（1倍丰农业生产资料集团宁安化工有限公司，黑龙江 宁安157400；
2河南开元空分集团有限公司，河南 开封47500）
［摘 要］传统的合成氨工艺中排放的尾气一般直接燃烧排放，其中的甲烷没有得到充分的利用。本装置通过深冷液化、低温精馏，将尾气中的甲烷提纯到98.5%以上并生产LNG，获得了高价值的副产品，减少了温室气体排放，取得了较好的经济效益。
［关键词］ 合成氨尾气；提氢；液化天然气；技术及应用
［中图分类号］ X 781.4［文献标志码］B［文章编号］1004-9932（2014）
1 技术背景
在合成氨生产中一般需排放一定量的尾气，其主要成分为CH4、H2、N2、Ar，其中H2和N2是合成氨生产的原料，是可用组分，而CH4、Ar不参加氨合成反应，是惰性组分。合成氨生产中尾气排放的目的是避免惰性组分在系统中累积，其中的CH4通常是在最后的提氢工段中排出并送燃气炉燃烧，综合利用率较低。而如果将CH4用低温精馏技术分离出来制取液化天然气（LNG）对外销售，再把提氢尾气中的H2返回合成氨装置利用，装置的综合效益将明显增加。合成氨尾气的主要成分在-160～180 ℃的低温下呈液态，并且泡点温度相差较大，非常有利于采用深冷精馏的方法进行分离。
目前应用较广泛的LNG流程分为混合制冷剂液化流程（MRC）和膨胀机液化流程，至于采用哪种流程，一般根据装置大小、投资规模及用户需求等情况综合考虑。混合制冷剂液化流程一般用于大型液化装置，由于采用多种制冷剂混合技术，充分利用不同等级的冷量，使得这种流程的液化效率高、能耗低，但需配备冷剂压缩、循环、储存系统，整个装置技术水平要求高，投资较大。膨胀机液化流程以氮气为制冷剂，采用等熵膨胀的技术制冷，具有流程简单、调节灵活、可靠性高、易启动、易操作、维护方便等优点。
2 装置设计
2.1 设计条件
倍丰农业生产资料集团宁安化工有限公司的合成氨装置提氢尾气的正常气量为1 300 m3/h，最大气量1 600 m3/h，成分组成：CH4 40%，N2 39.2%，H2 20%，Ar 0.8%，NH3 200×10-6，H2O 极微量（8.0 MPa下的饱和含湿量)。尾气供气压力8.0～10.0 MPa。公司现有空分装置可以提供纯净的氮气源。
根据宁安化工有限公司的生产情况，对合成氨尾气提取液化天然气装置提出了如下的要求：① 产品纯度要求达到98.5%以上，提取率在95%以上；② 氢气尽可能分离、提纯，并能直接返回到合成氨原料气压缩机进口。
2.2 工艺路线的选择
根据原料参数和设计要求，对合成氨尾气提取液化天然气的工艺流程进行了选择。从提氢尾气的原料气组成可以看出：