WO2019106784A1 - 肥料製造プラント及び肥料の製造方法 - Google Patents

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methanol
urea
ammonia
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立花　晋也
田中　幸男
陽和 萩本
創 駒田
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三菱重工エンジニアリング株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fertilizer production plant and a method for producing fertilizer.
  • Urea is rich in nitrogen and is used as a fertilizer.
  • a method of producing a fertilizer containing urea the technology described in Patent Document 1 is known.
  • Patent document 1 describes a production plant for obtaining urea using ammonia and carbon dioxide obtained from natural gas.
  • Patent Document 1 describes using the obtained urea as a fertilizer.
  • the urea be formed into particles.
  • granular urea is strongly retained in the soil after being sprayed as fertilizer, and is unlikely to flow out due to rain or the like. Therefore, by using granular urea, the effect as a fertilizer can be sustained for a long time.
  • a granulating agent to urea as a process (i.e. granulation) to form urea into granules.
  • the granulating agent for urea include urea-formaldehyde aggregates (for example, those obtained by dissolving urea and formaldehyde in a solvent to make them liquid).
  • urea-formaldehyde aggregates for example, those obtained by dissolving urea and formaldehyde in a solvent to make them liquid.
  • An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a fertilizer production plant and a method for producing a fertilizer, which can inexpensively produce a fertilizer excellent in sustainability of effects after being sprayed.
  • a fertilizer production plant is a fertilizer production plant for producing a fertilizer containing urea from a hydrocarbon source, wherein the hydrocarbon source is reformed to at least hydrogen And a reforming unit for obtaining carbon source gas, an ammonia production unit for obtaining ammonia using at least nitrogen source gas and hydrogen obtained by the reforming unit, and A carbon source gas, a urea production unit for obtaining urea using at least ammonia obtained in the ammonia production unit, hydrogen obtained in the reforming unit, and carbon obtained in the reforming unit A methanol production unit for obtaining methanol using at least a raw material gas, and a meta obtained by the methanol production unit At least using a formaldehyde production unit for oxidizing formaldehyde to obtain formaldehyde, urea obtained in the urea production unit, and formaldehyde obtained in the formaldehyde production unit Manufacturing a fertilizer using at least a urea-formaldehy
  • both urea and urea-formaldehyde aggregates can be obtained from a hydrocarbon source such as natural gas and coal in the same fertilizer production plant.
  • the urea-formaldehyde aggregate can be used as a granulating agent to granulate urea without the need to separately supply the granulating agent from the outside.
  • Granulated urea is excellent in the sustainability of the effect after spraying as described above. For this reason, according to one embodiment of the present invention, the fertilizer which is excellent in the sustainability of the effect after spreading can be obtained at low cost.
  • the methanol production unit is configured to obtain methanol using excess hydrogen in the ammonia production unit.
  • methanol can be obtained using excess hydrogen contained in the unreacted gas at the time of ammonia manufacture, and carbon source gas, such as a carbon dioxide. For this reason, hydrogen obtained by reforming the hydrocarbon source in the reforming unit can be used without waste.
  • the methanol production unit is configured to obtain methanol using the carbon source gas obtained in the reforming unit It is characterized by
  • methanol can be obtained using the carbon source gas (carbon dioxide etc.) obtained in the reforming unit. Therefore, methanol can be obtained without supplying the carbon source gas from the outside.
  • the ammonia production unit uses at least a nitrogen source gas and hydrogen obtained in the reforming unit.
  • a hydrogen recovery unit for recovering excess hydrogen in the ammonia production unit, and the methanol production unit uses the hydrogen recovered by the hydrogen recovery unit. To obtain the methanol.
  • methanol can be obtained using a gas rich in hydrogen (that is, a gas with high hydrogen purity) which is exhausted from the hydrogen recovery apparatus. Therefore, the yield of methanol can be increased.
  • the ammonia production unit uses at least nitrogen source gas and hydrogen obtained in the reforming unit.
  • a hydrogen recovery unit for recovering excess hydrogen in the ammonia production unit and the methanol production unit comprises the ammonia production unit and the hydrogen recovery unit. And hydrogen is used to obtain the methanol.
  • high pressure hydrogen is supplied to the methanol production unit by using the excess hydrogen which is branched from between the ammonia production apparatus and the hydrogen recovery apparatus and the exhaust pressure is maintained. can do. Therefore, it is not necessary to install a compressor for pressurizing the source gas containing hydrogen in the front stage of the methanol production unit.
  • the ammonia production unit uses at least nitrogen source gas and hydrogen obtained in the reforming unit.
  • the apparatus includes an ammonia producing apparatus for obtaining the ammonia, and the methanol producing unit is configured to obtain the methanol using hydrogen downstream of the ammonia producing apparatus.
  • excess hydrogen in a state where the exhaust pressure is maintained is provided on the downstream side of the ammonia production apparatus without a device such as a hydrogen recovery device that generates a reduced pressure. Can be used. Thereby, high pressure hydrogen can be supplied to the methanol production unit. Therefore, it is not necessary to provide a compressor for pressurizing the source gas containing hydrogen in the front stage of the methanol production unit.
  • the ammonia production unit uses at least a nitrogen source gas and hydrogen obtained in the reforming unit.
  • a compressor for pressurizing the raw material gas containing hydrogen and nitrogen source gas introduced into the ammonia manufacturing apparatus, and the methanol manufacturing unit is the compressor It is characterized in that it is configured to obtain the methanol using hydrogen contained in the source gas pressurized at step b.
  • high pressure hydrogen can be supplied to a methanol manufacturing unit by using hydrogen contained in the source gas pressure
  • the concentration of hydrogen and nitrogen in the raw material gas introduced into the ammonia production apparatus is high, and the concentrations of the other components are low. Therefore, the partial pressure of hydrogen and nitrogen is increased to obtain methanol by obtaining methanol using a gas having a relatively low concentration of other components and a relatively high concentration of hydrogen and nitrogen. The rate can be increased.
  • the methanol production unit is hydrogen obtained in the reforming unit, and the ammonia production is It is characterized in that it is configured to obtain the methanol using hydrogen in a unit upstream of the unit, the urea production unit and the methanol production unit.
  • methanol can be obtained using hydrogen obtained in the reforming unit. For this reason, it is not necessary to separately supply the carbon source gas to the methanol production unit, and the pipe connection becomes simple.
  • a method of producing a fertilizer is a method for producing a fertilizer containing urea from a hydrocarbon source, which comprises modifying the hydrocarbon source to at least hydrogen and A reforming step for obtaining a carbon source gas, an ammonia production step for obtaining ammonia using at least a nitrogen source gas and hydrogen obtained in the reforming step, and carbon obtained in the reforming step A raw material gas, a urea production step for obtaining urea using at least ammonia obtained in the ammonia production step, hydrogen obtained in the reforming step, and a carbon raw material obtained in the reforming step A methanol production step for obtaining methanol using at least gas, and oxidizing the methanol obtained in the methanol production step
  • Urea-formaldehyde assembly for obtaining urea-formaldehyde aggregates using at least a formaldehyde production step for obtaining formaldehyde, urea obtained in the urea production step, and formaldehy
  • both urea and urea-formaldehyde aggregates can be obtained from a hydrocarbon source such as natural gas in the same fertilizer production plant.
  • the urea-formaldehyde aggregate can be used as a granulating agent to granulate urea without the need to separately supply the granulating agent from the outside.
  • Granulated urea is excellent in the sustainability of the effect after spraying as described above. For this reason, according to one embodiment of the present invention, the fertilizer which is excellent in the sustainability of the effect after spreading can be obtained at low cost.
  • An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a fertilizer production plant and a method for producing a fertilizer, which can inexpensively produce a fertilizer excellent in sustainability of effects after being sprayed.
  • a representation representing a relative or absolute arrangement such as “in a direction”, “along a direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” is strictly Not only does it represent such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with an angle or distance that allows the same function to be obtained.
  • expressions that indicate that things such as “identical”, “equal” and “homogeneous” are equal states not only represent strictly equal states, but also have tolerances or differences with which the same function can be obtained. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrilateral shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as rectangular shapes and cylindrical shapes in a geometrically strict sense, but also uneven portions and chamfers within the range where the same effect can be obtained.
  • the shape including a part etc. shall also be expressed.
  • the expressions “comprising”, “having”, “having”, “including” or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • FIG. 1 is a system diagram of a fertilizer production plant 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the fertilizer production plant 100 is for producing a fertilizer containing urea (urea fertilizer) from a hydrocarbon source such as natural gas and coal.
  • natural gas is illustrated as a hydrocarbon source.
  • the fertilizer production plant 100 is a mixture of a reformer 1 as a reforming unit, an ammonia production unit 10, a urea production unit 20, a methanol production unit 30, a formaldehyde production unit 40, and a urea-formaldehyde assembly unit.
  • An apparatus 51 and a granulating apparatus 61 as a fertilizer production unit are provided.
  • a modifier 2, a carbon dioxide recovery unit 3, and a methanation unit 4 are provided at a stage subsequent to the reformer 1.
  • the reformer 1 uses air and steam to reform natural gas containing methane to obtain at least hydrogen and carbon dioxide (carbon source gas).
  • the reformer 1 includes a primary reformer performing a steam reforming reaction, and a secondary reformer performing a partial oxidation reforming reaction and a steam reforming reaction. Specific reaction formulas performed in the primary reformer and the secondary reformer are shown below.
  • the reactions represented by the formulas (1) and (2) can be carried out using any reforming catalyst.
  • the reforming catalyst for example, oxides of transition metals such as nickel and platinum can be used.
  • the reaction conditions can be, for example, about 900 ° C. to 1000 ° C. and 2.5 MPa to 3.5 MPa or so at the outlet of the catalyst layer accommodated in the secondary reformer.
  • the reformer 1 also takes in air. Therefore, the gas which is discharged from the reformer 1 and supplied to the second-stage modifier 2 also contains a component derived from air. Specifically, the gas discharged from the reformer 1 also includes a nitrogen source gas such as nitrogen (a gas serving as a source for producing ammonia).
  • a nitrogen source gas such as nitrogen (a gas serving as a source for producing ammonia).
  • the modifier 2 denatures carbon monoxide and water vapor in the gas supplied from the reformer 1 to obtain carbon dioxide and hydrogen. Therefore, in the modifier 2, the carbon monoxide concentration in the gas decreases, and instead, the carbon dioxide concentration increases. By converting carbon monoxide to carbon dioxide, carbon dioxide derived from carbon monoxide can be removed as carbon dioxide by the carbon dioxide recovery unit 3 in the latter stage.
  • a chemical reaction represented by the following formula (3) occurs.
  • any modification catalyst can be used.
  • the modifying catalyst include copper-zinc based catalysts and the like.
  • the reaction conditions can be, for example, about 200 ° C. to 450 ° C. and 2.5 MPa to 3.5 MPa or so at the outlet of the catalyst layer accommodated in the modifier 2.
  • the carbon dioxide recovery unit 3 recovers and removes carbon dioxide in the gas. By removing the carbon dioxide in the gas, it is possible to suppress the introduction of carbon dioxide to the ammonia production device 12 in the latter stage, and to suppress the influence on the ammonia generation catalyst (described later).
  • Recovery of carbon dioxide in the carbon dioxide recovery unit 3 can be performed, for example, by bringing an aqueous alkaline solution into contact with gas. The recovered carbon dioxide is separated from the aqueous alkali solution by heating the aqueous alkaline solution or the like, and then supplied to a urea production unit 20 and a methanol production unit 30 described later.
  • the methanation apparatus 4 is carbon dioxide which can not be recovered by the carbon dioxide recovery unit 3 described above, and monooxide which is not recovered by the carbon dioxide recovery unit 3 without being converted to carbon dioxide by the above-mentioned modifier 2 Carbon is converted to methane, respectively.
  • the removal of oxidized carbon (carbon monoxide, carbon oxides) such as carbon monoxide, carbon dioxide, etc. suppresses the carry-on of carbon dioxide to the ammonia production apparatus 12 in the latter stage. . This makes it possible to suppress the influence of carbon monoxide on the ammonia generation catalyst (described later).
