浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统和方法技术方案

本发明专利技术属于化工生产技术领域，公开了一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统和方法，三聚氰胺尾气和浓盐酸进入反应吸收塔，在吸收精馏区中回流的氯化铵清液与冷凝水充分吸收三聚氰胺尾气中的氨气及未反应氯化氢，在反应提馏区中气体充分溶解和反应，提馏得到提浓氯化铵溶液，并从塔釜得到氯化铵母液。本发明专利技术同时实现三聚氰胺尾气与浓盐酸中氯化氢的反应和氯化铵溶液的精馏，充分利用化学吸收的反应热、浓盐酸稀释热、氨气溶解热及高温三聚氰胺尾气的热量，蒸发盐酸带入的水分，使生成的氯化铵溶液处于高温饱和状态，随后进入冷却结晶器直接得到氯化铵晶体，节约大量的热量并充分与结晶工段集成。晶工段集成。晶工段集成。

System and method for reaction and absorption of melamine tail gas with concentrated hydrochloric acid

【技术实现步骤摘要】
浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统和方法


[0001]本专利技术属于化工生产
，具体的说，是涉及一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气的系统和方法。

技术介绍

[0002]三聚氰胺是一种重要的有机化工原料。工业上应用最广泛的是尿素法生产三聚氰胺，该生产工艺的反应机理为：6CO(NH2)2＝C3N6H6+6NH3+3CO2。在生产过程中会产生大量含氨和二氧化碳的混合气体，即三聚氰胺工艺尾气。
[0003]尿素法生产三聚氰胺中生成的NH3和CO2需要回收后循环利用。目前，氨气的处理方法主要有物理吸附法、生物过滤法、光催化降解法以及化学吸收法等。其中，化学吸收法因为处理量比较大、处理成本低、可回收利用氨等优点被广泛使用，化学吸收法的吸收剂大部分为水或酸性溶液。然而，目前氨气吸收的难点在于如何提高吸收效率，降低生产成本等问题。
[0004]1983年上海电化厂二车间开发出一种生产氯化铵的工艺，利用湍流吸收塔通过氨水和氯化铵溶液在负压下吸收氯化氢气体；此工艺收率低，排放气污染大，需要用到搪瓷设备，操作复杂，因此已经基本不再使用。(参见：“工业氯化铵生产的工艺革新”，化学世界，第1983卷09期：第7
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8页)
[0005]CN213643642U公开了一种三聚氰胺的尾气吸收装置，通过水和稀硝酸溶液吸收尾气中的氨气，并使用了循环水冷却其吸收所产生的热量。由于使用大量的水和循环水的冷量，得到的吸收液产品浓度低，无工业利用价值，还需要消耗一定成本去处理该吸收产品。
[0006]CN105984887A公开了一种利用其公司过剩的盐酸处理三聚氰胺尾气的方法。向氯化铵母液中通入三聚氰胺尾气并同时加入稀盐酸，通过循环冷却器控制在40
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50℃，并保持该体系处于弱碱性。该方法得到的氯化铵溶液需要进行深冷结晶，结晶后的母液还需要进行蒸发处理。因此在制备氯化铵溶液时使用了大量的冷量，在处理最终结晶后的母液需要用到大量蒸汽，导致生产的氯化铵产品成本非常高，在市场上不具备竞争优势。
[0007]CN105645442A公开了一种尿素联合生产蜜胺、纯碱和氯化铵的工艺，该工艺流程非常长，超过7步才能得到氯化铵和氯化钠的混合水溶液，在结晶得到氯化铵产品时，容易导致有氯化钠产品夹带，影响产品质量。

