)篩板上翻，進行PDS溶液的氧化再生和硫泡

19、沫的浮選，再生后的貧液流入貧液槽，再由脫硫泵送入脫硫塔循環(huán)使用。 再生槽浮選出來的流泡沫自動溢流到硫磺泡沫槽，在硫回收崗位進行溶硫反應，提煉出固體硫磺，溶液回收回系統(tǒng)。,變換工段工藝原理及過程簡介,半水煤氣中CO的含量約占30％左右，設置變換工序的目的就是，使CO與H2O反應，產(chǎn)生合成氨所需的氫氣并清除氨催化劑的毒物CO。 其化學反應： CO＋H2O↑ CO2＋H2 根據(jù)使用的催

20、化劑性質不同，分為中溫變換及低溫變換。,1.一氧化碳變換的原理,,2.工藝流程簡圖--中串低變換工藝流程簡圖,全低變變換工藝流程簡圖,3.工藝過程（以中串低變換工藝流程）,由氫氮氣壓輸機二段出來的壓力為0.75～0.8Mpa的半水煤氣（含CO為30％左右），進入飽和塔，與飽和塔頂部下來的溫度135℃～140℃的熱水逆流接觸，氣體溫度升至130℃左右從飽和塔頂部出來，由于半水煤氣被加熱和增濕，因而帶出大量蒸汽，混合煤氣經(jīng)水分離器分離掉所夾

21、帶的水份。然后進入第一熱交換器及第二熱交換器與變換爐三段出來的變換氣進行換熱，溫度升至300℃以上進入中溫變換爐進行變換反應。變換爐分為三段，段間用蒸汽或冷凝液進行增濕及降溫，三段出口溫度350℃左右的變換氣，經(jīng)第一熱交換器及第二熱交換器與煤氣換熱，溫度降至200℃～250℃，送入低溫變換爐繼續(xù)進行變換反應，煤氣中的CO含量降至1.0％～1.5％，然后進入水加熱器與飽和熱水塔的循環(huán)熱水間接換熱，變換氣自身被冷卻至140℃～150℃，進入

22、熱水塔與飽和塔下來的熱水在熱水塔中逆流接觸，出塔后進一步換熱，溫度降至35℃～40℃，變換氣送往氫氮氣壓輸機三段。,氫氮氣壓輸機工藝過程簡介,氫氮氣壓輸機是化肥生產(chǎn)中必不可少的關鍵設備之一，在合成氨生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化和氨的合成必須在一定的壓力下方能進行，所以需要用壓輸機將原料氣逐級壓輸至各工藝所要求的壓力，送至各工段進行氣體的凈化的反應。 氫氮氣壓輸機的型式多種多樣，有離心式壓輸機，也有容積式壓輸機，小合成氨廠使

23、用的大部分都是容積式壓輸機，例如L型、M型、H型等。,1. 本工段工序的任務,2.工藝流程簡圖（以尿素生產(chǎn)廠H型壓輸機為例）,3.工藝過程,由脫硫系統(tǒng)送來的半水煤氣，以常溫，～0.030Mpa壓力經(jīng)一級進氣緩沖器進入壓輸機一級氣缸，經(jīng)加壓后，氣體壓力為0.3Mpa，溫度為～148℃，依次進入一級冷卻器、一級油水分離器，氣體溫度降至40℃，進入壓輸機二級氣缸，經(jīng)壓輸后，氣體壓力升至～0.85Mpa,溫度為～150℃，經(jīng)二級冷卻器、油水分離

24、器，分離后油水的氣體送至變換工段。 變換工段來的變換氣，壓力為～0.65Mpa,氣量比變換前增加了30%左右，經(jīng)三級進氣緩沖器進入壓輸機三級氣缸壓輸，出三級氣缸的氣體經(jīng)過三級冷卻器、油水分離器，冷卻及分離油水后，進入壓輸機四級氣缸壓輸，氣體經(jīng)過四級冷卻器、油水分離器，冷卻及除去油水后，以2.7Mpa壓力常溫狀態(tài)進入脫碳系統(tǒng)。,脫除變換氣中的二氧化碳后，原料氣返回壓輸工段，經(jīng)五級進氣緩沖器進入壓輸機五級氣缸，出五級氣缸的氣體經(jīng)過

