[发明专利]用于稀有气体回收的系统和方法

权利要求书

1.一种从预纯化的原料气中回收稀有气体的方法，所述预纯化的原料气包含氢气、氮气、甲烷、氩气和一种或多种其他稀有气体，所述方法包括以下步骤：

将所述预纯化的原料气引导至精馏塔；

在精馏塔中分离所述预纯化的原料气，以产生富含甲烷的液体塔底和富含氢气-氮气的气体塔顶，所述富含甲烷的液体塔底包含所述一种或多种其他稀有气体；

调理包含所述一种或多种其他稀有气体的所述富含甲烷的液体塔底，以产生料流，所述料流具有大于90%的蒸汽分率并且处于或者接近饱和；

将所述富含甲烷的料流和稀有气体精益料流引导至辅助洗涤/精馏塔，其中所述稀有气体精益料流为从所述精馏塔提取的液体料流；

对两相富含甲烷的料流和所述稀有气体精益料流进行精馏，以产生液体塔底稀有气体浓缩物和富含甲烷的塔顶；以及

将所述一种或多种其他稀有气体从所述液体塔底稀有气体浓缩物分离，以产生稀有气体产品流；并且

其中，所述一种或多种其他稀有气体为氪气或氙气。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料气为来自合成氨设备的尾气。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料气包含按摩尔分数计大于50%的氮气。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料气为高压原料气，所述高压原料气具有介于300psia至500psia之间的压力。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料气为低压原料气，所述低压原料气具有小于或等于150psia的压力。

6.根据权利要求1所述的方法，其中调理所述富含甲烷的液体塔底的所述步骤还包括以下步骤中的一者或多者：将所述富含甲烷的液体塔底冷却；将所述富含甲烷的液体塔底加温，将所述富含甲烷的液体塔底压缩；或使所述富含甲烷的液体塔底膨胀。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述富含氢气-氮气的气体塔顶引导回到所述精馏塔的步骤。

8.根据权利要求2所述的方法，还包括将氩气耗尽的富含氢气-氮气的气体塔顶引导回到所述合成氨设备的步骤。

9.根据权利要求2所述的方法，还包括将氩气耗尽的富含氢气-氮气的气体塔顶引导回到所述合成氨设备中的低温纯化器的步骤。

10.根据权利要求2所述的方法，还包括将氩气耗尽的富含氢气-氮气的气体塔顶引导回到所述合成氨设备中的合成气料流的步骤。

11.根据权利要求2所述的方法，还包括将汽化的富含甲烷的料流从所述辅助洗涤/精馏塔引导回到所述合成氨设备的步骤。

12.根据权利要求9所述的方法，其中来自所述辅助洗涤/精馏塔的汽化的富含甲烷的料流作为燃料气再循环回到所述合成氨设备的蒸汽重整部分。