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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380039118.9 (22)申请日 2013.07.03 12177783.3 2012.07.25 EP C07C 273/10(2006.01) B01J 19/00(2006.01) (71)申请人 卡萨尔公司 地址 瑞士卢加诺 (72)发明人 费德里柯扎尔迪 (74)专利代理机构 北京同达信恒知识产权代理 有限公司 11291 代理人 黄志华 石磊 (54) 发明名称 尿素合成净化气在一体化氨 - 尿素工艺和相 关装置中的使用 (57) 摘要 一种氨 - 尿素装置，其中，在尿素工段中生成 的净化气流 (3) 被用作燃烧烟。
2、气 (4) 中的氮氧化 物的选择性催化还原的氨源，该燃烧烟气 (4) 由 氨工段排出 ；还公开了用于氨 - 尿素装置的改造 的相关工艺和方法。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.01.22 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/064035 2013.07.03 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/016089 EN 2014.01.30 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104487416 A (43)申请公布日 2。
3、015.04.01 CN 104487416 A 1/1 页 2 1.一种工艺，其中 ：在氨 - 尿素一体化装置的氨工段 (AM) 中通过使氢气和氮气反应合 成氨 (2)，所述氢气由烃源 (1) 的重整来产生 ；所述氨 (2) 的至少一部分在所述装置的用于 合成尿素 (U) 的尿素工段 (UR) 中反应，并且包含一些氨的净化气流 (3) 由所述尿素工段生 成，所述工艺的特征在于，将所述净化气流(3)用作在所述氨-尿素装置中产生的燃烧烟气 (4) 中所含有的氮氧化物的选择性催化还原的氨源。 2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述燃烧烟气(4)由所述氨-尿素装置的所述氨 工段 (AM) 排出。 。
4、3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述净化气流(3)或其至少一部分被供应至 选择性催化还原单元 (SCR)，或在进入所述还原单元之前与所述燃烧烟气 (4) 混合。 4.一种氨 - 尿素装置，包括氨工段 (AM) 和尿素工段 (UR)，其中，在所述氨工段中由氢 气和氮气合成氨 (2)，所述氢气由烃源 (1) 的重整来获得，所述氨 (2) 的至少一部分被传递 到用于合成尿素的所述尿素工段，所述装置的特征在于包括选择性催化还原单元 (SCR)，所 述选择性催化还原单元 (SCR) 用于去除在所述装置中产生的燃烧烟气 (4) 中的氮氧化物， 所述装置的特征还在于包括将由所述尿素工段产生的净化气流。
5、 (3) 供应至所述选择性催 化还原单元 (SCR) 而布置的管路，用以将所述净化气流 (3) 用作所述单元的氨源。 5.一种用于现有的氨 - 尿素一体化装置的改造的方法，所述方法包括 ：安装选择性催 化还原单元 (SCR)，所述选择性催化还原单元 (SCR) 用于去除来自所述装置中产生的燃烧 烟气 (4) 中的氮氧化物，所述方法还包括配置净化气管路 (3)，所述净化气管路 (3) 被布置 成将所述尿素工段产生的净化气流引导至所述选择性催化还原单元 (SCR)，或将所述净化 气流与燃烧烟气流混合进入所述还原单元。 权 利 要 求 书CN 104487416 A 1/3 页 3 尿素合成净化气在。
6、一体化氨 - 尿素工艺和相关装置中的使 用 技术领域 0001 本发明涉及一体化氨 - 尿素工艺和相关装置。 背景技术 0002 尿素通过使氨和二氧化碳反应来合成。尿素装置的氨进料和二氧化碳进料可以在 氨装置中产生，因此，尿素 / 氨装置的一体化是已知的做法。此外，氨装置是热发生器，而尿 素装置是热消耗器，这是一体化的另一动机。通常，通过氨装置产生的热量不能满足整个 氨 - 尿素装置的需要，这意味着，附加的热输入是必要的。这种附加的热输入通常由在辅助 燃烧器中燃烧燃料来产生。 0003 氨 - 尿素装置包括氨工段和尿素工段。在氨工段中，氨在合适的高压下并在催化 剂的存在下由氢气和氮气来合成 ；。
7、氢气通常来自诸如天然气的烃源的重整，氮气通常来自 空气，例如来自进入二段转化炉作为氧化剂的空气。该烃源的重整发生在氨工段的前端， 其包括用于补充气的净化的CO 2 -脱除单元 ；从所述单元提取的二氧化碳可以供应至尿素工 段。 0004 尿素装置通常包括高压合成工段、在中压和/或低压下的回收工段和精制工 段。用于生产尿素的各种工艺和相关装置的讨论可以在文献中找到，例如Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry，Wiley-VCH Verlag。 0005 所有已知的尿素工艺还产生净化气流。这种净化气流用以去除惰性物质 ( 例如 氮、氢和氧)，并且避。
