當前國內以天然氣為主要原料的大型合成氨廠在裝置大修、中修、事故AA級和A級停車后，裝置恢復生產過程中，脫硫系統均采用天然氣對氧化鋅催化劑進行升溫，升溫用后的天然氣直接放空。在天然氣資源緊缺的今天，天然氣放空不僅增加氨廠的開車成本，而且浪費資源、污染環境。因此，采用合理的技術措施回收氨廠開車放空天然氣很有必要。
1 脫硫放空天然氣回收利用的可行性和技術措施分析
1．1可行性分析
氨廠回收利用的天然氣必須滿足未混有對設備和工藝原料有害的組分，且投資少、操作調控簡易。
原氨廠開車脫硫系統升溫放空天然氣流程為：原料天然氣首先進入原料氣壓縮機，壓力升至要求后進入開工加熱爐升溫，然后進入脫硫系統對催化劑進行升溫，出脫硫系統的天然氣直接放空。
通過分析我們認為，在整個工藝過程中，原料天然氣的壓力和溫度有所升高，而原料天然氣組分中的硫隨著脫硫系統催化劑層溫度的升高逐漸減少，而硫是原料氣中首要的有害成分，除此之外，放空天然氣的其他組分未變。因此，脫硫放空天然氣完全可以回收利用。
1．2技術措施分析
放空天然氣從組分上看既可用作燃料氣，又可用作原料氣，雖然將其直接引入燃料氣管線作為燃料氣使用流程簡單、投資少，但開車過程中，燃料氣和放空量均為變量，要做到既保證放空天然氣全部回收利用，又保證燃料氣系統工藝運行穩定，則調節難度較大，工藝實際操作比較難實現。因此，我們認為，將放空天然氣回收送入原料天然氣壓縮機，形成封閉式循環運行是最好的選擇。
102-J—原料氣壓縮機；103-B—原料氣加熱爐；101-D—加氫器；102DA/B—脫硫槽；1160-C—回收天然氣換熱器；102-F—變換氣分離器
本次流程改造的目的是減少開車過程中天然氣的放空消耗，有效縮短脫硫系統再升溫時間。在一段轉化爐(101-B)及高變系統氮氣循環升溫結束后，將氮氣循環路線由變換氣分離器(102-F)出口切換至脫硫槽(102-DA/B)出口，通過回收天然氣換熱器(1160-C)調整回收天然氣的溫度，并通過原料氣開工壓力調節閥PCV-1B控制回收天然氣的壓力后，將回收天然氣返回原料氣壓縮機(102-J)進口，102-J不再停車，原料氣加熱爐(103-B)也不必熄火。
2 技改實施
本次300 kt/a合成氨引進裝置脫硫放空天然氣回收利用改造新增了回收天然氣換熱器(1160-C)，用以調控回收天然氣的溫度(<40℃)；還新增了天然氣置換小副線，用于氮氣通過102-J出口緩慢放空的同時補充天然氣進行置換，確保原料天然氣流量保持不變，放空置換合格后，脫硫放空天然氣通過原料氣開工壓力調節閥PCV-1B控制壓力后返回原料氣壓縮機102-J進口，實現封閉循環運行。為了減少投資，本次改造新增的工藝管線、調節閥等盡可能利用了裝置原有的，包括：利用部分系統氮氣循環升溫管線將放空天然氣送入原料氣壓縮機分離缸；利用原有的原料氣調節閥作為回收天然氣的壓力調節閥。整個改造總投資約26萬元。
3 效益估算
按年停車4次、每次放空8 h、放空天然氣量20000m3/h計，技改實施后，每年可減少放空天然氣損失640000m3，天然氣價格按1.3元/m3計，改造后每年可節約生產成本83.2萬元。
4 結論
在合成氨系統的開車過程中，將脫硫升溫的放空天然氣全部回收到原料氣壓縮機中形成封閉式循環升溫，能滿足脫硫升溫系統開車的工況和進度要求，調節、操作簡單，不影響合成氨裝置開車的其他工況，可減少大量的天然氣放空，不僅具有較好的經濟效益，而且減少了天然氣排放帶來的環境污染，還能在天然氣供應日趨緊張、民用氣和工業用氣矛盾突出的情況下，緩解供氣矛盾，具有較好的社會效益，應在氨廠中推廣應用。
