一种利用三胺尾气生产小苏打和氯化铵的工艺制造技术

本发公开了一种利用生产三聚氰胺的尾气制备小苏打和氯化铵的工艺，该工艺利用含氨和二氧化碳的三聚氰胺尾气以及卤水或盐水为原料，采用卤水或盐水精制、脱氨尾气及三胺尾气吸氨、氨盐水碳酸化及重碱分离、重碱调浆及湿分解、澄清精滤、碱液重碳酸化、小苏打离心干燥、重碱滤液脱氨、多效蒸发浓缩制盐、多效闪发制铵及分离干燥等工艺过程，使以尿素生产三聚氰胺产生的尾气得到有效利用。本发明专利技术方法克服了氨碱法废液排放量大以及联合制碱法母液不易平衡的缺点，装置占地面积小，只使用低品位蒸汽。

【技术实现步骤摘要】
一种利用三胺尾气生产小苏打和氯化铵的工艺
本专利技术涉及一种三聚氰胺尾气回收和小苏打氯化铵联合生产工艺。具体涉及一种以尿素为原料生产三聚氰胺的尾气，制备小苏打和氯化铵的方法。
技术介绍
三聚氰胺(C3H6N6)也称密胺，是一种重要的基本有机化工原料，广泛应用于涂料、建材、造纸、皮革、纺织等行业。三聚氰胺与甲醛缩合制成三聚氰胺甲醛树脂，该树脂具有耐热、耐腐蚀、耐电弧、高光泽、高硬度等优异特性。三聚氰胺树脂与填料、颜料、润滑剂捏合，可制成性能优越的热固性氨基塑料。改性后的三聚氰胺甲醛树脂可制成色泽鲜艳、耐久、高硬度、韧性强的烘漆等涂料。三聚氰胺甲醛树脂用于造纸工业可作为纸张处理剂，制成防缩、防潮纸；用于木材工业的粘结剂或制作装饰贴面板；用于纺织工业的防绉、防缩水、防脱色、耐洗涤的织物整理剂；用于建筑工业作为高效能混凝土减水剂，皮革工业的鞣革剂，涂料工业的交联剂等等，用途极为广泛。三聚氰胺的主要生产方法按原料分为尿素法、双氰胺法和氰化氢法，且前两种方法已实现了工业化生产。尿素法原料易得，工艺可靠，操作安全，生产成本低，七十年代后期以来，全世界三聚氰胺绝大部分是由尿素法生产的。尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法。根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线又分为高压法(7～10MPa)，该法生产三聚氰胺属于液相反应，温度范围为370～450℃。低压法(0.5～1MPa)，此法生产三聚氰胺也属于液相反应，温度范围为380～440℃，近来国内开发的低压气相萃冷法也得到了成功应用。常压法(0.3MPa以下)生产三聚氰胺属于气相反应，温度范围在390℃左右。我国现有三聚氰胺装置全部采用尿素法，除几家引进的高压法装置外，其它生产装置采用国内自己开发的常压法生产技术。根据流化床反应器中的载气是否循环使用，常压法工艺又分为一步法和循环法，近来一步法当中又出现了高低压两套装置串联生产的“一步二段法”。循环载气法，结晶后产生的冷气大部分经载气压缩机升压后进入反应器作载气循环使用，排出少部分尾气去尾气处理系统。一步法则全部使用氨气作为循环流化床反应载气，结晶后产生的冷气全部送出系统进入尾气处理系统。尿素法生产三聚氰胺，总反应可用下式表示：6CO(NH2)2→C3N3(NH2)3+6NH3+3CO2理论上每生产一吨三聚氰胺产品即副产809.5kg氨和1047.6kg二氧化碳的混合气。实际生产中，由于尿素质量、补充氨等因素，生产一吨三聚氰胺产品要产生2100～2300kg的混合尾气。三胺尾气的回收、综合利用是制约三聚氰胺生产的瓶颈，影响企业的整体经济效益。对于该混合尾气，有多种处理方式：生产碳化氨水，联产碳酸氢铵，以酸中和生产硫铵、硝铵或硝基复合肥，采用“非平衡吸收脱碳—精馏分氨”工艺和“加压稀释脱碳—精馏分氨”工艺，进行氨、碳分离，联产纯碱、氯化铵等。其中联产纯碱与氯化铵，尾气中的氨和二氧化碳都得到了充分利用，产品附加值高，是目前较好的一种尾气处理方式。三聚氰胺尾气制碱，因三聚氰胺的工艺路线不同，尾气成分也不同，为此设计的纯碱流程也就不尽相同。