碳铵废液回收联产尿素技术制造技术

本发明专利技术涉及一种回收碳铵废液并联产尿素的工艺过程及溶剂的配比。该工艺过程为：碳铵废液加温→絮凝沉降→同步还原→碳铵解析→合成尿素；组分配比为：聚丙烯酰胺，使用浓度１∶１０，加入量０．３％Ｖ／Ｖ；硫酸铝，使用浓度１∶５，加入量１．３％Ｖ／Ｖ；水合肼，使用浓度８０％，加入量０．５％。Ｖ／Ｖ。用其处理碳铵液产品既可作为生产尿素的原料使用，也可作为其它化工原料，此项技术综合利用效果非常明显。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种回收碳铵废液并联产尿素的工艺过程及溶剂的配比。三聚氰胺是制备合成树脂和塑料的重要原料，多采用氨基氰经聚合或由氰尿酰氯经氨化的方法合成。三聚氰胺产物可以湿捕或干捕等方式收集，相对比较，湿捕具有捕集效率高，选择性好，环境影响因素小等特点。最重要的是以湿法捕集产物后的CO2载气中所含杂质量小，对后续的氨水吸收过程污染小、甚至无污染，有利于碳铵液的再生利用。目前德国、日本等国家多采用此工艺生产三聚氰胺。盘锦化肥厂利用自产的合成氨及尿素作为原料生产三聚氰胺，采用了干捕法工艺，在此工艺中生产系统内过量的CO2可利用浓氨水进行吸收，产物为60％左右的碳酸铵溶液。此溶液如无杂质混于其中，既可直接作为化肥使用，也可作为合成尿素或基它产品的原料使用。但由于干捕法工艺存在着干捕器器壁在使用过程中大量产物结壁，造成干捕器散热效率降低，冷却效果变差，致使干捕器出口温度高，使一部分三聚氰胺产物及其它副产物不能被冷却降温、固化后捕集，而随CO2载气一起进入氨水吸收液，产生沉淀造成污染。如此产生的碳铵液既不能作为化肥使用(因三聚氰胺及其副产物属有机胺类毒性物质)，更不能作为合成尿素的原料使用(因其中含有一些有机氮类氧化物，使尿素变成红色)。若想从根本上改造，只有引进湿捕法先进工艺技术，投资大，改造周期长，难以实现。而维持现有生产工艺，每年将有3000吨60％碳铵液被排掉，既浪费了资源又污染了环境，经济效益及社会效益损失大。本专利技术的目的在于提供一种采用混合絮凝分离，同步还原处理等工艺技术将如上所提的碳铵废液加入一定量聚丙烯酰胺絮凝剂，水合肼还原剂，处理成生产尿素的合格原料，并进一步对后续尿素生产中的水平衡，物料平衡重新调整，从而得到合格的尿素产品。本专利技术的目的是通过以下技术措施来实现的它包括回收工艺及组分配比a、该工艺过程为碳铵废液加温→絮凝沉降→同步还原→碳铵解析→合成尿素；b、组分配比为聚丙烯酰胺，使用浓度1∶10，加入0.3％v/v；硫酸铝，使用浓度1∶5，加入量1.3％v/v；水合肼，使用浓度80％，加入量0.5‰v/v。所述絮凝还原温度应控制在50±3℃。本专利技术的优点与积极效果是目前采用国内技术，单独建厂生产三三聚氰胺，因其副产碳铵液无销路，原料尿素，液氨等涨价因素使之面临破产，而与尿素厂生产联建三聚氰胺虽然原料可自给，但因其上述原因也只能微利生产。本研究组开发的碳铵液联尿生产新工艺，不但使三聚氰胺吨成本下降，而且为国内同类型企业生产三聚氰胺副产碳铵液的综合利用，开辟了新的途径。用其处理碳铵液产品既可作为生产尿素的原料使用，也可作为其它化工原料。此项技术综合利用效果非常明显。处理前后碳铵液质量比较 以上分析结果表明，处理后的碳铵液杂质含量显著降低，从而避免了对尿素系统及对尿素产品质量影响。 附图说明如下本专利技术附图为工艺流程方框图。下面将结合附图对本专利技术做进一步详细的描述生产三聚氰胺过程中的副产碳铵液由洗塔排出的浓度约60％，然后进入碳胺液贮罐，在搅拌速度为80—100r/min的情况下，通过盘管加热器将碳胺废液加热至50±3℃，然后把予先配制使用浓度为1∶10的絮凝剂聚丙烯酰胺加入0.3％v/v，把使用浓度为1∶5的硫酸铝加入1.3％v/v，继续搅拌2分钟，然后加入使用浓度80％的水合肼0.5‰v/v，继续搅拌3分钟，停止搅拌，此时在视镜中可观察到已有大颗粒絮凝沉淀产生，并逐渐下沉，静置一段时间可见溶液明显澄清，颜色变淡，达到同步还原。然后进行碳铵结析，将碳胺清液泵至尿素生产工段与合成尿素原料混合一起解析，进入常规的合成尿素工艺。整个絮凝，还原过程中保持温度在50±3℃，在此温度范围内，可达到最佳絮凝，还原效果。