JPH093032A - アンモニア／尿素の統合法 - Google Patents
アンモニア／尿素の統合法Info
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- JPH093032A JPH093032A JP8141490A JP14149096A JPH093032A JP H093032 A JPH093032 A JP H093032A JP 8141490 A JP8141490 A JP 8141490A JP 14149096 A JP14149096 A JP 14149096A JP H093032 A JPH093032 A JP H093032A
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- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
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- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー及び投資の節減を可能にするアン
モニア・尿素統合法を提供する。 【解決手段】 炭化水素供給原料と、水蒸気及び空気と
を反応させてＣＯ2 流及び水素と窒素からなる合成ガス
補給流を形成するアンモニア合成ガス装置、再循環流と
前記合成ガス補給流とを混合してアンモニア合成反応器
へ供給し、その流出物からアンモニア流及びパージ流を
回収し、循環流を形成するアンモニア転化装置、前記Ｃ
Ｏ2 流と前記アンモニア流とを、不動態化用酸素と少量
の窒素の存在下で比較的高い圧力で反応させ、尿素を形
成する尿素装置で、尿素含有流から酸素及び窒素を分離
し、少量の酸素、ＣＯ2 及びアンモニアを含む約１４Ｍ
Ｐａより高い高圧窒素流を形成する高圧洗浄器を含む尿
素装置、及び高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質器へ
導入するための導管、を具えたアンモニア・尿素の統合
プラント。
モニア・尿素統合法を提供する。 【解決手段】 炭化水素供給原料と、水蒸気及び空気と
を反応させてＣＯ2 流及び水素と窒素からなる合成ガス
補給流を形成するアンモニア合成ガス装置、再循環流と
前記合成ガス補給流とを混合してアンモニア合成反応器
へ供給し、その流出物からアンモニア流及びパージ流を
回収し、循環流を形成するアンモニア転化装置、前記Ｃ
Ｏ2 流と前記アンモニア流とを、不動態化用酸素と少量
の窒素の存在下で比較的高い圧力で反応させ、尿素を形
成する尿素装置で、尿素含有流から酸素及び窒素を分離
し、少量の酸素、ＣＯ2 及びアンモニアを含む約１４Ｍ
Ｐａより高い高圧窒素流を形成する高圧洗浄器を含む尿
素装置、及び高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質器へ
導入するための導管、を具えたアンモニア・尿素の統合
プラント。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、統合アンモニア／
尿素法に関し、詳しくは、尿素法からのパージ流をアン
モニア法の供給原料として供給するアンモニア／尿素統
合法に関する。
尿素法に関し、詳しくは、尿素法からのパージ流をアン
モニア法の供給原料として供給するアンモニア／尿素統
合法に関する。
【０００２】
【従来の技術】尿素法で腐食を防止するために空気を用
いることは当分野で知られているが、そこに含まれてい
る酸素は装置の金属表面を不動態化する。殆どの場合、
尿素法に供給されるＣＯ2 供給物が水素及び窒素を含む
こともよく知られている。尿素反応器に供給されるＣＯ
2 供給物には空気を添加するのが典型的である。或る尿
素法では、ＣＯ2 供給物に含まれる水素を、工程に注入
された空気中の酸素と反応させる。別の方法では、水素
は工程中に残り、空気からの窒素及び他の不活性物と共
に工程から追出さなければならない一不活性物となる。
統合した方法では、アンモニア製造で合成ガス製造のた
めに圧縮した高圧空気の一部分を、尿素製造の金属不動
態化のために転用する。反応供給物流中の多量の不活性
物を次に反応流出物流から追出さなければならないこと
は分かるであろう。
いることは当分野で知られているが、そこに含まれてい
る酸素は装置の金属表面を不動態化する。殆どの場合、
尿素法に供給されるＣＯ2 供給物が水素及び窒素を含む
こともよく知られている。尿素反応器に供給されるＣＯ
2 供給物には空気を添加するのが典型的である。或る尿
素法では、ＣＯ2 供給物に含まれる水素を、工程に注入
された空気中の酸素と反応させる。別の方法では、水素
は工程中に残り、空気からの窒素及び他の不活性物と共
に工程から追出さなければならない一不活性物となる。
統合した方法では、アンモニア製造で合成ガス製造のた
めに圧縮した高圧空気の一部分を、尿素製造の金属不動
態化のために転用する。反応供給物流中の多量の不活性
物を次に反応流出物流から追出さなければならないこと
は分かるであろう。
【０００３】尿素合成反応器から除去された高圧蒸気パ
ージ流は、未反応二酸化炭素及びアンモニアも含有す
る。そのような残留物は、カルバミン酸塩洗浄水を用
い、合成循環圧で操作される洗浄器中でカルバミン酸塩
として実質的に吸収される。高圧洗浄器から取り出され
た殆ど窒素及び残留アンモニアからなるパージ蒸気は、
一般に中間圧吸収器へ減圧される。中間圧吸収器は、パ
ージ蒸気中の残留アンモニア濃度を大気中へ放出するの
に適した水準まで減少させるためのプラント凝縮物洗浄
を用いている。
ージ流は、未反応二酸化炭素及びアンモニアも含有す
る。そのような残留物は、カルバミン酸塩洗浄水を用
い、合成循環圧で操作される洗浄器中でカルバミン酸塩
として実質的に吸収される。高圧洗浄器から取り出され
た殆ど窒素及び残留アンモニアからなるパージ蒸気は、
一般に中間圧吸収器へ減圧される。中間圧吸収器は、パ
ージ蒸気中の残留アンモニア濃度を大気中へ放出するの
に適した水準まで減少させるためのプラント凝縮物洗浄
を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】エネルギー及び投資の
節約に関連して、高圧尿素合成パージ流の減圧を回避
し、残留アンモニアを大気中へ廃棄して除去するのに要
求される設備の必要性を無くすのが有利であろう。
節約に関連して、高圧尿素合成パージ流の減圧を回避