以常压一步一段法三胺流程尾气为例，尾气总量为6257.1kg，其中氨气5209.5kg，重量百分比约为83.26％；二氧化碳1047.6kg，重量百分比约为16.74％。因其中二氧化碳含量较低而对联碱影响不大，对于此种氨含量高的三胺尾气与联碱的配合生产，几乎对传统联碱各项控制指标不产生坏的影响，完全可以按照传统的冷法联碱流程，采用正常设备进行联碱生产。对于常压循环法来说，尾气中二氧化碳的浓度远高于一步法，其氨和二氧化碳的含量分别占47％、52％(wt％)，69％、30％(v％)，其它为异氰酸和惰性气体。对于此种二氧化碳含量高的尾气来讲，吸氨的同时碳酸化程度较高，液相中二氧化碳浓度增长较快，就需要加以控制了，要以满足二氧化碳浓度为前提进行吸氨操作。需要说明的是，为了尽量提高胺碱比例，也即同等规模的联碱能尽量多处理三聚氰胺尾气，可以将氨母Ⅱ中二氧化碳的浓度直接提高到传统联碱的预碳化液的程度，即氨母Ⅱ中二氧化碳浓度可以允许达到28tt。为保证氨母Ⅱ中β值(FNH3/Na+)在1.02～1.12之间，不足的NH3由吸收纯氨来调节补充。利用此种混合气进行母Ⅰ吸氨时，由于CO2与NH3在母I中共同吸收这一特性(CO2吸收效率按0.9计算)，会使得氨I中游离氨浓度上涨的同时二氧化碳浓度也跟着上涨，要想制成α值(FNH3/CO2)为2.15～2.35的合格母液，游离氨及二氧化碳浓度大大超出了联碱需要控制的工艺指标，无法完成生产。因此对于传统联碱来说，循环法产生的混合尾气是不适合母Ⅰ吸氨的，母Ⅰ吸氨只能以纯氨作为氨源。三聚氰胺装置操作应严格控制尾气指标，减少杂质携带量，保证纯碱及氯化铵产品质量。从目前三聚氰胺联产纯碱和氯化铵生产厂家的运行情况来看，三胺尾气用作原料进入联碱系统，还没有显现出尾气携带杂质对纯碱及氯化铵产品造成的影响。联合制碱有两种不同的含义，广义上讲是合成氨工业与制碱和氯化铵工业的联合，即生产纯碱和副产氯化铵所需的NH3和CO2由合成氨装置提供；狭义上讲是单纯指纯碱生产与氯化铵生产联合。联合制碱法的原料是食盐、氨和二氧化碳。三聚氰胺尾气联合生产纯碱和氯化铵，是狭义上的纯碱与氯化铵生产联合，三胺装置提供一部分联碱生产的原料。联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法基本相同，将氨通入由Ⅱ过程来的氯化铵滤液而成氨母液Ⅱ，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3结晶，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向吸入氨气的Ⅰ过程滤液中加入细粉状氯化钠，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，返回到Ⅰ过程组成封闭循环。此联合制碱法系“冷法”氯化铵，主要特征为碳酸化以后的母液通过冷冻降温并加入固体盐的冷却盐析的方法，必须设有冷冻机通过冷媒制冷或用液氨直接制冷以达到冷却母液的作用，然后在析出氯化铵的冷母液中加入氯化钠，同离子效应析出氯化铵，母液构成一个封闭循环流程，简称“O”形循环流程。联合制碱法中的“热法”氯化铵，是将滤过母液先以加热的方法脱出氨和二氧化碳，再进行蒸发、析盐，冷却析出氯化铵，它不需要冷冻机制冷，使用常温冷却水即可满足工艺要求。第一过程可以和氨碱法工艺流程完全相同，析出氯化铵以后的母液回到蒸发前与脱氨母液兑和，因此母液不构成全过程的封闭循环，而是在第二过程自身循环的流程，简称为“6”形循环流程。联合制碱法每生产1吨纯碱的同时副产1吨氯化铵。氯化铵主要用于农业作为氮素肥料，在中国施用于排灌良好的水稻田，不但增产效果显著，而且肥效既快又持久。