Page 207 - 机械制造及其自动化

第五章 化工压力容器与合成氨系统的设计研究

换热器预热，之后进入甲烷反应器进行反应，产物为甲烷。甲烷反应器里出来

的气体又要经过换热和水冷两个步骤，再分离。除去水分后进入合成气压缩机
低压缸，压缩至一定压力后，合成气进入新设置的水冷器却，再经段间氨冷器
冷却至低温，进入段间分离器除去多余的水分。由于段间分离器出口气体中仍

含有约0.025%的水分及总共为0.0015%的CO 2 和CO。至此，新鲜气中含有H 2 、
N 2 、CH 4 、Ar及微量的H 2 O、CO和CO 2 ，就进入新增的分子筛干燥净化系统以备

合成。
（2）分子筛系统
近年来，Kelloge公司、英国化学工业公司、Topsbe公司和汉格公司等均提出

了采用分子筛干燥与净化合成气的节能降耗技术改造方案，并在一些大型合成氨
厂进行了实施，取得了较明显的效果。
场内设置的分子筛干燥净化系统主要由两个分子筛干燥器组合成。当一个干

燥器进行吸附时另一个就进行再生，两个干燥器交替使用。再生的气体来自经净
化后的新鲜合成气，其量大约为总新鲜气的4%。再生气经调节阀减压后并由加
热器加热至指定温度，进入分子筛干燥器，开始升温再生。当加热再生结束后，

仍使用约占总气量的4%的净化后新鲜气直接进入分子筛干燥器进行冷吹。而经
再生和冷吹后的气体，返入新增的甲烷化换热器进行回收利用，如图5-3所示。

分子筛干燥器后增加了两台粉尘过滤器，运行过程中，一台运作，一台作为
备用。并且过滤器的进、出口设有压差指示（0.005Mpa）；当压差值明显增加
时，调整两台过滤器进、出口的阀门开关，图5-3为同时启用。新增分子筛工艺

流程图。
过滤器切换使用。经过分子筛净化系统净化后的新鲜气指标为：净化气体中

氧原子含量＜0.001%。如图5-3所示。
（3）高压缸合成气系统
分子筛净化后的新鲜气就会被送入合成压缩机的高压缸进行压缩，并和循环

气一起最终压缩。压缩机循环段出口增加一台高效油过滤器，用来除去合成气中
的微小油滴。另外，压缩机循环段进、出口之间增设一台防喘振换热器，用来防

止压缩机在运行开始时可能出现的喘振。
从压缩机循环段出口的合成气，被送入合成塔进口加热器里，被加热至一定

195