し、残留アンモニアを大気中へ廃棄して除去するのに要
求される設備の必要性を無くすのが有利であろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】尿素合成循環工程から除
去された高圧パージガスを、アンモニアプラントの自動
熱的即ち二次改質器より上流の空気供給導管へ再循環す
る。かかる方法で、アンモニア合成循環工程への空気供
給物の一部分を、尿素パージガスにより補い、空気圧縮
機の圧縮エネルギーを節約し、尿素パージ流を大気中へ
廃棄できるように清浄にするためのアンモニア除去設備
を不必要にすることができる。
去された高圧パージガスを、アンモニアプラントの自動
熱的即ち二次改質器より上流の空気供給導管へ再循環す
る。かかる方法で、アンモニア合成循環工程への空気供
給物の一部分を、尿素パージガスにより補い、空気圧縮
機の圧縮エネルギーを節約し、尿素パージ流を大気中へ
廃棄できるように清浄にするためのアンモニア除去設備
を不必要にすることができる。
【０００６】第一の態様として、本発明は、統合アンモ
ニア／尿素プラントを与える。炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、ＣＯ2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス(syngas)補給流とを形成するために、直列
に、一次改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝
縮物ストリッパー、及びＣＯ2 除去装置を含むアンモニ
ア合成ガス装置を配備する。合成経路を含むアンモニア
転化装置を配備して、再循環流と合成ガス補給流とを混
合し、アンモニア転化器供給物流を形成する。更に、ア
ンモニア合成経路工程は、アンモニア転化器供給物流を
アンモニア合成反応器へ送り、合成反応器からの流出物
からアンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流
を回収し、再循環流を形成することを含んでいる。尿素
装置を配備して、不動態化に有効な量の酸素及び少量の
窒素の存在下で比較的高圧でＣＯ 2 流とアンモニア流と
を反応させて尿素を形成する。尿素装置は、尿素含有流
から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素、ＣＯ2 及び
アンモニアを含有する高圧窒素流を形成するための高圧
洗浄器を有する。高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質
器へ導入するための導管を配備する。
ニア／尿素プラントを与える。炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、ＣＯ2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス(syngas)補給流とを形成するために、直列
に、一次改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝
縮物ストリッパー、及びＣＯ2 除去装置を含むアンモニ
ア合成ガス装置を配備する。合成経路を含むアンモニア
転化装置を配備して、再循環流と合成ガス補給流とを混
合し、アンモニア転化器供給物流を形成する。更に、ア
ンモニア合成経路工程は、アンモニア転化器供給物流を
アンモニア合成反応器へ送り、合成反応器からの流出物
からアンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流
を回収し、再循環流を形成することを含んでいる。尿素
装置を配備して、不動態化に有効な量の酸素及び少量の
窒素の存在下で比較的高圧でＣＯ 2 流とアンモニア流と
を反応させて尿素を形成する。尿素装置は、尿素含有流
から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素、ＣＯ2 及び
アンモニアを含有する高圧窒素流を形成するための高圧
洗浄器を有する。高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質
器へ導入するための導管を配備する。
【０００７】高圧窒素導管は、好ましくは空気圧縮機よ
り下流の圧縮空気導管へ直接連通し、前記高圧窒素導管
中の圧力が圧縮空気導管の圧力よりも大きい。尿素装置
は、高圧窒素流を処理するためのアンモニア除去設備を
もたず、高圧洗浄器からの窒素のための大気中への排気
口をもたないのが好ましい。
り下流の圧縮空気導管へ直接連通し、前記高圧窒素導管
中の圧力が圧縮空気導管の圧力よりも大きい。尿素装置
は、高圧窒素流を処理するためのアンモニア除去設備を
もたず、高圧洗浄器からの窒素のための大気中への排気
口をもたないのが好ましい。
【０００８】別の態様として、本発明は、アンモニアプ
ラントと尿素プラントの操作を統合するための方法を与
える。アンモニアプラントは、炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、ＣＯ2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス補給流とを形成するために、直列に、一次
改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝縮物スト
リッパー、及びＣＯ2 除去装置を含むアンモニア合成ガ
ス装置を有する。アンモニア転化装置は、再循環流と合
成ガス補給流とを混合してアンモニア転化器供給物流を
形成し、そのアンモニア転化器供給物流をアンモニア合
成反応器へ供給し、その合成反応器からの流出物からア
ンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流を回収
し、再循環流を形成する合成経路を含む。尿素プラント
は、不動態化に有効な量の酸素及び少量の窒素の存在下
で比較的高圧でＣＯ2 流とアンモニア流とを反応させて
尿素を形成する尿素装置を有する。尿素装置は、尿素含
有流から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素及びＣＯ
2 を含有する高圧窒素流を形成するための高圧洗浄器を
有する。この方法は、高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的
改質器へ導入するための工程を有する。