氯化铵对玉米、小麦、棉花、谷子、油菜、麻类也有不同程度的增产效果。对耐氯较差的作物宜少用或不用；对忌氯作物不宜施用。工业氯化铵用于干电池和蓄电池的制造，用于金属焊接、电镀、印染、医药、精密铸造、阻燃耐火剂、化学试剂及制造无机聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生产三聚氰胺的尾气制备小苏打和氯化铵的工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)收集以尿素为原料生产三聚氰胺的含氨和二氧化碳尾气；(2)将步骤(1)中的尾气通入三胺尾气吸氨塔，采用淡氨盐水、精制盐水或卤水吸收，经冷却和澄清得到碳酸化氨盐水；(3)将步骤(2)的碳酸化氨盐水通入到重碱碳化塔的上部，与塔下部通入的二氧化碳气体逆流进行碳酸化反应，用冷却水移出反应热，由塔底部取出生成的重碱晶浆；(4)将步骤(3)的重碱晶浆进行固液分离；(5)将步骤(4)得到的湿粗重碱与小苏打滤液及补充水加入到调浆桶中，得到重碱调浆液；(6)将步骤(5)得到的重碱调浆液通入到湿分解塔，使重碱调浆液中的NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4OH充分分解，NaHCO3分解率达到65％以上，并使分解产生的CO2、NH3进入气相；塔顶出气为CO2、NH3及饱和水蒸汽，经冷却、净氨进入到二氧化碳压缩机，升压后返回到步骤(3)；塔釜连接再沸器，由0.4～0.8MPa表压低压蒸汽间接加热，塔釜温度控制在120～150℃；湿分解液由塔釜取出，经与小苏打滤液换热及澄清、精滤后送往小苏打碳化塔；(7)由步骤(6)得到的小苏打原料液进入到小苏打碳化塔的上部，与塔下部通入的二氧化碳气体逆流进行碳酸化反应，碱液重碳酸化反应热用冷却水移出，由塔底部取出生成的小苏打晶浆；(8)将步骤(7)的小苏打晶浆进行固液分离，分离得到的小苏打滤液经与湿分解液换热升温后返回到步骤(5)；(9)由步骤(8)得到的固相湿小苏打进入到小苏打干燥器，经加热去除水分制得小苏打产品；(10)由步骤(4)得到的重碱滤液经换热后温度达65℃以上进入到脱氨塔，使重碱滤液中的NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4OH充分分解，并使分解产生的CO2、NH3进入气相；塔顶出气为CO2、NH3及饱和水蒸汽；塔釜连接再沸器，由0.2～0.4MPa表压低压蒸汽间接加热，塔釜温度控制在110～120℃；脱氨液由塔釜取出；(11)由步骤(10)得到的脱氨尾气经与重碱滤液换热和冷却水冷却后去脱氨尾气吸氨塔，用精制盐水或卤水吸收，经冷却得到淡氨盐水返回至步骤(2)吸氨塔中；(12)将步骤(10)得到的含氯化铵和氯化钠的脱氨液，在45～120℃及相应温度的饱和蒸汽压力下，采用逆料多效蒸发流程进行制盐。脱氨液经换热后首先进入盐末效蒸发器，最后进入Ⅰ效蒸发器；0.2～0.4MPa(G)低压蒸汽首先进入盐Ⅰ效加热器，产生的二次蒸汽依次进入到下一效蒸发器的加热器，末效蒸发器产生的二次汽经冷凝后排空；脱氨液在加热蒸发过程中使NaCl达到饱和并生成NaCl结晶，同时得到制盐完成液清液，盐晶浆经固液分离后得到盐滤液和副产品湿NaCl；(13)将步骤(12)得到的制盐完成液送到铵闪发器，在120～45℃下进行多效闪发，在闪发、降温过程中使NH4Cl达到饱和并生成NH4Cl结晶，同时得到制铵完成液的清液，取出的NH4Cl晶浆经固液分离后得到铵滤液和湿NH4Cl；(14)将步骤(13)得到的制铵完成液返回到步骤(12)，与脱氨液兑和后进入到盐末效蒸发器，形成封闭循环；(15)将步骤(13)得到的湿NH4Cl进行干燥，得到NH4Cl产品。...

