SYSTEM AND METHOD FOR CRYOGENIC PURIFICATION OF A FEED STREAM COMPRISING HYDROGEN, METHANE, NITROGEN AND ARGON

A system and method for cryogenic purification of a hydrogen, nitrogen, methane and argon containing feed stream to produce a methane free, hydrogen and nitrogen containing synthesis gas and a methane rich fuel gas, as well as to recover an argon product stream, excess hydrogen, and excess nitrogen is provided. The disclosed system and method are particularly useful as an integrated cryogenic purifier in an ammonia synthesis process in an ammonia plant. The excess nitrogen is a nitrogen stream substantially free of methane and hydrogen that can be used in other parts of the plant, recovered as a gaseous nitrogen product and/or liquefied to produce a liquid nitrogen product. L'invention concerne un système et un procédé de purification cryogénique d'un flux d'alimentation contenant de l'hydrogène, de l'azote, du méthane et de l'argon pour produire un flux d'alimentation sans méthane, un gaz de synthèse contenant de l'hydrogène et de l'azote et un gaz combustible riche en méthane, ainsi que pour récupérer un flux de produit d'argon, un excès d'hydrogène et un excès d'azote. Le système et le procédé de l'invention sont particulièrement utiles en tant que purificateur cryogénique intégré dans un procédé de synthèse d'ammoniac dans une usine d'ammoniac. L'azote en excès est un courant d'azote sensiblement exempt de méthane et d'hydrogène qui peut être utilisé dans d'autres parties de l'usine, récupéré sous la forme d'un produit d'azote gazeux et/ou liquéfié pour produire un produit d'azote liquide.