三聚氰胺和尿素生产的一体化方法技术

说明了三聚氰胺和尿素的生产的一体化方法和一体化尿素装置与三聚氰胺装置的相关设备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
三聚氰胺和尿素生产的一体化方法
[0001]本专利技术涉及三聚氰胺和尿素生产的一体化方法。
专利

[0002]具体地说，本专利技术属于在一体化装置中一体化工艺技术生产三聚 氰胺和尿素的

[0003]众所周知，在尿素和三聚氰胺领域，需要提供一体化方法，其中 合成三聚氰胺产生的排出气被送到尿素装置/过程，在其中它们被用作 生产至少一部分尿素的原料。
[0004]三聚氰胺生产工艺可以是催化型或非催化型，因此，三聚氰胺合 成产生的排出气料流的压力范围为2
‑
120巴。排出气料流可以是无水 的，也可以含有高达35wt％的水。
[0005]通常，生产尿素的工艺包括尿素合成工段、一或多个分解工段、 尿素浓缩工段和工艺水处理工段。
[0006]术语“尿素合成工段”是指在120
‑
220巴、优选130
‑
200巴、更 优选135
‑
175巴的压力范围内操作的工段。
[0007]术语“分解工段”是指在低于合成压力的压力下操作的一或多个 工段，其中尿素与氨基甲酸铵分离，在所述工段的出口处获得比入口 处更浓的尿素溶液和液相或气相的氨基甲酸铵料流。
[0008]专利技术背景
[0009]尿素通过两个连续反应生产。
[0010]在第一反应中，按照以下放热反应生成氨基甲酸铵：
[0011](a)2NH3+CO2→
H2N
‑
CO
‑
ONH4ΔH＝
‑r/>117kJ/mol
[0012]在第二反应中，氨基甲酸铵随后按照以下吸热平衡反应脱水生成 尿素：
[0013](b)ΔH＝+15.5kJ/mol
[0014]按照以下总反应由尿素生成三聚氰胺：
[0015](c)
[0016]当尿素生产和三聚氰胺生产整合一体化时，尿素装置合成工段生 产的至少部分尿素被送至三聚氰胺装置的三聚氰胺合成工段。尿素转 化为三聚氰胺(反应c)产生的由氨和二氧化碳组成的排出气料流作 为原料从三聚氰胺装置循环到尿素装置、更具体地说是尿素合成工段。
[0017]由三聚氰胺合成过程产生的氨和二氧化碳之间的化学计量比与合 成尿素所需的化学计量比相同，即2:1的比例。因此，三聚氰胺合成 过程产生的排出气特别适合用作尿素合成的原料。
现有技术
[0018]为了满足有效一体化尿素和三聚氰胺生产工艺的需要，提出了各 种解决方案，即
将三聚氰胺合成过程中获得的排出气即NH3和CO2用作尿素生产过程的原料。
[0019]EP1716111中描述了一体化方法的第一个实例。根据该文献中描 述的方法(图1和2)，将三聚氰胺合成过程产生的排出气送入尿素 装置的排出气冷凝工段17。来自三聚氰胺合成过程的排出气料流和来 自尿素装置尿素回收工段16的氨基甲酸铵料流34都被送入该工段。 三聚氰胺排出气通过传热至冷却料流42而发生冷凝。然后将得到的氨 基甲酸铵料流通过工段19送至尿素合成工段15，在工段19中料流在 高于合成压力的压力下被压缩。
[0020]EP3083571中描述了三聚氰胺和尿素合成一体化方法的第二个实 例，且涉及具有单个低压分解工段的CO2汽提过程的特定工艺。如 EP3083571图1所示，来自三聚氰胺的排出气的压力与尿素合成工段 的操作压力相同，并在高压氨基甲酸铵冷凝工段(HPCC)中冷凝。 在图4的实施方案中，增加了用于氨基甲酸铵(CARBCOND)的冷 凝器，其接收来自三聚氰胺装置的排出气和来自尿素回收工段 (LPREC)的氨基甲酸铵。通过向冷却液传热进行冷凝。在图6的实 施方案中，增加了预蒸发器(PRE
‑
EVAP)，其接收来自三聚氰胺装 置的排出气和来自尿素回收工段(LPREC)的氨基甲酸铵。在此情况 下，通过传热至来自LPREC的尿素溶液进行冷凝。图8显示了一个 实施方案，其中，对于图6的配置，增加了蒸发器(闪蒸(FLASH))， 其蒸汽与来自三聚氰胺装置的排出气和来自尿素回收工段(LPREC) 的氨基甲酸铵一起进入预蒸发器(PRE
‑
EVAP)，通过传热至来自尿 素回收工段(LPREC)的尿素溶液进行冷凝。最后，在图10的实施 方案中，高压洗涤器(HPSCR)从图8的配置中去除，来自尿素反应 器的蒸汽与来自三聚氰胺装置的排出气和来自尿素回收工段 (LPREC)的氨基甲酸铵一起进入预蒸发器(PRE
‑
EVAP)，通过传 热至来自LPREC的尿素溶液进行冷凝。
[0021]现有技术的缺陷
[0022]如上所述，氨基甲酸铵生成反应是一个放热反应，为尿素生产过 程提供热量。