ラントと尿素プラントの操作を統合するための方法を与
える。アンモニアプラントは、炭化水素供給原料と水蒸
気及び空気とを反応させ、ＣＯ2 流と、水素及び窒素を
含む合成ガス補給流とを形成するために、直列に、一次
改質器及び自動熱的改質器、シフト転化器、凝縮物スト
リッパー、及びＣＯ2 除去装置を含むアンモニア合成ガ
ス装置を有する。アンモニア転化装置は、再循環流と合
成ガス補給流とを混合してアンモニア転化器供給物流を
形成し、そのアンモニア転化器供給物流をアンモニア合
成反応器へ供給し、その合成反応器からの流出物からア
ンモニア流を回収し、その流出物流からパージ流を回収
し、再循環流を形成する合成経路を含む。尿素プラント
は、不動態化に有効な量の酸素及び少量の窒素の存在下
で比較的高圧でＣＯ2 流とアンモニア流とを反応させて
尿素を形成する尿素装置を有する。尿素装置は、尿素含
有流から酸素及び窒素を分離して、少量の酸素及びＣＯ
2 を含有する高圧窒素流を形成するための高圧洗浄器を
有する。この方法は、高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的
改質器へ導入するための工程を有する。
【０００９】アンモニア／尿素統合法で高圧窒素流によ
り、自動熱的改質器へ供給される窒素の少なくとも１％
を供給するのが好ましい。尿素装置は、工程窒素流を大
気中へ通気することを行わないのが好ましい。高圧洗浄
器は、好ましくは、自動熱的改質器よりも高い圧力で操
作し、高圧窒素流を空気圧縮機の排出口より下流で、自
動熱的改質器より上流の圧縮空気導管中へ直接供給す
る。高圧窒素流は、少なくとも７０モル％の窒素、１〜
１５モル％の酸素、１〜１５モル％のアンモニア、１〜
１０モル％のＣＯ2 を含み、水は３モル％以下、水素は
１００ｐｐｍｖ未満であるのが好ましい。
り、自動熱的改質器へ供給される窒素の少なくとも１％
を供給するのが好ましい。尿素装置は、工程窒素流を大
気中へ通気することを行わないのが好ましい。高圧洗浄
器は、好ましくは、自動熱的改質器よりも高い圧力で操
作し、高圧窒素流を空気圧縮機の排出口より下流で、自
動熱的改質器より上流の圧縮空気導管中へ直接供給す
る。高圧窒素流は、少なくとも７０モル％の窒素、１〜
１５モル％の酸素、１〜１５モル％のアンモニア、１〜
１０モル％のＣＯ2 を含み、水は３モル％以下、水素は
１００ｐｐｍｖ未満であるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】アンモニアプラントへ供給原料と
して窒素に富む高圧ガス尿素合成パージ流を再循環する
（さもなくば大気中へ排気される。）ことは、アンモニ
ア合成に必要な工程圧縮エネルギーを節約し、尿素パー
ジ流を清浄にする必要性を無くす。
して窒素に富む高圧ガス尿素合成パージ流を再循環する
（さもなくば大気中へ排気される。）ことは、アンモニ
ア合成に必要な工程圧縮エネルギーを節約し、尿素パー
ジ流を清浄にする必要性を無くす。
【００１１】図１〜２に関し、同じ番号は同様な流れ及
び装置を指しているが、本発明の統合アンモニア／尿素
法１０は、尿素合成法１２の廃棄物流をアンモニア合成
法１４への補給供給原料として用いる。
び装置を指しているが、本発明の統合アンモニア／尿素
法１０は、尿素合成法１２の廃棄物流をアンモニア合成
法１４への補給供給原料として用いる。
【００１２】当分野でよく知られているように、上昇さ
せた温度及び圧力でアンモニアと二酸化炭素との反応に
より連続法で製造されている。アンモニアと二酸化炭素
とは液体アンモニア媒体中で直接化合させ、カルバミン
酸アンモニウムを形成し、次に連続したやり方でそのカ
ルバミン酸塩を脱水して尿素及び水を形成する。
せた温度及び圧力でアンモニアと二酸化炭素との反応に
より連続法で製造されている。アンモニアと二酸化炭素
とは液体アンモニア媒体中で直接化合させ、カルバミン
酸アンモニウムを形成し、次に連続したやり方でそのカ
ルバミン酸塩を脱水して尿素及び水を形成する。
【００１３】アンモニア対二酸化炭素比は、用いた工程
に依存する。ＣＯ2 ストリッピングに基づくよく知られ
たスタミカーボン(Stamicarbon）法では、約２．８：１
のアンモニア：二酸化炭素の反応物モル比が適切であ
る。ＣＯ2 ストリッピングに基づくトヨ・エンジニアリ
ング(Toyo Engineering)ＡＣＥＳ法では、約４．０：１
のアンモニア：二酸化炭素のモル比が適切である。ＮＨ
3 ストリッピングを基にしたスナムプロゲッティー(Sna
mprogetti)法では、供給物中のアンモニア：二酸化炭素
のモル比は約３．６：１である。１４〜１５ＭＰａの範
囲の圧力及び１８０〜１９５℃の温度では、１回通過当
たり約５０〜７０％のＣＯ2 （制約反応物）の転化が得
られる。
に依存する。ＣＯ2 ストリッピングに基づくよく知られ
たスタミカーボン(Stamicarbon）法では、約２．８：１
のアンモニア：二酸化炭素の反応物モル比が適切であ
る。ＣＯ2 ストリッピングに基づくトヨ・エンジニアリ
ング(Toyo Engineering)ＡＣＥＳ法では、約４．０：１
のアンモニア：二酸化炭素のモル比が適切である。ＮＨ
3 ストリッピングを基にしたスナムプロゲッティー(Sna
mprogetti)法では、供給物中のアンモニア：二酸化炭素
のモル比は約３．６：１である。１４〜１５ＭＰａの範
囲の圧力及び１８０〜１９５℃の温度では、１回通過当
たり約５０〜７０％のＣＯ2 （制約反応物）の転化が得
られる。
【００１４】非常によく知られているように、アンモニ
アは、上昇させた温度及び圧力で水素及び窒素の供給原
料を触媒により化合させて製造するのが典型的である。
改質炉中で空気及び水蒸気の存在下で天然ガス供給物を
改質することにより、希望の化学量論的比率の水素及び
窒素を含むアンモニア合成ガスを製造する。改質法の副
生成物として、二酸化炭素が生成する。従って、アンモ
ニア製造では、尿素製造に必要な出発材料を生ずること
が分かる。
アは、上昇させた温度及び圧力で水素及び窒素の供給原
料を触媒により化合させて製造するのが典型的である。
改質炉中で空気及び水蒸気の存在下で天然ガス供給物を
改質することにより、希望の化学量論的比率の水素及び
窒素を含むアンモニア合成ガスを製造する。改質法の副
生成物として、二酸化炭素が生成する。従って、アンモ
ニア製造では、尿素製造に必要な出発材料を生ずること
が分かる。
【００１５】本発明のアンモニア法１４に特に関連し
て、導管１８を通って空気圧縮機１６へ導入された大気
圧の空気を二段階で圧縮する。そのような空気圧縮機
