三聚氰胺工藝技術方案

2021-08-02 02:02:21 字數 4673 閱讀 7724

根據原料路線不同,三聚氰胺生產方法有雙氰胺法和尿素法。由於以尿素為原料的生產路線的各項技術經濟指標遠優於以雙氰胺為原料的工藝路線,雙氰胺法已逐步被淘汰,尿素法是今後的發展方向。

一、 國內、外技術工藝概括

世界三聚氰胺的生產方法按原料分有雙氰胺法和尿素法;按操作壓力分有高壓法(8-10mpa,代表性的工藝有新日產法、歐技技術和美國allied法)、低壓法(0.5-1.0mpa,代表性的工藝是荷蘭dsm法)、常壓法(0.

05-0.1mpa,代表性的工藝有德國basf法、奧地利osw法、燁晶科技的氣相淬冷法和中國自行開發的半乾式常壓法)。世界三聚氰胺的生產方法分類見表1-1。

表 11 世界三聚氰胺的生產方法分類

目前世界三聚氰胺生產普遍採用尿素原料路線。以尿素為原料生產三聚氰胺可分為高壓法、低壓法和常壓法等三種主要生產工藝。無論哪種工藝技術,其生產都有反應、淬冷和尾氣**三個工序。

1)反應過程:以熔融尿素為原料,在一定溫度、壓力下尿素轉化為三聚氰胺,同時放出nh3和co2。三聚氰胺的化學合成反應方程式如下:

2)淬冷過程:反應後生成物可用水、母液或氣體進行急冷,以防止高溫下產物水解,減少反應副產物的生成。

3)尾氣**:三聚氰胺生產中生成的nh3和co2:必須**後迴圈利用,國內外對尾氣**技術均十分重視,是三聚氰胺生產工藝技術中不可分割的重要內容。

1、國外技術工藝概括

目前,世界上技術先進、。

1)nissan工藝

nissan工藝是將熔融尿素加壓至10.0 mpa,經高壓洗滌塔吸收反應器釋放的尾氣中殘餘的三聚氰胺和未反應的尿素後進入三聚氰胺反應器,同時與加壓、加熱至10.0 mpa,400 ℃的液氨進入反應塔,在10.

0 mpa和380~400℃的條件下,尿素轉化為三聚氰胺。

反應尾氣在尾氣**塔中用稀甲銨液吸收,產生的濃甲銨液送往尿素合成裝置。從反應塔出來的溶液(大部分是三聚氰胺)與熱氣氨混合後進一步反應,然後淬冷至180℃,得到含三聚氰胺質量分數為20%一30%的溶液,待壓力達到1.5 mpa時去氨汽提塔汽提出大部分的氨,再經過濾、結晶、乾燥後得到產品。

nissan工藝技術屬於較早的高壓法技術,它吸收了低壓法的一些優點,又改良了濕法工藝的缺點,基本上為人們所接受,但日本nissan公司只限於自己使用該技術。

2)montedison工藝

montedison工藝是將熔融尿素加壓、加熱至8.5 mpa和135℃,然後與8.5 mpa,420℃的氨混合後進入三聚氰胺反應器中,在反應壓力為8.

0 mpa、溫度380℃的條件下,尿素在反應器內直接轉化為三聚氰胺。

反應器出料減壓至2.5 mpa,反應生成的混合物在淬冷塔內被來自吸收塔的甲銨液冷卻至160℃,出塔頂的反應尾氣經處理後去尿素裝置,塔底溶液減壓至0.5 mpa進入汽提塔,汽提出的殘餘nh3和co2:

在吸收塔中被吸收成稀甲銨液,然後返回淬冷塔作為冷卻液。出汽提塔的三聚氰胺溶液被迴圈母液稀釋,經活性炭淨化、脫色後過濾、結晶、分離、乾燥即得三聚氰胺產品,收率為85%~90%。離心分離產生的母液經氨**和廢水處理,氨和工藝水重新加以**利用。

3)dsm工藝

dsm工藝是將熔融尿素通過噴嘴噴入反應塔,尾氣**的氣氨加壓公升溫後返回反應塔,反應壓力為0.7 mpa,反應溫度390℃,需使用催化劑。

離開反應塔頂部的氣流(含有三聚氰胺,nh3,co2,少量的副產物及催化劑粉塵)在淬冷塔中經旋流器上部溢流液噴淋,溫度由390℃降至126℃,氣體再經洗滌塔洗滌後去氨**系統的吸收塔。從吸收塔塔頂出來的氣氨經加壓、公升溫後返回反應塔,塔底稀甲銨液返回尿素裝置。含三聚氰胺質量分數8%~14%的溶液經旋流器濃縮分離後,在解析塔中用蒸汽汽提出殘餘的nh3和co2,然後送混合槽,同時加入經氨**系統預熱的結晶迴圈母液和助濾劑,使三聚氰胺全部溶解,再加入活性炭脫色,漿液濾去不溶性雜質後在結晶器中結晶。

