BR102023023555A2 - METHOD FOR MANUFACTURING AN AGRICULTURAL FERTILIZER PRODUCT - Google Patents

Abstract

Trata-se de uma usina de produção de fertilizante no mesmo local que uma usina de produção de etanol. Refugo de material orgânico de baixo valor, como fibra de milho, é gaseificado para produzir hidrogênio. O ar ambiente é separado para produzir nitrogênio e oxigênio. Hidrogênio e nitrogênio são reagidos para produzir amônia. O dióxido de carbono gerado pela usina de produção de etanol e a amônia são reagidos para produzir ureia. O oxigênio e a amônia são usados para produzir nitrato de amônio, e ureia e nitrato de amônio são processados para produzir ureia e nitrato de amônio (UAN).It is a fertilizer production plant in the same location as an ethanol production plant. Reject low-value organic material, such as corn fiber, is gasified to produce hydrogen. Ambient air is separated to produce nitrogen and oxygen. Hydrogen and nitrogen are reacted to produce ammonia. The carbon dioxide generated by the ethanol production plant and ammonia are reacted to produce urea. Oxygen and ammonia are used to produce ammonium nitrate, and urea and ammonium nitrate are processed to produce urea and ammonium nitrate (UAN).

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO (OU PEDIDOS RELACIONADOS)CROSS REFERENCE TO RELATED ORDER (OR RELATED ORDERS)

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório n° U.S. 63/424.728, depositado em 11 de novembro de 2022, e intitulado “SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING AMMONIA, UREA, AND UAN”, cuja revelação é incorporada ao presente documento a título de referência, em sua totalidade.[001] This application claims the benefit of Provisional Application No. U.S. 63/424,728, filed on November 11, 2022, and entitled “SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING AMMONIA, UREA, AND UAN”, the disclosure of which is incorporated into this document at reference title, in its entirety.

ANTECEDENTESBACKGROUND

[002] Ao longo das últimas duas décadas, a produção de combustível etanol cresceu drasticamente, e os Estados Unidos se tornou o maior produtor de etanol do mundo. Usinas de destilação de etanol estão localizadas em mais da metade dos estados dos Estados Unidos. A maior parte do etanol produzida nos Estados Unidos é derivada do milho.[002] Over the past two decades, ethanol fuel production has grown dramatically, and the United States has become the largest ethanol producer in the world. Ethanol distillation plants are located in more than half of the states in the United States. Most ethanol produced in the United States is derived from corn.

[003] A fibra de milho é um subproduto de corrente de baixo valor que é produzido por usinas de etanol. No presente, essa corrente de fibra de milho é combinada com correntes de proteína para produzir DDGS (Grãos Secos de Destilaria com Solúveis), que é comercializado para mercados de gado. Uma tendência atual na indústria de etanol envolve a separação da proteína dos DDGS para produzir um produto de valor mais alto.[003] Corn fiber is a low-value by-product that is produced by ethanol plants. At present, this corn fiber stream is combined with protein streams to produce DDGS (Distillers' Dried Grains with Solubles), which is marketed to livestock markets. A current trend in the ethanol industry involves separating the protein from DDGS to produce a higher value product.

[004] O problema com essa abordagem envolve o valor da fibra de milho que é deixada após a proteína ter sido removida de DDGS. A corrente de fibra de milho de baixo teor de proteína resultante tem valor de mercado muito pequeno e se demonstrou difícil de comercializar. Isso afeta negativamente o valor geral do processo de separação de proteína, devido ao fato de que o valor líquido de mercado dos dois produtos resultantes (alimentação de alto teor de proteína e fibra de milho de baixo teor de proteína) é menor do que o valor líquido de mercado do produto de DDGS original.[004] The problem with this approach involves the value of the corn fiber that is left after the protein has been removed from DDGS. The resulting low-protein corn fiber stream has very little market value and has proven difficult to commercialize. This negatively affects the overall value of the protein separation process due to the fact that the net market value of the two resulting products (high-protein feed and low-protein corn fiber) is lower than the value market net of the original DDGS product.