25、五級冷卻器、油水分離器，冷卻及分離油水后，進入壓輸機六級氣缸壓輸，氣體經(jīng)過五級冷卻器、油水分離器，冷卻及除去油水后，以13.5Mpa壓力常溫狀態(tài)進入精煉系統(tǒng)，除去氣體中少量的CO和CO2。 精煉氣返回氫氮氣壓輸機，經(jīng)壓輸機七級油水后，壓力升至25.0 MPa～31.4Mpa，溫度為～130℃進入七級冷卻器、油水分離器，冷卻和除去油水后，氣體送至合成工段。,脫碳工段工藝原理及過程簡介,無論是以固體燃料還是以烴類為原料的合成氨生

26、成過程，經(jīng)過一氧化碳變換后的原料氣中，CO2含量約在25％～30％之間。CO2的存在，不僅使氨合成的催化劑中毒，也給原料氣的進一步精制帶來困難。此外，CO2是生產(chǎn)尿素、純堿、碳酸氫銨等產(chǎn)品的原料，而且還可以生產(chǎn)液體CO2用于其他部門。習慣上，把脫除CO2的過程稱為“脫碳”。 目前工業(yè)上常用的是吸收法脫碳方式，根據(jù)吸收劑的性質不同，可分為物理吸收法、化學吸收法以及物理化學綜合吸收法。,1.原料氣中CO2 的脫除目的及原理,現(xiàn)在小

27、合成氨廠普遍采用的碳酸丙烯酯法就是一種物理吸收法，其原理就是利用CO2能夠溶解在碳酸丙烯酯溶液中的特性，以及在不同工況下的溶解度變化，來進行對CO2的吸收與脫除的。在加壓的條件下，CO2酸性氣體溶于丙碳（碳酸丙烯酯的簡稱）溶液中，達到脫除CO2的目的，溶解有CO2的丙碳溶液在減壓、氣提等條件下，將所溶解的大部分CO2氣體解吸出來，溶劑達到再生循環(huán)使用。,2.工藝流程簡圖,由氫氮氣壓輸機送來的約2.7MPa壓力的變換氣，經(jīng)油水分離器分離氣

28、體中油水后，從脫碳塔底部進入，變換氣與塔中噴淋的丙碳溶劑逆流接觸，變換氣中大部分的CO2被丙碳溶劑所吸收，出脫碳塔的凈化氣（原料氣）中含CO2＜0.5％，再經(jīng)丙碳回收器、丙碳分離器除去氣體中夾帶的丙碳霧沫后送出工段去氫氮氣壓輸機。 吸收了CO2后的丙碳富液從脫碳塔底部引出并減壓進入閃蒸槽，閃蒸出溶解于富液中的H2、N2、CO及部分CO2氣體。閃蒸氣經(jīng)丙碳捕集器除去氣體中夾帶的丙碳霧沫后送出系統(tǒng)回收利用。閃蒸后的

29、丙碳富液進入常壓解吸再生塔上段常解塔進行CO2解析。出常解塔的常解氣含CO2≥98％經(jīng)蘿茨鼓風機加壓后，送至洗滌塔上段洗去氣體中夾帶的丙碳霧沫，送往尿素系統(tǒng)的CO2壓輸機，作為合成尿素的原料。 常解后的丙碳溶液溢流進入常壓解吸再生塔下段頂部，與氣提鼓風機送入塔內的空氣逆流接觸，進一步氣提出殘余于富液中的CO2。氣提氣經(jīng)洗滌塔下段洗去氣體中丙碳霧沫后放空。出常壓解吸再生塔的丙碳貧液至中間儲槽再經(jīng)脫碳泵加壓到2.7