碳铵液中沉淀部分主要为三聚氰胺及其副产物(一酰胺、二酰胺、聚胺等)。铁的含量100PPm以上，由于溶液PH约为8，所以铁多以Fe(OH)3胶体形式存在，由于这些胶状物比重小悬浮于溶液中，使整个沉淀体积庞大，沉积速度慢。而且这些悬浮胶状物的存在，可使许多以微小固体颗粒存在的三聚氰胺及其副产物被包夹于其中，构成了无机和有机沉淀的混合体。对于此种复杂沉淀的处理，试验中采用了先加聚丙烯酰胺，后加硫酸铝的混凝技术，获得成功。机理可解释为聚丙烯酰胺为有机高分子絮凝剂，是水溶性的，可分为阳离子型、阴离子型及非离子型三种，在应用时要根据水质情况，处理要求和具体试验加以选择。由于高分子物质具有大量吸附活性基，能强烈的吸附水中杂质粒子，使颗粒互相粘附形成凝絮，也就是利用高分子物质的链状结构起架桥作用。对于水溶性离子型高分子物质还能与带异电荷的胶体粒子中和，从而加速混凝的过程。在本研究体系中，主要是利用了聚丙烯酰胺在微小固体颗粒(三胺及其副产物)间的吸附及架桥作用使小颗粒变成大颗粒。破坏胶体的作用是由硫酸铝承担的。试验已证明，在此体系中只加聚丙烯酰胺，溶液中虽见有大颗粒沉淀生成，但沉降速度极慢，究其原因，可能由于溶液中大量悬浮的胶体并没有被破坏，它们对固体颗粒起着承托作用，难以快速聚沉。硫酸铝作为一种混凝剂对于胶体物质有较强的凝聚能力。胶体是高分散度的体系，它有大的比表面积，从而有强的吸附，性能它可从溶液中吸附某些离子使胶粒表面带电荷。同种胶粒带有同性电荷，彼此间存在静电斥力，粒子间不可能互相靠得太近，更不能结合成大的团粒自行沉降下来。硫酸铝在溶液中一般发生如下两个反应过程一是本身发生水解，形成一种新的带反电荷的胶体(胶粒所带电荷和水中自然胶体的电荷相反)推动凝聚过程；二是水中杂质以中和电荷，吸附和过滤等方式参与凝聚过程，其结果是新胶体和自然胶体共同凝聚和沉降。硫酸铝的水解产物Al(OH)3有较小的溶解度，它以胶体状态从水中析出。一般情况Al(OH)3胶粒带正电荷，而自然胶体多带负电荷。它们之间可发生电性中和作用破坏了胶体的稳定性；同时Al(OH)3胶体又可吸附水中的自然胶体悬浮物，在这种吸附和中和作用下，水中的胶体微粒渐渐凝聚为粗大的絮状物并在重力作用下沉降。在沉降过程中，它好像一个下降的过滤网，把已由聚丙烯酰胺架桥形成的固体大颗粒网住带走，这也就是在混凝过程中为什么先加硫酸铝，后加聚丙烯酰胺不如先加聚丙烯酰胺，后加硫酸铝的聚沉效果好的原因所在。因为先加硫酸铝成网后，马上就要沉降，后加聚丙烯酰胺形成的固体颗粒没有被网住，沉降速度自然就慢。影响凝聚速度因素较多，其中重要的有两点，一、温度，温度直接影响混凝剂的水解速度和形成絮团的速度。当温度较低时，水解速度缓慢，产生的絮团含水量大、沉降速度慢。二、搅拌，水和絮凝剂的混合速度是一个重要因素，它关系到絮凝剂在水中分布的均匀性和颗粒间的碰撞机率。在水中刚加入絮凝剂时，需快速搅拌，这可迅速生成大量的氢氧化物胶体，并扩散至溶液的各个部分，以便及时与水中杂质作用，当凝絮形成和长大时，不应剧烈搅拌，以免打碎“桥”和“网”使凝絮破裂。碳铵液中含有大量的三聚氰胺副产物如一酰胺、二酰胺、聚胺及氰酰胺等。它们本身都带有一点黄色，而且这些胺类化合物易被氧化成为氮氧化合物，后者一般显粉红色。所以当将此碳铵液暴露于空气中时，溶液表面有碳铵结晶析出，由于晶体间的毛细作用，可使溶液中胺类化合物爬至碳铵结晶的表面，遇空气被氧化为红色的有机氮氧化物。如将溶液稀释不使碳铵结晶出现，一般不会本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳铵废液回收联产尿素技术，包括回收工艺及组分配比，其特征在于：ａ、该工艺过程为：碳铵废液加温→絮凝沉降→同步还原→碳铵解析→合成尿素；ｂ、组分配比为：聚丙烯酰胺，使用浓度１∶１０，加入量０．３％ｖ／ｖ；硫酸铝，使用浓度１∶５ ，加入量１．３％ｖ／ｖ；水合肼，使用浓度８０％，加入量０．５‰ｖ／ｖ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：臧树良，郭宁，马成龙，梁春余，蒋湘顺，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]