は、水蒸気動力、ガスタービン動力、又は電気モータ動
力（図示されていない）を用いるのが典型的である。第
一段階２０から排出されたものの一部分を、尿素法１２
中の不動態化用空気として供給するために、導管２２を
通って取り出す。第一段階排出物の残りを、第二圧縮段
階２４により圧縮し、導管２８を通って合成ガス製造装
置２６へ送る。導管２８中の酸化剤流は、通常最初は加
熱コイル３０で予熱し、そのコイルは炉積層体（図示さ
れていない）中に配置されているのが典型的である。予
熱した酸化剤は導管３２を通って取り出す。
て、導管１８を通って空気圧縮機１６へ導入された大気
圧の空気を二段階で圧縮する。そのような空気圧縮機
は、水蒸気動力、ガスタービン動力、又は電気モータ動
力（図示されていない）を用いるのが典型的である。第
一段階２０から排出されたものの一部分を、尿素法１２
中の不動態化用空気として供給するために、導管２２を
通って取り出す。第一段階排出物の残りを、第二圧縮段
階２４により圧縮し、導管２８を通って合成ガス製造装
置２６へ送る。導管２８中の酸化剤流は、通常最初は加
熱コイル３０で予熱し、そのコイルは炉積層体（図示さ
れていない）中に配置されているのが典型的である。予
熱した酸化剤は導管３２を通って取り出す。
【００１６】合成ガス装置２６は、一次改質炉３４及び
二次自動熱的改質器３６から構成されているのが典型的
である。典型的には天然ガスからなる圧縮炭化水素供給
物流３８を、導管４０を通って導入された水蒸気と混合
し、導管４２を通って炉３４の輻射線室（図示されてい
ない）中に位置する反応コイル（図示されていない）へ
送る。炉３４では炭化水素（メタン）供給物流を予熱
し、水蒸気の存在下で改質して水素、一酸化炭素、及び
二酸化炭素を生成する。
二次自動熱的改質器３６から構成されているのが典型的
である。典型的には天然ガスからなる圧縮炭化水素供給
物流３８を、導管４０を通って導入された水蒸気と混合
し、導管４２を通って炉３４の輻射線室（図示されてい
ない）中に位置する反応コイル（図示されていない）へ
送る。炉３４では炭化水素（メタン）供給物流を予熱
し、水蒸気の存在下で改質して水素、一酸化炭素、及び
二酸化炭素を生成する。
【００１７】炉３４からの流出物流を、導管４４を通っ
て自動熱的即ち二次改質器３６へ送り、更に改質反応を
行わせる。しかし、一次改質器流出物流４４を自動熱的
即ち二次改質する前に、酸化剤（例えば、空気）流３２
の一成分として希望の化学量論的量の窒素を添加する。
て自動熱的即ち二次改質器３６へ送り、更に改質反応を
行わせる。しかし、一次改質器流出物流４４を自動熱的
即ち二次改質する前に、酸化剤（例えば、空気）流３２
の一成分として希望の化学量論的量の窒素を添加する。
【００１８】本発明を、一例として図１に例示した合成
ガス法に関連してここで記述するが、本発明は、同様に
他の合成ガス製造方式、例えば、ル・ブラン(Le Blanc)
への米国特許第５，０１１，６２５号及びシレズ(Shire
s)等への米国特許第４，４７９，９２５号明細書（それ
らの記載は言及することによりここに入れる）に記載の
通り、一次炉を自動熱的改質器からの流出物によって加
熱する方法のような製造方式にも適用し得る。
ガス法に関連してここで記述するが、本発明は、同様に
他の合成ガス製造方式、例えば、ル・ブラン(Le Blanc)
への米国特許第５，０１１，６２５号及びシレズ(Shire
s)等への米国特許第４，４７９，９２５号明細書（それ
らの記載は言及することによりここに入れる）に記載の
通り、一次炉を自動熱的改質器からの流出物によって加
熱する方法のような製造方式にも適用し得る。
【００１９】本発明を実施する際、尿素合成循環工程４
６から導管４８を通って取り出された高圧尿素合成パー
ジ流を、予熱された酸化剤流３２と一緒にし、導管５０
を通って自動熱的改質器３６へ供給する。尿素合成パー
ジ流４８は、主に窒素を含み、少量の酸素、アンモニ
ア、及びＣＯ2 を含む。流れ４８からの酸素、窒素、及
びＣＯ2 は、改質器３６中での通常の反応物及び（又
は）不活性物である。存在する少量のアンモニアは、窒
素及び水素へ転化されると考えられ、改質反応又はシフ
ト転化反応に悪影響を与えることはない。
６から導管４８を通って取り出された高圧尿素合成パー
ジ流を、予熱された酸化剤流３２と一緒にし、導管５０
を通って自動熱的改質器３６へ供給する。尿素合成パー
ジ流４８は、主に窒素を含み、少量の酸素、アンモニ
ア、及びＣＯ2 を含む。流れ４８からの酸素、窒素、及
びＣＯ2 は、改質器３６中での通常の反応物及び（又
は）不活性物である。存在する少量のアンモニアは、窒
素及び水素へ転化されると考えられ、改質反応又はシフ
ト転化反応に悪影響を与えることはない。
【００２０】自動熱的即ち二次改質器３６から導管５２
を通って取り出された流出物流は、熱回収装置５４、水
素のためのＣＯ転化用シフト反応器５６、ＣＯ2 回収装
置５８、メタン化装置６０を通過させ、残留ＣＯ、ＣＯ
2 、水、及び他の望ましくない成分を除去する。
を通って取り出された流出物流は、熱回収装置５４、水
素のためのＣＯ転化用シフト反応器５６、ＣＯ2 回収装
置５８、メタン化装置６０を通過させ、残留ＣＯ、ＣＯ
2 、水、及び他の望ましくない成分を除去する。
【００２１】このようにして完成した合成ガス流を、ア
ンモニア合成循環工程６４への補給合成ガスとして導管
６２を通って導入する。図１に例示したアンモニア合成
法の例では、補給合成ガス流６２は、二段階アンモニア
合成圧縮機６６により圧縮する。しかし、圧縮する前に
その補給合成ガス流６２を、アンモニアパージガス水素
回収装置７２によりアンモニア合成循環パージ流７０か
ら分離された水素流６８と一緒にする。
ンモニア合成循環工程６４への補給合成ガスとして導管
６２を通って導入する。図１に例示したアンモニア合成
法の例では、補給合成ガス流６２は、二段階アンモニア
合成圧縮機６６により圧縮する。しかし、圧縮する前に
その補給合成ガス流６２を、アンモニアパージガス水素
回収装置７２によりアンモニア合成循環パージ流７０か
ら分離された水素流６８と一緒にする。
【００２２】第一圧縮段階７４からの流出物ガスを、導
管７６を通って導入されたアンモニア再循環ガスと一緒
にする。一緒にしたアンモニア合成ガス流を、次に第二
圧縮段階８０によりアンモニア転化器７８の操作圧力ま
で圧縮する。アンモニア転化器７８からの流出物ガスを
導管８２を通り低温アンモニア回収装置８４へ導入す
る。アンモニア生成物から分離された合成ガスを、導管