30、MPa，經(jīng)溶劑冷卻器冷卻至35℃送入脫碳塔循環(huán)使用。,3.工藝過程,精煉工段工藝原理及過程簡介,脫碳后原料氣中含有少量的CO、CO2， CO含量在1.0％～1.5％，CO2含量在0.2％～0.5％，這些成分均為氨合成催化劑的毒物，因此必須進一步精制，使CO＋CO2的含量低于25PPM，同時氣體中殘留的O2和H2S也要進一步清除。目前小合成氨廠普遍采用的精煉工藝是醋酸銅氨液洗滌法,根據(jù)醋酸銅氨液吸收各有害物質的機理，工藝條件采用在壓力為1

31、2.0MPa～15.0MPa、溫度為10℃～15℃的工況下進行。 醋酸銅氨液由醋酸亞銅絡二氨[Cu（NH3）2Ac]、醋酸亞銅絡四氨[Cu（NH3）4Ac2]、醋酸氨[NH4Ac]、碳酸氫銨[NH4HCO3]、碳酸氨[(NH3)2CO3]、碳酸亞銅絡四氨[Cu(NH3)4CO3]及游離氨組成。其中以醋酸亞銅絡二氨、碳酸亞銅絡四氨、及游離氨為吸收CO、CO2的主要成分。,1.原料氣精制目的及原理,醋酸銅氨液吸收CO的反應式：

32、 Cu(NH3)2Ac＋HN3＋CO Cu（NH3)2Ac·CO＋Q 吸收CO2的反應式： 2NH3＋CO2＋H2O (NH3)2CO3＋Q (NH3)2CO3＋CO2＋H2O NH4HCO3＋Q 吸收O2的反應式： 2 Cu（NH3)2 Ac＋4HN3＋HAc＋1/2O2＝2Cu(NH3)4 Ac2＋

33、H2O＋Q 吸收H2S的反應式： 2NH4OH＋H2S (NH4)2S＋2H2O＋Q Cu(NH3)2Ac＋2H2S＝Cu2S↓＋2NH4Ac＋(NH4)2S Cu(NH3)4Ac2＋2H2S＝CuS↓＋2NH4Ac＋(NH4)2S,,,,,吸收各有害氣體的醋酸銅氨液必須經(jīng)過再生處理，進行循環(huán)使用，再生的過程，是在減壓和加溫的條件下，銅氨液所吸收的C

34、O、CO2、O2和H2S等氣體，從溶液中解吸并逸出，并調整銅氨液各組分含量，以恢復其原有的吸收能力。 再生過程的反應式： Cu(NH3)2Ac·CO Cu(NH3)2Ac＋HN3↑＋CO↑－Q NH4HCO3 NH3↑＋CO2↑＋H2O－Q (NH4)2 S2NH3＋H2S↑－Q,,,,2.工藝流程簡圖,3.工藝過程,吸收過程 ：

35、 進入精煉工段的原料氣含CO(1.0～1.5)％、CO2(0.2～0.5)%，由氫氮氣壓輸機壓輸?shù)郊s13.0MPa，在本工段油水分離器分離油水后，從銅洗塔底部向上與塔頂噴淋下來的新鮮銅液逆流接觸，氣體中的CO、CO2、H2S及O2被銅氨液吸收，凈化后的氣體自塔頂離去，經(jīng)銅液分離器除去氣體中夾帶的銅液霧沫后，合格的精煉氣去壓輸機加壓即送往合成工段。,銅液再生過程： 吸收了原料氣中的CO、CO2等氣體的銅氨液，從銅洗

