[发明专利]一种利用合成氨放空气、驰放气制取液化甲烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工尾气回收及综合利用领域，尤其涉及一种利用合成氨放空气、驰放气制取液化甲烷的方法。

背景技术

合成氨厂排放的尾气中含甲烷、氮气、氢气、氩气及氨气等，同时合成氨生产中还排放二氧化碳。而国内还没有较好的处理合成氨尾气的方法，目前氮肥厂的合成氨尾气都采取燃烧或直接放空的方法，这种做法不仅浪费了能源、污染了环境，同时也降低了氮肥厂的经济效益。其中的有益的甲烷与氩气无法得到回收。

迫于目前环境污染的日益严重，能源的日益匮乏，业界急需一种处理合成氨尾气的方法，可以将尾气中的氨、甲烷、氢气回收，变废为宝，避免环境的污染及能源的浪费。

发明内容

本明所要解决的技术问题在于提出一种利用合成氨放空气、驰放气制取液化甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：

合成氨放空气、驰放气的净化：压力为25-30MPa合成氨放空气经薄膜调节阀减压至6-12MPa，氨库来的驰放气进入无动力氨回收系统回收其中的氨后与减压后的放空气混合一起进入高压水洗塔，除去气体中剩余氨，除氨的气体经气液分离器、加热器，温度由水洗后的30℃左右升至40-55℃，氨含量小于50ppm，进入膜分离系统，提取混合气中的氢气，压力为1.5-1.8Mpa，提氢后的混合气压力降为4.0-4.5Mpa，进入分子筛吸附系统除去其中的水分，水分含量≤1ppm。

步骤二：

净化后的混合气的深冷液化：净化后的混合气进入主换热器，被冷却到-137℃--140℃，然后进入气液分离器，出气液分离器的液体进入精馏塔底部的蒸发器进一步降温后(温度降至-148℃)，进入过冷器，与出精馏塔的尾气进行换热，经减压节流与出气液分离器经减压节流的气体混合进入精馏塔，混合气体的温度降至-159℃--162℃，进入精馏塔的物料经传质、传热，液态甲烷由精馏塔底部排出，不凝的氮气、氩气从精馏塔顶部排出，经过冷器、主换热器回收冷量复热后送出。

步骤三：

复热后，所述复热后气体温度20℃-25℃，气体经加热器加热到180-210℃后，送入分子筛吸附系统中作为再生气使用。

还包括步骤四，将步骤二中从精馏塔顶部分离出来的不凝气体(甲烷含量≤1ppm)送入氩气液化装置，通过冷却、精馏工艺将其中的氩气液化，并将液化氩气从氩气液化装置中分离出来。

所述分子筛吸附系统，由两台分子筛吸附器组成，分子筛吸附器为立式圆筒体、筒体里面装填5A球型8×12日分子筛，当净化后的混合气通过分子筛吸附器时，装填的分子筛将混合气中的水分吸附，吸附饱和后，切换到另一分子筛吸附器继续吸附，吸附水分后的分子筛由180-210℃的再生气反向再生，分子筛吸附器成对交替使用，一只工作时，另一只被再生。(吸附温度40℃，压力4.5MPa，再生温度180-210℃)

所述主换热器、过冷器所需要的冷量由混合制冷剂N₂-CH₄提供，节能10％-20％。

所述氩气液化装置所需冷量由混合制冷剂N2-CH4提供，节能10％-20％。

从氩气液化装置中分离出来的液化氩气的温度为-185℃--195℃，压力为0.24MPa，液氩含量大于99％。

有益效果：

1、甲烷回收率高于90％，液化甲烷纯度大于95％；

2、氩气回收率高于90％，液氩纯度大于99％；

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的利用合成氨放空气、驰放气制取液化甲烷流程图

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

图1为本发明的利用合成氨放空气、驰放气制取液化甲烷及液氩的系统的示意图，如图1所示，该装置主要包括：无动力氨回收装置、高压水洗塔、汽水分离器、加热器、膜分离系统、分子筛吸附系统、主换热器、气液分离器、精馏塔、液态甲烷储罐、膨胀机、过冷器、N₂-CH₄冷却循环系统、氩气液化装置。