[发明专利]生产甲醛稳定的脲的整合方法

说明书

本发明提供了一种生产甲醛稳定的脲的方法，包括以下步骤：(a)在合成气生成装置中产生包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽的合成气；(b)使合成气在一个或多个水煤气变换反应器中进行一段或多段水煤气变换，以形成变换后气体；(c)在二氧化碳脱除装置中从变换后气体中回收二氧化碳，以形成贫二氧化碳合成气；(d)在甲醇合成装置中由贫二氧化碳合成气合成甲醇，并回收甲醇和甲醇合成尾气，所述甲醇合成尾气包含氮气、氢气和残留的一氧化碳；(e)在甲醛生产装置中将至少一部分回收的甲醇用空气氧化；(f)在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中使甲醇合成尾气进行甲烷化以形成氨合成气；(g)在氨生产装置中由氨合成气合成氨并回收氨；(h)在脲生产装置中使一部分氨和至少一部分回收的二氧化碳流反应以形成脲流；和(i)通过混合脲流和使用由甲醛生产装置回收的甲醛制备的稳定剂来稳定脲，其中由合成气生成装置产生的一部分合成气旁通过一个或多个水煤气变换反应器和/或二氧化碳脱除装置。

本发明涉及一种生产甲醛稳定的脲的方法。更具体地，本发明涉及一种生产甲醛稳定的脲的整合方法，该方法包括联产甲醇和氨。

脲被广泛用作肥料和工业化学生产中。它通常通过使氨与二氧化碳反应形成固体产物而制备，所述固体产物通常通过造粒或粒化而成型。在成型过程之前或期间，经常使用甲醛或脲-甲醛浓缩物(UFC)来稳定脲。

但从单个生产设施来看，甲醛稳定脲的需求不大，而且超出了专用甲醛稳定剂生产设施的经济可行性。由于需求规模小，甲醛通常在单独的专用甲醛稳定剂生产设施中生产和运输至在其中贮存的氨/脲生产设施中。

我们开发了一种基于甲醇-氨联产过程的具有专用甲醛稳定剂生产装置的整合脲-醛方法，该方法改进了甲醇、氨和脲合成量的灵活性。

因此，本发明提供一种生产甲醛稳定的脲的方法，包括以下步骤：(a)在合成气生成装置中产生包含氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳和蒸汽的合成气；(b)使合成气在一个或多个水煤气变换反应器中进行一段或多段水煤气变换，以形成变换后气体；(c)在二氧化碳脱除装置中从变换后气体中回收二氧化碳，以形成贫二氧化碳合成气；(d)在甲醇合成装置中由贫二氧化碳合成气合成甲醇，并回收甲醇和甲醇合成尾气，所述甲醇合成尾气包含氮气、氢气和残留的一氧化碳；(e)在甲醛生产装置中将至少一部分回收的甲醇用空气氧化；(f)在含有甲烷化催化剂的甲烷化反应器中使甲醇合成尾气进行甲烷化以形成氨合成气；(g)在氨生产装置中由氨合成气合成氨并回收氨；(h)在脲生产装置中使一部分氨和至少一部分回收的二氧化碳流反应以形成脲流；(i)通过混合脲流和使用由甲醛生产装置回收的甲醛制备的稳定剂来稳定脲，其中由合成气生成装置产生的一部分合成气旁通过一个或多个水煤气变换反应器和/或二氧化碳脱除装置。

在过去50年左右，有多种设计用于氨和甲醇联产，但通常都致力于大量生产两种材料作为可销售产品。例如在US6106793、US6333014、US7521483、US8247463、US8303923和WO2013/102589中描述了这种方法的实例。这些方法都不包括所要求保护的专用甲醛生产装置。

在所要求保护的方法中，由合成气生成装置产生的一部分合成气旁通过一个或多个水煤气变换反应器和/或二氧化碳脱除装置。旁通过一个或多个水煤气变换反应器的物流与送入二氧化碳脱除装置的变换后气流合并。旁通过二氧化碳脱除装置的物流与送入甲醇合成装置的贫二氧化碳气流合并。希望处理旁通过二氧化碳脱除装置的物流以从中去除水从而减少粗甲醇中的水量并提高甲醇合成反应速率。旁通流允许控制进入甲醇合成装置的一氧化碳和/或二氧化碳的水平，从而改进了甲醇、氨和脲合成量的灵活性。

另外，甲醇合成反应可以描述如下：