[005] Além disso, a usina de etanol produz dióxido de carbono em excesso, o que é atualmente ventilado para a atmosfera. Qualquer valor que o dióxido de carbono tem é perdido, e adicionar dióxido de carbono à atmosfera tem efeitos ecológicos negativos no ambiente.[005] Additionally, the ethanol plant produces excess carbon dioxide, which is currently vented into the atmosphere. Any value that carbon dioxide has is lost, and adding carbon dioxide to the atmosphere has negative ecological effects on the environment.

SUMÁRIOSUMMARY

[006] Uma usina de produção de fertilizante está no mesmo local que uma usina de produção de etanol. O refugo de material orgânico (como fibra de milho) e dióxido de carbono gerado pela usina de produção de etanol e ar ambiente são usados para produzir fertilizante agrícola, como amônia anidra, amônia aquosa, ureia seca e ureia e nitrato de amônio (UAN).[006] A fertilizer production plant is in the same location as an ethanol production plant. The waste organic material (such as corn fiber) and carbon dioxide generated by the ethanol production plant and ambient air are used to produce agricultural fertilizer such as anhydrous ammonia, aqueous ammonia, dry urea and urea and ammonium nitrate (UAN) .

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[007] A Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra um sistema de produção de fertilizante no mesmo local que uma usina de etanol para produzir produtos fertilizantes a partir de correntes de alimentação de baixo valor, como fibra de milho criada no processo de destilação de etanol.[007] Figure 1 is a block diagram showing a fertilizer production system in the same location as an ethanol plant to produce fertilizer products from low-value feed streams such as corn fiber created in the distillation process of ethanol.

[008] A Figura 2 é um fluxograma que ilustra a produção de produtos fertilizantes de amônia de fibra de milho.[008] Figure 2 is a flowchart illustrating the production of corn fiber ammonia fertilizer products.

[009] A Figura 3 é um fluxograma que ilustra a produção de produtos fertilizantes de ureia de fibra de milho.[009] Figure 3 is a flowchart illustrating the production of corn fiber urea fertilizer products.

[010] A Figura 4 é um fluxograma que ilustra a produção de produtos fertilizantes de ureia e nitrato de amônia (UAN) de fibra de milho.[010] Figure 4 is a flowchart illustrating the production of urea and ammonium nitrate (UAN) fertilizer products from corn fiber.

DESCRIÇÃO DETALHADA Usina de Etanol e Usina de Fertilizante No Mesmo LocalDETAILED DESCRIPTION Ethanol Plant and Fertilizer Plant in the Same Location

[011] A Figura 1 é um diagrama de blocos que inclui a usina de etanol 10, o sistema de produção de fertilizante 12 e recipientes de armazenamento de fibra de milho 14 que estão localizados de modo que a fibra de milho e o dióxido de carbono (CO2) produzidos durante a produção de etanol da usina de etanol 10 possam ser usados pelo sistema 12 para produzir produtos fertilizantes. Os produtos fertilizantes que podem ser produzidos incluem produto de amônia anidra, produto de amônia aquosa, produto de ureia e produto de ureia e nitrato de amônio (UAN).[011] Figure 1 is a block diagram that includes the ethanol plant 10, the fertilizer production system 12 and corn fiber storage containers 14 that are located so that the corn fiber and carbon dioxide (CO2) produced during the production of ethanol from the ethanol plant 10 can be used by the system 12 to produce fertilizer products. Fertilizer products that can be produced include anhydrous ammonia product, aqueous ammonia product, urea product, and urea ammonium nitrate (UAN) product.

