能耗降低和与尿素设施的整合性改进的由尿素热解生产高纯度三聚氰胺的改进的方法技术

描述了一种由尿素热解来生产高纯度三聚氰胺的改进的方法，其其能耗降低和与尿素设施的整合性改进。的整合性改进。的整合性改进。

【技术实现步骤摘要】
能耗降低和与尿素设施的整合性改进的由尿素热解生产高纯度三聚氰胺的改进的方法


[0001]本专利技术涉及一种通过尿素的高压热解来生产高纯度三聚氰胺的改进的方法，其能耗降低和与尿素设施的整合性改进。
[0002]更具体地，本专利技术涉及一种方法，其提供热解反应器中生产的三聚氰胺的氨水溶液的净化，以及它通过结晶的分离。

技术介绍

[0003]已知将熔融尿素转化成三聚氰胺通过下面的总反应(1)来描述：
[0004]6NH2CONH2→
(CN)3(NH2)3+6NH3+3CO2ꢀꢀꢀ
(1)
[0005]尿素 三聚氰胺 氨 二氧化碳
[0006]根据该反应，对应于每千克三聚氰胺，形成了1.86千克NH3和 CO2，在全球范围内都被认为是废气。
[0007]基于尿素的高压热解的最常用的工业方法之一是Allied名下的美国专利3,161,638中所述。上述专利中所述的方法存在高原材料消耗和维护的缺点(所谓的“公用工程”例如蒸汽，冷却水，燃料气体，电能)，并且由于再循环到上游尿素设施的流体的特性而受到与上游尿素设施低效整合的危害。
[0008]对于上述方法的一些缺点的解决方案描述在相同申请人名下的美国专利7,125,992和EP2385043(对应于ITMI201000810)所代表的现有技术中，其提供了能耗、投资和生产三聚氰胺所需尿素的具体消耗降低的解决方案。
[0009]根据所述现有技术的方法以框图显示在图1中。
[0010]根据该方案，将在与三聚氰胺设施相邻的合成设施(图1未示出) 中生产的尿素(料流1)在135至145℃的温度以液态进料到废气洗涤工段(OGQ)来回收无水废气(料流19)中包含的三聚氰胺蒸气。
[0011]使用熔融尿素能够回收无水废气中包含的几乎全部的三聚氰胺。
[0012]工段OGQ的操作压力与反应工段R大致相同，而洗涤温度低于反应温度。洗涤温度是在洗涤工段OGQ中避免尿素降解成不期望的产物的必要性与避免尿素转化成三聚氰胺的必要性之间的折中。
[0013]在用熔融尿素洗涤时，废气中包含的三聚氰胺被除去，并且引入到熔融尿素中的溶液/悬浮液。将熔融尿素料流(料流2)进料到反应工段R，将无水废气料流(料流19)再循环到尿素设施。
[0014]反应工段R包含连续运行的热解反应器，在该热解反应器中合适的加热系统向反应系统提供必需的反应热量，将温度保持在360至 420℃。反应压力保持在70巴以上的值。
[0015]无水气态NH3(料流12)优选也与熔融尿素一起引入到反应器中。
[0016]在反应工段内，或者也在下游具有NH3的汽提工段(StrN)中，将尿素热解反应成三聚氰胺而产生的两相液体/气体流出物分离成粗三聚氰胺液体料流3(其包含未反应的尿
素，NH3，CO2和杂质例如OAT 和缩聚物)，和第一无水废气料流15(其包含三聚氰胺蒸气饱和的NH3和CO2)。
[0017]将粗三聚氰胺液体料流3送到汽提工段StrN，其优选在与反应工段R相同的温度和压力条件下操作，在这里料流3与无水气态NH3料流13接触。无水气态NH3料流在与粗三聚氰胺液体料流密切接触性流动并萃取其中溶解的CO2。
[0018]此外，在CO2汽提条件下持续的粗三聚氰胺和NH3加速未反应的尿素转化成三聚氰胺，加速OAT转化成三聚氰胺，和有利于缩聚物转化成三聚氰胺。
[0019]液体三聚氰胺料流(料流4)因此从工段StrN离开，料流4不仅几乎没有CO2，而且是部分净化的，因为它几乎没有尿素并且OAT和缩聚物的含量减小。
[0020]第二无水废气料流(料流16)也从工段StrN离开，它主要包含NH3，减少量的CO2和一定量的三聚氰胺蒸气。
[0021]来自于工段R和StrN的无水废气料流在单个洗涤工段OGQ或在分别的洗涤工段(图1未示出)中一起或分别地经历用尿素洗涤的三聚氰胺回收处理。第二无水废气料流16优选与第一无水废气料流15合并，形成单个无水废气料流17，其在单个尿素洗涤工段OGQ中经受相同的处理。
[0022]将三聚氰胺液体料流4从汽提工段StrN送到骤冷
‑
氨解工段 QAL，在这里进行骤冷处理(粗三聚氰胺溶解在氨水中)和氨解处理(消除缩聚物)。工段QAL可以包含一个或多个配置装置，优选单个装置。这个设施中的料流4与氨水溶液(料流36)密切接触，其中料流4在160 至180℃，优选170至172℃的温度完全溶解。
[0023]含水料流36通过将来自于三聚氰胺随后的净化步骤和回收方法的含水料流(料流30)和NH3料流(料流34)合并来形成，料流34通过将也来自于随后的方法步骤的NH3料流26和补充NH3料流14合并来形成。结晶母液的直接再循环含水料流也送到骤冷
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氨解工段QAL(料流25)。
[0024]在骤冷
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氨解工段QAL中，停留时间足以几乎完全消除料流4中存在的缩聚物，将它们大部分转化成三聚氰胺。在工段QAL中，不同的进入料流之间的质量比使得进入料流7的NH3浓度是10％至17 质量％(优选12％至15质量％)和三聚氰胺浓度是5％至19质量％(优选7％至15质量％，更优选9％至11质量％)。
[0025]将料流7送到包含精制过滤器的过滤工段F，其也完成氨解处理。将来自于过滤工段F的离开料流(料流8)送到结晶工段Cr，在这里三聚氰胺通过降温到约40至50℃来沉淀，获得高纯度三聚氰胺的含水悬浮液(料流9)。
[0026]离开工段Cr的料流9在工段SLS中经历固体/液体分离，而三聚氰胺晶体(料流10)从结晶母液(料流23)中分离并送到干燥和包装工段 (图1中未示出)。
[0027]从分离器SLS离开的结晶母液料流23因此分离成两个料流(料流24和25)：料流25直接再循环到骤冷
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氨解工段QAL，而料流24送到脱氨工段AR。
[0028]在脱氨工段AR中，料流24分成三个料流：
[0029]纯NH3料流26，其再循环到氨解工段QAL；
