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合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
① 天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
② 重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③ 煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
合成氨工艺流程图
合成氨的在线分析检测点
序号 | 检测点 | 被测组分 | 典型量程 | 备注 |
A1 | 半水煤气 | O2 | 0~1% |
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A2 | 脱硫 | H2S、SO2 | 0~5% |
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A3 | 中变出口 | CO | 0~5% |
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A4 | 低变出口 | CO | 0~1% |
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A5 | 脱碳出口 | CO2 | 0~2% |
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A6 | 再生CO2（入口） | O2 | 0~15% |
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A7 | 精练气（甲烷化）出口 | CO2+CO2 | 0~50ppm |
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A8 | 合成塔入口新鲜气 | H2 | 50~80% |
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CH4 | 0~15% |
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A9 | 合成循环气 | H2 | 40~70% |
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A10 | 天然气制氢一段炉 | CH4 | 0~15% |
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A11 | 天然气制氢二段炉 | CH4 | 0~1% |
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A12 | 重油制氢汽化炉 | CH4 | 0~10% |
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尿素合成工艺的在线气体检测
原料气CO2补加空气后的O2分析：过低会引起腐蚀，过高会影响尿素合成率。
H2/O2分析：氧分析目的同上，氢分析是为监测脱氢效果，以避免形成爆炸性气体。
NH3/CO2分析，监视合成塔的合成工艺。
尿素合成的在线分析检测点
序号 | 项目名称 | 检测点 | 被测组分 | 控制指标（例） | 备注 |
A1 | 预精馏塔出口气 | 预精馏塔出气管 | CO2 NH3 H2O | 10.3% 82.7% 6.0% |
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A2 | 一吸塔出口气 | 一吸塔顶出口气管 | CO2 | ＜100ppm |
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A3 | 氨冷凝器（B）出口气 | 氨冷凝器（B）出口 | NH3 H2 O2 | 实测 |
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A4 | 氨冷凝器（C）出口气 | 氨冷凝器（C）出口 | NH3 H2 O2 | 82.3% 3.8% 2.1% |
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A5 | 惰洗器出口气 | 惰洗器出口气管 | NH3 H2 O2 | 60.6% 8.3% ＜5% |
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A6 | 进二循一冷气气相 | 进二循一冷气气相出口管 | NH3 CO2 | 实测 |
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A7 | 二段分解气相 | 二段分解气相出口管 | NH3 CO2 | 61.1% 8.9% |
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A8 | 尾吸收塔尾气 | 尾吸收塔尾气管 | NH3 H2 O2 | 9.7% 25% 8.6% |
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A9 | 解吸冷凝器出口气 | 解吸冷凝器出口气相管 | NH3 CO2 | 47.4% 4.3% |
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原料对二甲苯氧化后生成粗对苯二甲酸，监测氧化尾气：氧含量检测至关重要，直接参与安全生产闭环控制，有时会采用三取二的安全连锁逻辑。CO2和CO主要起安全监控作用。
PTA氧化尾气的在线气体分析
被测组分：O2（0~5%）、CO2（0~3%）、CO（0~5%）；
样气条件：温度 50℃，压力 1.5±0.2MPa，无粉尘；
样气处理的重点是除水和防腐蚀。
再生烟气的在线气体分析
被测组分 | 一再烟气出口A1 | 二再烟气出口A2 |
O2 | 0~1% | 0~10% |
CO | 0~20% | 0~0.5% |
CO2 | 0~20% | 0~30% |