[012] A usina de etanol 10 fornece água quente, fibra de milho e CO2 para o sistema de produção de fertilizante 12. O ar ambiente (atmosférico) também é inserido no sistema 12. Água quente é retornada para a usina de etanol 10. Cinzas e escape de queimador produzidos na gaseificação da fibra de milho podem ser retornados para a usina 10 para descarte ou podem ser depurados e descartados pelo sistema de produção de fertilizante 12. O gás natural também é fornecido para secar o produto de ureia, e uma torre de ventilação atmosférica é fornecida para remoção de umidificação e monóxido de carbono do secador de ureia.[012] The ethanol plant 10 supplies hot water, corn fiber and CO2 to the fertilizer production system 12. Ambient (atmospheric) air is also fed into the system 12. Hot water is returned to the ethanol plant 10. Ash and burner exhaust produced in the gasification of corn fiber may be returned to the plant 10 for disposal or may be scrubbed and disposed of by the fertilizer production system 12. Natural gas is also supplied to dry the urea product, and a Atmospheric ventilation tower is provided for removal of humidification and carbon monoxide from urea dryer.

[013] A fabricação de fertilizante agrícola (como amônia, ureia, e produtos de ureia-amônio-nitrato) é realizada no local na usina de etanol 10. O processo de produção de fertilizante 12 usa matéria-prima de baixo valor produzida durante a produção de etanol. A matéria-prima de baixo valor inclui fibra de milho deixada após a proteína ser extraída dos grãos de destilador secos, dióxido de carbono produzido como um subproduto de fabricação de etanol, nitrogênio de ar ambiente, e calor recuperado das reações exotérmicas durante a criação de produtos de amônia, ureia ou UAN. Esse processo de produção de fertilizante pode operar continuamente ou em lotes, e pode produzir um, dois ou todos os três dos produtos fertilizantes simultaneamente.[013] Manufacturing of agricultural fertilizer (such as ammonia, urea, and urea-ammonium-nitrate products) is carried out on-site at the ethanol plant 10. The fertilizer production process 12 uses low-value raw materials produced during ethanol production. Low-value feedstock includes corn fiber left after protein is extracted from dried distiller's grains, carbon dioxide produced as a byproduct of ethanol manufacturing, nitrogen from ambient air, and heat recovered from exothermic reactions during the creation of ammonia, urea or UAN products. This fertilizer production process can operate continuously or in batches, and can produce one, two, or all three of the fertilizer products simultaneously.

[014] O processo de fabricação inteiro e armazenamento dos produtos finais amônia, ureia ou UAN é completamente no local na usina de etanol 10. Os produtos amônia, ureia e UAN podem ser, então, comercializados no estado em que se encontram para vários mercados. O mercado agrícola é um mercado primário, visto que essas formas de amônia, ureia e UAN são as mesmas formas de fertilizante de nitrogênio atualmente usado na agricultura.[014] The entire manufacturing process and storage of the final ammonia, urea or UAN products is completely on site at the ethanol plant 10. The ammonia, urea and UAN products can then be marketed as-is to various markets . The agricultural market is a primary market, as these forms of ammonia, urea and UAN are the same forms of nitrogen fertilizer currently used in agriculture.

[015] Matérias-primas de baixo valor fornecem estabilidade de preço e previsibilidade ao mercado para esses produtos finais de fertilizante. Custos de expedição de entrada de matérias-primas são eliminados devido ao fato de que as matérias-primas já estão no local nas usinas de etanol. Custos de saída substancialmente reduzidos dos produtos fertilizantes são realizados no mercado agrícola devido ao fato de que esses três produtos finais fertilizantes podem ser transportados diretamente de uma usina de etanol local para as fazendas locais. As emissões ambientais reduzidas são realizadas devido a menos dióxido de carbono e monóxido de carbono serem liberados para a atmosfera, e menos combustível fóssil ser necessário na usina de etanol devido à recuperação de calor das reações exotérmicas que ocorrem durante o processo de produção de fertilizante.[015] Low-value raw materials provide price stability and market predictability for these final fertilizer products. Shipping costs for incoming raw materials are eliminated due to the fact that the raw materials are already on site at the ethanol plants. Substantially reduced output costs of fertilizer products are realized in the agricultural market due to the fact that these three fertilizer end products can be transported directly from a local ethanol plant to local farms. Reduced environmental emissions are realized due to less carbon dioxide and carbon monoxide being released into the atmosphere, and less fossil fuel being required in the ethanol plant due to heat recovery from the exothermic reactions that occur during the fertilizer production process.

