用于生产甲醛稳定化的尿素的整合方法技术

描述了一种生产甲醛稳定化的尿素的方法，其包括步骤：(a)在合成气产生单元中产生合成气，其包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽；(b)从该合成气中回收二氧化碳，来形成二氧化碳贫化的合成气；(c)在甲醇合成单元中由该二氧化碳贫化的合成气来合成甲醇，并且回收该甲醇和包含氮气、氢气和残留的一氧化碳的甲醇合成废气；(d)将至少一部分的回收甲醇在甲醛生产单元中用空气进行氧化；(e)将该甲醇合成废气在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中进行甲烷化，来形成氨合成气；(f)在氨生产单元中由该氨合成气来合成氨，并且回收该氨；(g)将一部分的氨和至少一部分的回收的二氧化碳流在尿素生产单元中反应来形成尿素流；和(h)通过将该尿素流与使用回收自甲醛生产单元的甲醛所制备的稳定剂进行混合，来稳定尿素，其中将空气源压缩和分成第一和第二部分，将该第一部分提供到甲醛生产单元来用于甲醇氧化，和将该第二部分进一步压缩和提供到该合成气产生单元。

Integrated method for producing urea stabilized by formaldehyde

A method is described for producing formaldehyde stabilized urea, which comprises the steps of: (a) to produce synthesis gas unit in synthesis gas comprising hydrogen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and steam; (b) recovery of carbon dioxide from the synthesis gas, synthesis gas to form two carbon dioxide dilution; (c) in methanol synthesis unit from syngas in the carbon dioxide dilution to methanol synthesis, and the recovery of methanol and contains nitrogen, hydrogen and carbon monoxide residue of methanol synthesis gas; (d) at least a portion of the recovery of methanol in formaldehyde production unit with air oxidation; (E) the synthesis of methanol the exhaust gas of methane in the methane reactor containing methanation catalyst, to form ammonia synthesis gas; (f) in ammonia production unit in the ammonia synthesis gas of synthetic ammonia, and the ammonia recovery; (g) will be part of the Ammonia and at least a part of the recycling flow of carbon dioxide to form urea reactor in urea production unit; and (H) through the use of formaldehyde and urea flow recovery since the production unit of formaldehyde prepared by the stabilizer are mixed, stability of urea, which will air source compression and divided into first and second part will the first part is provided to the formaldehyde production unit for methanol oxidation, and the second part is further compressed and provided to the synthesis gas generating unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产甲醛稳定化的尿素的整合方法本专利技术涉及一种生产甲醛稳定化的尿素的方法。更具体的，它涉及一种在包括共同生产甲醇和氨的方法中，生产甲醛稳定化的尿素的整合方法。尿素已经广泛用作肥料和工业化学品制造中。它通常是通过氨与二氧化碳反应来形成固体产物来制造的，其经常通过造粒或者粒化来成形。