[0023]在尿素装置中，无论采用何种技术，NH3和CO2均被送入尿素合 成工段，在合成工段中生成氨基甲酸铵，然后，以NH3和CO2为原料 生成氨基甲酸铵反应(a)产生的热量被用于尿素脱水反应(b)。
[0024]当送入尿素合成工段的一部分由NH3和CO2组成的原料被三聚氰 胺装置排出气冷凝得到的氨基甲酸铵(H2N
‑
CO
‑
ONH4)替代时，显然 尿素合成工段缺少反应(a)产生的部分热量。
[0025]此外，如前所述，在现有技术所述的工艺中，从三聚氰胺装置进 入氨基甲酸铵排出气的冷凝热完全消散于冷却液中，或传递到尿素合 成工段下游的尿素溶液中。
[0026]因此，现有技术提出的一体化工艺的主要缺陷与以下事实有关： 排出气冷凝成氨基甲酸铵所回收的热量根本没有传递到尿素合成工 段。
[0027]尿素装置与三聚氰胺装置的一体化工艺，将氨基甲酸铵代替NH3和CO2送入尿素合成工段，使得，如前所述，从反应(a)产生的部 分热量缺失，从而导致尿素合成工段的蒸汽消耗量增加。蒸汽消耗的 增加量相当于反应(a)产生热的缺少量，现有技术提出的工艺情况下， 反应(a)产生的热被耗散或传递到尿素合成工段的下游。
[0028]因此，本专利技术的目标是确定一个一体化方法，同时提供三聚氰胺 的生产和尿素的生产，并将三聚氰胺合成过程中产生的排出气高效再 循环至尿素合成工段。
[0029]因此，本专利技术的进一步目标是确定一个一体化方法，能同时提供 三聚氰胺生产和尿素生产，克服上述现有技术的缺陷。
[0030]专利技术概述
[0031]这些和其它目标通过根据本专利技术的一体化方法实现。
[0032]因此，本专利技术涉及如权利要求1所述的尿素和三聚氰胺生产的一 体化方法。
[0033]更具体地说，本专利技术涉及尿素和三聚氰胺生产的一体化方法，包 括以下步骤：
[0034]i)将来自三聚氰胺合成过程的排出气料流(11)送入与排出气 相同压力下操作的部分冷凝和热回收步骤，获得氨基甲酸铵部分液体 料流(13)；
[0035]ii)将氨基甲酸铵部分液体料流(13)完全冷凝，获得氨基甲酸 铵液体料流(15)；
[0036]iii本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.尿素和三聚氰胺生产的一体化方法，包括以下步骤：i)将来自三聚氰胺合成过程的排出气料流(11)送入与所述排出气相同压力下操作的部分冷凝和热回收步骤，获得氨基甲酸铵部分液体料流(13)；ii)将所述氨基甲酸铵部分液体料流(13)完全冷凝，获得氨基甲酸铵液体料流(15)；iii)在压力等于或高于尿素合成压力(130
‑
200巴)下将步骤ii)获得的氨基甲酸铵液体料流(15)压缩，获得压缩的氨基甲酸铵液体料流(16)；iv)将来自步骤iii)的压缩的氨基甲酸铵液体料流(16)与来自三聚氰胺合成过程的排出气料流(11)接触，随后进行热交换，其中送入的排出气料流(11)部分冷凝产生的热量被传递到压缩的氨基甲酸铵液体料流(16)；和v)将步骤iv)中获得的所述压缩和加热的氨基甲酸铵液体料流(20)作为尿素合成过程的反应物送入。2.根据权利要求1的方法，其中用于氨基甲酸铵部分液体料流(13)全部冷凝的步骤ii)通过向氨料流(17)传热来实施，获得加热的氨料流(18)和氨基甲酸铵液体料流(15)，或通过向冷却液(21)传热来实施，获得氨基甲酸铵液体料流(15)。3.根据权利要求1的方法，其中用于氨基甲酸铵部分液体料流(13)全部冷凝的步骤ii)可通过以下手段实施：
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包括第一次部分热传递到氨料流(17)的步骤i')，获得加热的氨料流(18)，随后作为反应物(18)送入尿素合成过程，和仍为部分液体的氨基甲酸铵料流(14)；和
‑
仍为部分液体的氨基甲酸铵料流(14)第二次热传递到冷却液(21)，获得氨基甲酸铵液体料流(15)。4.根据前述权利要求中一项或多项的方法，其中所述排出气(11)含0
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35wt％的水，压力为2
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120巴。5.根据前述权利要求中一项或多项的方法，还包括将来自尿素装置的含水料流(12)在冷凝步骤上游送入。6.根据权利要求5的方法，其中含水料流(12)是来自尿素过程一个分解工段的氨基甲酸铵水溶液或也是来自尿素过程工艺水处理工段的氨基甲酸铵水溶液。7.根据前述权利要求2
‑
6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：欧洲技术三聚氰氨股份公司，
类型：发明
国别省市：