[016] A usina de produção de fertilizante 12 está localizada próxima à usina de etanol 10. A fibra de milho seca e CO2 limpo são fornecidos pela usina de etanol. A fibra de milho é distribuída da usina de etanol 10 para recipientes de armazenamento 14, dos quais a fibra de milho pode ser fornecida sob demanda para o sistema de produção de fertilizante 12. CO2 pode ser enviado diretamente da usina de etanol sem capacidade de intervenção fornecida. Qualquer interrupção em CO2 devido a instabilidades na usina de etanol causará uma interrupção na produção de ureia.[016] Fertilizer production plant 12 is located next to ethanol plant 10. Dry corn fiber and clean CO2 are supplied by the ethanol plant. The corn fiber is distributed from the ethanol plant 10 to storage containers 14, from which the corn fiber can be supplied on demand to the fertilizer production system 12. CO2 can be sent directly from the ethanol plant without intervention capacity provided. Any disruption in CO2 due to instabilities at the ethanol plant will cause a disruption in urea production.

[017] Utilidades, como soluções de limpeza, ar de instrumento comprimido, vapor e água de torre de resfriamento podem ser fornecidos pela usina de etanol 10. Essas utilidades de integração e compartilhadas reduzem o dispêndio de capital necessário para a instalação e a operação do sistema de produção de fertilizante 12.[017] Utilities such as cleaning solutions, compressed instrument air, steam and cooling tower water can be provided by the ethanol plant 10. These integrated and shared utilities reduce the capital expenditure required for the installation and operation of the fertilizer production system 12.

PRODUÇÃO DE AMÔNIAAMMONIA PRODUCTION

[018] A Figura 2 é um fluxograma de usina de produção de fertilizante 12 para a produção de produtos de amônia (amônia anidra e amônia aquosa). A usina de produção de fertilizante 12 inclui o gaseificador 30, separador de adsorção por oscilação de pressão (PSA) 32, depurador de líquido 34, purificador de hidrogênio 36 e reator de amônia 38. A Figura 2A também mostra as seguintes correntes de fluxo: corrente de fibra de milho 40, corrente de syngas (gás de síntese) 42, corrente de cinzas 44, corrente de escape de queimador 46, corrente de água morna 48, corrente de água quente 50, corrente de gás limpo 52, corrente de produto de hidrogênio 54, hidrogênio de refugo 56, corrente de ar 58, corrente de nitrogênio de refugo 60, corrente de produto de nitrogênio 62, corrente de produto de amônia anidra 64 e corrente de produto de amônia aquosa 66.[018] Figure 2 is a flowchart of fertilizer production plant 12 for the production of ammonia products (anhydrous ammonia and aqueous ammonia). The fertilizer production plant 12 includes the gasifier 30, pressure swing adsorption (PSA) separator 32, liquid scrubber 34, hydrogen scrubber 36, and ammonia reactor 38. Figure 2A also shows the following flow streams: corn fiber stream 40, syngas stream 42, ash stream 44, burner exhaust stream 46, warm water stream 48, hot water stream 50, clean gas stream 52, product stream hydrogen 54, waste hydrogen 56, air stream 58, waste nitrogen stream 60, nitrogen product stream 62, anhydrous ammonia product stream 64 and aqueous ammonia product stream 66.