  • any methanation catalyst can be used.
  • a methanation catalyst a nickel catalyst etc. can be mentioned, for example.
  • the reaction conditions may be, for example, about 250 ° C. to 350 ° C. and about 2.0 MPa to 3.0 MPa at the outlet of the catalyst layer accommodated in the methanation apparatus 4.
  • the ammonia production unit 10 is for obtaining ammonia using at least hydrogen obtained in the reformer 1 (reforming unit) and nitrogen (nitrogen source gas) in the air taken in by the reformer 1. It is a thing.
  • the ammonia production unit 10 includes a compressor 11, an ammonia production device 12, an ammonia recovery device 13, and a hydrogen recovery device 14.
  • the compressor 11 is for pressurizing the source gas (containing hydrogen and nitrogen and containing methane as an impurity) to be introduced into the ammonia production device 12 in the latter stage.
  • the ammonia production reaction can be promoted by increasing the pressure of the raw material gas by the compressor 11.
  • the ammonia production apparatus 12 is for obtaining ammonia by using at least hydrogen and nitrogen in the raw material gas. That is, the ammonia production apparatus 12 obtains ammonia using at least the hydrogen obtained by the reformer 1 (reforming unit) and the nitrogen (nitrogen source gas) in the air taken in by the reformer 1. It is for. Among the generated ammonia, ammonia in the liquid phase is supplied to the urea production unit 20 described later through the ammonia supply system 71. On the other hand, the gas phase (purge gas) of the ammonia production device 12 is supplied to an ammonia recovery device 13 described later. The gas phase of the ammonia production apparatus 12 contains excess hydrogen and nitrogen (unreacted nitrogen), as well as unreacted methane.
  • a chemical reaction represented by the following formula (7) occurs.
  • Formula (7) As a catalyst (ammonia production catalyst) which produces
  • an ammonia formation catalyst the iron catalyst etc. which contain triiron tetraoxide can be mentioned, for example.
  • the reaction conditions can be, for example, about 400 ° C. to 480 ° C. and about 12 MPa to 20 MPa at the outlet of the catalyst layer accommodated in the ammonia production apparatus 12.
  • the ammonia recovery device 13 recovers ammonia contained in the gas phase in the ammonia production device 12.
  • the ammonia recovery device 13 includes a refrigerator (not shown), and the gas phase is cooled to about 0 ° C. by driving the refrigerator. Thereby, the ammonia in the gas phase is liquefied, and the liquefied ammonia is recovered.
  • the recovered ammonia is supplied to the urea production unit 20 described later through the ammonia supply system 71 in the same manner as the ammonia in the liquid phase of the ammonia production device 12 described above.
  • the hydrogen recovery unit 14 is for recovering excess hydrogen in the ammonia production unit 12.
  • the excess hydrogen recovered by the hydrogen recovery unit 14 is returned to the position between the methanation unit 4 and the compressor 11 (preceding stage of the compressor 11) through the hydrogen circulation system 72.
  • the surplus hydrogen recovered is also supplied to the methanol production unit 30 through the hydrogen supply system 73 branched from the middle of the hydrogen circulation system 72.
  • the entire amount of hydrogen recovered by the hydrogen recovery unit 14 may be supplied to the methanol production unit 30.
  • the hydrogen which could not be recovered and the methane which was not recovered are supplied to the reformer 1 or a boiler (not shown) (both may be) together with the nitrogen which is not recovered as well, and are combusted and used as fuel.
  • the hydrogen recovery device 14 may have any configuration as long as it can recover hydrogen. Specifically, for example, hydrogen in the gas can be recovered by using any hydrogen separation membrane.
  • the urea production unit 20 is for obtaining urea using at least a carbon source gas such as carbon dioxide obtained by the reformer 1 (reforming unit) and the ammonia obtained by the ammonia production unit 10. is there.
  • the carbon dioxide used in the urea production unit 20 is the one recovered by the carbon dioxide recovery unit 3 described above.
  • Ammonia used in the urea production unit 20 is ammonia produced in the above ammonia production unit, and is supplied through the ammonia feed system 71.
  • the urea production unit 20 includes a compressor 21 and a urea production device 22.
  • the compressor 21 is for pressurizing the carbon dioxide introduced into the urea production device 22 in the latter stage.
  • the urea production reaction can be promoted by increasing the pressure of the raw material gas by the compressor 21.
  • the generated urea is supplied to a mixing device 51 (urea-formaldehyde aggregate producing unit) and a granulating device 61 (fertilizer producing unit) described later.
  • the urea production device 22 reacts carbon dioxide and ammonia in the raw material gas to produce urea.
  • the urea produced is here a liquid.
  • the urea production device 22 is supplied with ammonia recovered by the ammonia recovery device 13 described later and pressurized by the compressor (high pressure pump) 80.
  • a chemical reaction represented by the following formula (8) occurs. 2NH 3 + CO 2 ⁇ (NH 2 ) 2 CO + H 2 O formula (8)
  • the conditions for producing urea are not particularly limited, but, for example, can be about 170 ° C. to 200 ° C. and about 13 MPa to 18 MPa at the outlet of the urea production apparatus 22.
  • the methanol production unit 30 is for obtaining methanol using at least hydrogen obtained by the reformer 1 (reforming unit) and a carbon source gas such as carbon dioxide obtained by the reformer 1. .
  • Carbon dioxide (carbon source gas) used in the methanol production unit 30 is obtained by the reformer 1 (reforming unit) and is recovered by the carbon dioxide recovery unit 3 described above.
  • methanol can be obtained without supplying carbon dioxide from the outside by obtaining methanol using carbon dioxide obtained in the reformer 1.
  • hydrogen used in the methanol production unit 30 is surplus hydrogen in the ammonia production unit 10 described above, which is recovered by the hydrogen recovery unit 14 and supplied through the hydrogen circulation system 72 and the hydrogen supply system 73. It is a thing.
  • the hydrogen obtained by reforming the hydrocarbon source in the reformer 1 is used without waste. be able to.
  • methanol can be obtained using a gas containing a large amount of hydrogen (that is, a gas having a high hydrogen purity). Therefore, the yield of methanol can be increased.
  • the methanol production unit 30 includes a compressor 31, a methanol production device 32, and a circulation compressor 33.
  • the compressor 31 is for pressurizing the hydrogen introduced into the methanol producing device 32 in the latter stage.
  • carbon dioxide which is partially branched and supplied from the outlet of the compressor 21 is mixed with hydrogen pressurized by the compressor 31.
  • the carbon dioxide recovered by the carbon dioxide recovery device 3 can be pressurized by the compressor 31.
  • the compressor 31 pressurizes the mixed gas of carbon dioxide and hydrogen.
  • the methanol production reaction can be promoted by increasing the pressure of hydrogen by the compressor 31.
  • the methanol production device 32 is for reacting carbon dioxide contained in the raw material gas with hydrogen to produce methanol.
  • a chemical reaction represented by the following formula (9) occurs.
  • An optional methanol generation catalyst can be used as a catalyst for generating methanol (methanol generation catalyst 32b1 shown in FIG. 2 described later).
  • methanol generation catalyst for example, the catalyst described in JP-A-7-8799 can be used.
  • the reaction conditions may be, for example, about 220 ° C. to 270 ° C. and about 7 MPa to 12 MPa.
  • the amount of carbon dioxide supplied from the carbon dioxide recovery unit 3 and the amount of hydrogen supplied from the hydrogen recovery unit 14 through the hydrogen circulation system 72 be 1: 3.
  • the control of the amount of carbon dioxide supplied from the carbon dioxide recovery unit 3 to the methanol production apparatus 32 is controlled by a flow control valve (shown in the figure, connected in the middle of the system connecting the carbon dioxide recovery unit 3 and the compressor 31). It can do by adjusting the degree of opening. Further, control of the amount of hydrogen supplied to the methanol production device 32 can be performed by adjusting the opening degree of a flow control valve (not shown) provided in the middle of the hydrogen supply system 73.
  • the circulation compressor 33 performs pressure increase in order to return the unreacted source gas discharged from the methanol production device 32 back to the methanol production device 32 again. This point will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 2 is a schematic view of a methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 100 of FIG. 1 described above.
  • the methanol production unit 30 includes the compressor 31, the methanol production device 32, and the circulation compressor 33. And among these, methanol production device 32 is provided with heat exchangers 32a and 32c, shell-and-tube type reactor 32b (tubular reactor), and separation tower 32d. In the reactor 32b, a methanol generation catalyst 32b1 shown by a dot pattern in FIG. 2 is accommodated.
  • a mixed gas (raw material gas) of hydrogen compressed by the compressor 31 and carbon dioxide compressed by the compressor 21 (see FIG. 1) is generated from the reaction gas discharged from the reactor 32b in the heat exchanger 32a. It receives heat and is heated. Then, the mixed gas of hydrogen and carbon dioxide heated in the heat exchanger 32a is supplied to the reactor 32b, and a reaction of producing methanol occurs in the reactor 32b. At this time, a medium for cooling (for example, pressurized boiling water, air, or a raw material gas before being introduced into the reactor 32 b) flows inside the reactor 32 b. Then, by cooling the gas flowing through the methanol generation catalyst 32b1 in the reactor 32b, the reaction of generating methanol, which is an exothermic reaction, is promoted.
  • a medium for cooling for example, pressurized boiling water, air, or a raw material gas before being introduced into the reactor 32 b
  • FIG. 3 is a schematic view of the methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 100 of FIG. 1, and shows an example in which one reactor 32f of a type different from the reactor 32b shown in FIG. .
  • the reactor 32f is an adiabatic reactor having a simple structure which only charges the methanol generation catalyst 32b1, unlike the above-mentioned reactor 32b.
  • a methanol generation catalyst 32b1 of the same type as the catalyst contained in the reactor 32b is accommodated in the tank 32f1. And in the reactor 32f, unlike the above-mentioned reactor 32b, air for cooling is not supplied. That is, in the reactor 32f, cooling by air for cooling is not performed (ie only natural cooling is performed). Therefore, the reactor 32f has a simpler configuration than the above-described reactor 32b.
  • FIG. 4 is a schematic view of the methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 100 of FIG. 1, and shows an example in which a plurality of reactors 32f of a type different from the reactor 32b shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, two reactors 32f (adiabatic reactors) are connected in series. Thus, the yield of methanol can be increased by providing a plurality of reactors 32f.
  • a heat exchanger 32k for cooling the gas (including gaseous methanol) discharged from the upstream reactor 32f is provided between the upstream reactor 32f and the downstream reactor 32f. ing.
  • the heat exchanger 32k unlike the above-described heat exchanger 32c, cools the gas to such an extent that the gaseous methanol is not liquefied. Further, by cooling the gas discharged from the upstream side reactor 32f by the heat exchanger 32k, it is possible to promote the methanol generation reaction in the downstream side reactor 32f.
  • the formaldehyde production unit 40 is for oxidizing methanol obtained in the methanol production unit 30 to obtain formaldehyde.
  • the formaldehyde production unit 40 produces formaldehyde to be mixed with the urea produced by the urea production unit 20 described above.
  • the formaldehyde production unit 40 includes an oxidation reactor 41 and an absorber 42.
  • the oxidation reactor 41 is for oxidizing the methanol obtained by the above-mentioned methanol production unit 30. Oxidation is carried out using air. Formaldehyde is obtained by the oxidation of methanol. The obtained formaldehyde is a gas, and the gaseous formaldehyde is supplied to the absorber 42 in the subsequent stage.
  • Oxidation of methanol can be carried out, for example, by an excess of air method. Specifically, for example, an oxide of a metal such as vanadium, molybdenum, or iron is used as a catalyst, and oxidation of methanol can be performed, for example, at 240 ° C. to 300 ° C., about 0.1 MPa to 0.6 MPa.
  • the absorber 42 sprays water on the formaldehyde generated in the oxidation reactor 41 and absorbs (dissolves) in water.
