高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，包括尿素洗涤塔、与尿素洗涤塔连接的反应器、热气过滤器、与热气过滤器连接的结晶器和与结晶器连接的三胺捕集器，三胺捕集器与尿素洗涤塔连接，其特征在于，尿素洗涤塔通过高压尿素泵与反应器连接，反应器为第一高压反应器；反应器连接有闪蒸器，闪蒸器连接热气过滤器；尿素洗涤塔依次连接有冷气除沫器和冷气鼓风机，冷气鼓风机与结晶器连接；第一高压反应器连接氨气供应组件。系统采用高压反应器、闪蒸器、结晶器和冷气鼓风机等组件实现了气相淬冷，高压反应器的生产过程中不需要通过催化剂进行气相催化反应，使得系统的资源消耗减少和更环保。的资源消耗减少和更环保。的资源消耗减少和更环保。

【技术实现步骤摘要】
高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统


[0001]本技术涉及三聚氰胺生产
，更具体地，涉及高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统。

技术介绍

[0002]三聚氰胺(C3N6H6)又名蜜胺，是一种用途广泛的有机化工原料。主要用于合成三聚氰胺甲醛树脂，制造粘结剂、装饰贴面板、日用器皿、织物整理剂等，还可用作环保高性能涂料交联剂以及阻燃材料等。
[0003]目前，三聚氰胺通常以尿素为原料生产，即原料尿素在一定温度和一定压力或催化剂作用下进行如下反应：
[0004]6CO(NH2)2(尿素)＝＝＝＝C3N6H6(三聚氰胺)+6NH3+3CO2[0005]上述合成工艺根据反应条件的不同通常可分为高压液相淬冷法和低压气相淬冷法两种。
[0006]高压液相淬冷法三聚氰胺生产工艺属于液相反应，无催化剂，反应压力一般为7～10MPa，反应温度为360～420℃。高压液相淬冷法三聚氰胺生产工艺一般采用液氨、氨水或母液等作为液相淬冷剂进行淬冷，需精制后才能得到三聚氰胺产品。高压液相淬冷法的优点是尾气(氨和二氧化碳)压力高，可直接返回尿素装置，能有效降低原料损耗；其缺点是需引入液相淬冷剂进行淬冷再精制，工艺流程长，蒸汽消耗高(每吨产品需消耗蒸汽6～10吨)，符合液体淬冷的生产设备昂贵，同时生产过程中有废水产生，对环境造成一定污染。
[0007]低压气相淬冷法三聚氰胺生产工艺属于气相催化反应，一般以氧化铝、硅铝胶或硅胶作催化剂，反应压力一般为0.1～1.0MPa，反应温度为350～450℃。低压气相淬冷法三聚氰胺生产工艺一般采用气相淬冷工艺对反应产物进行后处理，即以氨和二氧化碳的混合气为淬冷剂完成产品的结晶与提纯。低压气相淬冷法的优点是工艺流程较短，设备投资较少，无废水产生；其缺点：一是由于需要大量载气及冷气循环，电耗高；二是由于有大量催化剂粉末等固体废渣产生，不利于环保。如公开号为“CN102219754A”，公开日期为2011年10月19日的中国专利文件公开了一种节能节资型气相淬冷法蜜胺生产系统及其工艺，该工艺中的反应器为流化床反应器，需要大量的流化载气和大量的冷气结晶，导致载气压缩机及冷气鼓风机的电耗都非常高；同时，向流化床反应器供给大量流化载气，为了维持流化床反应器的反应温度，需要向反应器内提供大量的热量，熔盐炉热能消耗高，而上述系统和生产工艺需要通过催化剂进行催化反应，在生产运行过程中，流化床反应器内的催化剂会不断地被磨损，形成粉末而被带出。由于有大量催化剂粉末等固体废渣产生，对环境造成污染。

