合成氨工业是化学工业的支柱产业,其产量大、能耗高。随着合成氨工业的大型化和技术进步,氨合成工序已成为合成氨能耗的主要单元之一,除研制高效催化剂外,还必须重视工艺流程的优化,世界各公司不断在进行研究,并且推出了自己独特有效的节能工艺。20世纪70~80年代我国引进的大型合成氨装置,基本上都已经进行了节能改造。在这些引进装置中,氨合成技术应用最多的美国Kellogg公司冷激式轴向四床层氨合成塔,改造采用了卡萨利轴径向四床层氨合成塔或采用了托普索S-200氨合成塔;丹麦Topsφe公司S-100两段冷激改造为两段间接换热式的S-200流程。另外,美国Braun在二塔两床层流程基础上又推出改进的三塔三床层流程;德国的Vhde公司在三床一塔一废锅流程基础上又推出三床两塔两废锅流程。国内中小氮肥厂也从没有热回收的流程改进为普遍采用的带热回收的二进二出流程或JR型氨合成流程。近年来,随着我国对焦炉气利用项目的日益重视,一些科研院所和企业积极探索,开发出了一些符合我国国情的焦炉气综合利用技术,并在工业装置得到了运用。根据焦炉煤气的组成特点,我国综合利用的途径有发电、生产甲醇、LNG联产氢气、制油、生产化肥等。本文以某焦化企业利用焦炉气生产天然气联产合成氨项目的氨合成工序为研究对象,根据此项目原料气利用变压吸附提取焦炉气中的氢气和空分制取的氮气,原料气中惰气含量低,合成压力低的特点,结合项目公用工程条件,通过国内外氨合成技术和国内氨合成塔内件的技术分析,以目前国内先进的JR氨合成工艺技术和配套的内件为基础,围绕氨合成工艺中反应热的利用、氨的冷凝分离、原料气的最终精制等关键步骤,对低压低惰气氨合成系统工艺路线、氨合成塔内件选型、工艺指标的确定进行技术分析和必要计算,提出了改进的JR型氨合成流程和氨合成塔的选型方案,对改进的JR型氨合成流程进行了物料和热量衡算,并初步分析了消耗指标。结果表明,氨合成塔出塔氨含量一般不低于20%,最高可达23.46%;废热回收率可达90%以上,副产蒸汽2.5MPa1.132t/t氨;合成循环机和冰机总电耗87.9 KWh/t氨;循环水用量11.13 t/t氨。以上指标均达到同行业先进水平。