  • the water in which the formaldehyde is dissolved is supplied to the mixing device 51 in the latter stage.
  • the mixing device 51 (urea-formaldehyde aggregate production unit) is for obtaining urea-formaldehyde aggregates using at least the urea obtained in the urea production unit 20 and the formaldehyde obtained in the formaldehyde production unit 40. It is a thing.
  • urea and formaldehyde are mixed to obtain a urea-formaldehyde aggregate.
  • the obtained urea-formaldehyde aggregate is used as a granulating agent of urea in one embodiment of the present invention.
  • the mixing ratio of urea and formaldehyde is not particularly limited, as a mass ratio per 100 parts by mass of urea-formaldehyde aggregate, for example, 20 parts by mass to 30 parts by mass of urea and 50 parts by mass to 60 parts by mass of formaldehyde
  • the rest can be water.
  • the water used here may be the water used in the above-mentioned absorber 42 or may be the water newly used in the mixing device 51.
  • the specific configuration of the mixing device 51 is not particularly limited.
  • the granulating apparatus 61 uses at least the urea solution obtained by the urea producing unit 20 and the urea-formaldehyde aggregate obtained by the mixing apparatus 51 as a urea-formaldehyde aggregate producing unit. It is for producing granular fertilizer.
  • Formaldehyde contained in the urea-formaldehyde aggregate functions as a binder, and granulation of urea supplied from the urea production unit 20 is performed.
  • Granular urea obtained by granulation of urea is shipped and used as fertilizer.
  • the size of the particulate urea is not particularly limited, but can be, for example, about 2 mm to 6 mm as a particle size.
  • control apparatus operation control of the fertilizer manufacturing plant 100 is performed by the control apparatus which is not shown in figure.
  • the control device is not shown, but includes a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a hard disk drive (HDD), a control circuit, etc., and is stored in the ROM.
  • a predetermined control program is embodied by being executed by the CPU.
  • the fertilizer production plant 100 having the above configuration, it is possible to obtain both urea and urea-formaldehyde aggregates from a hydrocarbon source such as natural gas and coal in the same fertilizer production plant 100.
  • the urea-formaldehyde aggregate can be used as a granulating agent to granulate urea without the need to separately supply the granulating agent from the outside.
  • Granulated urea is excellent in the sustainability of the effect after spraying as described above. For this reason, according to one embodiment of the present invention, the fertilizer which is excellent in the sustainability of the effect after spreading can be obtained at low cost.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of producing fertilizer performed in the fertilizer producing plant 100 of FIG. 1 described above.
  • the flow chart of FIG. 3 is executed by the control device described above.
  • the flow chart of FIG. 3 shows an example of a method of producing a fertilizer according to an embodiment of the present invention, that is, a method for producing a fertilizer containing urea from a hydrocarbon source. Specifically, as shown in FIG. 3, while urea is produced by steps S1 to S3, urea-formaldehyde aggregates are produced by steps S4 to S6. Then, in step S7, a fertilizer is produced from urea and the urea-formaldehyde aggregate.
  • the method for producing fertilizer according to an embodiment of the present invention does not have to be performed in the order of the steps shown in FIG. 3, and a plurality of steps may be performed simultaneously or the order of the steps may be changed. .
  • the method for producing fertilizer comprises the steps of reforming step S1, ammonia production step S2, urea production step S3, methanol production step S4, formaldehyde production step S5, urea-formaldehyde aggregate production Step S6 and fertilizer production step S7 are provided.
  • the reforming step S1 is for reforming natural gas (hydrocarbon source) to obtain at least hydrogen and carbon dioxide (carbon source gas).
  • the reforming step S1 is performed in the above-described reformer 1 (reforming unit).
  • the ammonia production step S2 is for obtaining ammonia using at least nitrogen (nitrogen source gas) and hydrogen obtained in the reforming step S1.
  • the ammonia production step S2 is performed in the ammonia production unit 10 described above.
  • the urea production step S3 is for obtaining urea using at least the carbon dioxide (carbon source gas) obtained in the reforming step S1 and the ammonia obtained in the ammonia production step S2.
  • the urea production step S3 is performed in the above-mentioned urea production unit 20.
  • the methanol production step S4 is for obtaining methanol using at least the hydrogen obtained in the reforming step S1 and the carbon dioxide (carbon source gas) obtained in the reforming step S1.
  • the methanol production step S4 is performed in the above-mentioned methanol production unit 30.
  • the formaldehyde production step S5 is for oxidizing the methanol obtained in the methanol production step S4 to obtain formaldehyde.
  • the formaldehyde production step S5 is performed in the formaldehyde production unit 40 described above.
  • the urea-formaldehyde aggregate production step S6 is for obtaining a urea-formaldehyde aggregate using at least the urea obtained in the urea production step S3 and the formaldehyde obtained in the formaldehyde production step S5.
  • the urea-formaldehyde aggregate production step S6 is performed in the above-mentioned mixing device 51 (urea-formaldehyde aggregate production unit).
  • the fertilizer production step S7 is for producing granular fertilizer using at least the urea solution obtained in the urea production step S3 and the urea-formaldehyde aggregate obtained in the urea-formaldehyde aggregate production step S6. It is.
  • the above-mentioned fertilizer production step S7 is performed in the granulation device 61 (fertilizer production unit).
  • both urea and urea-formaldehyde aggregates can be obtained from a hydrocarbon source such as natural gas and coal in the same fertilizer manufacturing plant 100.
  • the urea-formaldehyde aggregate can be used as a granulating agent to granulate urea without the need to separately supply the granulating agent from the outside.
  • Granulated urea is excellent in the sustainability of the effect after spraying as described above. For this reason, according to one embodiment of the present invention, the fertilizer which is excellent in the sustainability of the effect after spreading can be obtained at low cost.
  • FIG. 6 is a system diagram of a fertilizer production plant 101 according to a second embodiment of the present invention.
  • the same symbols as those of the above-mentioned fertilizer production plant 100 FIG. 1
  • the points different from the above-described fertilizer production plant 100 will be mainly described.
  • hydrogen (containing hydrogen with high purity) recovered by the hydrogen recovery device 14 is returned to the front stage of the compressor 11 through the hydrogen circulation system 72. Then, a part (or all of the above) of the hydrogen flowing through the hydrogen circulation system 72 is supplied to the compressor 31 of the methanol production unit 30 through the hydrogen supply system 73.
  • the hydrogen recovered by the hydrogen recovery device 14 is returned to the front stage of the compressor 11 through the hydrogen circulation system 72.
  • the hydrogen circulation system 72 is configured to return the entire amount of hydrogen recovered by the hydrogen recovery unit 14 to the front stage of the compressor 11.
  • the hydrogen between the hydrogen recovery unit 14 and the ammonia production unit 12 (more specifically, between the hydrogen recovery unit 14 and the ammonia recovery unit 13) is produced by the methanol production unit 32.
  • a hydrogen supply system 74 is provided to supply the Therefore, the methanol production unit 30 is configured to obtain methanol using at least a part of the hydrogen branched from between the ammonia production apparatus 12 and the hydrogen recovery apparatus 14.
  • the gas is generated because the ammonia production apparatus 12 generates ammonia at high pressure.
  • the pressure is relatively high. Therefore, by using at least a portion of the surplus hydrogen in a state in which the exhaust pressure is maintained, the high pressure hydrogen can be methanol by using the hydrogen supply system 74 connected between the ammonia production unit 12 and the hydrogen recovery unit 14.
  • the production unit 30 can be supplied. Therefore, in the front stage of the methanol production unit 30, the installation of a compressor for pressurizing the source gas containing hydrogen becomes unnecessary.
  • control of the substance amount of hydrogen supplied to the methanol production apparatus 32 adjusts the opening degree of the flow control valve (not shown) provided in the middle of the hydrogen supply system 74 like the above-mentioned fertilizer production plant 100 It can be done by doing.
  • FIG. 7 is a system diagram of a fertilizer production plant 102 according to a third embodiment of the present invention.
  • the fertilizer production plant described above was provided with a hydrogen recovery device 14 in the gas downstream of the ammonia recovery device 13.
  • the fertilizer production plant 102 shown in FIG. 7 is not provided with the hydrogen recovery device 14 (a device for producing a reduced pressure), and the unreacted gas of the ammonia production device 12 is not returned to the front stage of the compressor 11.
  • a hydrogen supply system 76 connected to the methanol production unit 30 is provided downstream of the ammonia production apparatus 12 and downstream of the ammonia recovery apparatus 13. Then, part of the high pressure hydrogen in the latter stage of the ammonia recovery device 13 is supplied to the methanol production unit 30 through the hydrogen supply system 76. That is, the methanol production unit 30 is configured to obtain methanol using at least a part of hydrogen downstream of the ammonia production apparatus 12.
  • the downstream side of the ammonia production apparatus 12 is not provided with an apparatus for generating a reduced pressure such as a hydrogen recovery apparatus.
  • an apparatus for generating a reduced pressure such as a hydrogen recovery apparatus.
  • at least a portion of the surplus hydrogen can be used while the exhaust pressure is maintained.
  • high pressure hydrogen can be supplied to the methanol production unit 30. Therefore, in the former stage of the methanol production unit 30, the installation of the compressor for pressurizing the source gas containing hydrogen becomes unnecessary.
  • control of the substance amount of hydrogen supplied to the methanol production apparatus 32 adjusts the opening degree of the flow control valve (not shown) provided in the middle of the hydrogen supply system 76 like the above-mentioned fertilizer production plant 100 It can be done by doing.
  • the methanol production unit 30 is not provided with the circulation compressor 33. This point will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 is a schematic view of a methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 102 of FIG. 7 described above.
  • the methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 102 is also provided with a methanol production device 32 as in the above-mentioned fertilizer production plant 100 (see FIG. 2).
  • the fertilizer production plant 102 shown in FIG. 7 is not provided with the compressor 31 as described above, and is not provided with the circulation compressor 33. Therefore, in the methanol production unit 30, unlike the methanol production unit 30 shown in FIG. 2 described above, the purge gas extracted from the upper side of the separation column 32d is supplied to the reformer 1 or a boiler (not shown) And used as fuel for combustion. By doing this, the circulation compressor 33 as shown in FIG. 2 is unnecessary, and the energy consumption can be suppressed.
  • the circulation of the gas is not performed, and the reaction proceeds in a so-called "one pass".
  • This is due to the fact that hydrogen is not returned to the front stage of the compressor 11 in the ammonia production unit 10 as described above. That is, in the fertilizer production plant 102, unlike the above-mentioned fertilizer production plants 100 and 101, most of the unreacted hydrogen of the ammonia production apparatus 12 is supplied to the methanol production apparatus 32. Thereby, the amount of hydrogen present in the reaction system of the methanol production apparatus 32 can be increased as compared with the above-mentioned fertilizer production plant 100, 101.
  • methanol is manufactured by the reaction formula shown to said Formula (9). Therefore, if the amount of hydrogen present in the reaction system increases, the reaction equilibrium shifts to the right in the above equation (9). As a result, the methanol synthesis rate is increased, and the production amount of methanol can be increased. Therefore, a sufficient amount of methanol can be produced even if the reaction is carried out by a so-called "one pass" without using the above-described circulating compressor 33.
  • FIG. 9 is a schematic view of another methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 102 of FIG.
  • the same reactor 32f (adiabatic reactor) as the reactor 32f described with reference to FIG. 3 above is used instead of the reactor 32b in the example shown above in FIG.
  • the other points are the same as the example shown in FIG.
  • a reactor 32f having a simple configuration is used, a sufficient amount of methanol can be produced by reacting in a so-called "one pass" without using the circulating compressor 33. .
  • FIG. 10 is a schematic view of another methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 102 of FIG. 7. Also in the methanol production unit 30 shown in FIG. 10, the compressor 31 and the circulation compressor 33 (all refer to FIG. 2) are not provided. Therefore, as in the case of the methanol production unit 30 shown in FIGS. 8 and 9 described above, a part of the purge gas is not withdrawn and returned to the reactor 32b.
