專利名稱：尿素設(shè)備的制作方法
尿素設(shè)備在商業(yè)化的尿素工藝(過程，process)中，尿素(NH2CONH2)是通過氨(NH3)與二氧化碳(CO2)在高溫和高壓下按照以下反應(yīng)生產(chǎn)的2NH3+C02 — NH2COONH4NH2COONH4 — NH2C0NH2+H20例如在 Ullmann Encyclopedia, 2005 Wiley-VCHverlag, ffeinheim, Germany, chapter Urea 中給出了使用該化學(xué)法(化學(xué)反應(yīng)，chemistry)的商業(yè)化方法的綜述。所有的工藝方法都使用NH3和CO2作為原料。通常這些來源于氨設(shè)備的原料包含雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在上面提到的化學(xué)法中不反應(yīng)，因此為了防止雜質(zhì)的累積，需要將它們從尿素設(shè)備(尿素裝置，ureaplant)中清除。
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本發(fā)明涉及包括合成裝置、合成管道、CO2和NH3進(jìn)料和凈化流(purgestream)的尿素設(shè)備。在該凈化流中，存在于CO2和NH3進(jìn)料中的部分或全部惰性氣體，以及進(jìn)料至尿素設(shè)備中的部分或全部的任何其他惰性氣體，都從尿素設(shè)備中釋放出來。將本文中的惰性氣體定義為不能促進(jìn)尿素的化學(xué)生產(chǎn)的任何氣態(tài)組分。通常兩種進(jìn)料都源于氨設(shè)備(ammonia plant)。盡管氨設(shè)備是凈熱發(fā)生器而尿素設(shè)備是凈熱(蒸汽)消耗器，且通常使兩種設(shè)備的蒸汽系統(tǒng)一體化，但還是需要通常由燃料燃燒獲得的凈熱。為了減少由燃料燃燒所引起的溫室氣體的產(chǎn)生，本發(fā)明的一個目的是減少生產(chǎn)尿素所需要的燃料消耗。該目的通過權(quán)利要求I的特征而實現(xiàn)。通過將凈化管路與公用設(shè)備(公用事業(yè)設(shè)備，utility plant)或氨設(shè)備的燃料氣體進(jìn)料連接，可以減少2%的燃料消耗，這對于平均尿素/氨復(fù)合物而言，相當(dāng)于節(jié)約了約7X IO6Kg的天然氣/年。通常NH3進(jìn)料還含有較少量的CH4。甲烷(CH4)促使全球的對流層臭氧(O3)的本底(background)濃度增長,臭氧是一種與早發(fā)性死亡(嬰兒死亡率,premature mortality)相關(guān)的空氣污染物。甲烷和臭氧也是重要的溫室氣體。本發(fā)明的另外的優(yōu)點是減少尿素設(shè)備中甲烷的排放，這減少了地面上的臭氧，并減緩了全球性氣候變暖。CO2進(jìn)料通常與另外的氧流(通常源于空氣)一起提供。氧用作防止過度腐蝕合成裝置和合成管道的試劑。由于氧不能促進(jìn)尿素的生產(chǎn)，因此它隨凈化氣體排出。當(dāng)凈化氣體中氧的濃度在5-20mol%的范圍內(nèi)時，防止過度腐蝕。由于NH3進(jìn)料和CO2進(jìn)料含有較少量的H2,因此凈化流很可能是易燃的，甚至是在氧化劑(例如，空氣)加入之前。由于凈化氣流易燃的性質(zhì)，在某一距離內(nèi)輸送該氣體(例如，經(jīng)由管路)是不安全的。相反，迄今為止通常經(jīng)由可能的最短的管路(接頭，連接，connection),將該凈化氣體排放至大氣中。通過使用如在W09500674中描述的具有高的Cr和N含量以及低的Ni含量的雙相鐵素體奧氏體鋼(duplex ferritic-austenitic steel),作為用于合成裝置和合成管道的結(jié)構(gòu)材料，不再需要向合成中提供氧以防止腐蝕，或在二氧化碳進(jìn)料中僅提供非常低濃度(例如〈0.05vol%)的氧。所述雙相鐵素體奧氏體鋼優(yōu)選為雙相不銹鋼合金，其按重量 ％ 包含:0-0. 05C ；0-0. 8Si ；0. 3_4Mn ；28-35Cr ;3_10Ni ；1. 0-4. OMo ；0. 2-0. 6N ；0-l. OCu ；0-2. Off ；0-0. OlOS ；0-0. 2Ce,余量為Fe以及通常存在的雜質(zhì)和添加劑，鐵素體含量為30%-70 體積 ％。所述雙相鐵素體奧氏體鋼的使用使得能夠降低CO2進(jìn)料中另外的氧流，因此可以在不產(chǎn)生過度腐蝕的危險的情況下，將凈化氣體中氧的濃度降低至0-lmol%。優(yōu)選的是凈化氣體中基本不存在氧。出乎意料的是，現(xiàn)在可以在沒有相關(guān)的安全危險的情況下，輸送基本不含氧的凈化氣流，以用作燃料氣體。本發(fā)明的尿素設(shè)備的凈化管路與公用設(shè)備或NH3設(shè)備的燃料氣體輸入管路相連。優(yōu)選將凈化流引入氨設(shè)備中的(蒸汽)重整器(蒸汽轉(zhuǎn)化爐，reformer)部分，或引入蒸汽鍋爐的燃料氣體供給中。在下文中將根據(jù)圖I圖示說明本發(fā)明，但并不局限于該實施方式。 圖I顯示了包括CO2進(jìn)料(10 )和NH3進(jìn)料(11)的尿素設(shè)備(I)。固體尿素經(jīng)由管路12離開設(shè)備。經(jīng)由管路13去除水。凈化管路(14)與公用設(shè)備或NH3設(shè)備(2)的燃料氣體輸入管路相連。
權(quán)利要求
1.一種包括CO2和NH3進(jìn)料的尿素設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括凈化管路，其特征在于，所述凈化管路與公用設(shè)備或NH3設(shè)備的燃料氣體輸入管路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的尿素設(shè)備，其特征在于，所述凈化氣體中的氧濃度在0-10mol%的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的尿素設(shè)備，包括合成設(shè)備和合成管道，其中作為用于合成設(shè)備和合成管道的材料而使用的雙相鐵素體奧氏體鋼按重量％包含0-0. 05C ；0-0. 8Si ；0.3-4Mn ；28-35Cr ;3_10Ni ；1. 0-4. OMo ；0. 2-0. 6N ;0_1. OCu ；0~2. Off ；0-0. OlOS ；0-0. 2Ce,余量為Fe以及通常存在的雜質(zhì)和添加劑，所述鐵素體的含量為30-70體積％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的尿素設(shè)備，其特征在于，所述凈化氣體中的氧濃度在0-lmol%的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的尿素設(shè)備，其特征在于，所述凈化氣體中基本不存在氧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的尿素設(shè)備，其特征在于，將所述凈化流引入至氨設(shè)備中的重整器部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的尿素設(shè)備，其特征在于，將所述凈化流引入至蒸汽鍋爐的燃料氣體供給中。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有CO2和NH3進(jìn)料的尿素設(shè)備，該設(shè)備包括凈化管路，其特征在于凈化管路與公用設(shè)備或NH3設(shè)備的燃料氣體輸入管路相連。
文檔編號C07C273/04GK102985404SQ201180031300
公開日2013年3月20日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者盧卡·路易斯·瑪麗亞·迪爾特延斯 申請人:斯塔米卡邦有限責(zé)任公司