[发明专利]一种回收合成氨尾气的方法

说明书

本发明属合成氨尾气中回收氢气的方法，特别是以煤为原料尤其是采用甲烷化工艺的合成氨尾气中的合成氨有效气体的回收方法。

合成氨工艺生产中为了降低成本的措施之一，就是采用回收合成塔放空(尾气)气体中的氢气来提高合成氨原料气的利用率，达到降低成本的目的，一般能降低成本2％(或提高产量3％)。目前采用的氢回收方法有：深冷分离；膜分离(分子筛)；变压吸附三种(见《化肥工业》九一年第四期P₂₆)。这三种方法均属物理分离法，并且只能回收尾气中的氢气，共同的缺点是：①分离前气体的预处理(即除去氨，水汽等)要求苛刻(氨＜200PPm)导致产生的低浓度氨水无法回收利用。②分离工艺要求严格，多数厂家难以掌握。③设备投资高，投资收回期长。④不能将尾气中的CH₄转化为合成氨的原料气。⑤回收气中惰气(甲烷和氩气)含量高，通常都在5％以上，其中甲烷分率高，不能利用合成氨工艺对惰气的积分作用在既回收合成氨有效气体，降低合成氨成本的同时，又能相对提高尾气中氩气含量，为从合成氨尾气中回收很有工业价值的氩气创造有利条件。⑥又由于合成氨尾气气量受合成氨工艺过程诸多因素影响，单位时间内波动幅度很大，而波动频率也高，很不利分离装置的作用得到良好的发挥。所以，现行的仅从尾气中分离氢气作为合成氨原料气的方法经济效益尚不理想，故未被我国中小氮肥厂普遍采用。

本发明的目的在于开发一种投资少，合成氨原料气回收率高，又能相对提高尾气中的氩气浓度，且利用合成氨(特别是国内中小氮肥厂)生产中的现行成熟工艺技术及设备，将尾气中的甲烷转化为CO+H₂使之成为合成氨有效气体的方法，以使合成氨生产中获得更多的综合效益。

本发明所述的方法，其核心是将合成氨尾气中的CH₄转化为CO和H₂。具体方案是将氨合成工艺中的部分尾气与蒸气(10～60％)、空气(0～40％)混合后，适时送入正常运行着的煤气发生炉或经加热后送入装有催化剂的转化炉内，在炽热的炭层或催化剂作用下，将尾气中的最主要的惰性气体CH₄按或方式转化为合成氨的原料气后，与尾气中的其它气体(主要是H₂、N₂)一道送入合成氨工艺中的净化工序。

本发明所述的煤气发生炉既可以是常压(或加压)的移动床，也可以是沸腾床，流化床的连续(富氧空气加蒸汽)制气的，也可以是间歇制气各式煤气发生炉。

本发明所述的装有催化剂的转化炉，既可以是炉(管)外加热的也可以是炉(管)内加热(加空气)的转化炉(管)。其热源既可以是燃烧部分尾气获得也可以是其它热源，如各种流化沸腾锅炉，或是煤造气中的吹风气余热回收锅炉等。