  • the entire amount of purge gas of the separation tower 32d in the previous stage is supplied to the reactor 32f different from the above-mentioned reactor 32b via the heat exchanger 32e.
  • the reactor 32f is an adiabatic reactor, and the methanol generation catalyst 32b1 of the same type as the catalyst accommodated in the reactor 32b is accommodated in the tank 32f2.
  • methanol is generated from unreacted hydrogen and carbon dioxide. Then, the reaction gas after the reaction of generating methanol releases heat to the purge gas in the heat exchanger 32e, and then is cooled by the heat exchanger 32g through which cold water (not shown) flows.
  • the reaction gas is cooled in the heat exchanger 32 g, the gaseous methanol is liquefied. Therefore, liquid methanol is recovered from the lower part of the separation column 32h provided downstream of the heat exchanger 32g.
  • unreacted hydrogen and the like are extracted from above the separation column 32h, and the extracted hydrogen and the like are supplied to the reformer 1 or a boiler (not shown) (both may be used) and used as fuel for combustion. .
  • the reactor 32b performing cooling in addition to air cooling, may be water cooling) during the methanol production reaction, and no cooling during the methanol production reaction (ie adiabatic reaction type) )
  • the reactor 32f is used in combination. This is because, in the first-stage reactor 32b in which the concentration of hydrogen and carbon dioxide in the supplied gas is high, the amount of generated methanol is large and the amount of heat generation is also large, so that the methanol generation reaction is promoted by cooling.
  • FIG. 11 is a schematic view of another methanol production unit 30 provided in the fertilizer production plant 102 of FIG.
  • the same reactor as the reactor 32f described with reference to FIG. 32f (adiabatic reactor) is used. Therefore, in the example shown in FIG. 11, the same two reactors 32f are used. The other points are the same as the example shown in FIG.
  • FIG. 12 is a system diagram of a fertilizer production plant 103 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • hydrogen recovered by the hydrogen recovery device 14 is returned to the previous stage of the compressor 11 through the hydrogen circulation system 72 as in the above-mentioned fertilizer production plant 100 (see FIG. 1).
  • the hydrogen supply to the methanol production unit 30 is not branched from the hydrogen circulation system 72, but the hydrogen supply branched from between the compressor 11 and the ammonia production apparatus 12 It takes place through line 78. That is, the methanol production unit 30 obtains methanol using a part of hydrogen contained in the raw material gas for ammonia production pressurized by the compressor 11.
  • high pressure hydrogen can be supplied to the methanol production unit 30 by using a part of hydrogen contained in the source gas pressurized by the compressor 11. Therefore, in the front stage of the methanol production unit 30, the installation of the compressor 31 (see FIG. 1) for pressurizing the source gas containing hydrogen is not necessary.
  • the hydrogen concentration and the nitrogen concentration in the raw material gas introduced into the ammonia production device 12 are relatively high, and the concentrations of the other components are relatively low. Therefore, the partial pressure of hydrogen and nitrogen is increased to obtain methanol by obtaining methanol using a gas having a relatively low concentration of other components and a relatively high concentration of hydrogen and nitrogen. The rate can be increased.
  • FIG. 13 is a system diagram of a fertilizer production plant 104 according to a fifth embodiment of the present invention.
  • hydrogen recovered by the hydrogen recovery device 14 is returned to the front stage of the compressor 11 through the hydrogen circulation system 72 as in the above-mentioned fertilizer production plant 100 (see FIG. 1).
  • the hydrogen supply to the methanol production unit 30 is a hydrogen supply system branched from between the reformer 1 and the modifier 2 independently of the hydrogen circulation system 72. It takes place through 79.
  • the hydrogen supply system 79 also includes carbon monoxide, carbon dioxide and the like generated by the reformer 1.
  • carbon dioxide recovered by the above-described carbon dioxide recovery unit 3 and compressed by the compressor 21 is also supplied to the methanol production unit 30.
  • a part of the carbon dioxide compressed by the compressor 21 is joined to the hydrogen supply system 79 described above, and together with the hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide generated by the reformer 1, the methanol production unit 30 Supplied to Therefore, the methanol production unit 30 is hydrogen obtained by the reformer 1 as the reforming unit, and a part of the hydrogen in the upstream of the ammonia production unit 10, the urea production unit 20 and the methanol production unit 30. Is used to obtain methanol.
  • FIG. 14 is a system diagram of a fertilizer production plant 105 according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the methanol production unit 30 is configured to obtain methanol using at least a part of hydrogen downstream of the ammonia production apparatus 12.
  • the methanol production apparatus 32 has, for example, the configuration shown in FIGS. 8 to 11 described above. Then, in the fertilizer production plant 105, the exhaust from the separation column 32d in the case shown in FIGS. 8 and 9 and the exhaust from the separation column 32h in the case shown in FIGS. It is supplied to the hydrogen recovery unit 14 described above with reference to FIG. The exhaust from each separation column 32d, 32h contains hydrogen. Therefore, hydrogen is recovered by the hydrogen recovery unit 14, and the recovered hydrogen is returned to the front stage of the methanation unit 4 via the hydrogen circulation system 77.

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Abstract

炭化水素源を改質して水素及び二酸化炭素を得る改質器１と、改質器１で得られた水素及び二酸化炭素を使用してアンモニアを得るアンモニア製造ユニット１０と、改質器１で得られた二酸化炭素とアンモニア製造ユニット１０で得られたアンモニアとを使用して尿素を得る尿素製造ユニット２０と、改質器１で得られた水素と二酸化炭素とを使用してメタノールを得るメタノール製造ユニット３０と、メタノール製造ユニット３０で得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るホルムアルデヒド製造ユニット４０と、尿素製造ユニット２０で得られた尿素とホルムアルデヒド製造ユニット４０で得られたホルムアルデヒドとを使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得る混合装置５１と、尿素製造ユニット２０で得られた尿素と混合装置５１で得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体とを使用して肥料を製造する造粒装置６１を備える。

Description

肥料製造プラント及び肥料の製造方法
　本発明は、肥料製造プラント及び肥料の製造方法に関する。
　尿素は窒素を豊富に含み、肥料として使用されている。尿素を含む肥料の製造方法として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、天然ガスから得られたアンモニア及び二酸化炭素を使用して尿素を得る製造プラントが記載されている。また、特許文献１には、得られた尿素を肥料として使用することが記載されている。