[019] A produção de fertilizante começa ao extrair fibra de milho dos recipientes de armazenamento 14 para alimentar o sistema de gaseificador 30. A corrente de fibra de milho 40 é fibra de milho finamente moída em umidificação de 10 %. O gaseificador 30 inclui um transportador envolvido que transfere a corrente de fibra de milho 40 através de uma zona aquecida que é executada a 648,89 °C (1200 °F). A zona aquecida será mantida com baixo teor de oxigênio em que o gás de síntese (syngas), monóxido de carbono e hidrogênio, são repelidos dos sólidos (fibra de milho).[019] Fertilizer production begins by extracting corn fiber from storage containers 14 to feed the gasifier system 30. The corn fiber stream 40 is finely ground corn fiber at 10% humidification. The gasifier 30 includes a wrapped conveyor that transfers the corn fiber stream 40 through a heated zone that runs at 648.89°C (1200°F). The heated zone will be maintained with a low oxygen content in which the synthesis gas (syngas), carbon monoxide and hydrogen are repelled from the solids (corn fiber).

[020] A água é adicionada para permitir que o monóxido de carbono seja convertido em dióxido de carbono e hidrogênio para maximizar a produção de hidrogênio.[020] Water is added to allow carbon monoxide to be converted into carbon dioxide and hydrogen to maximize hydrogen production.

[021] O nitrogênio é produzido de ar atmosférico. O ar será comprimido para 34,47 kPa (5 psig), filtrado e, então, resfriado a 37,78 °C (100 °F) antes de ser enviado para uma série de separadores de PSA que serão usados para produzir seletivamente uma corrente de nitrogênio de alta pureza. O gaseificador 30 será executado de modo ineficaz para permitir a produção de nitrogênio de alta qualidade que permite que mais nitrogênio saia com a corrente de efluente gasoso.[021] Nitrogen is produced from atmospheric air. The air will be compressed to 34.47 kPa (5 psig), filtered, and then cooled to 37.78 °C (100 °F) before being sent to a series of PSA separators that will be used to selectively produce a current of high purity nitrogen. The gasifier 30 will be run inefficiently to allow for the production of high quality nitrogen which allows more nitrogen to exit with the gaseous effluent stream.

[022] O nitrogênio é produzido em alta qualidade e baixa pressão. Esse gás é fornecido a um compressor no reator de amônia 38, em que o mesmo é aquecido e, então, fornecido para leitos de catalisador juntamente com hidrogênio comprimido.[022] Nitrogen is produced in high quality and low pressure. This gas is supplied to a compressor in the ammonia reactor 38, where it is heated and then supplied to catalyst beds together with compressed hydrogen.

[023] A corrente de nitrogênio de refugo 60 do purificador de nitrogênio 32 será enviada através do gaseificador 30 para empurrar a corrente de syngas 42 ao longo do sistema. O syngas produzido na zona aquecida sairá do gaseificador 30 e será passado através do depurador de líquido 34 em que cinzas e alcatrão serão removidos do syngas deixando principalmente syngas limpo que consiste em hidrogênio e dióxido de carbono.[023] The waste nitrogen stream 60 from the nitrogen scrubber 32 will be sent through the gasifier 30 to push the syngas stream 42 through the system. The syngas produced in the heated zone will exit the gasifier 30 and be passed through the liquid scrubber 34 where ash and tar will be removed from the syngas leaving mainly clean syngas consisting of hydrogen and carbon dioxide.

[024] A água do fundo do depurador de líquido 34 é resfriada através de um resfriador de recirculação e enviada de volta para o topo do depurador de líquido 34. A água fria resfriará e condensará os alcatrões na corrente de syngas 42, capturando esses materiais, e capturando quaisquer materiais sólidos presentes na corrente de syngas bruta. Uma porção da água será purgada para permitir a remoção desses componentes capturados. A corrente de água suja será enviada para a usina de etanol 10 para ser incorporada no sistema de evaporação de usina e deixar a usina como parte da alimentação de DDGS. O syngas frio limpo é fornecido a um compressor e passado através do sistema de PSA 32 em que hidrogênio é seletivamente removido da corrente de gás.[024] Water from the bottom of the scrubber 34 is cooled through a recirculating cooler and sent back to the top of the scrubber 34. The cold water will cool and condense the tars in the syngas stream 42, capturing these materials , and capturing any solid materials present in the raw syngas stream. A portion of the water will be purged to allow removal of these captured components. The dirty water stream will be sent to the ethanol plant 10 to be incorporated into the plant evaporation system and leave the plant as part of the DDGS feed. Clean cold syngas is supplied to a compressor and passed through the PSA 32 system in which hydrogen is selectively removed from the gas stream.