８６を通って再循環する。但しパージ水素回収装置７２
へ供給すべく導管７０を通って除去したパージ流を除
く。水素に乏しいパージ流８８を、水素回収装置７２か
ら取り出し、燃料ガスとして用いる。アンモニア供給物
流を、導管９０を通り尿素プラント１２へ送る。
管７６を通って導入されたアンモニア再循環ガスと一緒
にする。一緒にしたアンモニア合成ガス流を、次に第二
圧縮段階８０によりアンモニア転化器７８の操作圧力ま
で圧縮する。アンモニア転化器７８からの流出物ガスを
導管８２を通り低温アンモニア回収装置８４へ導入す
る。アンモニア生成物から分離された合成ガスを、導管
８６を通って再循環する。但しパージ水素回収装置７２
へ供給すべく導管７０を通って除去したパージ流を除
く。水素に乏しいパージ流８８を、水素回収装置７２か
ら取り出し、燃料ガスとして用いる。アンモニア供給物
流を、導管９０を通り尿素プラント１２へ送る。
【００２３】本発明は、上述の慣用的処理方式のアンモ
ニア合成法に限定されるものではないことが分かる。他
の処理機構を用いることもできる。他のアンモニア合成
法の例は、マンデリク(Mandelik)等への米国特許第４，
５６８，５３０号、ファン・ディジク(van Dijk)等への
米国特許第４，５６８，５３１号、及びベナー(Benner)
等への米国特許第４，５６８，５３２号明細書（それら
の記載は言及することによりここに入れる）に見出せ
る。アンモニア転化器設計及び触媒組成物に関する更に
別の記述は、フォスター(Foster)等への米国特許第４，
１６３，７７５号、マクカロール(McCarroll）等への米
国特許第４，１２２，０４０号及び第４，０５５，６２
８号明細書（それらの記載は言及することによりここに
入れる）に見出せる。
ニア合成法に限定されるものではないことが分かる。他
の処理機構を用いることもできる。他のアンモニア合成
法の例は、マンデリク(Mandelik)等への米国特許第４，
５６８，５３０号、ファン・ディジク(van Dijk)等への
米国特許第４，５６８，５３１号、及びベナー(Benner)
等への米国特許第４，５６８，５３２号明細書（それら
の記載は言及することによりここに入れる）に見出せ
る。アンモニア転化器設計及び触媒組成物に関する更に
別の記述は、フォスター(Foster)等への米国特許第４，
１６３，７７５号、マクカロール(McCarroll）等への米
国特許第４，１２２，０４０号及び第４，０５５，６２
８号明細書（それらの記載は言及することによりここに
入れる）に見出せる。
【００２４】尿素法１２へ戻って、腐食に対する不動態
化用空気流２２は、上述の通り、アンモニア法空気圧縮
機１６の第一段階２０から取り出すのが好ましく、導管
９２を通って導入された二酸化炭素補給流と一緒にし、
尿素合成循環工程４６へ供給する。二酸化炭素補給流９
２は、ＣＯ2 回収装置５８の生成物流として供給するの
が好ましい。例えば、尿素合成循環工程４６への二酸化
炭素補給流９２は、一般に約１．３体積％の最大水素濃
度を有する（４０℃、１．６６７ＫＰａ絶対圧）。
化用空気流２２は、上述の通り、アンモニア法空気圧縮
機１６の第一段階２０から取り出すのが好ましく、導管
９２を通って導入された二酸化炭素補給流と一緒にし、
尿素合成循環工程４６へ供給する。二酸化炭素補給流９
２は、ＣＯ2 回収装置５８の生成物流として供給するの
が好ましい。例えば、尿素合成循環工程４６への二酸化
炭素補給流９２は、一般に約１．３体積％の最大水素濃
度を有する（４０℃、１．６６７ＫＰａ絶対圧）。
【００２５】不動態化用空気と補給ＣＯ2 とを一緒にし
た流れを、導管９４を通りＣＯ2 圧縮機９６へ送る。典
型的には、多段階遠心分離装置であるＣＯ2 圧縮機９６
は、その一緒にした流れ９４を１５ＭＰａ〔絶対圧
（ａ）〕程度の圧力へ圧縮する。圧縮したＣＯ2 含有流
を、次に導管９８を通って取り出し、水素除去装置１０
０へ送る。補給ＣＯ2 中に存在していた水素は、水素転
化器１００中で触媒による燃焼により約１０ｐｐｍｖよ
り低い濃度まで除去され、この場合空気の一部分はその
転化工程のための酸素を与える。本質的に水素を含まな
い空気含有ＣＯ2 補給流を導管１０２を通って取り出
す。
た流れを、導管９４を通りＣＯ2 圧縮機９６へ送る。典
型的には、多段階遠心分離装置であるＣＯ2 圧縮機９６
は、その一緒にした流れ９４を１５ＭＰａ〔絶対圧
（ａ）〕程度の圧力へ圧縮する。圧縮したＣＯ2 含有流
を、次に導管９８を通って取り出し、水素除去装置１０
０へ送る。補給ＣＯ2 中に存在していた水素は、水素転
化器１００中で触媒による燃焼により約１０ｐｐｍｖよ
り低い濃度まで除去され、この場合空気の一部分はその
転化工程のための酸素を与える。本質的に水素を含まな
い空気含有ＣＯ2 補給流を導管１０２を通って取り出
す。
【００２６】水素を除去した圧縮ＣＯ2 ／空気流１０２
は、尿素合成循環工程圧力で操作されるストリッピング
熱交換器１０４へ送るのが好ましい。ストリッピング熱
交換器１０４は、導管１０６を通って供給された液体尿
素合成流出物流から未反応のアンモニア及びカルバミン
酸塩を除去する。ストリッパー１０４は、垂直降下膜熱
交換器であるのが典型的であり、管１０８の表面で気液
接触が行われる。ストリッパー１０４は導管１１２を通
って殻側に供給された工程水蒸気により再沸騰され、凝
集物は導管１１４を通って除去される。アンモニア及び
二酸化炭素が乏しくなった水性尿素生成物流を、ストリ
ッパー１０４から導管１１６を通って取り出す。尿素生
成物流１１６を、次に減圧弁１１８により減圧し、導管
１２０を通って尿素精製装置（図示されていない）へ供
給する。凝集物流１１４はボイラーへ再循環するのが典
型的である。
は、尿素合成循環工程圧力で操作されるストリッピング
熱交換器１０４へ送るのが好ましい。ストリッピング熱
交換器１０４は、導管１０６を通って供給された液体尿
素合成流出物流から未反応のアンモニア及びカルバミン
酸塩を除去する。ストリッパー１０４は、垂直降下膜熱
交換器であるのが典型的であり、管１０８の表面で気液
接触が行われる。ストリッパー１０４は導管１１２を通
って殻側に供給された工程水蒸気により再沸騰され、凝
集物は導管１１４を通って除去される。アンモニア及び
二酸化炭素が乏しくなった水性尿素生成物流を、ストリ
ッパー１０４から導管１１６を通って取り出す。尿素生
成物流１１６を、次に減圧弁１１８により減圧し、導管
１２０を通って尿素精製装置（図示されていない）へ供
給する。凝集物流１１４はボイラーへ再循環するのが典
型的である。