特開２０００－１５９５１９号公報（特に段落０００２、図１参照）
　尿素の取り扱い性を高める観点から、尿素は粒状に成形されることが好ましい。特に、粒状の尿素は、肥料として散布された後に土壌に強く保持され、雨等によって流出しにくい。そのため、粒状の尿素を使用することで、肥料としての効果を長時間持続させることができる。
　尿素を粒状に成形する処理（即ち造粒）として、尿素に対し造粒剤を添加することが考えられる。尿素の造粒剤としては、例えば、尿素－ホルムアルデヒド集合体（例えば、尿素とホルムアルデヒドとを溶媒に溶解させて液体状にしたもの）が挙げられる。しかし、上記特許文献１に記載のプラントにおいて、造粒剤を使用して造粒を行う場合、造粒剤は外部からプラントに供給される。そのため、造粒剤の調達コストがかかる。
　本発明の少なくとも一実施形態は、散布した後に効果の持続性に優れる肥料を安価に製造可能な肥料製造プラント及び肥料の製造方法を提供することを目的とする。
　（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る肥料製造プラントは、炭化水素源から尿素を含む肥料を製造するための肥料製造プラントであって、前記炭化水素源を改質して少なくとも水素及び炭素原料ガスを得るための改質ユニットと、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用してアンモニアを得るためのアンモニア製造ユニットと、前記改質ユニットで得られた炭素原料ガス、及び、前記アンモニア製造ユニットで得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るための尿素製造ユニットと、前記改質ユニットで得られた水素、及び前記改質ユニットで得られた炭素原料ガスを少なくとも使用してメタノールを得るためのメタノール製造ユニットと、前記メタノール製造ユニットで得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのホルムアルデヒド製造ユニットと、前記尿素製造ユニットで得られた尿素と、前記ホルムアルデヒド製造ユニットで得られたホルムアルデヒドと、を少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るための尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットと、前記尿素製造ユニットで得られた尿素と、前記尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットで得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体と、を少なくとも使用して肥料を製造するための肥料製造ユニットと、を備えることを特徴とする。
　上記（１）の構成によれば、同じ肥料製造プラント内で、天然ガス、石炭等の炭化水素源から、尿素、及び、尿素－ホルムアルデヒド集合体の双方を得ることができる。これにより、外部から造粒剤を別途供給する必要なく、尿素－ホルムアルデヒド集合体を造粒剤として使用し、尿素を造粒することができる。造粒した尿素は、上記のように、散布した後の効果の持続性に優れる。このため、本発明の一実施形態によれば、散布した後の効果の持続性に優れる肥料を安価に得ることができる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記メタノール製造ユニットは、前記アンモニア製造ユニットにおける余剰の水素を使用してメタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（２）の構成によれば、アンモニア製造時の未反応ガスに含まれる余剰の水素と、二酸化炭素等の炭素原料ガスとを使用して、メタノールを得ることができる。このため、改質ユニットにおいて炭化水素源を改質することで得られた水素を無駄なく使用することができる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記メタノール製造ユニットは、前記改質ユニットで得られた炭素原料ガスを使用してメタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（３）の構成によれば、改質ユニットにおいて得られた炭素原料ガス（二酸化炭素等）を使用して、メタノールを得ることができる。このため、炭素原料ガスを外部から供給することなく、メタノールを得ることができる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１の構成において、前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、当該アンモニア製造装置での余剰の水素を回収するための水素回収装置とを備え、前記メタノール製造ユニットは、前記水素回収装置により回収された水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（４）の構成によれば、水素回収装置から排出され、水素を多く含むガス（即ち水素純度の高いガス）を使用してメタノールを得ることができる。このため、メタノールの収率を高めることができる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１の構成において、前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、当該アンモニア製造装置での余剰の水素を回収するための水素回収装置とを備え、前記メタノール製造ユニットは、前記アンモニア製造装置と前記水素回収装置との間の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（５）の構成によれば、アンモニア製造装置と水素回収装置との間から分岐され、排気圧力が維持された状態の余剰の水素を使用することで、高圧の水素をメタノール製造ユニットに供給することができる。そのため、メタノール製造ユニットの前段において、水素を含む原料ガスを昇圧するための圧縮機の設置が不要となる。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１の構成において、前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置を備え、前記メタノール製造ユニットは、当該アンモニア製造装置の下流側の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（６）の構成によれば、アンモニア製造装置の下流側に、水素回収装置のような減圧を生じさせるような装置が備えられていない場合に、排気圧力が維持された状態の余剰の水素を使用することができる。これにより、高圧の水素をメタノール製造ユニットに供給することができる。そのため、メタノール製造ユニットの前段において、水素を含む原料ガスの昇圧するための圧縮機の設置が不要となる。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（１）～（６）の何れか１の構成において、前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、当該アンモニア製造装置に導入される水素及び窒素原料ガスを含む原料ガスを昇圧するための圧縮機と、を備え、前記メタノール製造ユニットは、前記圧縮機で昇圧された前記原料ガスに含まれる水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（７）の構成によれば、圧縮機で昇圧された原料ガスに含まれる水素を使用することで、高圧の水素をメタノール製造ユニットに供給することができる。そのため、メタノール製造ユニットの前段において、水素を含む原料ガスの昇圧するための圧縮機の設置が不要となる。また、アンモニア製造装置に導入される原料ガスでの水素濃度及び窒素濃度が高く、その他の成分の濃度は低い。このため、その他の成分の濃度が相対的に低く、かつ、水素濃度及び窒素濃度が相対的に高いガスを使用してメタノールを得ることで、水素及び窒素の分圧を上げて、メタノールの収率を高くすることができる。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の何れか１の構成において、前記メタノール製造ユニットは、前記改質ユニットで得られた水素であって、かつ、前記アンモニア製造ユニット、前記尿素製造ユニット及び前記メタノール製造ユニットよりも前段の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする。
　上記（８）の構成によれば、改質ユニットで得られた水素を使用して、メタノールを得ることができる。このため、炭素原料ガスを別途メタノール製造ユニットに供給する必要が無く、配管接続が簡便となる。
　（９）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る肥料の製造方法は、炭化水素源から尿素を含む肥料を製造するための方法であって、前記炭化水素源を改質して少なくとも水素及び炭素原料ガスを得るための改質ステップと、窒素原料ガス、及び前記改質ステップで得られた水素を少なくとも使用してアンモニアを得るためのアンモニア製造ステップと、前記改質ステップで得られた炭素原料ガス、及び、前記アンモニア製造ステップで得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るための尿素製造ステップと、前記改質ステップで得られた水素、及び前記改質ステップで得られた炭素原料ガスを少なくとも使用してメタノールを得るためのメタノール製造ステップと、前記メタノール製造ステップで得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのホルムアルデヒド製造ステップと、前記尿素製造ステップで得られた尿素と、前記ホルムアルデヒド製造ステップで得られたホルムアルデヒドと、を少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るための尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップと、前記尿素製造ステップで得られた尿素と、前記尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップで得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体と、を少なくとも使用して肥料を製造するための肥料製造ステップと、を含むことを特徴とする。
　上記（９）の構成によれば、同じ肥料製造プラント内で、天然ガス等の炭化水素源から、尿素、及び、尿素－ホルムアルデヒド集合体の双方を得ることができる。これにより、外部から造粒剤を別途供給する必要なく、尿素－ホルムアルデヒド集合体を造粒剤として使用し、尿素を造粒することができる。造粒した尿素は、上記のように、散布した後の効果の持続性に優れる。このため、本発明の一実施形態によれば、散布した後の効果の持続性に優れる肥料を安価に得ることができる。
　本発明の少なくとも一実施形態は、散布した後に効果の持続性に優れる肥料を安価に製造可能な肥料製造プラント及び肥料の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第一実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。 図１の肥料製造プラントに備えられるメタノール製造ユニットの模式図である。 図１の肥料製造プラントに備えられるメタノール製造ユニットの模式図であり、図２に示す反応器とは異なる種類の反応器を一つ設けた例を示す図である。 図１の肥料製造プラントに備えられるメタノール製造ユニットの模式図であり、図２に示す反応器とは異なる種類の反応器を複数設けた例を示す図である。 図１の肥料製造プラントにおいて行われる肥料の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。 本発明の第三実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。 図７の肥料製造プラントに備えられるメタノール製造ユニットの模式図である。 図７の肥料製造プラントに備えられる別のメタノール製造ユニットの模式図である。 図７の肥料製造プラントに備えられる別のメタノール製造ユニットの模式図である。 図７の肥料製造プラントに備えられる別のメタノール製造ユニットの模式図である。 本発明の第四実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。 本発明の第五実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。 本発明の第六実施形態に係る肥料製造プラントの系統図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更して実施することができる。また、各実施形態は、２つ以上を任意に組み合わせて実施することができる。
　また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は、本発明の第一実施形態に係る肥料製造プラント１００の系統図である。肥料製造プラント１００は、天然ガス、石炭等の炭化水素源から尿素を含む肥料（尿素肥料）を製造するためのものである。図１では、炭化水素源として天然ガスを例示している。肥料製造プラント１００は、改質ユニットとしての改質器１と、アンモニア製造ユニット１０と、尿素製造ユニット２０と、メタノール製造ユニット３０と、ホルムアルデヒド製造ユニット４０と、尿素－ホルムアルデヒド集合体ユニットとしての混合装置５１と、肥料製造ユニットとしての造粒装置６１とを備える。また、本発明の一実施形態では、改質器１の後段に、変性器２と、二酸化炭素回収器３と、メタン化装置４とが備えられる。
　改質器１は、空気及び水蒸気を使用し、メタンを含む天然ガスを改質して、少なくとも水素及び二酸化炭素（炭素原料ガス）を得るためのものである。改質器１は、いずれも図示しないが、水蒸気改質反応を行う一次改質器と、部分酸化改質反応及び水蒸気改質反応を行う二次改質器とを備えて構成される。一次改質器及び二次改質器で行われる具体的な反応式を以下に示す。
（ａ）一次改質器（水蒸気改質反応）
　ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２　・・・式（１）
　ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２　・・・式（２）
（ｂ）二次改質器（部分酸化改質反応及び水蒸気改質反応）
　ＣＨ４＋０．５Ｏ２→ＣＯ＋２Ｈ２　・・・式（３）
　ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２　・・・式（２）
　従って、改質器１では、メタンを含む天然ガスから二酸化炭素が生成することになる。ただし、式（１）及び式（３）の反応より生成した一酸化炭素の一部については、式（２）の反応が進行せず、一酸化炭素として残存する。残存した一酸化炭素は後段の変性器２において二酸化炭素に変換される。