[025] O separador de PSA 32 pode ser executado de modo ineficaz, produzindo um produto de hidrogênio mais limpo, e permitindo que algum hidrogênio deixe o sistema no efluente gasoso de refugo. O efluente gasoso de refugo será enviado para o queimador usado para fornecer calor ao gaseificador 30 ou à caldeira de usina de etanol 10, em que o gás será usado para reduzir a quantidade de gás natural usada no processo de destilação de etanol.[025] The PSA separator 32 may run ineffectively, producing a cleaner hydrogen product, and allowing some hydrogen to leave the system in the waste gas effluent. The waste gas effluent will be sent to the burner used to provide heat to the gasifier 30 or the ethanol plant boiler 10, where the gas will be used to reduce the amount of natural gas used in the ethanol distillation process.

[026] A corrente de hidrogênio de alta qualidade 54 de purificador de hidrogênio 36 e a corrente de nitrogênio de alta qualidade 62 do separador de PSA 32 são fornecidas diretamente para o reator de amônia 38 em que serão comprimidas, aquecidas e enviadas através dos leitos de catalisador. A corrente de hidrogênio e nitrogênio são fornecidas aos reatores de leito de catalisador que conterão catalisadores e serão executadas a 454,44 °C (850 °F) e 24,82 MPa (3600 psig). Cada passagem através do leito de catalisador converterá parcialmente o syngas em amônia que necessitará de um processo de separação em que a amônia é separada do syngas não reagido, e o syngas é reciclado de volta para o reator ou enviado para outro reator em série. Nesse exemplo, o processo de amônia é o processo de Haber- Bosch. Um exemplo do catalisador é catalisador de metal rutênio-cálcio-alumínio. No caso de o sistema de amônia não necessitar do máximo de hidrogênio conforme produzido pelo gaseificador 30 e separador de gás PSA 32, o hidrogênio em excesso será ventilado ao queimador no gaseificador 30.[026] The high-quality hydrogen stream 54 from hydrogen scrubber 36 and the high-quality nitrogen stream 62 from the PSA separator 32 are supplied directly to the ammonia reactor 38 where they will be compressed, heated and sent through the beds of catalyst. The hydrogen and nitrogen stream are supplied to catalyst bed reactors which will contain catalysts and run at 454.44°C (850°F) and 24.82 MPa (3600 psig). Each pass through the catalyst bed will partially convert the syngas to ammonia which will require a separation process in which the ammonia is separated from the unreacted syngas, and the syngas is recycled back to the reactor or sent to another reactor in series. In this example, the ammonia process is the Haber-Bosch process. An example of the catalyst is ruthenium-calcium-aluminum metal catalyst. In the event that the ammonia system does not require the maximum hydrogen as produced by the gasifier 30 and PSA gas separator 32, the excess hydrogen will be vented to the burner in the gasifier 30.

[027] Os sólidos residuais do gaseificador 30 deixarão o sistema 20 como a corrente de cinzas secas 44 que será resfriada, coletada e aterrada. Pode ser possível comercializar esse produto como um fertilizante.[027] The residual solids from the gasifier 30 will leave the system 20 as the dry ash stream 44 which will be cooled, collected and landfilled. It may be possible to market this product as a fertilizer.