【００２７】少量の空気及びアンモニアを含有する補給
二酸化炭素を、ストリッパー１０４の塔頂から取り出
し、導管１２２を通って、一般に尿素合成循環工程圧力
で操作されている殻・管型カルバミン酸塩凝縮器１２４
へ送る。カルバミン酸塩凝縮器１２４では、導管１２６
を通って導入された高圧液体補給アンモニア流及び二酸
化炭素流１２２を管側で冷却条件で接触させ、凝縮した
カルバミン酸塩反応生成物を生成させる。同時に、カル
バミン酸塩形成熱が、導管１３０を通って凝縮器１２４
の殻側へポンプで送られたボイラー供給水へ放散され
る。凝縮器１２４で生成した水蒸気を、導管１３４を通
って取り出し、プラントで広範囲に利用する。凝縮した
カルバミン酸塩流出物流を凝縮器１２４から塔底物とし
て取り出し、導管１３８を通って尿素反応器１３６へ供
給する。
二酸化炭素を、ストリッパー１０４の塔頂から取り出
し、導管１２２を通って、一般に尿素合成循環工程圧力
で操作されている殻・管型カルバミン酸塩凝縮器１２４
へ送る。カルバミン酸塩凝縮器１２４では、導管１２６
を通って導入された高圧液体補給アンモニア流及び二酸
化炭素流１２２を管側で冷却条件で接触させ、凝縮した
カルバミン酸塩反応生成物を生成させる。同時に、カル
バミン酸塩形成熱が、導管１３０を通って凝縮器１２４
の殻側へポンプで送られたボイラー供給水へ放散され
る。凝縮器１２４で生成した水蒸気を、導管１３４を通
って取り出し、プラントで広範囲に利用する。凝縮した
カルバミン酸塩流出物流を凝縮器１２４から塔底物とし
て取り出し、導管１３８を通って尿素反応器１３６へ供
給する。
【００２８】尿素反応器１３６は、適当な尿素合成条件
で操作され、典型的にはカルバミン酸塩形成反応よりも
遅い反応である液体カルバミン酸塩の尿素及び水への脱
水を促進するのに必要な滞留時間を与える大きな垂直の
容器からなる。反応器１３６は、限定された内部混合を
用いた実質的に閉鎖流条件で操作される。水性尿素及び
未反応カルバミン酸塩を含有する生成流出物流を、反応
器１３６の上部からサイフォン導管１４０により取り出
し、導管１０６を通って上述のストリッパー１０４へ送
る。
で操作され、典型的にはカルバミン酸塩形成反応よりも
遅い反応である液体カルバミン酸塩の尿素及び水への脱
水を促進するのに必要な滞留時間を与える大きな垂直の
容器からなる。反応器１３６は、限定された内部混合を
用いた実質的に閉鎖流条件で操作される。水性尿素及び
未反応カルバミン酸塩を含有する生成流出物流を、反応
器１３６の上部からサイフォン導管１４０により取り出
し、導管１０６を通って上述のストリッパー１０４へ送
る。
【００２９】補給ＣＯ2 中の主に反応器１３６へ導入さ
れた空気からなる蒸気パージ流を、導管１４２を通り反
応器１３６の塔頂から取り出す。パージ流１４２を、尿
素合成循環工程の圧力とほぼ同じ圧力で操作されている
高圧洗浄器１４４で洗浄し、実質的に残留二酸化炭素及
びアンモニアを除去する。高圧洗浄器１４４は、上方充
填領域１４６及び下方熱交換領域１４８を有する。流れ
１４２は、最初上方充填領域１４６の近辺を通り、エク
スプロージョン・ドーム(explosion dome)を通って直接
熱交換し、次に下方熱交換領域１４８中へ入って、そこ
でアンモニア及びＣＯ2 が凝縮し、カルバミン酸塩を形
成する。カルバミン酸塩形成熱は、導管１５４及び１５
６を通って熱交換領域１４８の殻側を循環する急冷され
た冷却用水へ放散される。凝縮物及び非凝縮蒸気は下方
熱交換領域１４８から上方充填領域１４６の下端へ上昇
する。蒸気は、それらが充填領域１４６を通って上昇す
る間に、導管１４７を通って充填領域１４６の頂部近く
へ導入されたカルバミン酸塩溶液と向流状に接触させ、
残留アンモニア及びＣＯ2 を実質的に除去する。例え
ば、流れ１２０からの尿素生成物の回収で凝縮した再循
環カルバミン酸塩として流れ１４７が得られるが、どの
ような適当な水性流になっていてもよい。このようにし
て残留アンモニア及びＣＯ2 が実質的に洗浄除去された
パージ流１４２を、自動熱的改質器３６への供給につい
て上で述べたように、導管４８を通って取り出す。カル
バミン酸塩溶液を、充填領域１４６の底から取り出し、
導管１５２を通り、カルバミン酸塩凝縮器１２４を経て
尿素反応器１３６へ戻す。
れた空気からなる蒸気パージ流を、導管１４２を通り反
応器１３６の塔頂から取り出す。パージ流１４２を、尿
素合成循環工程の圧力とほぼ同じ圧力で操作されている
高圧洗浄器１４４で洗浄し、実質的に残留二酸化炭素及
びアンモニアを除去する。高圧洗浄器１４４は、上方充
填領域１４６及び下方熱交換領域１４８を有する。流れ
１４２は、最初上方充填領域１４６の近辺を通り、エク
スプロージョン・ドーム(explosion dome)を通って直接
熱交換し、次に下方熱交換領域１４８中へ入って、そこ
でアンモニア及びＣＯ2 が凝縮し、カルバミン酸塩を形
成する。カルバミン酸塩形成熱は、導管１５４及び１５
６を通って熱交換領域１４８の殻側を循環する急冷され
た冷却用水へ放散される。凝縮物及び非凝縮蒸気は下方
熱交換領域１４８から上方充填領域１４６の下端へ上昇
する。蒸気は、それらが充填領域１４６を通って上昇す
る間に、導管１４７を通って充填領域１４６の頂部近く
へ導入されたカルバミン酸塩溶液と向流状に接触させ、
残留アンモニア及びＣＯ2 を実質的に除去する。例え
ば、流れ１２０からの尿素生成物の回収で凝縮した再循
環カルバミン酸塩として流れ１４７が得られるが、どの
ような適当な水性流になっていてもよい。このようにし
て残留アンモニア及びＣＯ2 が実質的に洗浄除去された
パージ流１４２を、自動熱的改質器３６への供給につい
て上で述べたように、導管４８を通って取り出す。カル
バミン酸塩溶液を、充填領域１４６の底から取り出し、
導管１５２を通り、カルバミン酸塩凝縮器１２４を経て
尿素反応器１３６へ戻す。
【００３０】返送カルバミン酸塩流１５２は、高圧洗浄
器１４４から引き出し、作動流体として高圧液体アンモ
ニア補給流９０を用いた放出器１５８を用いて高圧凝縮
器１２４へ送るのが好ましい。アンモニア補給流９０及
び返送カルバミン酸塩流１５２からなる放出器流出物流
を、導管１２６を通りカルバミン酸塩凝縮器１２４へ送
る。
器１４４から引き出し、作動流体として高圧液体アンモ
ニア補給流９０を用いた放出器１５８を用いて高圧凝縮
器１２４へ送るのが好ましい。アンモニア補給流９０及
び返送カルバミン酸塩流１５２からなる放出器流出物流
を、導管１２６を通りカルバミン酸塩凝縮器１２４へ送
る。