8、免它们在尿素装置中积累。所述净化气流包含一定量的气态氨，并且如 果本身被排放到大气中则引起环境问题。 0006 现有技术已经提出了将尿素净化气流回收作为一体化氨工艺的原料。例如，已经 提出了在氨工段中将高压尿素合成净化流与自热转化炉的氧化剂进料结合。 0007 然而，另一个环境问题是由燃烧氨 - 尿素装置 ( 通常为氨工段 ) 排放的燃烧烟道 气引起的。所述烟道气可以包括来自氨工段的前端的一段转化炉的烟气，以及可能来自用 于尿素装置产生额外热量 ( 蒸汽 ) 的锅炉的烟气。所述烟气包含污染物，该污染物尤其包 括氮氧化物(NOx)，并且它们的净化产生额外的费用。使用尿素净化气流作为氨工段的燃料 。
9、提供了氨的循环，但是不能提供氮氧化物的问题的解决方案。实际上，当使用净化气流作为 燃料时，会增加氮氧化物。 发明内容 0008 本文提出了将包含 NH 3 的尿素合成净化气流用作氮氧化物 (NOx) 的选择性催化还 原的氨源，该氮氧化物 (NOx) 包含在由氨工段产生的燃烧烟气中。 0009 因此，本发明提供了一种工艺，其中，在氨 - 尿素一体化装置的氨工段中通过使氢 气和氮气反应合成氨，所述氢气由烃源的重整来产生 ；所述氨的至少一部分用于在所述装 置的尿素工段中合成尿素，并且包含一些氨的净化气流在所述尿素工段中生成，该工艺的 说 明 书CN 104487416 A 2/3 页 4 特征在于，。
10、将所述净化气流用作在所述氨 - 尿素装置中产生的燃烧烟气中所含有的氮氧化 物的选择性催化还原的氨源。 0010 因此，本发明的一个方面为包括氨工段和尿素工段的氨 - 尿素装置，其中，在氨工 段中由氢气和氮气来合成氨，所述氢气由烃源的重整来获得，所述氨的至少一部分被传递 到用于合成尿素的尿素工段，其特征在于包括选择性催化还原单元，该选择性催化还原单 元用于去除在装置中产生的燃烧烟气中的氮氧化物，其特征还在于包括将在尿素工段中产 生的净化气流供应至所述单元而布置的管路，用以将该净化气流用作所述单元的氨源。 0011 本发明的另一个方面为现有的氨 - 尿素一体化装置的改造，其中，安装用于去除 在装置。
11、中产生的燃烧烟气中的氮氧化物的选择性催化还原单元，来自装置的尿素工段的净 化气流被引导至所述单元，或者在进入所述单元之前与燃烧烟气混合。 0012 氮氧化物的选择性催化还原 (SCR) 是已知的工艺，并不需要进行详细描述。基本 上，随着气体穿过催化剂室与氨混合，则发生 NOx 还原反应。该反应将氨和氮氧化物 ( 主要 为NO和NO 2 ) 转化成 N 2 和水蒸汽。 0013 燃烧烟气可由氨工段排出，尤其由前端的一段转化炉和 / 或二段转化炉以及被供 应有天然气或其它燃料的附加的锅炉中排出。来自尿素工段的所有的净化气或其一部分， 可以被用在 SCR 工艺中。根据不同的实施方式，如果需要，可以提。
12、供用于 SCR 工艺的另一种 氨源。 0014 本发明的优点为在内部重新利用由尿素工段产生的净化气流，并且同时减少在氨 工段中产生的烟道气中的氮氧化物污染物。本发明的显著的优点为避免将氨以及氮氧化物 排放到大气中。 附图说明 0015 图 1 示出了本发明的实施方式的方框图。 具体实施方式 0016 一体化氨 - 尿素装置包括氨工段 AM 和尿素工段 UR。 0017 氨工段AM接收合适的烃源(例如天然气)、或包含甲烷的原料、或其它来源(例如 石脑油 ) 的进料 1。所述氨工段 AM 包括用于将进料 1 和空气转化成合适的补充气的前端， 以及合成回路。前端可以包括根据现有技术的一段转化炉、二段。
13、转化炉、CO 转换的转化器、 CO 2 脱除单元和甲烷转化器。氨装置的典型的前端例如在 EP 2022754 中描述。 0018 在工段 AM 中产生的氨 2 被传递到尿素工段 UR 中，其中尿素 U 被合成。根据不同 的实施方式，在工段 AM 中产生的所有的或一部分的氨，可以被传递到尿素工段 UR。尿素工 段 UR 可以实现用于任何已知的合成尿素的工艺，例如包括 CO 2 汽提工艺、自汽提工艺或另 外的工艺。有利地，尿素工段 UR 还被供应有二氧化碳，该二氧化碳来自氨工段 AM 的前端中 的补充气的净化。 0019 将包含一些氨的净化气流 3 从尿素工段 UR 中排放。这种净化气流 3 或其。
14、至少一 部分，被引导至选择性催化还原单元 SCR，该选择性催化还原单元 SCR 用于处理来自氨工段 AM 的燃烧烟气 4。在本实施例中，在烟气进入单元 SCR 之前，将净化气流 3 与烟气 4 混合。 在其它实施方式中，气流 3 可以被供应至单元 SCR。所述净化气流 3 提供用于还原烟气 4 中 说 明 书CN 104487416 A 3/3 页 5 的氮氧化物的氨 ；排放到大气中净化后的烟道气 5 主要包含 N 2 和H 2 O 以及具有减少的或甚 至可忽略不计的含量的氮氧化物。在任何合适的时刻，可以提供用于单元 SCR 的氨的另一 个来源。 说 明 书CN 104487416 A 1/1 页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104487416 A 。