[发明专利]生产脲甲醛浓缩物的方法

说明书

凭借自热重整、中间甲醇和氨形成、以及氨至脲产物的转化和甲醇至甲醛的催化氧化，由含烃原料生产甲醇和脲产物的平行联产方法。

本发明涉及由烃进料原料生产脲甲醛浓缩物的方法。

更尤其，本发明涉及凭借自热重整、中间甲醇和氨形成、以及氨至脲产物的转化和甲醇至甲醛的催化氧化，由含烃原料生产甲醇和脲产物的平行联产方法。

通过氨和二氧化碳的转化来生产脲是众所周知的方法，并且在工业中常规采用。

本发明的总体目的是提供在需要最少的设备和单元操作的单元中生产脲甲醛浓缩物的成本有效、简单和稳健的方法。

因此，本发明提供了由烃原料生产脲甲醛浓缩物的方法，其包括以下步骤：

(a)通过将烃原料部分燃烧并在自热重整阶段中蒸汽重整来生产含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的合成气；

(b) 将来自步骤的合成气分成第一合成气和第二合成气；

(c) 使来自步骤(b)的第二合成气按序经受高温水煤气变换转化和中温水煤气变换转化；

(d)从来自步骤(c)的第二合成气中去除至少一部分的二氧化碳，以获得贫二氧化碳的第二合成气；

(e)按用以获得2.8-3.2的氢气与氮气的摩尔比的量将氮气加入到贫二氧化碳的第二合成中，并去除惰性物质和一氧化碳；

(f)在不含惰性物质的氨合成阶段中催化转化来自步骤(e)的纯化的第二合成气中的氮气和氢气，并取出含有氨的流出物；和

(g)将至少一部分的含有氨的流出物通入脲合成阶段，并通过与在步骤(d)中从合成气中去除的至少一部分的二氧化碳反应将流出物中的氨转化为脲产物，

(h) 在单程甲醇合成阶段中催化转化来自步骤(c)的第一合成气中的一氧化碳、二氧化碳和氢气，并取出含有粗甲醇的流出物和含有未经转化的第一合成气的流出物；

(i)将含有未经转化的第一合成气的流出物再循环至步骤(c)中的中温变换转化且/或作为燃料再循环至火焰加热器且/或再循环至步骤(e)；

(j) 使含有粗甲醇的流出物经受蒸馏，并从该蒸馏中提取纯化的甲醇；

(k) 将至少一部分的来自步骤(j)的纯化的甲醇氧化成甲醛；

(l)将来自步骤(k)的甲醛吸收在水和制备自步骤(g)中的脲产物的水性脲溶液中，以获得脲甲醛浓缩物。

如本文中进一步使用的，术语“自热重整”表示使用氧气作为氧化剂，在自热重整器（ATR)中进行的重整。

用于在本发明中使用的合适的烃原料包括甲烷、天然气、LPG、石脑油和高级烃。

优选地，烃原料包含甲烷，例如呈天然气、液化天然气(LNG)或代用天然气(SNG)的形式。

当采用石脑油和含有高级烃的原料时，优选在自热重整阶段之前使这些原料经受预重整步骤。

然而，预重整可以用于所有类型的烃原料。

使用ATR代替初级重整和空气氧化（air blown）二级重整的优点在于相当大地减少了下游设备中的气流。因此，来自ATR的合成气包含一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气，且不含氮气。在根据本发明的方法中，将用于氨合成的所需量的氮气以对应于化学计算所需量的量加入到变换反应和二氧化碳去除阶段下游的第二合成气中。实际上，最佳氨合成所需的氮气的量对应于介于 2.8 和 3.2 之间的氢气与氮气的摩尔比。

优选地，在氮气洗涤单元(NWU)中凭借氮气洗涤将氮气加入到第二合成气中。

作为进一步的优点，氮气洗涤从氨合成气中去除惰性物质、残留量的烃、二氧化碳和一氧化碳。可利用这些化合物作为火焰处理加热器或蒸汽过热器中的燃料。

火焰加热器是烃原料的预热系统的一部分。