【００３１】本発明の別の態様として、アンモニア補給
流９０は、導管１６０により高圧ストリッパー１０４へ
導入し、尿素合成流出物流１０６からＣＯ2 及びカルバ
ミン酸塩をストリップしてもよく、この場合、スナムプ
ロゲッティー法のように、ＣＯ2 ／空気補給流１０２
は、水素燃焼器１００から導管１６２を通って反応器１
３６へ送る。
流９０は、導管１６０により高圧ストリッパー１０４へ
導入し、尿素合成流出物流１０６からＣＯ2 及びカルバ
ミン酸塩をストリップしてもよく、この場合、スナムプ
ロゲッティー法のように、ＣＯ2 ／空気補給流１０２
は、水素燃焼器１００から導管１６２を通って反応器１
３６へ送る。
【００３２】図２から分かるように、従来法の工程２０
０を行う場合に比較して、パージ流４８を、中間圧洗浄
装置２０２により低い圧力で更に洗浄し、空気及び低濃
度のアンモニア及びＣＯ2 を含むパージ流４８を大気中
へ放出できるように調整する。パージ装置２０２は、パ
ージガス４８中に残留するアンモニア含有量を更に減少
させるためにプラント凝縮物を用いる。パージ流４８は
減圧弁２０３により約０．４ＭＰａ（絶対圧）までの圧
力へ減圧し、導管２０６により中間圧吸収器２０４へ導
入する。中間圧吸収器２０４は、二つの充填領域２０
８、２１０を有する垂直殻からなる。充填領域２１０で
は、低圧パージガス２０６を、導管２１２を通って導入
されたプラント凝縮物の噴霧と向流状に接触させる。充
填領域２０８では、充填領域２１０から上昇する流出物
ガスを、凝縮物冷却器（図示されていない）から導管２
１４を通って導入された水流と向流状に接触させる。ア
ンモニアに乏しくなった窒素及び酸素の流れが導管２１
６を通って得られ、大気中へ排出する。
０を行う場合に比較して、パージ流４８を、中間圧洗浄
装置２０２により低い圧力で更に洗浄し、空気及び低濃
度のアンモニア及びＣＯ2 を含むパージ流４８を大気中
へ放出できるように調整する。パージ装置２０２は、パ
ージガス４８中に残留するアンモニア含有量を更に減少
させるためにプラント凝縮物を用いる。パージ流４８は
減圧弁２０３により約０．４ＭＰａ（絶対圧）までの圧
力へ減圧し、導管２０６により中間圧吸収器２０４へ導
入する。中間圧吸収器２０４は、二つの充填領域２０
８、２１０を有する垂直殻からなる。充填領域２１０で
は、低圧パージガス２０６を、導管２１２を通って導入
されたプラント凝縮物の噴霧と向流状に接触させる。充
填領域２０８では、充填領域２１０から上昇する流出物
ガスを、凝縮物冷却器（図示されていない）から導管２
１４を通って導入された水流と向流状に接触させる。ア
ンモニアに乏しくなった窒素及び酸素の流れが導管２１
６を通って得られ、大気中へ排出する。
【００３３】吸収器２０４の底から凝縮流出物を取り出
し、導管２１８を通って保持タンクへ循環し、鉱酸で中
和するなどして残留アンモニアを処理する。このように
処理された凝縮物をポンプ２２０により中間圧吸収器２
０４へ、熱交換器２２２中で冷却用水によって冷却した
後、再循環する。全パージ装置２０２は、本発明では除
くのが望ましい。
し、導管２１８を通って保持タンクへ循環し、鉱酸で中
和するなどして残留アンモニアを処理する。このように
処理された凝縮物をポンプ２２０により中間圧吸収器２
０４へ、熱交換器２２２中で冷却用水によって冷却した
後、再循環する。全パージ装置２０２は、本発明では除
くのが望ましい。
【００３４】
【実施例】本発明の方法の利点を次の例に関連して例示
する。 例 １５００ｔ／日（ＭＴＰＤ）の尿素プラント及び１００
０ＭＴＰＤのアンモニアプラントについて、尿素プラン
ト高圧洗浄器１４４からのパージ流４８を、アンモニア
プラント二次改質領域３６と統合した場合の効果を、コ
ンピューター・シミュレーションにより分析した。更
に、標準コスト推定プログラムを行い、利用で可能なコ
スト削減及び投資設備を計算した。
する。 例 １５００ｔ／日（ＭＴＰＤ）の尿素プラント及び１００
０ＭＴＰＤのアンモニアプラントについて、尿素プラン
ト高圧洗浄器１４４からのパージ流４８を、アンモニア
プラント二次改質領域３６と統合した場合の効果を、コ
ンピューター・シミュレーションにより分析した。更
に、標準コスト推定プログラムを行い、利用で可能なコ
スト削減及び投資設備を計算した。
【００３５】二次改質器３６の操作に何等悪影響は見ら
れなかった。パージ再循環流４８は、約７８．８モル％
の窒素、９．８モル％の酸素、８．０モル％のアンモニ
ア、３．１モル％のＣＯ2 、０．３モル％の水、１０ｐ
ｐｍｖ未満の水素（この水素は、水素燃焼装置１００で
燃焼した後、ＣＯ2 流６２からのものである）を含んで
いた。しかし、１００ｐｐｍｖ位の多くの水素がパージ
再循環流４８中に残留していると仮定すると、水素の燃
焼は工程空気（自動熱的改質器３６への空気）の温度を
最大で約０．３℃しか上昇しないであろう。アンモニア
プラントでの節減は、空気圧縮機１６の動力消費量を約
３．２％減少することを含み、必要な水蒸気量が減少す
ることによる空気圧縮機動力水蒸気（図示せず。）の循
環冷却水を減少した。
れなかった。パージ再循環流４８は、約７８．８モル％
の窒素、９．８モル％の酸素、８．０モル％のアンモニ
ア、３．１モル％のＣＯ2 、０．３モル％の水、１０ｐ
ｐｍｖ未満の水素（この水素は、水素燃焼装置１００で
燃焼した後、ＣＯ2 流６２からのものである）を含んで
いた。しかし、１００ｐｐｍｖ位の多くの水素がパージ
再循環流４８中に残留していると仮定すると、水素の燃
焼は工程空気（自動熱的改質器３６への空気）の温度を
最大で約０．３℃しか上昇しないであろう。アンモニア
プラントでの節減は、空気圧縮機１６の動力消費量を約
３．２％減少することを含み、必要な水蒸気量が減少す
ることによる空気圧縮機動力水蒸気（図示せず。）の循
環冷却水を減少した。
【００３６】尿素プラントに対する悪影響はない。投資
設備の節減には、中間圧吸収器２０４の除外、及び凝縮
物ポンプ及び冷却器のような付属装置、制御弁及びステ
ンレス水蒸気配管の除外が含まれている。しかし、中間
圧吸収器２０４の除外は、別のアンモニア含有通気流を
処理するためにアンモニア水溶液をタンクから大気圧吸
収器（図示されていない）へ供給するため推定容量２０
ｍ3 ／時の遠心ポンプ（図示されていない）の追加を必
要とする。
設備の節減には、中間圧吸収器２０４の除外、及び凝縮
物ポンプ及び冷却器のような付属装置、制御弁及びステ
ンレス水蒸気配管の除外が含まれている。しかし、中間
圧吸収器２０４の除外は、別のアンモニア含有通気流を
