（中石油塔里木油田塔西南石化厂，新疆 泽普844804）
［中图分类号］ X 781.4［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2012）03-0037-02
0 引 言
合成氨装置尾气的综合利用是企业节能降耗和提高经济效益的主要措施，也是企业治理“三废”、实现装置达标排放的首要目标之一。合成氨尾气的回收利用包括两个部分：一是尾气中氨的回收，二是尾气中氢气的回收。由于氨、氢回收工艺不同，合成氨尾气的综合利用可选择不同的组合形式。我厂采用软水洗除氨和变压吸附提氢回收氢气（变压吸附装置释放出来的解吸气送一段炉燃烧）的工艺路线，对合成氨尾气进行综合利用，取得了较好的经济效益和社会效益。
1 合成氨尾气来源及特性
合成氨尾气来源：一是为维持合成氨系统循环气中的惰性气体浓度而定量排放的吹除气，压力在2.15～2.35 MPa；二是液氨储罐中解吸出来的弛放气。合成氨尾气占合成气量的2%～5%，吨氨排放150～250 m3，其组成见表1。
从表1可以看出，合成氨尾气本身就是优质资源。根据测算，吨氨排放的尾气热值可达3.87×106 kJ，占氨生产过程总耗热值的7.56%。尾气中氢气占的比例最高，平均含量为59.1%，每回收1 000 m3氢气相当于多产1 500 m3的半水煤气，因此将尾气中的氢气回收后返回合成氨系统再利用，可使合成氨的产量增加4.5%～5.4%，吨氨热值消耗下降2.5×106 kJ。
2 尾气回收工艺流程及特点
液氨储罐弛放气与合成氨系统排放的吹除气混合，混合气中氨含量为13.5%左右，从吸收塔下部入塔，与塔上部来的软水接触，混合气中的氨被水吸收生成浓度为21%的氨水。氨水送入氨蒸馏塔，用2.4 MPa高压蒸汽直接加热，氨水中的氨被蒸出，作为产品，塔底出来的稀氨水外送尿素装置。
除氨后的气体氨含量在200×10-6以下，进入变压吸附装置。变压吸附装置4台吸附塔交替操作，制得的氢气连续送出，经缓冲罐稳压后，返回合成氨系统；解吸气经缓冲罐稳压后送一段炉作为燃料气。该变压吸附装置工艺流程简单，操作易实现自动化，只需改变操作时间就可制得不同纯度的产品，氢气回收率达到80%以上，纯度达到98%以上。
3 存在的问题
（1）合成氨尾气回收系统中，氨吸收塔是填料塔，在回收尾气的氨过程中填料层容易结盐（铵盐），引起氨吸收塔堵塞，使吸收效果变差，吸收塔顶部出来的气体中氨含量超标，导致变压吸附装置吸附剂中毒，吸附效果变差，直观的感觉就是送一段炉的解吸气中氨味大。
（2）变压吸附装置原料气分离器容积较小，分离效果差，原料气容易带水，影响吸附剂的吸附活性。
（3）2000—2010年，因电磁阀、单向阀原因造成氢回收装置停车12次，是氢回收装置停车的主要原因。阀门故障原因有二：一是由于进入氢回收装置的原料气带氨和水，电磁阀平衡缸与阀体间的“O”形密封圈易被腐蚀，出现破损，造成内漏；二是由于调节阀长期露天放置，造成阀门上下动作时填料处出现卡涩（动作不畅，不能全开或全关）或填料漏气。电磁阀故障导致吸附塔在吸附阶段压力达不到最高值而降低吸附效果，在吸附剂再生阶段不能降低至常压而影响再生效果的恶性循环。单向阀故障主要是单向阀内弹簧老化，弹珠不能正常回位，这就导致吸附塔顺放时压力下降幅度小，产品气通过单向阀从产品气缓冲罐倒回，而冲洗后升压过程吸附塔顶部气体通过单向阀流入顺放气体管线，压力不能升高到正常值。电磁阀、单向阀故障的最终结果就是降低了氢回收的回收率。
（4）氢回收装置设计的其中一个目的就是节能和提高合成氨产量，通过将合成氨尾气中回收的氢气补充到高压机入口以调整循环气氢氮比，从而达到降低吨氨原料气消耗的目的。但是由于尿素装置氨碳不平衡，氨有库存，实际上通过氢回收装置达到合成氨装置节能、产量提高的目的并没有达到。
（5）氢回收装置设计的另一个目的就是环保，通过将解吸气回收至一段炉燃料气系统，从而达到合成塔系统气体零排放的目标。但是在解吸气回收使用过程中存在如下问题：一是解吸气缓冲罐气体排放流量调节阀为手动调节阀，由于变压吸附特性，不能保证输出气体压力的稳定，从而导致一段炉燃料气流量波动大，影响一段炉操作；二是解吸气缓冲罐的容积为8 m3，解吸气流量在300～1 000 m3/h，缓冲罐容积相对较小。因此，从氢回收装置试车至今，解吸气一直在现场放空处理，环保的目的没有达到。
4 改进措施