技术实现思路

[0008]本专利技术着力于解决现有技术存在的回收工艺复杂、成本高昂、环境污染等技术问题，提出了一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统和方法，利用了化学吸收、盐酸稀释及氨气溶解等热量，蒸发吸收盐酸带入水分，并可以额外处理提浓其他低浓度氯化铵溶液，降低氯化铵生产成本。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供了一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统，包括反
应吸收塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器、冷却结晶器、热集成换热装置；所述反应吸收塔的内部包括自上而下的吸收精馏区、反应提馏区和塔釜；
[0011]所述反应吸收塔的液相原料入口用于通入浓盐酸，所述反应吸收塔的气相原料入口用于通入三聚氰胺尾气；
[0012]所述反应吸收塔的气相出口与所述塔顶冷凝器的入口相连，所述塔顶冷凝器的液相出口与所述反应吸收塔的塔顶冷凝水回流口相连，所述塔顶冷凝器的气相出口与所述热集成换热装置的管程热流体入口相连；
[0013]所述反应吸收塔的塔釜液相产品出口与所述塔釜再沸器的入口相连，所述塔釜再沸器的再沸汽出口与所述反应吸收塔的再沸汽入口相连，所述塔釜再沸器的液相出口与所述冷却结晶器的入口相连；
[0014]所述冷却结晶器的固体产品出口用于得到氯化铵晶体产品，所述冷却结晶器的清液出口与所述热集成换热装置的壳程冷流体入口相连；
[0015]所述热集成换热装置的壳程热流体出口与所述反应吸收塔的氯化铵清液入口相连，所述热集成装置的管程冷流体出口用于得到冷凝水。
[0016]进一步地，所述反应吸收塔中填料的结构可以是鲍尔环、泰勒环、矩鞍环、阶梯环或高效共轭环中的至少一种。
[0017]进一步地，所述填料的材质可以是聚丙烯、聚四氟乙烯或陶瓷中的至少一种。
[0018]进一步地，所述反应吸收塔中内件的材质包括聚四氟乙烯和/或石墨。
[0019]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气方法，该方法采用上述浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统进行；包括如下过程：
[0020]所述三聚氰胺尾气通过所述气相原料入口进入所述反应吸收塔，并由所述反应吸收塔底部向上流动；所述浓盐酸通过所述液相原料入口进入所述反应吸收塔，由所述反应吸收塔中部向下流动；所述三聚氰胺尾气中的氨气与所述浓盐酸中的氯化氢在所述反应吸收塔的反应提馏区反应生成氯化铵；
[0021]所述反应吸收塔的塔釜液相产品进入所述塔釜再沸器，所述塔釜再沸器的再沸气出口产出再沸汽，用于循环至所述反应精馏塔内以调控反应速率，所述塔釜再沸器的液相出口产出氯化铵母液进入所述冷却结晶器进行结晶，所述冷却结晶器获得固体的氯化铵晶体，同时产生冷氯化铵清液进入所述热集成换热装置；
[0022]所述反应吸收塔塔顶未反应的过热尾气进入所述塔顶冷凝器，所述塔顶冷凝器产生的冷却水回流至所述反应吸收塔；
[0023]所述塔顶冷凝器产生的过热反应蒸汽进入所述热集成换热装置中与来自所述冷却结晶器的所述冷氯化铵清液换热；所述过热反应蒸汽在所述热集成换热装置内被冷却，形成的冷凝水由所述热集成换热装置的管程冷流体出口排出；所述冷氯化铵清液在所述热集成换热装置被加热为热氯化铵清液；所述热氯化铵清液由氯化铵清液入口进入所述反应吸收塔向下流动。
[0024]进一步地，所述三聚氰胺尾气包括NH3，CO2，N2组分；其中，NH3体积分数为50vol％
‑
70vol％；所述三聚氰胺尾气的压力为0.4
‑
0.6MPa，温度为100
‑
150℃。
[0025]进一步地，所述浓盐酸的浓度为30wt％
‑
36wt％；所述浓盐酸的压力为0.4
‑
0.6MPa，温度为20
‑
50℃。
[0026]进一步地，所述反应吸收塔的操作压力为0.4
‑
0.6MPa。
[0027]进一步地，所述塔釜再沸器的操作温度为100
‑
140℃，所述塔顶冷凝器的操作温度100
‑
120℃。
[0028]进一步地，所述冷却结晶器的操作温度为40
‑
70℃，操作压力为
‑
0.8—
‑
0.5bar。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030](一)本专利技术的浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气工艺系统和方法，将盐酸与氨气酸碱中和反应、氯化铵溶液精馏提浓、尾气溶液吸收耦合至反应吸收塔装置，极大简化了工艺流程，降低了工艺设备投资。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统，其特征在于，包括反应吸收塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器、冷却结晶器、热集成换热装置；所述反应吸收塔的内部包括自上而下的吸收精馏区、反应提馏区和塔釜；所述反应吸收塔的液相原料入口用于通入浓盐酸，所述反应吸收塔的气相原料入口用于通入三聚氰胺尾气；所述反应吸收塔的气相出口与所述塔顶冷凝器的入口相连，所述塔顶冷凝器的液相出口与所述反应吸收塔的塔顶冷凝水回流口相连，所述塔顶冷凝器的气相出口与所述热集成换热装置的管程热流体入口相连；所述反应吸收塔的塔釜液相产品出口与所述塔釜再沸器的入口相连，所述塔釜再沸器的再沸汽出口与所述反应吸收塔的再沸汽入口相连，所述塔釜再沸器的液相出口与所述冷却结晶器的入口相连；所述冷却结晶器的固体产品出口用于得到氯化铵晶体产品，所述冷却结晶器的清液出口与所述热集成换热装置的壳程冷流体入口相连；所述热集成换热装置的壳程热流体出口与所述反应吸收塔的氯化铵清液入口相连，所述热集成装置的管程冷流体出口用于得到冷凝水。2.根据权利要求1所述的一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统，其特征在于，所述反应吸收塔中填料的结构可以是鲍尔环、泰勒环、矩鞍环、阶梯环或高效共轭环中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统，其特征在于，所述填料的材质可以是聚丙烯、聚四氟乙烯或陶瓷中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统，其特征在于，所述反应吸收塔中内件的材质包括聚四氟乙烯和/或石墨。5.一种浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气方法，其特征在于，该方法采用权利要求1
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4中任一项所述的浓盐酸反应吸收三聚氰胺尾气系统进行；包括如下过程：所述三聚氰胺尾气通过所述气相原料入口进入所述反应吸收塔，并由所述反应吸收塔底部向上流动；所述浓盐酸通过所述液相原料入口进入所述反应吸收塔，由所述反应吸收塔中部向下流动；所述三聚氰胺尾气中的氨气与所述浓盐酸中的氯化氢在所述反应吸收塔的反应提馏区反应生成氯化铵；所述反应吸收塔的塔釜液相产品进入所述塔釜再沸器，所述塔釜再沸器的再沸气出口产出再沸汽，用于循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东辉，何东荣，沈圆辉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：