[发明专利]一种合成氨尾气回收处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合成氨技术领域，尤其是一种合成氨尾气回收处理工艺。

背景技术

现有技术中，合成氨是化学工业的基础，也是我国化学工业发展的先驱，经过几十年的发展，我国合成氨工业在产业规模、国内自给能力、技术装置水平等方面得到了大幅提高。目前，我国合成氨产业规模已居世界第一，总量占世界总量的约三分之一。合成氨作为化肥工业生产的重要基础，在我国国民经济中发挥着重要的作用。由于历史上经历了小氮肥、中氮肥、大氮肥的发展过程，我国合成氨企业和氮肥企业数量多，布局分散，产业集中度低，整体技术水平不高。“十二五”期间，结构调整和产业技术升级是合成氨发展的重要内容。

在合成氨生产过程中合成气循环使用，甲烷浓度不能过高，因此必须由部分含氨、甲烷等为其排放(驰放气)，以控制甲烷浓度，保证氨合成反应的正常进行。甲烷是一种温室气体，每吨甲烷造成全球暖化的威力比二氧化碳高出25倍，如果将驰放气直排，会造成环境污染和资源浪费，降价合成氨消耗。因此利用好合成氨的尾气，是解决环境污染和资源充分利用降低合成氨成本的有效途径。

合成氨驰放气是在合成氨工序产生的尾气，现有技术中的一般的用途是作为燃料气体。但驰放气含有许多经济附加值很高的成分，例如甲烷。氢气等一并作为燃料烧掉，是非常不经济的，因此将驰放气中的有价值成分提取出来这一直是本领域技术人员的技改热门；现有技术中的也并没有一个最佳的处理方案，相应的，现有技术中的合成氨尾气并不能得到最佳利用，一定程度上造成了资源浪费。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种合成氨尾气回收处理工艺，能够将合成氨尾气进行最大程度的回收处理，并获取最大部分的LNG产品，以及氮氢气；能够保证甲烷精馏塔塔底输出的液体甲烷的浓度为99.5％以上。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成氨尾气回收处理工艺，包括：

步骤a：原料气压缩操作，

将氨回收尾气输送至压缩机处完成原料气压缩操作，当原料气增压至4.2MPa时，将原料气从压缩机输出。

步骤b：原料气冷却操作，

将所述压缩机输出的原料气输送至冷却器进行原料气冷却操作，当原料气冷却至常温时，将原料气从冷却器输出。

步骤c：原料气水洗操作，

将所述冷却器输出的原料气输送至水洗塔进行原料气水洗操作，当原料气中的氨分离至100PPm以下时，将原料气从水洗塔输出。

步骤d：原料气干燥操作，

将所述水洗塔输出的原料气与膜提氢尾气一同输送至干燥塔进行原料气干燥操作，所述干燥塔设置有2台吸附器，其中1台吸附器用于原料气的吸附操作，另一台吸附器用于吸附剂再生过程的吹冷和加热操作；干燥操作中的吸附压力控制为4.0MPa，吸附温度控制为40℃，再生气压力控制为0.05MPa，再生气进口温度控制为200-220℃，再生气出口温度控制为180℃；当原料气完成干燥操作后从干燥塔输出；其中，再生气可以选择来自精馏塔塔顶的尾气。

步骤e：原料气过滤操作，

将所述干燥塔输出的原料气输送至粉尘过滤器进行原料气过滤操作，当 原料气完成过滤操作后从粉尘过滤器输出，控制从所述粉尘过滤器输出的原料气温度为40℃。

步骤f：原料气液化分离操作，

将所述粉尘过滤器输出的原料气输送至液化分离冷箱进行液化分离操作，原料气依次经过一级板翅式换热器以及二级板翅式换热器进行换热操作，进而进入塔前分离器；

其中，包含氢气氮气的气态流体从塔前分离器输出，并经换热器复温后输出装置外进行收集储存；塔前分离器中的底液相经减压操作后输送至甲烷精馏塔，在甲烷精馏塔中进行热质交换操作；

进而将甲烷精馏塔塔底的液体甲烷输出，所述液体甲烷的浓度为99.5％以上；然后将所述液体甲烷经换热器与过冷器后，成为过冷LNG液化天然气产品，最后将过冷LNG产品进行减压操作后输送至LNG储槽存储。

优选地，上述合成氨尾气回收处理工艺还可具有如下特点，

所述液化分离冷箱通过氮气间接膨胀剂制冷循环为原料气的液化与精馏操作提供所需冷量。

优选地，上述合成氨尾气回收处理工艺还可具有如下特点，

所述膜提氢尾气的组成体积含量百分比如下：

H₂为22.54％，N₂与Ar为31.13％，CH₄为46.33％；

所述膜提氢尾气的流量为5500Nm3/h，操作温度为30℃，操作压力为0.25MPa。