KBR公司是全球最大的合成氨工艺提供商。全球已有超过200家合成氨工厂采用了KBR的专利工艺。凭借在该领域60多年的行业经验，KBR公司不断创新，为了应对新的市场竞争而成功地开发出多种节能省气的新型合成氨工艺。这些新技术既可以用于对已有工厂的改造，也可以用于新建工厂。实践证明，KBR的新工艺具有可靠的设计和优异的性能表现。

KBR Purifier工艺

传统的天然气合成氨工艺为了保持较高的转化率，减少合成气中的甲烷残余量，一段炉出口温度需控制在810℃左右，二段炉出口温度需达到1000℃左右。同时，为了保障合成气压缩机出口的氢氮比为3:1，需要有效的控制二段炉进口工艺空气的进料量。由于工艺流程长，控制回路有较大的滞后。为了降低合成回路的甲烷和惰性气体，需要单独的弛放气回收装置。

KBR的Purifier工艺在干燥器和合成气压缩机之间添加了特有的深冷净化器设备，如图1所示。该设备能够清除合成气中的所有甲烷和大部分惰性气体，并且能够精确地将氢氮比控制在3:1。因此，当使用该工艺时，二段炉将通入过量的空气，出口温度降低至860℃左右。同时，一段炉的热负荷得到减轻，从而允许其出口温度降低至700℃左右，辐射段炉管的尺寸可以缩小约1/3。合成回路的驰放气直接通入深冷净化器的上游，由净化器承担其回收工作。因此Purifier工艺不需要独立的弛放气回收装置。

Purifier工艺以其独特的设计和有效的整体优化，具有低能耗、低投资成本、操作灵活以及生产高度可靠等优势。

中海石油化学有限公司在海南省东方工业开发区新建的合成氨工厂采用了KBR的Purifier工艺，氨生产能力1500吨/天。该工厂的能耗低至6.49Gcal/吨氨，是目前全球能耗最低的合成氨工厂。

Yara集团位于荷兰Sluiskil的Purifier合成氨装置，平均在线率达到97.3%，曾创下连续运转1375天的记录。

KBR KRES工艺

传统合成氨工艺中，原料天然气除了用作工艺物料，通过甲烷蒸汽转化生成合成气以外，还有相当数量的天然气用作一段炉的燃料，加热一段炉以提供蒸汽转化所需的热量。二段炉出口温度必须维持在1000度左右，为了回收热量而产生了大量的蒸汽。其实质上是使用了昂贵而又有限的天然气制造蒸汽，从能量的经济性角度看是不合理的。

而在KBR的KRES工艺中，传统的一段炉取消，取而代之的是由预热炉、自热式转化炉（ATR）和换热式转化炉（KRES）组成的转化单元，如图2所示。原料气经预热或者轻度转化后，约70％的气体与富氧空气混合后进入自热式转化炉，其功能相当于原二段炉。甲烷和氧气首先在上部的混合室燃烧，然后进入催化剂床层进行转化反应，其出口气通入换热式转化炉的底部。

换热式转化炉是一个兼带转化反应的开管式换热器，其结构如图3所示。约30％的原料气从炉体的顶部通入，顺着填充有催化剂的换热器管程向下流动，在管程，原料气发生转化发应，反应所需的热量通过管壳换热提供。反应后的转化气在换热器的底部与自热式转化炉出口气混合，然后通过壳程向上流动，与管程换热后流出装置，其出口温度约在600℃～800℃。

在KRES工艺中，自热式转化炉出口气体的高温热能直接在换热式转化炉中被利用，用以进一步生产转化气，预热炉或者轻转化炉的热负荷得到有效降低，从而极大地减少了燃料天然气的消耗。

辽宁华锦通达化工股份有限公司的辽河化肥厂由于天然气供应不足，长期处于低负荷运转状态，尤其是在冬季供热高峰期（每年的十二月到二月份），该厂一般只能维持在60%～70%的负荷下运行。为了减少对天然气供应的依赖，辽化厂采用了KBR的KRES工艺进行改造。改造后天然气耗量由9.15 Gcal/吨氨降低到 6.47 Gcal/吨氨，在相同产量下可以节约高达29%的天然气，同时还能增加了13%的CO2产量，用于实现尿素增产。改造后该厂在全年的大部分时间实现了满负荷运转，即使在天然气最为短缺的1～2月间，其生产负荷也能达到90％以上。