離心分離得到的晶體經空氣乾燥、粉碎即得三聚氰胺產品;結晶母液一部分去洗滌塔洗滌反應尾氣,其餘經氨**系統加熱後加入混合槽。

4)basf工藝

該工藝先將熔融尿素送入貯槽,然後部分進入流化床反應器,其餘冷卻後去洗滌塔,洗滌迴圈反應尾氣中未反應的尿素和未分離的三聚氰胺。

迴圈反應尾氣(主要是nh3和co2)經洗滌後加熱至400℃進入反應器,霧化尿素並使催化劑流化,尿素在常壓、380—400℃和al2o3催化劑作用下反應生成三聚氰胺,反應所需的熱量由熔鹽系統提供。反應氣在餘熱**系統副產2.3 mpa的蒸汽,其溫度降至330℃後進入過濾器過濾副產物結晶和催化劑粉塵,淨化氣進入結晶器。

用來自尿素洗滌塔140℃迴圈氣急冷,使結晶器溫度維持在190—210℃,得到三聚氰胺結晶。三聚氰胺晶粒經旋風分離器分離,由螺旋輸送機送至包裝機包裝成袋。

出旋風分離器的尾氣經尿素洗滌塔後,部分作反應器的流化氣,部分作結晶器的冷卻氣,其餘經處理後去尿素裝置。

2 、國內技術工藝概括

我國是世界上三聚氰胺實際應用技術最全的國家。我國三聚氰胺生產起步於2023年的天津衛津化工廠,以雙氰胺為原料,採用常壓法間歇幹捕工藝,年產三聚氰胺100 t。2023年,川化股份****引進荷蘭dsm公司12 kt/a低壓法生產裝置。

20世紀90年代,河南中原大化首家引進義大利歐技公司12.5 kt/a高壓法生產裝置,此後川化、福建三明、烏石化和重慶建峰相繼引進歐技公司高壓法生產技術。

1)燁晶科技的低壓氣相淬冷生產技術

進入21世紀,山東海化、江蘇化工設計院和北京清大華業(燁晶科技)聯合開發了與basf公司流程相似的低壓氣相淬冷法生產工藝,並建成12 kt/a裝置,其主要應用企業有山東魁星、南京金陵石化、山西丰荷、四川化工、河南駿化等,目前已成功開發出30 kt/a和50 kt/a裝置技術。

最近幾年,燁晶科技開發的低壓氣相淬冷生產技術不斷改進,在裝置規模擴大、能耗降低、投資減少方面都取得了明顯成效,受到國內越來越多使用者的歡迎,成為國內低壓法生產三聚氰胺的熱門技術。

低壓氣相淬冷法的工藝過程為:熔融尿液由尿液幫浦送往三聚氰胺反應器,使用霧化氣噴入第1組熔鹽盤管上方,反應後的混合氣從反應器頂部排出,被引入熱氣冷卻器管內,換熱後熱氣溫度下降,氣相中的脫氨產物由於溫度降低而發生凝聚。出熱氣冷卻器的混合氣經熱氣過濾器除去脫氨產物和催化劑碎粒等機械雜質後,從結晶器頂部進入,在結晶器內與來自尿液洗滌塔的部分冷氣混合,溫度繼續下降,在此條件下三聚氰胺結晶析出。

三聚氰胺結晶隨氣流進人旋風分離器,分離出的三聚氰胺晶體從底部排料口經螺旋輸送機送出,用氣流送往包裝系統。

從旋風分離器頂排出的含nh3和co2的氣流送往尿液洗滌塔,從洗滌塔引出的氣體部分經載氣壓縮機加壓後送往反應器作載氣,部分送至結晶器作冷卻氣,其餘送尾氣處理裝置。

2)玖源科技開發的低壓生產技術

玖源化工引進美國氰胺公司轉讓裝置,該裝置美國氰胺公司上世紀七十年代dsm 技術的一套二手裝置建廠,於1971 年建成投產,2004 年工廠因非技術和裝置原因停產關閉。該裝置生產正常執行歷時33年,原設計生產能力96t/d(3.168 萬t/d)。

裝置投產後,經過幾次重大技術改造,使裝置保持了裝置完好性和技術先進性,生產能力也達到113.5 t/d(3.86 萬t/d)。

該裝置雖然最初建廠時間為上世紀七十年代,但廠方不斷進行技術改造,從美方提供的資料看,無論其工藝技術、原料消耗、產品質量均處於國際領先水平。在我國現有同類裝置中具有技術先進、能耗低、無汙染、產品質量高的優勢。產品質量穩定,純度可達99.