　式（１）及び（２）で示される反応は、任意の改質触媒を用いて行うことができる。改質触媒としては、例えば、ニッケル、白金等の遷移金属の酸化物を使用することができる。反応条件としては、例えば二次改質器に収容された触媒層の出口において９００℃～１０００℃、２．５ＭＰａ～３．５ＭＰａ程度とすることができる。
　上記のように、改質器１では、空気の取り込みも行われる。そのため、改質器１から排出され、後段の変性器２に供給されるガスには、空気に由来する成分も含まれる。具体的には、改質器１から排出されるガスには、窒素等の窒素原料ガス（アンモニアを製造するための原料となるガス）も含まれる。
　変性器２は、改質器１から供給されたガス中の一酸化炭素及び水蒸気を変性させて、二酸化炭素及び水素を得るものである。従って、変性器２では、ガス中の一酸化炭素濃度が低下し、代わりに、二酸化炭素濃度が増加する。一酸化炭素を二酸化炭素に変化させることで、後段の二酸化炭素回収器３により、一酸化炭素に由来する炭素を二酸化炭素をとして除去することができる。
　変性器２では、以下の式（３）で示される化学反応が生じている。
　ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２　・・・式（４）
　一酸化炭素を変性させる触媒（変性触媒）としては、任意の変性触媒を用いて行うことができる。変性触媒としては、例えば、銅－亜鉛系触媒等を挙げることができる。反応条件としては、例えば変性器２に収容された触媒層の出口において２００℃～４５０℃、２．５ＭＰａ～３．５ＭＰａ程度とすることができる。
　二酸化炭素回収器３は、ガス中の二酸化炭素を回収し、除去するものである。ガス中の二酸化炭素を除去することで、後段のアンモニア製造装置１２への二酸化炭素の持ち込みを抑制し、アンモニア生成触媒（後記する）への影響を抑制することができる。二酸化炭素回収器３における二酸化炭素の回収は、例えば、アルカリ水溶液をガスに接触させることで、行うことができる。なお、回収された二酸化炭素は、アルカリ水溶液の加熱等によりアルカリ水溶液から分離された後、後記する尿素製造ユニット２０及びメタノール製造ユニット３０に供給される。
　メタン化装置４は、上記の二酸化炭素回収器３で回収しきれなかった二酸化炭素、及び、上記の変性器２で二酸化炭素に変換されずに二酸化炭素回収器３で回収されたなかった一酸化炭素を、それぞれメタンに変換するものである。メタン化装置４において、一酸化炭素、二酸化炭素等の、酸化された炭素（酸化炭素、炭素酸化物）が除去されることで、後段のアンモニア製造装置１２への酸化炭素の持ち込みが抑制される。これにより、酸化炭素に起因するアンモニア生成触媒（後記する）への影響を抑制することができる。
　メタン化装置４では、以下の式（５）及び（６）で示される化学反応が生じている。
　ＣＯ２＋Ｈ２→ＣＯ＋Ｈ２Ｏ　・・・式（５）
　ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ　・・・式（６）
　メタン化を生じさせる触媒（メタン化触媒）としては、任意のメタン化触媒を用いて行うことができる。メタン化触媒としては、例えば、ニッケル触媒等を挙げることができる。反応条件としては、例えばメタン化装置４に収容された触媒層の出口において２５０℃～３５０℃、２．０ＭＰａ～３．０ＭＰａ程度とすることができる。
　アンモニア製造ユニット１０は、改質器１（改質ユニット）で得られた水素、及び、改質器１で取り込まれた空気中の窒素（窒素原料ガス）を少なくとも使用してアンモニアを得るためのものである。
　アンモニア製造ユニット１０は、圧縮機１１と、アンモニア製造装置１２と、アンモニア回収装置１３と、水素回収装置１４とを備える。
　圧縮機１１は、後段のアンモニア製造装置１２に導入される原料ガス（水素及び窒素を含み、不純物としてメタンを含む）を昇圧するためのものである。アンモニア製造装置１２では、高圧でアンモニア生成反応が進行するため、圧縮機１１により原料ガスを高圧にすることで、アンモニア生成反応を促進することができる。
　アンモニア製造装置１２は、原料ガス中の水素及び窒素を少なくとも使用し、アンモニアを得るためのものである。即ち、アンモニア製造装置１２は、改質器１（改質ユニット）で得られた水素、及び、改質器１で取り込まれた空気中の窒素（窒素原料ガス）を少なくとも使用してアンモニアを得るためのものである。生成したアンモニアのうち、液相のアンモニアは、アンモニア供給系統７１を通じて、後記する尿素製造ユニット２０に供給される。一方で、アンモニア製造装置１２の気相（パージガス）は、後記するアンモニア回収装置１３に供給される。なお、アンモニア製造装置１２の気相には、余剰の水素及び窒素（未反応の窒素）を含むほか、未反応のメタンも含まれる。
　アンモニア製造装置１２では、以下の式（７）で示される化学反応が生じている。
　Ｎ２＋３Ｈ２→２ＮＨ３　・・・式（７）
　アンモニアを生成させる触媒（アンモニア生成触媒）としては、任意のアンモニア生成触媒を用いて行うことができる。アンモニア生成触媒としては、例えば、四酸化三鉄を含む鉄触媒等を挙げることができる。反応条件としては、例えばアンモニア製造装置１２に収容された触媒層の出口において４００℃～４８０℃、１２ＭＰａ～２０ＭＰａ程度とすることができる。
　アンモニア回収装置１３は、アンモニア製造装置１２における気相に含まれるアンモニアを回収するものである。アンモニア回収装置１３は図示しない冷凍機を備え、冷凍機の駆動により気相が０℃前後にまで冷却される。これにより、気相中のアンモニアが液化し、液化したアンモニアが回収される。回収されたアンモニアは、上記のアンモニア製造装置１２の液相中のアンモニアと同様に、アンモニア供給系統７１を通じて、後記する尿素製造ユニット２０に供給される。
　水素回収装置１４は、上記アンモニア製造装置１２での余剰の水素を回収するためのものである。水素回収装置１４で回収された余剰の水素は、水素循環系統７２を通じて、上記のメタン化装置４と圧縮機１１との間（圧縮機１１の前段）に戻される。ただし、回収された余剰の水素は、水素循環系統７２の途中から分岐した水素供給系統７３を通じて、メタノール製造ユニット３０にも供給される。なお、水素回収装置１４で回収された水素の全量がメタノール製造ユニット３０に供給されるようにしてもよい。一方で、回収できなかった水素と、回収されなかったメタンは、同じく回収されなかった窒素とともに改質器１又は図示しないボイラ（双方でもよい）に供給され、燃料として燃焼利用される。
　水素回収装置１４は、水素を回収できれば任意の構成とすることができる。具体的には例えば、任意の水素分離膜を使用することで、ガス中の水素を回収することができる。
　尿素製造ユニット２０は、改質器１（改質ユニット）で得られた二酸化炭素等の炭素原料ガス、及び、アンモニア製造ユニット１０で得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るためのものである。尿素製造ユニット２０において使用される二酸化炭素は、上記の二酸化炭素回収器３で回収されたものである。また、尿素製造ユニット２０において使用されるアンモニアは、上記のアンモニア製造ユニットで製造したアンモニアであって、アンモニア供給系統７１を通じて供給されたものである。
　尿素製造ユニット２０は、圧縮機２１と、尿素製造装置２２とを備える。
　圧縮機２１は、後段の尿素製造装置２２に導入される二酸化炭素を昇圧するためのものである。尿素製造装置２２では、高圧で尿素生成反応が進行するため、圧縮機２１により原料ガスを高圧にすることで、尿素生成反応を促進することができる。生成した尿素は、後記する混合装置５１（尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニット）、及び、造粒装置６１（肥料製造ユニット）に供給される。
　尿素製造装置２２は、原料ガス中の二酸化炭素及びアンモニアを反応させて尿素を生成させるものである。生成する尿素は、ここでは液体である。尿素製造装置２２には、上記の圧縮機２１で圧縮された二酸化炭素のほか、後記するアンモニア回収装置１３で回収され、圧縮機（高圧ポンプ）８０で昇圧された後のアンモニアが供給される。尿素製造装置２２では、以下の式（８）で示される化学反応が生じている。
　２ＮＨ３＋ＣＯ２→（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ　・・・式（８）
　尿素を生成させる条件も特に制限されないが、例えば尿素製造装置２２の出口で１７０℃～２００℃、１３ＭＰａ～１８ＭＰａ程度とすることができる。
　メタノール製造ユニット３０は、改質器１（改質ユニット）で得られた水素、及び改質器１で得られた二酸化炭素等の炭素原料ガスを少なくとも使用してメタノールを得るためのものである。なお、メタノール製造ユニット３０において使用される二酸化炭素（炭素原料ガス）は、改質器１（改質ユニット）で得られ、上記の二酸化炭素回収器３で回収されたものである。このように、改質器１において得られた二酸化炭素を使用してメタノールを得ることで、二酸化炭素を外部から供給することなく、メタノールを得ることができる。
　また、メタノール製造ユニット３０において使用される水素は、上記のアンモニア製造ユニット１０における余剰の水素であって、上記の水素回収装置１４で回収され、水素循環系統７２及び水素供給系統７３を通じて供給されたものである。このように、アンモニア製造時の未反応ガスに含まれる余剰の水素を使用してメタノールを得ることで、改質器１において炭化水素源を改質することで得られた水素を無駄なく使用することができる。特に、水素回収装置１４により回収された水素を使用してメタノールを得ることで、水素を多く含むガス（即ち水素純度の高いガス）を使用してメタノールを得ることができる。このため、メタノールの収率を高めることができる。
　メタノール製造ユニット３０は、圧縮機３１と、メタノール製造装置３２と、循環圧縮機３３とを備える。
　圧縮機３１は、後段のメタノール製造装置３２に導入される水素を昇圧するためのものである。圧縮機３１の出口においては、圧縮機３１で昇圧された水素に対し、圧縮機２１の出口から一部分岐して供給する二酸化炭素が混合される。なお、圧縮機２１の出口の二酸化炭素を利用できない場合には、二酸化炭素回収器３で回収した二酸化炭素を圧縮機３１で昇圧することができる。この場合、圧縮機３１は、二酸化炭素と水素との混合ガスを昇圧することになる。メタノール製造装置３２では、高圧でメタノール生成反応が進行するため、圧縮機３１により水素を高圧にすることで、メタノール生成反応を促進することができる。
　メタノール製造装置３２は、原料ガスに含まれる二酸化炭素と水素とを反応させ、メタノールを生成させるためのものである。メタノール製造装置３２では、以下の式（９）で示される化学反応が生じている。
　ＣＯ２＋３Ｈ２→ＣＯ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ　・・・式（９）
　メタノールを生成させる触媒（後記する図２に示すメタノール生成触媒３２ｂ１）としては、任意のメタノール生成触媒を用いて行うことができる。メタノール生成触媒としては、例えば特開平７－８７９９号公報に記載の触媒を使用することができる。また、反応条件としては、例えば２２０℃～２７０℃、７ＭＰａ～１２ＭＰａ程度とすることができる。
　上記のように、メタノール製造装置３２では、１モルの二酸化炭素と３モルの水素とが反応する。そこで、二酸化炭素回収器３から供給される二酸化炭素の物質量と、水素回収装置１４から水素循環系統７２を通じて供給される水素の物質量とが１：３になるようにすることが好ましい。なお、二酸化炭素回収器３からメタノール製造装置３２に供給される二酸化炭素の物質量の制御は、二酸化炭素回収器３と圧縮機３１とを接続する系統の途中に設けられた流量制御弁（図示しない）の開度を調整することで行うことができる。また、メタノール製造装置３２に供給される水素の物質量の制御は、水素供給系統７３の途中に設けられた流量制御弁（図示しない）の開度を調整することで行うことができる。
　循環圧縮機３３は、メタノール製造装置３２から排出された未反応の原料ガスを再度メタノール製造装置３２に戻すために昇圧を行うものである。この点について、図２～図４を参照しながら説明する。
　図２は、上記の図１の肥料製造プラント１００に備えられるメタノール製造ユニット３０の模式図である。メタノール製造ユニット３０は、上記のように、圧縮機３１と、メタノール製造装置３２と、循環圧縮機３３とを備える。そして、これらのうち、メタノール製造装置３２は、熱交換器３２ａ，３２ｃと、シェルアンドチューブ型の反応器３２ｂ（管型反応器）と、分離塔３２ｄとを備える。反応器３２ｂには、図２においてドット柄で示すメタノール生成触媒３２ｂ１が収容される。
　圧縮機３１で圧縮された水素と、圧縮機２１（図１参照）で圧縮された二酸化炭素との混合ガス（原料ガス）は、熱交換器３２ａにおいて、反応器３２ｂから排出された反応ガスからの熱を受け取って加熱される。そして、熱交換器３２ａにおいて加熱された水素及び二酸化炭素の混合ガスは、反応器３２ｂに供給され、反応器３２ｂの内部でメタノールの生成反応が生じる。このとき、反応器３２ｂの内部には冷却用の媒体（例えば、加圧沸騰水、空気、あるいは反応器３２ｂに導入する前の原料ガス）が流れている。そして、反応器３２ｂ内のメタノール生成触媒３２ｂ１を流れるガスが冷却されることで、発熱反応であるメタノールの生成反応が促される。そして、メタノールの生成反応後の反応ガス（未反応の水素及び二酸化炭素と、気体のメタノールとを含む）は、熱交換器３２ａにおいて上記混合ガスに放熱した後、図示しない冷水が通流する熱交換器３２ｃにより冷却される。
　熱交換器３２ｃにおいて反応ガスが冷却されると、気体のメタノールは液化する。そのため、熱交換器３２ｃの後段に備えられた分離塔３２ｄの下方から、液体のメタノールが回収される。一方で、分離塔３２ｄの上方からは、未反応の水素及び二酸化炭素がパージガスとして回収される。そして、パージガスの一部は循環圧縮機３３によって昇圧された後、圧縮機３１の後段に戻される。また、パージガスの残部は、不活性ガス分（窒素、メタン）の濃縮回避の観点から排気系統７５を通じて改質器１又は図示しないボイラ（双方でもよい）に供給され、燃料として燃焼利用される。このように、循環圧縮機３３を使用して未反応の水素及び二酸化炭素が循環することで、メタノールの収率が高められる。
　図３は、図１の肥料製造プラント１００に備えられるメタノール製造ユニット３０の模式図であり、図２に示す反応器３２ｂとは異なる種類の反応器３２ｆを一つ設けた例を示す図である。反応器３２ｆは、上記の反応器３２ｂとは異なり、メタノール生成触媒３２ｂ１を充填するのみの単純な構造を有する断熱反応器である。
　反応器３２ｆでは、タンク３２ｆ１の内部に、上記の反応器３２ｂに収容された触媒と同じ種類のメタノール生成触媒３２ｂ１が収容されている。そして、反応器３２ｆでは、上記の反応器３２ｂとは異なり、冷却用の空気が供給されない。即ち、反応器３２ｆでは冷却用の空気による冷却は行われない（即ち自然冷却のみが行われる）。そのため、反応器３２ｆは、上記の反応器３２ｂよりもシンプルな構成を有している。
　図３に示す例では、メタノール生成反応で発生した熱は除熱されない。そのため、メタノール生成触媒３２ｂ１の内部を原料ガスが流れるにつれて、温度が上昇していくことになる。しかし、二酸化炭素と水素とを用いたメタノール生成反応では平衡転化率が低いため、断熱反応に伴う温度上昇が小さい。従って、図２に示したようなシェルアンドチューブ型構造の除熱性に優れる反応器３２ｂのほか、図３に示すような反応器３２ｆを使用することもできる。