[0030]富含CO2的料流27；
[0031]含水料流28，其包含三聚氰胺、OAT并且不含CO2和NH3。
[0032]脱氨工段AR可以根据用于分离水
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NH3‑
CO2混合物的任何已知方法来操作。
[0033]富含CO2的料流27可以直接送到尿素设施，或者再循环到三聚氰胺设施中的某个位置；它优选再循环到这样的位置，在这里其中包含的CO2不降低结晶步骤中的pH和最终会离开三聚氰胺设施，它携带的水少于在如上所述直接送到尿素设施的情况(例如在降低它的含水量的处理之后)。
[0034]将脱氨的母液料流28(即包含三聚氰胺、OAT并且不含CO2和 NH3)送到工段OE来消除OAT和获得再循环到骤冷
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氨解工段QAL 的水溶液(料流30)。
[0035]工段OE可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.以高产率生产高纯度三聚氰胺的方法，所述方法通过在360至450℃的温度和在高于7MPa的压力进行尿素热解，其中尿素热解反应的由气相(15)和液相(3)组成的产物经历后续处理，其中：
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离开热解反应器(R)的液相(3)含有三聚氰胺、未反应的尿素、氧化的中间热解产物(OAT)和三聚氰胺的脱氨和缩合产物(缩聚物)，将所述液相(3)送到在反应器或后反应器(StrN)中的后续反应步骤，所述后续反应步骤的操作温度和压力条件基本上等于热解反应器(R)中的条件，其中气态、无水和过热的NH3料流在压力下进料(13)，来消除溶解的CO2，完成尿素热解反应，和将大部分的OAT转化成三聚氰胺，获得三聚氰胺液相(4)和第二气相(16)；
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将来自于热解反应器的无水气相(15)和来自于后反应器的无水气相(16)合并，和将由此获得的废气气态料流(17)用熔融尿素(1)进行洗涤(OGQ)来回收其中包含的蒸气形式的三聚氰胺，然后将所述经洗涤的废气气态料流(19)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2；
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将离开后反应器的液相(4)在骤冷
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氨解工段(QAL)中，在NH3存在下引入到水溶液中，将整个溶液保持在受控的温度和停留时间条件下，优选在160至180℃，更优选170至172℃的温度，2.5至4.5MPa，更优选等于2.5MPa的压力，保持30至60分钟，更优选45分钟的时间，获得基本上不含缩聚物的溶液(7)，所述溶液(7)进行结晶(Cr)来产生高纯度三聚氰胺(10)和含有三聚氰胺和减少量的OAT的母液(23)，将所述母液的一部分(25)不经任何处理地再循环到骤冷
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氨解工段(QAL)中的骤冷步骤；
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将未再循环到骤冷
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氨解工段(QAL)的母液的其余部分(24)在脱氨工段(AR)中处理，通过蒸馏从中获得含有水和氨的料流(26)，将所述料流(26)送到骤冷
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氨解工段(QAL)，和获得含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，将所述料流(28)送到OAT消除工段(OE)中的OAT的后续消除阶段；
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所述OAT消除步骤产生来自于OAT消除工段(OE)的基本上由水组成的液相(30)和包含NH3和水饱和的CO2的气相(29)，将液相(30)再循环到骤冷
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氨解工段(QAL)，其中所述气相(29)：
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与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
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再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相(31)，将所述液相(31)与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
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再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相(31)，将所述液相(31)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自于OAT消除工段(OE)的气相(29)与经洗涤的废气料流(19)合并，和将由此获得的料流送到废气缩合工段(OGC)中的缩合步骤，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。3.根据权利要求1所述的方法，特征在于将含有NH3、CO2和水的液相(31)与...

【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：