含水甲醛或者尿素-甲醛浓缩物(UFC)经常用于在成形加工之前或者之中稳定尿素。这些产物通常在甲醛生产单元中由甲醇来生产。但是，对于单个生产设施，使用甲醛来稳定尿素的需求小，并且超出了专用甲醛生产设施的经济可行性。归因于小尺寸要求，通常在分开的专用甲醛生产设施中生产甲醛，并且运输到氨/尿素生产设施，在其中存储它。我们已经开发了一种整合的尿素-甲醛方法，使用专用甲醛稳定剂生产单元，基于甲醇-氨共同生产方法，其改进了氨生产率，并且不降低尿素生产。因此本专利技术提供一种生产甲醛稳定化的尿素的方法，其包括步骤：(a)在合成气产生单元中产生包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽的合成气；(b)从该合成气中回收二氧化碳，来形成二氧化碳贫化的合成气；(c)在甲醇合成单元中由该二氧化碳贫化的合成气来合成甲醇，并且回收甲醇和包含氮气、氢气和残留的一氧化碳的甲醇合成废气；(d)将至少一部分的回收甲醇在甲醛生产单元中用空气进行氧化；(e)将该甲醇合成废气在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中进行甲烷化，来形成氨合成气；(f)在氨生产单元中由该氨合成气来合成氨，并且回收该氨；(g)将一部分的氨和至少一部分的回收的二氧化碳流在尿素生产单元中反应来形成尿素流；和(h)通过将该尿素流与使用回收自甲醛生产单元的甲醛所制备的稳定剂进行混合，来稳定尿素，其中将空气源压缩和分成第一和第二部分，将该第一部分提供到甲醛生产单元来用于甲醇氧化，和将该第二部分进一步压缩和提供到该合成气产生单元。在过去50年以来，已经有众多的用于氨和甲醇共同生产的设计，但是它们通常聚焦于产生大量的两种材料作为可密封产物。这样的方法的例子描述在例如US6106793，US6333014，US7521483，US8247463，US8303923和WO2013/102589中。这些方法都没有包括专用甲醛生产单元，如要求保护的那样。该甲醛生产单元可以提供作为尿素稳定剂的合适的任何甲醛产物，具体包括含水甲醛产物(福尔马林)或者尿素-甲醛浓缩产物(UFC)。由于本专利技术将一种空气供料用于生产氨/尿素所用合成气和生产甲醛二者，因此与现有技术中所用的分开的系统的需要相比，实现了降低资金和运行成本的明显益处。在氨设备上产生合成气时，经常使用多个压缩级。用于甲醇氧化阶段的空气因此可以方便的在第一阶段之后获得，而不进行最后的空气压缩。这种空气源因此消除了对于甲醛生产单元所用的分开的空气压缩单元的需要。因此在本专利技术的方法中，将单个空气源压缩，分成第一和第二部分，将该第一部分提供到甲醛生产单元和将该第二部分进一步压缩和提供到合成气产生单元。提供到甲醛生产单元的该第一部分的压缩空气用于氧化至少一部分的甲醇。该第一部分可以压缩到1.1-5巴绝压，优选1.3-5巴绝压的压力。供给到合成气产生单元的该第二部分压缩空气被用于产生合成气，例如在次级或者自热重整器中。该第二部分可以压缩到10-80巴绝压。如果期望，该第二部分也可以预热到200-750℃的温度。供给到甲醛生产单元的压缩空气的比例可以高到供给到所述方法的总空气的大约20体积％，优选1.5-15体积％。在所要求的方法中，用于甲醛生产的甲醇转化器置于氨/尿素设备的二氧化碳去除和甲烷化阶段之间，这里碳氧化物水平低，这防止了过量的氢气消耗。仍然需要甲烷转化器，因为为了保持合理大小的甲醇转化器，接近平衡保持得相当高。甲醇转化器其他可能的布置是高温转换转化器上游和合成回路紧上游。在第一种情况中，温度对于甲醇合成是过高的，并且高含量的全部反应物使产生过度转化成为可能，以及相关的氢气的损耗。在后者的情况中，甲醇合成将需要在氨合成压力(>130巴绝压)运行，其需要非常规的和更昂贵的甲醇合成设备。如果甲醇到达甲烷化单元，那么它将方便的转化成碳氧化物和水。该碳氧化物然后进行常规甲烷化。这种方法将产生小的吸热反应来与放热的甲烷化反应竞争。当考虑下面两组反应时，这种方案的另一益处是显而易见的；所发生的任何甲醇合成，节约了1mol氢气/mol所生产的甲醇(假定一氧化碳和二氧化碳是等价消耗的)，这能够增加氨生产，估计是大约增加3％，其等价于2000mtpd氨设备上大约7mtpd。在二氧化碳去除后布置甲醇合成还意味着不存在所除去的二氧化碳的减少，和因此没有相关的尿素生产的减少。步骤(a)提供的包含一氧化碳、二氧化碳、氢气和氮气的合成气可以通过任何合适的手段来形成。用于制备合成气的合成气产生单元供给有第二部分的合适地压缩的空气。该合成气产生可以基于烃例如天然气、石脑油或者精炼厂废气的初级蒸汽重整和用空气或者富含氧气的空气进行次级重整；或者通过用空气来气化碳质给料例如煤或者生物质。优选该合成气产生阶段包含蒸汽重整烃。这可以如下来实现：通过在点火或者气体加热的蒸汽重整器中，在外部加热的催化剂填充管中用蒸汽初级重整烃，并且在次级重整器中，通过将它用空气或者富含氧气的空气进行部分燃烧，然后将该部分燃烧的气体混合物送过蒸汽重整催化剂床，来次级重整该初级重整的气体混合物。该初级重整催化剂典型地包含含量是5-30％wt的镍，其负载于成形的难熔氧化物上，例如α氧化铝，铝酸镁或者铝酸钙。