　図４は、図１の肥料製造プラント１００に備えられるメタノール製造ユニット３０の模式図であり、図２に示す反応器３２ｂとは異なる種類の反応器３２ｆを複数設けた例を示す図である。図４に示す例では、２つの反応器３２ｆ（断熱反応器）が直列に接続されている。このように、反応器３２ｆが複数設けられることで、メタノールの収率を高めることができる。
　また、上流側の反応器３２ｆと下流側の反応器３２ｆとの間に、上流側の反応器３２ｆから排出されたガス（気体のメタノールを含む）を冷却するための熱交換器３２ｋが備えられている。熱交換器３２ｋは、上記の熱交換器３２ｃとは異なり、気体のメタノールが液化しない程度にガスを冷却するものである。また、上流側の反応器３２ｆから排出されたガスを熱交換器３２ｋにより冷却することで、下流側の反応器３２ｆでのメタノール生成反応を促すことができる。
　図１に戻って、ホルムアルデヒド製造ユニット４０は、メタノール製造ユニット３０で得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのものである。ホルムアルデヒド製造ユニット４０では、上記の尿素製造ユニット２０で製造された尿素と混合されるためのホルムアルデヒドが製造される。
　ホルムアルデヒド製造ユニット４０は、酸化反応器４１と、吸収器４２とを備える。
　酸化反応器４１は、上記のメタノール製造ユニット３０で得られたメタノールを酸化するためのものである。酸化は空気を使用して行われる。メタノールの酸化により、ホルムアルデヒドが得られる。得られたホルムアルデヒドは気体であり、気体のホルムアルデヒドは後段の吸収器４２に供給される。
　酸化反応器４１では、以下の式（１０）で示される化学反応が生じている。
　２ＣＨ３ＯＨ＋Ｏ２→２ＨＣＨＯ＋２Ｈ２Ｏ　・・・式（１０）
　メタノールの酸化は、例えば空気過剰法により行うことができる。具体的には例えば、触媒としてバナジウム、モリブデン、鉄等の金属の酸化物を使用し、例えば２４０℃～３００℃、０．１ＭＰａ～０．６ＭＰａ程度として、メタノールの酸化を行うことができる。
　吸収器４２は、酸化反応器４１で生成したホルムアルデヒドに対し水を散布し、水に吸収（溶解）させるものである。ホルムアルデヒドを溶解させた水は、後段の混合装置５１に供給される。
　混合装置５１（尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニット）は、尿素製造ユニット２０で得られた尿素と、ホルムアルデヒド製造ユニット４０で得られたホルムアルデヒドと、を少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るためのものである。混合装置５１では、尿素とホルムアルデヒドとが混合されることで、尿素－ホルムアルデヒド集合体が得られる。得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体は、本発明の一実施形態では、尿素の造粒剤として使用される。
　尿素とホルムアルデヒドとの混合割合は特に制限されないが、尿素－ホルムアルデヒド集合体の１００質量部あたりの質量比として、例えば、尿素が２０質量部～３０質量部、ホルムアルデヒドが５０質量部～６０質量部、残部が水とすることができる。ここで使用される水は、上記の吸収器４２で使用された水であってもよいし、混合装置５１で新たに使用される水であってもよい。尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットの製造に使用される水として上記の吸収器４２で使用された水を適用する場合、吸収器４２から排出され、ホルムアルデヒドを含む水（ホルムアルデヒド水溶液）を尿素と混合することができる。
　また、混合装置５１の具体的な構成も特に制限されない。
　造粒装置６１（肥料製造ユニット）は、尿素製造ユニット２０で得られた尿素液と、尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットとしての混合装置５１で得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体とを少なくとも使用して粒状の肥料を製造するためのものである。尿素－ホルムアルデヒド集合体に含まれるホルムアルデヒドが結着剤として機能し、尿素製造ユニット２０から供給された尿素の造粒が行われる。尿素の造粒により得られた粒状の尿素は、肥料として出荷され、使用される。
　粒状の尿素の大きさは特に制限されるものではないが、例えば、粒径として２ｍｍ～６ｍｍ程度とすることができる。
　なお、肥料製造プラント１００の運転制御は、図示しない制御装置によって行われる。制御装置は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
　以上の構成を備える肥料製造プラント１００によれば、同じ肥料製造プラント１００内で、天然ガス、石炭等の炭化水素源から、尿素、及び、尿素－ホルムアルデヒド集合体の双方を得ることができる。これにより、外部から造粒剤を別途供給する必要なく、尿素－ホルムアルデヒド集合体を造粒剤として使用し、尿素を造粒することができる。造粒した尿素は、上記のように、散布した後の効果の持続性に優れる。このため、本発明の一実施形態によれば、散布した後の効果の持続性に優れる肥料を安価に得ることができる。
　図５は、上記の図１の肥料製造プラント１００において行われる肥料の製造方法を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、上記の制御装置によって実行される。図３のフローチャートは、本発明の一実施形態に係る肥料の製造方法、即ち、炭化水素源から尿素を含む肥料を製造するための方法の一例を示すものである。具体的には、図３に示すように、ステップＳ１～Ｓ３により尿素が製造されつつ、ステップＳ４～Ｓ６により尿素－ホルムアルデヒド集合体が製造される。そして、ステップＳ７において、尿素と尿素－ホルムアルデヒド集合体とから、肥料が製造される。ただし、本発明の一実施形態に係る肥料の製造方法は、図３に示すステップの順で行われる必要はなく、複数のステップが同時に行われたり、ステップの順番を入れ替えて行われてもよい。
　本発明の一実施形態に係る肥料の製造方法は、改質ステップＳ１と、アンモニア製造ステップＳ２と、尿素製造ステップＳ３と、メタノール製造ステップＳ４と、ホルムアルデヒド製造ステップＳ５と、尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップＳ６と、肥料製造ステップＳ７とを備える。
　改質ステップＳ１は、天然ガス（炭化水素源）を改質して少なくとも水素及び二酸化炭素（炭素原料ガス）を得るためものである。改質ステップＳ１は、上記の改質器１（改質ユニット）において行われる。
　アンモニア製造ステップＳ２は、窒素（窒素原料ガス）、及び改質ステップＳ１で得られた水素を少なくとも使用してアンモニアを得るためのものである。アンモニア製造ステップＳ２は、上記のアンモニア製造ユニット１０において行われる。
　尿素製造ステップＳ３は、改質ステップＳ１で得られた二酸化炭素（炭素原料ガス）、及び、アンモニア製造ステップＳ２で得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るためのものである。尿素製造ステップＳ３は、上記の尿素製造ユニット２０において行われる。
　メタノール製造ステップＳ４は、改質ステップＳ１で得られた水素、及び改質ステップＳ１で得られた二酸化炭素（炭素原料ガス）を少なくとも使用してメタノールを得るためのものである。メタノール製造ステップＳ４は、上記のメタノール製造ユニット３０において行われる。
　ホルムアルデヒド製造ステップＳ５は、メタノール製造ステップＳ４で得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのものである。ホルムアルデヒド製造ステップＳ５は、上記のホルムアルデヒド製造ユニット４０において行われる。
　尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップＳ６は、尿素製造ステップＳ３で得られた尿素と、ホルムアルデヒド製造ステップＳ５で得られたホルムアルデヒドとを少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るためのものである。尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップＳ６は、上記の混合装置５１（尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニット）において行われる。
　肥料製造ステップＳ７は、尿素製造ステップＳ３で得られた尿素液と、尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップＳ６で得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体とを少なくとも使用して粒状の肥料を製造するためのものである。上記の肥料製造ステップＳ７は、造粒装置６１（肥料製造ユニット）において行われる。
　以上のステップを有する肥料の製造方法によれば、同じ肥料製造プラント１００内で、天然ガス、石炭等の炭化水素源から、尿素、及び、尿素－ホルムアルデヒド集合体の双方を得ることができる。これにより、外部から造粒剤を別途供給する必要なく、尿素－ホルムアルデヒド集合体を造粒剤として使用し、尿素を造粒することができる。造粒した尿素は、上記のように、散布した後の効果の持続性に優れる。このため、本発明の一実施形態によれば、散布した後の効果の持続性に優れる肥料を安価に得ることができる。
　図６は、本発明の第二実施形態に係る肥料製造プラント１０１の系統図である。以下の説明（図６の説明に加え、後記する図７以降の説明を含む）では、上記の肥料製造プラント１００（図１）と同じものについては同じ符号を付して重複する説明は省略し、上記の肥料製造プラント１００とは異なる点を中心に説明する。
　上記の肥料製造プラント１００では、水素回収装置１４で回収された水素（水素を高純度で含む）は、水素循環系統７２を通じて、圧縮機１１の前段に戻されていた。そして、水素循環系統７２を流れる水素の一部（上記のように全部でもよい）が、水素供給系統７３を通じて、メタノール製造ユニット３０の圧縮機３１に供給されていた。
　しかし、図６に示す肥料製造プラント１０１では、水素回収装置１４で回収された水素は、水素循環系統７２を通じて、圧縮機１１の前段に戻される。ただし、水素循環系統７２は、水素回収装置１４で回収された水素の全量を圧縮機１１の前段に戻すように構成される。そして、水素循環系統７２とは別に、水素回収装置１４と上記のアンモニア製造装置１２との間（より具体的には水素回収装置１４とアンモニア回収装置１３との間）の水素をメタノール製造装置３２に供給するための水素供給系統７４が備えられる。従って、メタノール製造ユニット３０は、アンモニア製造装置１２と水素回収装置１４との間から分岐した水素の少なくとも一部を使用してメタノールを得るようになっている。
　アンモニア製造装置１２の後段、及び、アンモニア回収装置１３の後段、即ち水素回収装置１４の前段では、いずれも、アンモニア製造装置１２において高圧でアンモニアの生成が行われていることに起因して、ガス圧力が比較的高い。そのため、アンモニア製造装置１２と水素回収装置１４との間に接続された水素供給系統７４を通じ、排気圧力が維持された状態の余剰の水素の少なくとも一部を使用することで、高圧の水素をメタノール製造ユニット３０に供給することができる。そのため、メタノール製造ユニット３０の前段において、水素を含む原料ガスを昇圧するための圧縮機の設置が不要となる。
　なお、上記の肥料製造プラント１００と同様に、メタノール製造装置３２に供給される水素の物質量の制御は、水素供給系統７４の途中に設けられた流量制御弁（図示しない）の開度を調整することで行うことができる。
　図７は、本発明の第三実施形態に係る肥料製造プラント１０２の系統図である。上記の肥料製造プラントには、アンモニア回収装置１３の後段に、ガス中の水素回収装置１４が備えられていた。しかし、図７に示す肥料製造プラント１０２では、水素回収装置１４（減圧を生じさせる装置）が備えられておらず、アンモニア製造装置１２の未反応ガスが圧縮機１１の前段に戻されていない。
　また、肥料製造プラント１０２では、アンモニア製造装置１２の後段、かつ、アンモニア回収装置１３の後段に、メタノール製造ユニット３０接続される水素供給系統７６が設けられる。そして、アンモニア回収装置１３後段の高圧の水素の一部は、水素供給系統７６を通じて、メタノール製造ユニット３０に供給される。即ち、メタノール製造ユニット３０は、アンモニア製造装置１２の下流側の水素の少なくとも一部を使用してメタノールを得るようになっている。
　このようにすることで、上記の肥料製造プラント１０１（図６参照）と同様に、アンモニア製造装置１２の下流側に、水素回収装置のような減圧を生じさせるような装置が備えられていない場合に、排気圧力が維持された状態の余剰の水素の少なくとも一部を使用することができる。これにより、高圧の水素をメタノール製造ユニット３０に供給することができる。そのため、メタノール製造ユニット３０の前段において、水素を含む原料ガスの昇圧するための圧縮機の設置が不要となる。
　なお、上記の肥料製造プラント１００と同様に、メタノール製造装置３２に供給される水素の物質量の制御は、水素供給系統７６の途中に設けられた流量制御弁（図示しない）の開度を調整することで行うことができる。
　また、肥料製造プラント１０２では、メタノール製造ユニット３０に循環圧縮機３３が備えられていない。この点について、図８及び図９を参照しながら説明する。
　図８は、上記の図７の肥料製造プラント１０２に備えられるメタノール製造ユニット３０の模式図である。肥料製造プラント１０２に備えられるメタノール製造ユニット３０においても、上記の肥料製造プラント１００と同様に（図２参照）、メタノール製造装置３２を備える。ただし、図７に示す肥料製造プラント１０２には、上記のように圧縮機３１が備えられないほか、循環圧縮機３３も備えられない。従って、メタノール製造ユニット３０では、上記の図２に示すメタノール製造ユニット３０とは異なり、分離塔３２ｄの上方から抜き出されたパージガスは、改質器１又は図示しないボイラ（双方でもよい）に供給され、燃料として燃焼利用される。このようにすることで、上記の図２に示したような循環圧縮機３３が不要となり、エネルギ消費量を抑制することができる。
　また、図８に示すように、メタノール製造装置３２ではガスの循環は行われず、所謂「ワンパス」で反応が進行している。これは、上記のように、アンモニア製造ユニット１０において圧縮機１１の前段に水素が戻されないことに起因する。即ち、肥料製造プラント１０２では、上記の肥料製造プラント１００，１０１とは異なり、アンモニア製造装置１２の未反応水素の大部分がメタノール製造装置３２に供給される。これにより、メタノール製造装置３２の反応系内に存在する水素量を、上記の肥料製造プラント１００，１０１と比べて増加させることができる。