99%。

玖源科技三聚氰胺技術利用原有引進裝置,在原dsm氣相反應和液相淬冷工藝的基礎上,通過優化工藝引數、縮短工藝流程、改變分離淨化方式等措施,達到節約能源、降低消耗的目的。

玖源科技三聚氰胺工藝是將熔融尿素通過噴嘴噴入三聚氰胺反應器, 反應器是流化床反應器,操作壓力為0.7mpa(表壓),反應溫度390℃,使用微球狀si-al氧化物作為催化劑,催化劑在載氣——氨的作用下,在反應器內上下流動。

反應後的混合氣(含有三聚氰胺及脫氨產物,nh3,co2,少量的副產物及催化劑粉塵)從反應器頂部排出,加入約77℃冷氨氣與反應氣體混合,將反應氣體溫度降至約360℃左右,使脫氨產物幾乎全部結晶而三聚氰胺只有極少量的結晶,降溫後的反應氣體夾帶著催化劑顆粒和脫氨產物結晶進入熱氣過濾器。過濾後的反應氣體進入結晶器,與迴圈風機送來的溫度為200~220℃的迴圈氣體混合後,溫度降至約300℃。氨和二氧化碳氣體以及結晶的三聚氰胺一起從結晶器底部流出,利用流體自身的動能輸送到旋風分離器中。

旋風分離器將大部分的粒度較大的三聚氰胺分離下來,依靠重力作用進入三聚氰胺接收槽;較小的三胺顆粒隨著氣流從旋風分離器頂部流出,進入袋式過濾器。在此條件下三聚氰胺結晶析出。三聚氰胺結晶隨氣流進入旋風分離器。

經旋風和袋濾器分離的三聚氰胺經過接收槽、三胺減壓槽、脫氣槽。經過脫氣處理的三聚氰胺顆粒經過一台成品冷卻器,將產品冷卻到60℃以下。三聚氰胺晶體從底部排料口經螺旋輸送機送出,用氣流送往包裝系統。

3)間歇法

以尿素為原料,以氨為載氣、矽膠為催化劑,在常壓和380-400℃的溫度下,催化縮合成三聚氰胺。間歇法工藝過程分為粗製工段和精製工段兩部分,粗製工段工藝過程為:已脫除二氧化碳的乾燥氨氣,經氨預熱器加熱後送入流化床底部,通過彎形管預分布,再經分布板上錐形泡罩的縫隙均勻吹入床內,使床內催化劑呈流化態。

原料尿素經計量過篩後以壓縮空氣壓送至尿素罐,通過加料管用稍高於床內壓力的冷氨氣,定量地吹入流化床內進行反應。反應生成的三聚氰胺和副產物由進床氨氣攜帶,經旋風分離器**夾帶的部分矽膠催化劑後進入熱氣過濾器,濾除矽膠細粉和副產物,再經幹捕器降溫,三聚氰胺凝華為固體粉末,沉降在幹捕器底部。定期出料,即為三聚氰胺粗品,作為精製原料。

已分離出三聚氰胺的迴圈氣體經洗塔除二氧化碳並降溫除濕、乾燥,再經氨壓縮機公升壓後導至氨氣櫃。洗塔底部碳銨含量達規定濃度時,送碳銨貯槽。精製工段工藝過程為:

將已計量的粗品三聚氰胺投入加好母液的溶解槽中,加熱溶解,調節好溶液溫度和ph值,趁熱過濾,濾液匯入結晶槽冷卻結晶,經離心機脫水後,送去乾燥,最後粉碎即得精製三聚氰胺。

三聚氰胺生產工藝

以尿素為原料生產三聚氰胺分為高壓法 中壓法 低壓法和常壓法四種工藝。1 低壓尿素分解法 見圖1 肥料級尿素在貯罐中熔融後,用幾個噴嘴噴入反應器中,以流態化的氧化鋁為催化劑,將預熱至400 的迴圈氨氣通入反應器保持流態化,反應壓力為常壓或稍高於大氣壓。反應吸熱,反應器內裝有加熱盤管,以熔融鹽作為加熱介...

膜處理三聚氰胺廢棄物的工藝研究

摘要 本文主要是通過各種不同的單元操作,例如過濾 蒸發 精餾 萃取等對對三聚氰胺廢棄物進行處理,通過對處理前後液體cod以及總氮的測定,來觀察各個不同單元操作的處理效果,尋找一種可以工業化 低能化 安全化的方式來降解廢液的含氮量,以達到安全排放的標準。實驗還利用高溫高壓水解的方式對廢液進行了處理,處...

食品中三聚氰胺的檢測方法進展

摘要 三聚氰胺是一種用途十分廣泛的有機化工產品,由於其含氮量高達66 因此近年來被不法商家利用。國內外三聚氰胺的分析方法很多,本文綜述了三聚氰胺的各種檢測方法,並且比較了不同方法的優缺點及其實用性,意在找出最快速 便捷 成本低的檢測方法。關鍵詞 三聚氰胺檢測食品方法 三聚氰胺作為一種重要的化工原料,...