合成氨裝置取樣系統設計的探討

(中國五環工程有限公司，湖北 武漢 430223)

分析化驗是監督和檢測化工裝置生產正常運行的方法和手段。通過對化工裝置運行過程中關鍵路徑上的樣品進行化驗，根據分析結果可以確定化工裝置運行是否平穩，并及時調整操作方案，保障裝置安全、穩定運行。如何能夠及時、準確、安全、方便地得到具有代表性的樣品，則是分析化驗工作能順利開展的前提條件，對整個化工裝置生產都具有極為重要的意義，尤其是在化工裝置開車和性能考核階段。

本文通過對合成氨裝置的樣品特點、取樣點的設置、樣品采集容器的選擇、采樣置換廢樣的處理方式、取樣流程設計等幾個方面進行討論和總結，對現場取樣系統的設計提供一定的借鑒作用。

1 合成氨裝置的樣品特點

氨合成的主反應為：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

無論是天然氣還是煤做原料，對于合成氨裝置來說，都要先制得H2、N2原料氣，而制取的氫、氮原料氣中都含有硫化合物、一氧化碳、二氧化碳等雜質，這些雜質不僅能腐蝕設備，而且能使氨合成催化劑中毒，因此，在氫、氮原料氣送入合成塔之前，必須進行凈化處理，除去各種雜質，獲得純凈的氫氮混合氣。整個過程所處理的工藝介質均為連續流體，以氣體或液體的形式存在。

以天然氣制合成氨的一般流程見圖1。

圖1 天然氣制合成氨一般流程

按照工藝生產的控制要求，合成氨裝置需要分析的樣品根據其介質形態、成分、分析項目、取樣溫度及壓力等可以分為以下幾類：①溫度>60 ℃、氣體、含水、易燃/易爆/有毒，如蒸汽轉化工藝氣、變換工藝氣、甲烷化出口氣等，主要干基氣體組分為H2、N2、Ar、CH4、CO2、CO等；②……