　ここで、メタノールは、上記式（９）に示す反応式により製造される。そのため、反応系内に存在する水素量が増加すれば、上記式（９）において反応平衡が右側に移動する。この結果、メタノール合成率が高まり、メタノールの製造量を増やすことができる。従って、上記のような循環圧縮機３３を使用せずに所謂「ワンパス」で反応させても、十分量のメタノールを製造することができる。
　図９は、図５の肥料製造プラント１０２に備えられる別のメタノール製造ユニット３０の模式図である。この図９に示す例では、上記の図８に示す例における反応器３２ｂに代えて、上記の図３を参照しながら説明した反応器３２ｆと同じ反応器３２ｆ（断熱反応器）が使用されており、これ以外の点は上記の図８に示す例と同じである。図９に示すように、シンプルな構成を有する反応器３２ｆを使用した場合においても、循環圧縮機３３を使用せずに所謂「ワンパス」で反応させて、十分量のメタノールを製造することができる。
　図１０は、図７の肥料製造プラント１０２に備えられる別のメタノール製造ユニット３０の模式図である。図１０に示すメタノール製造ユニット３０においても、圧縮機３１及び循環圧縮機３３（いずれも図２を参照）を備えていない。従って、上記の図８及び図９に示すメタノール製造ユニット３０と同じく、パージガスの一部を抜き出して反応器３２ｂに戻すことは行われていない。
　しかし、図１０に示すメタノール製造ユニットでは、前段の分離塔３２ｄのパージガスの全量は、熱交換器３２ｅを介して、上記の反応器３２ｂとは異なる反応器３２ｆに供給される。この反応器３２ｆは、上記のように断熱反応器であり、タンク３２ｆ２の内部に、上記の反応器３２ｂに収容された触媒と同じ種類のメタノール生成触媒３２ｂ１が収容されている。
　前段の分離塔３２ｄのパージガスが供給された反応器３２ｆの内部では、未反応の水素及び二酸化炭素からメタノールが生成する。そして、メタノールの生成反応後の反応ガスは、熱交換器３２ｅにおいて上記パージガスに放熱した後、図示しない冷水が通流する熱交換器３２ｇにより冷却される。熱交換器３２ｇにおいて反応ガスが冷却されると、気体のメタノールは液化する。そのため、熱交換器３２ｇの後段に備えられた分離塔３２ｈの下方から、液体のメタノールが回収される。一方で、分離塔３２ｈの上方からは未反応の水素等が抜き出され、抜き出された水素等は改質器１又は図示しないボイラ（双方でもよい）に供給され、燃料として燃焼利用される。
　このように、図１０に示すメタノール製造ユニット３０では、メタノール生成反応中に冷却（空冷の他、水冷でもよい）を行う反応器３２ｂと、メタノール生成反応中に冷却を行わない（即ち断熱反応型）反応器３２ｆとが併用されている。これは、供給されるガス中の水素及び二酸化炭素の濃度が高い１段目の反応器３２ｂでは、メタノール生成量が多く発熱量も多いため、冷却によりメタノール生成反応を促すためである。一方で、１段目の反応器３２ｂを経ることでガス中の水素及び二酸化炭素の濃度が低下した２段目の反応器３２ｆでは、メタノール生成量がさほど多くない（反応速度が遅い）ため、発熱量もさほど多くはない。そのため、冷却を行わなくとも断熱反応のみで反応を行うことができる。
　そして、２種類の反応器３２ｂ，３２ｆを使用することで、上記の図２のような循環圧縮機３３を使わなくとも反応器３２ｂから排出された未反応ガスによるメタノール生成反応を生じさせることができる。このため、循環圧縮機３３の省略に伴う省エネルギ効果が得られる。
　図１１は、図５の肥料製造プラント１０２に備えられる別のメタノール製造ユニット３０の模式図である。この図１１に示す例では、上記の図１０に示す例における反応器３２ｂ，３２ｆのうち、前段の反応器３２ｂに代えて、上記の図３を参照しながら説明した反応器３２ｆと同じ反応器３２ｆ（断熱反応器）が使用されている。従って、図１１に示す例では、同じ反応器３２ｆが２台使用されている。なお、これ以外の点は上記の図１０に示す例と同じである。
　この図１１に示すように、シンプルな構成を有する反応器３２ｆを２台使用した場合においても、循環圧縮機３３を使用せずに所謂「ワンパス」で反応させて、十分量のメタノールを製造することができる。また、循環圧縮機３３の省略に伴う省エネルギ効果が得られる。
　図１２は、本発明の第四実施形態に係る肥料製造プラント１０３の系統図である。図１２に示す肥料製造プラント１０３では、上記の肥料製造プラント１００（図１参照）と同じく、水素回収装置１４で回収された水素は、水素循環系統７２を通じ、圧縮機１１の前段に戻される。しかし、上記の肥料製造プラント１００とは異なり、メタノール製造ユニット３０への水素の供給は、水素循環系統７２から分岐するのではなく、圧縮機１１とアンモニア製造装置１２との間から分岐した水素供給系統７８を通じて行われる。即ち、メタノール製造ユニット３０は、圧縮機１１で昇圧されたアンモニア製造用の原料ガスに含まれる水素の一部を使用してメタノールを得るようになっている。
　このように、圧縮機１１で昇圧された原料ガスに含まれる水素の一部を使用することで、高圧の水素をメタノール製造ユニット３０に供給することができる。そのため、メタノール製造ユニット３０の前段において、水素を含む原料ガスの昇圧するための圧縮機３１（図１参照）の設置が不要となる。また、アンモニア製造装置１２に導入される原料ガスでの水素濃度及び窒素濃度が相対的に高く、その他の成分の濃度は相対的に低い。このため、その他の成分の濃度が相対的に低く、かつ、水素濃度及び窒素濃度が相対的に高いガスを使用してメタノールを得ることで、水素及び窒素の分圧を上げて、メタノールの収率を高くすることができる。
　図１３は、本発明の第五実施形態に係る肥料製造プラント１０４の系統図である。図１３に示す肥料製造プラント１０４では、上記の肥料製造プラント１００（図１参照）と同じく、水素回収装置１４で回収された水素は、水素循環系統７２を通じ、圧縮機１１の前段に戻される。しかし、上記の肥料製造プラント１００とは異なり、メタノール製造ユニット３０への水素の供給は、水素循環系統７２とは独立して、改質器１と変性器２との間から分岐した水素供給系統７９を通じて行われる。なお、水素供給系統７９には、水素のほか、改質器１で生成した一酸化炭素、二酸化炭素等も含まれる。
　また、メタノール製造ユニット３０には、上記の二酸化炭素回収器３で回収され、圧縮機２１で圧縮された二酸化炭素も供給される。具体的には、圧縮機２１で圧縮された二酸化炭素の一部は、上記の水素供給系統７９に合流され、改質器１で生成した水素、一酸化炭素、二酸化炭素とともに、メタノール製造ユニット３０に供給される。従って、メタノール製造ユニット３０は、改質ユニットとしての改質器１で得られた水素であって、かつ、アンモニア製造ユニット１０、尿素製造ユニット２０及びメタノール製造ユニット３０よりも前段の水素の一部を使用してメタノールを得るようになっている。
　改質器１と変性器２との間から分岐した水素供給系統７９が設けられることで、改質器１で得られた水素及び炭素原料ガス（二酸化炭素等）を使用して、メタノールを得ることができる。このため、炭素原料ガスを別途メタノール製造ユニット３０に供給する必要が無く、配管接続が簡便となる。
　図１４は、本発明の第六実施形態に係る肥料製造プラント１０５の系統図である。肥料製造プラント１０５では、上記の肥料製造プラント１０２と同じく、メタノール製造ユニット３０は、アンモニア製造装置１２の下流側の水素の少なくとも一部を使用してメタノールを得るようになっている。
　また、肥料製造プラント１０５では、メタノール製造装置３２は、例えば、上記の図８～図１１に示す構成を有する。そして、肥料製造プラント１０５では、図８及び図９に示す場合には分離塔３２ｄからの排気、図１０及び図１１に示す場合には分離塔３２ｈからの排気は、排気系統７５を介して、上記の図１を参照しながら説明した水素回収装置１４に供給される。各分離塔３２ｄ，３２ｈからの排気には、水素が含まれる。そこで、水素回収装置１４によって水素が回収され、回収された水素が、水素循環系統７７を介してメタン化装置４の前段に戻されている。
　このようにすることで、排気中の水素を有効に利用することができる。また、上記のように循環圧縮機３３が不要なため、省エネルギ化を図ることができる。さらには、水素回収装置１４では、水素のほか、一酸化炭素、二酸化炭素等も回収され得る。そのため、メタン化装置４の前段に戻すことで、一酸化炭素、二酸化炭素等をメタン化することができる。
１　改質器
２　変性器
３　二酸化炭素回収器
４　メタン化装置
１０　アンモニア製造ユニット
１１，２１，３１　圧縮機
１２　アンモニア製造装置
１３　アンモニア回収装置
１４　水素回収装置
２０　尿素製造ユニット
２１，３１　圧縮機
２２　尿素製造装置
３０　メタノール製造ユニット
３２　メタノール製造装置
３２ｂ，３２ｆ　反応器
３２ｄ，３２ｈ　分離塔
３２ａ，３２ｃ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ　熱交換器
３２ｂ１　メタノール生成触媒
３２ｆ１，３２ｆ２　タンク
３３　循環圧縮機
４０　ホルムアルデヒド製造ユニット
４１　酸化反応器
４２　吸収器
５１　混合装置
６１　造粒装置
７１　アンモニア供給系統
７２，７７　水素循環系統
７３，７４，７６，７８，７９　水素供給系統
７５　排気系統
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５　肥料製造プラント

Claims (9)

  1. 　炭化水素源から尿素を含む肥料を製造するための肥料製造プラントであって、
    　前記炭化水素源を改質して少なくとも水素及び炭素原料ガスを得るための改質ユニットと、
    　窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用してアンモニアを得るためのアンモニア製造ユニットと、
    　前記改質ユニットで得られた炭素原料ガス、及び、前記アンモニア製造ユニットで得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るための尿素製造ユニットと、
    　前記改質ユニットで得られた水素、及び前記改質ユニットで得られた炭素原料ガスを少なくとも使用してメタノールを得るためのメタノール製造ユニットと、
    　前記メタノール製造ユニットで得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのホルムアルデヒド製造ユニットと、
    　前記尿素製造ユニットで得られた尿素と、前記ホルムアルデヒド製造ユニットで得られたホルムアルデヒドと、を少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るための尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットと、
    　前記尿素製造ユニットで得られた尿素と、前記尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ユニットで得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体と、を少なくとも使用して肥料を製造するための肥料製造ユニットと、を備えることを特徴とする、肥料製造プラント。
  2. 　前記メタノール製造ユニットは、前記アンモニア製造ユニットにおける余剰の水素を使用してメタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の肥料製造プラント。
  3. 　前記メタノール製造ユニットは、前記改質ユニットで得られた炭素原料ガスを使用してメタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の肥料製造プラント。
  4. 　前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、当該アンモニア製造装置での余剰の水素を回収するための水素回収装置とを備え、
    　前記メタノール製造ユニットは、前記水素回収装置により回収された水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の肥料製造プラント。
  5. 　前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、当該アンモニア製造装置での余剰の水素を回収するための水素回収装置とを備え、
    　前記メタノール製造ユニットは、前記アンモニア製造装置と前記水素回収装置との間の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の肥料製造プラント。
  6. 　前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置を備え、
    　前記メタノール製造ユニットは、当該アンモニア製造装置の下流側の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の肥料製造プラント。
  7. 　前記アンモニア製造ユニットは、窒素原料ガス、及び前記改質ユニットで得られた水素を少なくとも使用して前記アンモニアを得るためのアンモニア製造装置と、
    　当該アンモニア製造装置に導入される水素及び窒素原料ガスを含む原料ガスを昇圧するための圧縮機と、を備え、
    　前記メタノール製造ユニットは、前記圧縮機で昇圧された前記原料ガスに含まれる水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載の肥料製造プラント。
  8. 　前記メタノール製造ユニットは、前記改質ユニットで得られた水素であって、かつ、前記アンモニア製造ユニット、前記尿素製造ユニット及び前記メタノール製造ユニットよりも前段の水素を使用して前記メタノールを得るように構成されたことを特徴とする、請求項１～７の何れか１項に記載の肥料製造プラント。
  9. 　炭化水素源から尿素を含む肥料を製造するための方法であって、
    　前記炭化水素源を改質して少なくとも水素及び炭素原料ガスを得るための改質ステップと、
    　窒素原料ガス、及び前記改質ステップで得られた水素を少なくとも使用してアンモニアを得るためのアンモニア製造ステップと、
    　前記改質ステップで得られた炭素原料ガス、及び、前記アンモニア製造ステップで得られたアンモニアを少なくとも使用して尿素を得るための尿素製造ステップと、
    　前記改質ステップで得られた水素、及び前記改質ステップで得られた炭素原料ガスを少なくとも使用してメタノールを得るためのメタノール製造ステップと、
    　前記メタノール製造ステップで得られたメタノールを酸化してホルムアルデヒドを得るためのホルムアルデヒド製造ステップと、
    　前記尿素製造ステップで得られた尿素と、前記ホルムアルデヒド製造ステップで得られたホルムアルデヒドと、を少なくとも使用して尿素－ホルムアルデヒド集合体を得るための尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップと、
    　前記尿素製造ステップで得られた尿素と、前記尿素－ホルムアルデヒド集合体製造ステップで得られた尿素－ホルムアルデヒド集合体と、を少なくとも使用して肥料を製造するための肥料製造ステップと、を含むことを特徴とする、肥料の製造方法。
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