[发明专利]一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工尾气回收利用技术领域，尤其涉及一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法。

背景技术

目前，合成氨生产过程中，因实际生产需要常常有一部分含有氢气、氨、甲烷等尾气(弛放气)排放至大气或经过锅炉燃烧回收利用，以控制生产过程中的甲烷浓度，从而保证氨合成反应的正常进行。其中，合成氨尾气中的甲烷是一种温室气体，每吨甲烷对全球暖化的影响比二氧化碳高出25倍；因此，将合成氨尾气直接排入大气将加剧温室效应，造成环境污染和资源浪费，增加合成氨消耗；或者，将合成氨尾气经过锅炉燃烧回收利用作为燃料气体，降低了甲烷和氢气的经济价值，与此同时也造成了大气污染。因此，如何利用好合成氨尾气，并将合成氨尾气的价值得到最大化的利用，已经成为业界急需解决的问题。

现有技术中，为解决好合成氨尾气回收利用这一问题，主要通过采用低温精馏的方法回收液化天然气。目前关于合成氨尾气的回收利用也有相关的专利记载。具体相关记载如下所述：

例如：申请号为201010034235.4，专利名称为“利用合成氨尾气制取液化甲烷的方法及装置”的发明专利，该专利公开了一种制取液化甲烷的方法：除去合成氨尾气及／或排放的二氧化碳气体中的有害气体氨气及／或硫化氢气体后，进行增压处理，使合成氨尾气与二氧化碳气体压力一致后，混合，进入甲烷化反应炉反应，使二氧化碳和氢气反应生成甲烷，生成的甲烷经过净化处理后，通过冷却、精馏工艺得到液化甲烷，同时制取液化氩。该专利技术通过甲烷化反应有效地脱除了温室气体二氧化碳，通过低温精馏等工艺将合成氨尾气回收转化为液化甲烷和液化氩，从一定程度上缓解了温室效应和环境污染，减少了资源浪费，但是合成氨尾气及／或排放的二氧化碳气体中有效成分二氧化碳和氢气含量是随着生产稳定性而发生着变化，无法保证甲烷化反应装置的长周期稳定运行，因而二氧化碳、氢气的回收利用率也受到了很大的限制，即氢气和氨的利用没有得到资源最大化的体现；同时，因该反应带来的一系列的资源消耗增大、能源消耗增大、环境污染加剧等问题。

例如：申请号为201110252180.9，专利名称为“一种利用合成氨尾气生产液化氩的方法及装置”的发明专利，该专利公开了一种合成氨尾气制备液化氩的方法：将合成氨弛放气和放空气经过增压或减压处理，使压力一致后，混合，经深冷氨氢分离装置分离出合成氨尾气(包括弛放气和放空气)中的氨组分和氢组分，然后将处理过的合成氨尾气送入深冷甲烷分离装置，分离出甲烷后，进入深冷液氩生产装置，制得液氩。该专利技术在低温条件下，运用物理原理分离出合成氨尾气中的氢气、氨气、甲烷、氩。由于该专利技术是在低温条件下进行的，因此应考虑到合成氨尾气中水分含量对管道或设备的影响，而该专利所披露的技术特征里并未提及水分的处理问题；故而，该专利技术产业化存在一定的局限性，在实际生产中不能得到广泛的应用。

例如：申请号为201210313032.8，专利名称为“利用合成氨尾气制备高纯度液化天然气的方法”的发明专利，该专利公开了一种合成氨尾气制备高纯度液化天然气的方法：将合成氨尾气通入分子筛吸附器进行净化处理，除去微量水和氨，净化处理后的尾气依次送入主换热器和蒸发器进行冷却，冷却后的尾气进入脱氢精馏塔进行精馏分离，分离后塔顶排出富氢气体，底部得到富甲烷液体；将富甲烷液体送入产品精馏塔进行进一步精馏分离，精馏后在产品精馏塔底部得到高纯度液化天然气LNG产品。该专利技术对合成氨尾气的来源并未进行具体限定；例如，合成氨尾气可以是储槽放空气，也可以是塔后放空气，也可以是排放的二氧化碳气，也可以是以上三种气体中任意两种或者三种的混合气体。因气体来源不同，将直接导致气体的各组分含量、温度和压力也不同，在回收利用的前期处理方式上应采用不同的处理方式；同时，对后续制备液化天然气、氢气等产品的纯度也会有影响。其中，更为重要的是，该专利技术对合成氨尾气中的氨的回收处理比较简单，没有最大限度地回收利用合成氨尾气中的氨，从而导致该专利技术中在实际应用中不能实现资源利用的最大化。

综上所述，现有技术中针对合成氨尾气的回收利用并没有一个资源利用最大化的技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法，能够从合成氨尾气中有效地分离出合成氨尾气中的氮气、氢气、氨以及甲烷；其中，回收的氨可以再次回收进入合成氨系统进行资源循环利用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法，一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法，其特征在于，包括以下步骤：