本发明属于气体回收，尤其是涉及一种合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法。
背景技术：
1、氖气、氪气、氙气为高精尖的高科技含量稀有气体，一般均以大气为原料提取。氪气在空气中的含量为百万分之1.14，氙气在空气中的含量仅为亿分之8.6，氖气在空气中的含量为百万分之18.0，含量极微，非常宝贵，故称之为“稀有气体”、“黄金气体”，价格昂贵。正因为“稀有”，故提取困难，只有大型、特大型空气分离设备才能提取。
2、常压间歇制气合成氨的原料为电、水、煤炭和大气，首先煤炭和大气中的氧反应产生一氧化碳、二氧化碳并放热，然后煤炭再与水蒸汽反应生成一氧化碳、氢气并吸热，这样含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、硫化氢（无机硫）、硫氧化碳（有机硫）、甲烷和含氖气、氪气、氙气等空气组分的惰性气体经过逐级净化工序，最终变成只含有用气体成分氢气、氮气以及在整个合成氨流程中不参与反应的甲烷和含氖气、氪气、氙气等空气组分的惰性气体，随着合成氨反应的持续进行，甲烷和含氖气、氪气、氙气等空气组分的惰性气体会不断积累，而要维持合成氨较好的反应，需要不断地排放甲烷和含氖气、氪气、氙气等空气组分的惰性气体，这部分气体加上氨贮槽放空气统一称作合成弛放气，气体组分及含量为h2含量在54~57%，n2含量在17~19%，ch4含量在15~20%及含氖气、氪气、氙气等空气组分惰气，nh3含量在8~10%。
3、经提氢工序将弛放气中高价原料氢气回收利用后，剩下的提氢尾气气体成分为微量的氨气、水分，少量的氢气（4~8%），一部分甲烷（35~45%），绝大部分氮气（50~58%）和含氖气、氪气、氙气等空气组分的惰性气。现有技术中，一般将常压间歇制气合成氨提氢尾气直接去余热锅炉燃烧，提氢尾气中的稀有气体又回到大气中。
4、经过分析常压间歇制气合成氨提氢尾气中的氖气、氪气、氙气的含量，年产30万吨合成氨中，每一小时产生的提氢尾气中氪气的含量为16.20ppm，氙气的含量为1.19ppm，氖气的含量为256.03ppm，若能将该提氢尾气中的氪气、氙气和氖气回收，将大大提高高纯氪气、高纯氙气和高纯氖气的制备效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，解决上述技术问题。
2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案是：
3、一种合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，包括高纯氖气的提取、高纯氪气和高纯氙气的提取；
4、高纯氖气的提取包括以下步骤：合成氨提氢尾气经过干燥吸附，去除h2o和nh3后，进行低温粗提，得到富氖气和富天然气，富氖气通过加氧除氢除甲烷，将富氖气中的h2和ch4去除，然后进行干燥吸附，去除富氖气中的h2o和co2，然后经过加压后进行低温精制，得到高纯氖气；
5、高纯氪气和高纯氙气的提取包括以下步骤：富天然气进行低温精馏，得到氮气、氩气和贫氪气氙气混合物，贫氪气氙气混合物经过低温精馏后，得到ch4和富氪气氙气混合物，富氪气氙气混合物经过升温、加压后，进行加氧除氢除甲烷，将富氪气氙气混合物中的h2和ch4去除，然后进行干燥吸附，去除富氪气氙气混合物中的h2o和co2，然后通过低温精馏将富氪气氙气混合物中的氪气氙气分离，得到氪气和氙气，对得到的氪气进行氪气精制后得到高纯氪气，对得到的氙气进行氙气精制后得到高纯氙气。
6、作为进一步地改进，低温粗提的具体步骤为：经过干燥吸附后的合成氨提氢尾气加压至1.35~1.78mpa后进入多通道换热器降温至-177~-183℃，在多通道换热器内ch4、n2和微量的氩气、氪气、氙气液化形成气液混合物，然后将气液混合物分离得到富天然气和富氖气，富氖气进行加氧除氢除甲烷，富天然气则进入多通道换热器，富天然气在多通道换热器内换热升温后进行低温精馏。