如果期望，不同镍含量的催化剂可以用于所述管的不同部分，例如镍含量是5-15％wt或者30-85％wt的催化剂可以有利地用于所述管的入口或者出口部分。可选择地，可以使用结构化催化剂，其中镍或者贵金属催化剂作为涂层提供在所形成的金属或者陶瓷结构上，或者该催化剂可以提供在多个位于所述管中的容器内。在所述管中在蒸汽重整催化剂上在高于350℃的温度进行蒸汽重整反应，并且典型地，离开所述管的加工流体的温度范围是650-950℃。在所述管外周围流动的热交换介质的温度范围可以是900-1300℃。压力范围可以是10-80巴绝压。在次级重整器中，将初级重整的气体在通常安装在重整器顶部附近的燃烧器设备中部分燃烧。该部分燃烧的重整气体然后绝热送过位于燃烧器设备下面的蒸汽重整催化剂床，来将气体组成带向平衡。通过热的、部分燃烧的重整气体来提供用于吸热蒸汽重整反应的热量。在该部分燃烧的重整气体接触蒸汽重整催化剂时，通过吸热蒸汽重整反应而冷却到900-1100℃的温度。次级重整器中的蒸汽重整催化剂床典型地包含含量是5-30％wt的镍，其负载于成形的难熔氧化物上，但是可以使用层化床，其中最上面的催化剂层包含处于氧化锆载体上的贵金属例如铂或者铑。这样的蒸汽重整设备和催化剂是市售的。可选择地，该蒸汽重整可以如下来实现：将烃和蒸汽的混合物送过含有蒸汽重整催化剂床的绝热预重整器，然后将该预重整的气体混合物和空气送到自热重整器，其以与次级重整器相同的方式运行来生产含有氢气、碳氧化物和蒸汽的气流。在绝热预重整中，烃和蒸汽的混合物，典型地处于蒸汽与碳之比是1-4，在300-620℃的入口温度送到粒化的含镍的预重整催化剂的固定床。这样的催化剂典型地包含≥40％wt的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产甲醛稳定化的尿素的方法，其包括步骤：(a)在合成气产生单元中产生包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽的合成气；(b)从该合成气中回收二氧化碳，来形成二氧化碳贫化的合成气；(c)在甲醇合成单元中由该二氧化碳贫化的合成气来合成甲醇，并且回收该甲醇和包含氮气、氢气和残留的一氧化碳的甲醇合成废气；(d)将至少一部分的回收甲醇在甲醛生产单元中用空气进行氧化；(e)将该甲醇合成废气在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中进行甲烷化，来形成氨合成气；(f)在氨生产单元中由该氨合成气来合成氨，并且回收该氨；(g)将一部分的氨和至少一部分的回收的二氧化碳流在尿素生产单元中反应来形成尿素流；和(h)通过将该尿素流与使用回收自甲醛生产单元的甲醛所制备的稳定剂进行混合，来稳定尿素，其中将空气源压缩和分成第一和第二部分，将该第一部分提供到甲醛生产单元来用于甲醇氧化，和将该第二部分进一步压缩和提供到该合成气产生单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.20 GB 1502893.91.一种生产甲醛稳定化的尿素的方法，其包括步骤：(a)在合成气产生单元中产生包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽的合成气；(b)从该合成气中回收二氧化碳，来形成二氧化碳贫化的合成气；(c)在甲醇合成单元中由该二氧化碳贫化的合成气来合成甲醇，并且回收该甲醇和包含氮气、氢气和残留的一氧化碳的甲醇合成废气；(d)将至少一部分的回收甲醇在甲醛生产单元中用空气进行氧化；(e)将该甲醇合成废气在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中进行甲烷化，来形成氨合成气；(f)在氨生产单元中由该氨合成气来合成氨，并且回收该氨；(g)将一部分的氨和至少一部分的回收的二氧化碳流在尿素生产单元中反应来形成尿素流；和(h)通过将该尿素流与使用回收自甲醛生产单元的甲醛所制备的稳定剂进行混合，来稳定尿素，其中将空气源压缩和分成第一和第二部分，将该第一部分提供到甲醛生产单元来用于甲醇氧化，和将该第二部分进一步压缩和提供到该合成气产生单元。2.根据权利要求1的方法，其中该合成气提供在包含合成气产生阶段和水-气转换阶段的合成气生产单元中。3.根据权利要求2的方法，其中该合成气产生阶段是基于烃例如天然气、石脑油或者精炼厂废气的蒸汽重整；或者通过气化碳质给料例如煤或者生物质。4.根据权利要求2或者权利要求3的方法，其中该合成气产生阶段是如下来提供的：通过在点火或者气体加热的蒸汽重整器中绝热预重整和/或初级重整，和用空气或者富含氧气的空气进行次级或者自热重整。5.根据权利要求2-4任一项的方法，其中该水气体转换阶段包含下面的一个或多个阶段：高温转换、低温转换、中温转换、等温转换和酸性转换。6.根据权利要求1-5任一项的方法，其中二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·埃兰德松，A·玛格努森，J·D·帕克，D·谢尔登，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB