1.研发背景：

合成氨是化学工业的基础，也是我国化学工业发展的重要先驱。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1 /3。据国家统计局统计，2009 年，我国共有合成氨生产企业496家，合成氨产量5135.5万t。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作用。结构调整和产业技术升级是合成氨工业发展的重要内容。

在合成氨生产过程中合成气循环使用，甲烷浓度不能过高，因此必须有部分含氨、甲烷等尾气排放（弛放气），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，如果将弛放气直排，会造成环境污染和资源浪费，增加合成氨消耗。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。

基于以上问题，我公司开展本项目研究设计。

2.研发意义及必要性：

天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG已经成为石油之后又一全球争夺的热门能源。

1）节能减排，解决环境污染，社会效益显著。合成氨系统尾气中含有一定的甲烷和氢氮气，其中甲烷是一种温室气体，如果直接排放将造成环境污染。

2）变废为宝，经济效益显著。合成氨系统废气中含有大量的甲烷和氢氮气，是优质的化工原料和清洁燃料，如果简单燃烧将造成资源的较大浪费。此项目的实施将充分利用合成氨系统尾气中的有效组分，将甲烷提纯液化后作为液化天然气（LNG）出售，副产的氢氮气返回系统作为合成氨原料，提高了合成氨系统废气的附加值，经济效益可观。

3）解决液化天然气供给，满足社会经济发展需要。

以合成氨系统尾气为原料生产LNG可解决当地天然气，特别是液化天然气的供给问题，满足社会经济发展的需要。

3.工艺路线

本项目工艺生产装置主要包括：原料气压缩、氨回收、干燥脱水、LNG液化提取及氮氢气的分离、LNG储存及装车工序。

工艺流程简图如下图所示：

项目设计总框架图

4.项目经济及社会效益

社会效益：

通过装置的设计建设，将合成氨系统尾气制备成为可利用的有效能源LNG，凭借其优秀的品质及95%以上的高纯度，本套装置生产的LNG可广泛应用到各个领域。

（1）替代燃油或燃煤。LNG作为可持续发展清洁能源，具有明显的环境效益及社会效益，以LNG取代燃油后可以减少90%的二氧化硫排放和80%的氮氧化物排放，环境效益十分明显，是汽车的优质代用燃料。

（2）特种燃料。由于LNG经过高度净化，以其为燃料，在陶瓷、玻璃和烟草工业中使用，且这几个行业属于LNG的高端用户，也是能源密集型的产业，LNG在该领域具有非常巨大的市场。

（3）调峰的备用气源。LNG液化后其体积仅为气态时的1/625，在低温状态下储存量大，在用气量大的城市，需要设置LNG调峰作为备用气源。

（4）中小城镇生活用LNG。天然气燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50%和20%，污染为液化石油气的1/4，煤的1/800。随着居民生活水平的提高，中小城镇居民更希望能用洁净的能源，在中小城镇可采用LNG气化站作为气源供居民使用。

（5）临时性应用。低温罐式集装箱可以用汽车运输，也可以作为临时储罐，集装箱的这一特性为搭建短期使用的供气设施成为可能，可以作成车装或撬装式的可移动设备，可用于应急。

总之，LNG对调剂国家天然气供应起着巨大的作用，可以解决国家能源的短缺，使没有气源的地区和距离气源远的地区供气得到保证，对有气源的地区则可以起到调峰及补充的作用，不仅使天然气来源多元化，而且有很大的经济价值和社会价值。

经济效益：

减少了合成氨系统尾气直接排放将造成环境污染。并且变废为宝，经济效益显著。将原本直接燃烧只能用于锅炉产汽的低质能源高效化，作为运输能源使用，提高能源的利用率。此项目的实施将充分利用合成氨系统尾气中的有效组分，将甲烷提纯液化后作为液化天然气（LNG）出售，副产的氢氮气返回系统作为合成氨原料，提高了合成氨系统废气的附加值，经济效益可观。以一个10万吨/年合成氨装置为例，采用本项目处理尾气制取LNG，年可回收LNG300万标方，氢氮气841万标方，气氨262万吨标方，年利润约为650万元，而项目投资仅约为900万元，投资回收期为1.38年 。

这些举措同时可为提供就业岗位、增加地方财政收入、创造税收上做出一定的边际贡献。并且LNG作为清洁能源在节能减排上，解决环境污染，社会效益显著。