PRODUÇÃO DE UREIAUREA PRODUCTION

[028] A Figura 3 é um fluxograma de sistema de produção de fertilizante 20 configurado para produção de produto de ureia. Nessa configuração, o sistema 20 inclui gaseificador 30, separador de PSA, depurador de líquido 34, purificador de hidrogênio 36, e reator de amônia 38 assim como correntes de fluxo 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 e 62 conforme mostrado na Figura 2. Além disso, o fluxograma inclui o depurador de CO2 70, reator de ureia 72, secador de ureia 74, corrente de gás natural 76, torre de ventilação atmosférica 78, produto de ureia 80, corrente de alimentação de CO2 82, corrente de produto de CO2 84, corrente de produto de amônia 86 e corrente de produto de ureia 88.[028] Figure 3 is a flowchart of fertilizer production system 20 configured for production of urea product. In this configuration, system 20 includes gasifier 30, PSA separator, liquid scrubber 34, hydrogen scrubber 36, and ammonia reactor 38 as well as flow streams 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54. 56, 58, 60 and 62 as shown in Figure 2. Additionally, the flowchart includes CO2 scrubber 70, urea reactor 72, urea dryer 74, natural gas stream 76, atmospheric ventilation tower 78, urea product 80, CO2 feed stream 82, CO2 product stream 84, ammonia product stream 86 and urea product stream 88.

[029] A produção de ureia envolve reagir o CO2 da corrente de produto de CO2 84 e da corrente de produto de amônia no processador de ureia 72 em 24,82 MPa (3600 psig) e 204,44 °C (400 °F). CO2 e amônia não reagidos são recuperados, comprimidos e retornados ao reator de ureia 72.[029] Urea production involves reacting CO2 from the CO2 product stream 84 and the ammonia product stream in the urea processor 72 at 24.82 MPa (3600 psig) and 204.44 °C (400 °F) . Unreacted CO2 and ammonia are recovered, compressed, and returned to the urea 72 reactor.

[030] A corrente de produto de ureia 88 é recuperada na forma de uma solução 70 % de ureia, que é evaporada para uma forma fundida de ureia a 132,22 °C (270 °F). Essa ureia fundida é fornecida ao secador de ureia 74 que asperge e resfria a ureia fundida para produzir ureia seca de pequenas partículas. As partículas de ureia podem estar na forma de grânulos. Alternativamente, as mesmas podem estar na forma de fluido de escape de diesel.[030] The urea product stream 88 is recovered in the form of a 70% urea solution, which is evaporated to a molten form of urea at 132.22 °C (270 °F). This molten urea is fed to the urea dryer 74 which sprays and cools the molten urea to produce dry, small particle urea. The urea particles can be in the form of granules. Alternatively, they may be in the form of diesel exhaust fluid.

PRODUÇÃO DE UANUAN PRODUCTION

[031] A Figura 4 é um fluxograma de sistema de produção de fertilizante 20 configurado para a produção de produto de ureia e nitrato de amônio (UAN). Nessa configuração, o sistema 20 inclui o gaseificador 30, separador de PSA 32, depurador de líquido 34, purificador de hidrogênio 36, reator de amônia 38, correntes de fluxo 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 e 62, depurador de CO2 70, reator de ureia 72, corrente de alimentação de CO2 82, corrente de produto de CO2 84, corrente de produto de amônia 86 e corrente de produto de ureia 88. Além disso, o fluxograma inclui o reservatório de oxigênio 90, processador de Ostwald 92, processador de nitrato de amônio 94, processador de ureia e nitrato de amônio (UAN) 96 e produto de UAN 98.[031] Figure 4 is a flowchart of fertilizer production system 20 configured for the production of urea and ammonium nitrate (UAN) product. In this configuration, system 20 includes gasifier 30, PSA separator 32, liquid scrubber 34, hydrogen scrubber 36, ammonia reactor 38, flow streams 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60 and 62, CO2 scrubber 70, urea reactor 72, CO2 feed stream 82, CO2 product stream 84, ammonia product stream 86 and urea product stream 88. In addition, the flowchart includes oxygen reservoir 90, Ostwald processor 92, ammonium nitrate processor 94, urea ammonium nitrate (UAN) processor 96, and UAN product 98.