処理するためにアンモニア水溶液をタンクから大気圧吸
収器（図示されていない）へ供給するため推定容量２０
ｍ3 ／時の遠心ポンプ（図示されていない）の追加を必
要とする。
【００３７】本発明の統合プラントで１年間の利用コス
ト節減を表１に示す。３年間の経費節減は約２５２，０
００ドルである。資本コストの節減を表２に与える。全
資本節減は６１６，０００ドルであると推定された。
ト節減を表１に示す。３年間の経費節減は約２５２，０
００ドルである。資本コストの節減を表２に与える。全
資本節減は６１６，０００ドルであると推定された。
【００３８】
【表１】 a -- ＄2.5/MMBTU b -- ＄0.05/KWH c -- ＄0.5/MT d -- ＄0.03/m3
【００３９】
【表２】
【００４０】本発明のアンモニア／尿素の統合法を、前
記説明及び実施例によって例示した。前記説明は限定的
例示を意図するものではない。なぜなら、その記載を見
て当業者には多くの変更が明らかになるからである。請
求の範囲及びその本質内に入るそのような変更は全て請
求の範囲に含まれるものである。
記説明及び実施例によって例示した。前記説明は限定的
例示を意図するものではない。なぜなら、その記載を見
て当業者には多くの変更が明らかになるからである。請
求の範囲及びその本質内に入るそのような変更は全て請
求の範囲に含まれるものである。
【図１】アンモニア合成ガス装置自動熱的改質器の空気
導入流へ再循環される高圧尿素合成装置パージ流を示
す、本発明のアンモニア／尿素の統合法の概略図であ
る。
導入流へ再循環される高圧尿素合成装置パージ流を示
す、本発明のアンモニア／尿素の統合法の概略図であ
る。
【図２】大気中への排気のために尿素合成装置パージ流
のアンモニア濃度を低下させるために用いられる中間圧
吸収器及び付随する設備を示す、従来法の尿素法の概略
図である。
のアンモニア濃度を低下させるために用いられる中間圧
吸収器及び付随する設備を示す、従来法の尿素法の概略
図である。
１２ 尿素プラント １６ 空気圧縮機 ２６ 合成ガス製造装置 ３０ 加熱コイル ３４ 一次改質器（炉） ３６ 二次自動熱的改質器 ４６ 尿素合成循環工程 ５４ 熱回収装置 ５６ シフト反応器 ５８ ＣＯ2 回収装置 ６０ メタン回収装置 ６６ 圧縮機 ７２ 水素回収装置 ７８ アンモニア転化器 ８４ 低温アンモニア回収装置 ９６ ＣＯ2 圧縮機 １００ 水素除去装置 １０４ ストリッピング熱交換器（ストリッパー） １２４ 凝縮器 １３６ 尿素反応器 １４４ 高圧洗浄器 １５８ 放出器 ２０２ パージ装置 ２０４ 吸収器 ２１９ 保持タンク ２２２ 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メグジ エヌ．シャー アメリカ合衆国テキサス州シュガー ラン ド，ケン プレース 1107 (72)発明者 リチャード ブルース ストレイト アメリカ合衆国テキサス州キングウッド, ローン シダー ドライブ 5615
Claims (8)
- 【請求項１】 一次改質器及び自動熱的改質器、シフト
転化器、及びＣＯ2除去装置を有し、炭化水素供給原料
と、水蒸気及び空気とを反応させてＣＯ2 流及び水素と
窒素からなる合成ガス補給流を形成するためのアンモニ
ア合成ガス装置、 再循環流と前記合成ガス補給流とを混合してアンモニア
転化器供給物流を形成し、アンモニア転化器供給物流を
アンモニア合成反応器へ供給し、その合成反応器からの
流出物からアンモニア流を回収し、前記流出物流からパ
ージ流を回収し、循環流を形成する合成回路を有するア
ンモニア転化装置、 前記ＣＯ2 流と前記アンモニア流とを、不動態化に有効
な量の酸素と少量の窒素の存在下で約１４ＭＰａより高
い比較的高い圧力で反応させ、尿素を形成するための尿
素装置で、尿素含有流から酸素及び窒素を分離し、少量
の酸素、ＣＯ2及びアンモニアを含む約１４ＭＰａより
高い高圧窒素流を形成するための高圧洗浄器を有する尿
素装置、及び高圧窒素流を圧縮空気で自動熱的改質器へ
導入するための導管、を具えたアンモニア・尿素の統合
プラント。 - 【請求項２】 高圧窒素導管が、空気圧縮機より下流の
圧縮空気導管へ直接連通しており、前記高圧窒素導管中
の圧力が圧縮空気導管の圧力よりも大きい、請求項１に
記載のプラント。 - 【請求項３】 尿素装置が、高圧窒素流を処理するため
のアンモニア除去設備をもたず、高圧洗浄器からの窒素
のための大気中への排気口をもたない、請求項２に記載
のプラント。 - 【請求項４】 アンモニアプラントと尿素プラントの操
作を統合するための方法において、一次改質器及び自動
熱的改質器、シフト転化器、及びＣＯ2 除去装置を有
し、炭化水素供給原料と、水蒸気及び空気とを反応させ
てＣＯ2 流及び水素と窒素からなる合成ガス補給流を形
成するためのアンモニア合成ガス装置；再循環流と前記
合成ガス補給流とを混合してアンモニア転化器供給物流
を形成し、アンモニア転化器供給物流をアンモニア合成
反応器へ供給し、その合成反応器からの流出物からアン
モニア流を回収し、前記流出物流からパージ流を回収
し、再循環流を形成する合成回路を有するアンモニア転
化装置；前記ＣＯ2 流と前記アンモニア流とを、不動態
化に有効な量の酸素と少量の窒素の存在下で比較的高い
圧力で反応させ、尿素を形成するための尿素装置で、尿
素含有流から酸素及び窒素を分離し、少量の酸素、ＣＯ
2 及びアンモニアを含む１４ＭＰａより高い圧力の高圧
窒素流を形成するための１４ＭＰａより高い圧力の高圧
洗浄器を有する尿素装置；を具え、高圧窒素流を圧縮空
気で自動熱的改質器へ導入する工程を有する、アンモニ
ア／尿素の統合法。 - 【請求項５】 高圧窒素流が、自動熱的改質器へ供給さ
れる窒素の少なくとも１％を供給する、請求項４に記載
のアンモニア／尿素統合法。 - 【請求項６】 尿素装置が、工程窒素流の大気中への排
気を行わない、請求項５に記載のアンモニア／尿素統合
法。 - 【請求項７】 自動熱的改質器よりも高い圧力で高圧洗
浄器を操作し、空気圧縮機の排出口より下流で、前記自
動熱的改質器より上流の圧縮空気導管中へ高圧窒素流を
直接供給する、請求項４に記載のアンモニア／尿素統合
法。 - 【請求項８】 高圧窒素流が、少なくとも７０モル％の
窒素、１〜１５モル％の酸素、１〜１５モル％のアンモ
ニア、１〜１０モル％のＣＯ2 、３モル％以下の水、１
００ｐｐｍｖ未満の水素を含む、請求項７に記載のアン
モニア／尿素統合法。
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