7、作为进一步地改进，富氖气加氧除氢除甲烷的具体步骤为：富氖气与氧气混合后形成混合气，混合气进入第二换热器的壳程换热达到72~132℃后，混合气内的氧气与氢气反应，生成h2o和co2，反应后的气体进入第三换热器壳程换热升温后，进入电加热器加热至330~440℃后，混合气内的氧气与ch4反应，生成h2o和co2，反应后的气体进入第三换热器的管程，与第三换热器壳程内的气体换热降温后，再进入第二换热器的管程，与第二换热器壳程内的混合气换热降温后，进入水换热器进一步降温至25℃以下，然后去除水后进行干燥吸附。
8、作为进一步地改进，低温精制的具体步骤为：先将富氖气加压至2.5~3.7mpa，然后换热降温至-179℃以下，将富氖气中的n2和o2液化分离，剩余气体通过低温吸附除杂后得到高纯氖气。
9、作为进一步地改进，富氪气氙气混合物分离得到氪气和氙气的具体步骤为：先将富氪气氙气混合物进行加压降温，然后通过低温精馏塔进行低温精馏，低温精馏塔的塔顶产物为氪气，低温精馏塔的塔底产物为氙气。
10、作为进一步地改进，氪气精制采用改性分子筛吸附氪气中的杂质，得到高纯氪气，氙气精制采用改性分子筛吸附氙气中的杂质，得到高纯氙气。
11、由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
12、本发明提供的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，既增加了昂贵氖气、氙气、氪气的制取途径，回收了甲烷去余热锅炉燃烧，又实现了提氢尾气高值化利用，解决了提纯氖气、氪气、氙气方法单一且困难的问题。
13、由于加氧除氢除甲烷时，氢气与氧气反应及甲烷与氧气反应均为放热反应，因此，甲烷反应器出口反应后的气体温度会达到380~420℃，因此甲烷反应器出口的气体先进入第三换热器换热降温到300~330℃后再进入第二换热器换热降温，对甲烷反应器出口的气体热量进行回收，提高了能量利用效率，减少了能量的消耗。
1.一种合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，包括高纯氖气的提取、高纯氪气和高纯氙气的提取；
2.根据权利要求1所述的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，低温粗提的具体步骤为：经过干燥吸附后的合成氨提氢尾气加压至1.35~1.78mpa后进入多通道换热器降温至-177~-183℃，在多通道换热器内ch4、n2和微量的氩气、氪气、氙气液化形成气液混合物，然后将气液混合物分离得到富天然气和富氖气，富氖气进行加氧除氢除甲烷，富天然气则进入多通道换热器，富天然气在多通道换热器内换热升温后进行低温精馏。
3.根据权利要求1所述的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，富氖气加氧除氢除甲烷的具体步骤为：富氖气与氧气混合后形成混合气，混合气进入第二换热器的壳程换热达到72~132℃后，混合气内的氧气与氢气反应，生成h2o和co2，反应后的气体进入第三换热器壳程换热升温后，进入电加热器加热至330~440℃后，混合气内的氧气与ch4反应，生成h2o和co2，反应后的气体进入第三换热器的管程，与第三换热器壳程内的气体换热降温后，再进入第二换热器的管程，与第二换热器壳程内的混合气换热降温后，进入水换热器进一步降温至25℃以下，然后去除水后进行干燥吸附。
4.根据权利要求1所述的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，低温精制的具体步骤为：先将富氖气加压至2.5~3.7mpa，然后换热降温至-179℃以下，将富氖气中的n2和o2液化分离，剩余气体通过低温吸附除杂后得到高纯氖气。
5.根据权利要求1所述的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，富氪气氙气混合物分离得到氪气和氙气的具体步骤为：先将富氪气氙气混合物进行加压降温，然后通过低温精馏塔进行低温精馏，低温精馏塔的塔顶产物为氪气，低温精馏塔的塔底产物为氙气。
6.根据权利要求1所述的合成氨提氢尾气中分级提纯高纯氖气、氪气、氙气的方法，其特征在于，氪气精制采用改性分子筛吸附氪气中的杂质，得到高纯氪气，氙气精制采用改性分子筛吸附氙气中的杂质，得到高纯氙气。