[032] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade exemplificativa (ou modalidades exemplificativas), será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e que equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação particular ou material aos ensinamentos da invenção sem se afastar do escopo essencial da mesma. Portanto, é pretendido que a invenção não seja limitada à modalidade particular (ou modalidades particulares) revelada, mas que a invenção incluirá todas as modalidades dentro do escopo das reivindicações anexas.[032] Although the invention has been described with reference to an exemplary embodiment (or exemplary embodiments), it will be understood by those skilled in the art that various changes can be made and that equivalents can be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. invention. Furthermore, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Therefore, it is intended that the invention will not be limited to the particular embodiment (or particular embodiments) disclosed, but that the invention will include all embodiments within the scope of the appended claims.

Claims (9)

1. Método para fabricar um produto fertilizante agrícola, sendo que o método é caracterizado porcompreender: fornecer fibra de milho para um gaseificador; aquecer a fibra de milho no gaseificador para produzir gás de síntese que contém hidrogênio; purificar o gás de síntese para produzir uma corrente de fluxo de hidrogênio; fornecer ar ambiente para um separador de adsorção por oscilação de pressão (PSA) para produzir uma corrente de fluxo de nitrogênio; reagir a corrente de fluxo de hidrogênio e a corrente de fluxo de nitrogênio em um reator de leito de catalisador para produzir amônia.1. Method for manufacturing an agricultural fertilizer product, the method being characterized by comprising: supplying corn fiber to a gasifier; heating corn fiber in the gasifier to produce synthesis gas that contains hydrogen; purifying the synthesis gas to produce a hydrogen flow stream; supplying ambient air to a pressure swing adsorption (PSA) separator to produce a nitrogen flow stream; react the hydrogen flow stream and the nitrogen flow stream in a catalyst bed reactor to produce ammonia. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pora amônia compreender um produto de amônia anidra.2. Method according to claim 1, characterized in that the ammonia comprises an anhydrous ammonia product. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pora amônia compreender um produto de amônia aquosa.3. Method according to claim 1, characterized in that the ammonia comprises an aqueous ammonia product. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pora reação da corrente de fluxo de hidrogênio e da corrente de fluxo de nitrogênio ser realizada por um processo de Haber-Bosch.4. Method according to claim 1, characterized in that the reaction of the hydrogen flow stream and the nitrogen flow stream is carried out by a Haber-Bosch process. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: fornecer amônia do reator de leito de catalisador para um reator de ureia; distribuir uma corrente de alimentação de dióxido de carbono para o reator de ureia; e reagir a amônia e o dióxido de carbono no reator de ureia para produzir ureia.5. Method according to claim 1, characterized by additionally comprising: supplying ammonia from the catalyst bed reactor to a urea reactor; distributing a carbon dioxide feed stream to the urea reactor; and reacting ammonia and carbon dioxide in the urea reactor to produce urea. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender adicionalmente secar a ureia para formar um produto fertilizante de ureia seca.6. The method of claim 5, further comprising drying the urea to form a dry urea fertilizer product. 7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pora fibra de milho e o dióxido de carbono serem produzidos em uma usina de etanol.7. Method, according to claim 5, characterized in that corn fiber and carbon dioxide are produced in an ethanol plant. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pora usina de etanol estar no mesmo local que uma usina de processamento de fertilizante.8. Method according to claim 7, characterized in that the ethanol plant is in the same location as a fertilizer processing plant. 9. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender adicionalmente: reagir o oxigênio separado pelo separador de PSA e amônia do reator de amônia para produzir nitrato de amônio; e combinar ureia do reator de ureia com o nitrato de amônio para produzir um produto fertilizante de ureia e nitrato de amônio (UAN).9. Method, according to claim 5, characterized by additionally comprising: reacting the oxygen separated by the PSA separator and ammonia from the ammonia reactor to produce ammonium nitrate; and combining urea from the urea reactor with ammonium nitrate to produce a urea ammonium nitrate (UAN) fertilizer product.