【技术特征摘要】
2017.12.20 CN 20171138616421.一种利用生产三聚氰胺的尾气制备小苏打和氯化铵的工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)收集以尿素为原料生产三聚氰胺的含氨和二氧化碳尾气；(2)将步骤(1)中的尾气通入三胺尾气吸氨塔，采用淡氨盐水、精制盐水或卤水吸收，经冷却和澄清得到碳酸化氨盐水；(3)将步骤(2)的碳酸化氨盐水通入到重碱碳化塔的上部，与塔下部通入的二氧化碳气体逆流进行碳酸化反应，用冷却水移出反应热，由塔底部取出生成的重碱晶浆；(4)将步骤(3)的重碱晶浆进行固液分离；(5)将步骤(4)得到的湿粗重碱与小苏打滤液及补充水加入到调浆桶中，得到重碱调浆液；(6)将步骤(5)得到的重碱调浆液通入到湿分解塔，使重碱调浆液中的NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4OH充分分解，NaHCO3分解率达到65％以上，并使分解产生的CO2、NH3进入气相；塔顶出气为CO2、NH3及饱和水蒸汽，经冷却、净氨进入到二氧化碳压缩机，升压后返回到步骤(3)；塔釜连接再沸器，由0.4～0.8MPa表压低压蒸汽间接加热，塔釜温度控制在120～150℃；湿分解液由塔釜取出，经与小苏打滤液换热及澄清、精滤后送往小苏打碳化塔；(7)由步骤(6)得到的小苏打原料液进入到小苏打碳化塔的上部，与塔下部通入的二氧化碳气体逆流进行碳酸化反应，碱液重碳酸化反应热用冷却水移出，由塔底部取出生成的小苏打晶浆；(8)将步骤(7)的小苏打晶浆进行固液分离，分离得到的小苏打滤液经与湿分解液换热升温后返回到步骤(5)；(9)由步骤(8)得到的固相湿小苏打进入到小苏打干燥器，经加热去除水分制得小苏打产品；(10)由步骤(4)得到的重碱滤液经换热后温度达65℃以上进入到脱氨塔，使重碱滤液中的NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4OH充分分解，并使分解产生的CO2、NH3进入气相；塔顶出气为CO2、NH3及饱和水蒸汽；塔釜连接再沸器，由0.2～0.4MPa表压低压蒸汽间接加热，塔釜温度控制在110～120℃；脱氨液由塔釜取出；(11)由步骤(10)得到的脱氨尾气经与重碱滤液换热和冷却水冷却后去脱氨尾气吸氨塔，用精制盐水或卤水吸收，经冷却得到淡氨盐水返回至步骤(2)吸氨塔中；(12)将步骤(10)得到的含氯化铵和氯化钠的脱氨液，在45～120℃及相应温度的饱和蒸汽压力下，采用逆料多效蒸发流程进行制盐。脱氨液经换热后首先进入盐末效蒸发器，最后进入Ⅰ效蒸发器；0.2～0.4MPa(G)低...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜长水，杨凤君，李楠，徐晓辉，张泽福，张世伟，南震，关民，尹洪君，曹禹，尚金泉，张鸿煜，
申请(专利权)人：中昊大连化工研究设计院有限公司，河南金大地化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21