36、塔下部流出，經(jīng)減壓閥減壓后，送銅液再生塔的回流塔頂部，由塔頂噴頭向下噴淋，在回流塔內，銅液吸收了自再生器釋放出來的氣體中的氨和部分熱量，銅液溫度升高到45℃～55℃，在回流塔銅液所吸收的大部分CO解吸出來，然后由回流塔底部溢流至下加熱器管內，被管外的熱銅液加熱，銅液溫度升高到60℃～65℃，并開始進行還原反應，然后銅液由往上流入上加熱器管內，被管外蒸汽（或熱水）加熱，控制銅液溫度在76℃～78℃，進入再生器，銅液在再生器內停留足夠的時間

37、后，在再生器外有蒸汽夾套和加熱，以維持再生器的銅液溫度在76℃～78℃之間，使銅液中CO、CO2等氣體充分解吸。合格的新鮮銅液從再生器底部離開，進入下加熱器管外，加熱管內冷銅液，熱銅液的余熱被回收，其溫度降低后在相繼去水冷卻器、氨冷器，分別利用冷卻水和液氨氣化移走銅液中熱量，新鮮銅液溫度降至8℃～15℃，再由高壓銅泵加壓至～13.0MPa，送往銅洗塔循環(huán)使用。,合成工段工藝原理及過程簡介,氨合成工序的任務是將精制的氫氮氣合成為氨（HN3

38、），其原理就是在高溫、高壓并有催化劑存在的條件下氫和氮進行氨合成反應。根據(jù)合成反應器所采用的壓力、溫度和催化劑型號不同，氨的合成方法可以分為低壓法、中壓法和高壓法三種，小合成氨廠普遍采用中壓法（25.5～32.0Mpa）。 氨合成化學反應式： N2＋3H2＝2NH3＋Q 由于受反應平衡的影響，氮、氫混合氣體不可能全部轉化為氨，一

39、般僅能獲得25％以下的氨含量。通常采用冷凍的方法將已經(jīng)合成的氨分離，然后在未反應的氫、氮混合氣中補充一定量的新鮮氣繼續(xù)進行循環(huán)反應。,1.合成工序的任務及原理,2.工藝流程簡圖,3.工藝過程,由氫氮氣壓輸機送來的壓力為(25.0～30.0)MPa，溫度為(30～45)℃的新鮮補充氣，在進行分離油水后，進入合成系統(tǒng)，在與進冷交換器的循環(huán)氣匯合，混合氣由冷交換器底部進入，分離出循環(huán)氣所帶入的液氨，自下而上與管內的熱循環(huán)氣換熱，出氨冷凝器后經(jīng)

40、循環(huán)氣壓輸機加壓，送往合成塔塔前的熱交換器，與出合成塔的熱循環(huán)氣間接換熱，溫度提高到150℃～180℃，進入合成塔內，進行氨的合成反應，出塔循環(huán)氣中的氨含量達到10%～15%，由于出催化劑反應區(qū)的氣體溫度高達400℃以上。因此要進行熱量的回收，,目前小合成氨廠的合成塔均采用中置（或后置）鍋爐回收出塔前的氣體熱量，產(chǎn)生蒸汽送往蒸汽管網(wǎng)。溫度小于180℃的出塔氣體，進入熱交換器管外，與管內的進塔氣換熱，出熱交換器后，送往水冷器中進一步降溫至

41、35℃左右，然后出水冷器的循環(huán)氣體送入冷交換器的管內，與管外上升的冷循環(huán)氣體換熱，溫度降至5℃～15℃，然后進入氨分離器中分離出冷凝的液氨，液氨由氨分離器底部排出送往氨儲槽，分離液氨后的循環(huán)氣送往氨冷器，在氨冷器內，氣體在管內流動，液氨在管外蒸發(fā)，由于氨的蒸發(fā)吸收了大量的潛熱，管內的循環(huán)氣體溫度被進一步冷卻至－10℃～5℃，氣體中的氣氨進一步被冷凝成液氨，從氨冷器出來含有液氨的循環(huán)氣在與新鮮補充氣匯合后進入冷交換器，進行下一個循環(huán)，液氨