技术实现思路

[0008]本技术为克服上述现有技术中三取氰胺生产系统生产资源消耗大和不环保问题，提供高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，降低生产过程中的资源能耗和减少生产污染物的生产。
[0009]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，包括尿素洗涤塔、与所述尿素洗涤塔连接的反应器、热气过滤器、与所述热气过滤器连接的结晶器和与所述结晶器连接的三胺捕集器，所述三胺捕集器与尿素洗涤塔连接；所述尿素洗涤塔通过高压尿素泵与所述反应器连接，所述反应器为第一高压反应器；所述反应器连接有闪蒸器，所述闪蒸器连接所述热气过滤器；所述尿素洗涤塔依次连接有冷气除沫器和冷气鼓风机，所述冷气鼓风机与所述结晶器连接；
[0010]所述第一高压反应器连接有氨气供应组件，所述包括依次连接的氨气预热器、液氨蒸发器和高压液氨泵；所述氨气预热器与所述第一高压反应器连接。
[0011]在上述技术方案中，系统的具体生成工艺流程为：步骤一：液氨升压预热；液氨经高压液氨泵加压至5.0～10.0MPa，再经液氨蒸发器加热至100～150℃并蒸发为气氨，然后经氨气预热器中，利用熔盐加热，气态的氨被加热至360～ 420℃，再进入第一高压反应器；
[0012]步骤二：三聚氰胺合成；温度为135～155℃熔融状尿素从尿素洗涤塔中被高压尿素泵加压至5.0～10.0MPa后进入第一高压反应器内；在反应压力为5.0～ 10.0MPa，温度为360～420℃条件下，尿素发生反应生成包括三聚氰胺、氨和二氧化碳的反应生成物；在反应中，由于反应物分压提高，化学反应速度大幅增加，在高压反应器内，95％(wt)以上的尿素发生生成三聚氰胺的化学反应；同时，由于高压反应器通过氨气预热器加入了氨，提高了氨的分压，抑制了三聚氰胺脱氨反应的发生，使得三聚氰胺脱氨产物(高沸点副产物)含量大幅度降低。
[0013]步骤三：反应生成物闪蒸；所述反应生成物从第一高压反应器出来，进入闪蒸器；控制闪蒸器的压力为0.1～2.5MPa，采用高温热载体控制温度为330～ 360℃，使得反应生成物变成气相，同时反应生成物中的高沸点副产物被充分结晶析出；高温热载体可以是熔盐或者导热油。
[0014]步骤四：反应生成物过滤；从闪蒸器出来的反应生成物进入热气过滤器进行过滤，将所述高沸点副产物拦截下来，所述热气过滤器内的温度高于或者等于闪蒸器出来的反应生成物的温度，但温差不超过3℃；这里所述热气过滤器出气温度必须保持与进气温度一致或略高，以防止三聚氰胺在过滤过程中结晶析出；气体在压差作用下进入过滤器内，高沸点副产物被过滤介质拦截在外，反应生成物得到净化。附于过滤介质外的滤饼被反吹气剥落并降落于过滤器底部，定期外排。
[0015]步骤五：气相淬冷结晶；从热气过滤器出来的反应生成物进入结晶器，与从冷气鼓风机出来的结晶冷气混合，控制混合气体最终温度在180～240℃之间，热气被冷气淬冷，气态三聚氰胺凝华变成三聚氰胺晶体从反应生成物中结晶析出。
[0016]步骤六：三聚氰胺捕集；夹带有三聚氰胺晶体的反应生成物进入三胺捕集器，完成气固分离；所述三胺捕集器内的温度高于或者等于结晶器出来的气固混合物的温度，但温差不超过3℃。
[0017]步骤七：工艺气冷却和净化；分离了三聚氰胺晶体后的气体从三胺捕集器出来后进入所述尿素洗涤塔，与135～155℃的熔融尿素混合并流向下，气体被尿素洗涤和冷却，工艺气中的三聚氰胺微粒以及未反应物都进入到熔融尿素中，气体温度由180～240℃降至140～150℃。工艺气降温放出的热量被尿素洗涤塔内的蒸发式换热器带走，换热器管内循环有饱和水，饱和水蒸发而产生低压蒸汽。为防止尿素在换热管上形成晶垢，优选的饱和水
蒸发温度为125～150℃。
[0018]步骤八：气液分离。从尿素洗涤塔下部出来的气体进入所述冷气除沫器，经所述冷气除沫器分离后得到尿素和工艺气；其中尿素返回尿素洗涤塔底部，尿素洗涤塔底部的尿素一部分再次用于气体洗涤循环，另一部分经高压尿素泵加压后，送入第一高压反应器合成三聚氰胺；
[0019]步骤九：工艺气分配；经所述冷气除沫器分离出的工艺气的压力为0.1～2.4Mpa，所述工艺气一部分经过冷气鼓风机升压后，从所述结晶器的下部循环回结晶器内用作结晶冷气，另一部分作为尾气排出。
[0020]本系统采用高压反应器进行反应，同时用了通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，包括尿素洗涤塔(1)、与所述尿素洗涤塔(1)连接的反应器、热气过滤器(2)、与所述热气过滤器(2)连接的结晶器(3)和与所述结晶器(3)连接的三胺捕集器(4)，所述三胺捕集器(4)与尿素洗涤塔(1)连接，其特征在于，所述尿素洗涤塔(1)通过高压尿素泵(5)与所述反应器连接，所述反应器为第一高压反应器(6)；所述反应器连接有闪蒸器(7)，所述闪蒸器(7)连接所述热气过滤器(2)；所述尿素洗涤塔(1)依次连接有冷气除沫器(8)和冷气鼓风机(9)，所述冷气鼓风机(9)与所述结晶器(3)连接；所述第一高压反应器(6)连接氨气供应组件。2.根据权利要求1所述的高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，其特征在于，所述氨气供应组件包括依次连接的氨气预热器(10)、液氨蒸发器(11)和高压液氨泵(12)；所述氨气预热器(10)与所述第一高压反应器(6)连接。3.根据权利要求2所述的高压合成低压气相淬冷法的三聚氰胺生产系统，其特征在于，所述第一高压反应器(6)和所述闪蒸器(7)之间设置有第二高压反应器(13)，所述第二高压反应器(13)与所述氨气预热器(10)连接。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹明大，
申请(专利权)人：尹明大，
类型：新型
国别省市：