本发明专利技术涉及一种用于制备三聚氰胺的非催化工艺，所述工艺包括：ａ）使熔融尿素在反应区段中在４．５至１５ＭＰａ的压力下进行反应，从而生成含有熔融三聚氰胺和反应尾气的反应混合物；ｂ）在４．５至１５ＭＰａ的压力下，在蒸发区段中蒸发所述反应混合物中的熔融三聚氰胺，从而得到含有蒸发的三聚氰胺和反应尾气的气态混合物；ｃ）将得自步骤ｂ）的气态混合物通过与氨基甲酸铵的水溶液接触来淬火；ｄ）分离三聚氰胺；本发明专利技术还涉及一种用于制备尿素和三聚氰胺的组合工艺，其中根据上述方法制备三聚氰胺，其中，浓缩的氨基甲酸铵水溶液中的至少一部分转移到尿素工厂作为至少一部分原料，利用所述浓缩的氨基甲酸盐水溶液制备尿素，并且由所述制备步骤得到的尿素以熔融形式供应到反应步骤ａ）中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于制备三聚氰胺的非催化工艺。根据另一实施方式，本专利技术涉 及一种用于制造三聚氰胺和尿素的组合工艺。
技术介绍
已知三聚氰胺可由尿素在升高温度下根据如下反应方程式而制成6H2N-C0-NH2 — C3N3 (NH2) 3+6NH3+3C02该反应是强吸热反应。热量需求为每摩尔三聚氰胺649kJ，这包括将尿素由 135°C (尿素的熔点)加热到反应温度的热量。用户需要非常高纯度的三聚氰胺；99. 8%和99. 9%是产品规格中常见的纯度。出 于这个原因，其生产工艺通常包含涉及大量装置的复杂纯化区段。利用尿素作为原料存在两种基本类型的三聚氰胺生产工艺，即催化低压工艺和不 使用催化剂的高压工艺。在前者工艺中，反应器压力为约IMPa或更低，在后者工艺中，反应 器压力通常高于 8MPa (U1 lmann' sEncyclopedia of Industrial Chemistry，第 5 版，Vol. A 16，p.174-179)。在典型的低压工艺中，使用流化床反应器，其中采用气态氨或者采用氨与二氧化 碳的混合物对催化剂进行流化。三聚氰胺从反应器中以气态生成。低压工艺中更低的腐蚀 性被认为是与高压工艺相比的优点之一。在典型的高压工艺中，反应在液相中进行。在这种情况下，反应器中充满了在一定 程度上与熔融原料(即尿素)混合的熔融三聚氰胺和中间反应产物。而且，混合物中还存 在由氨和二氧化碳以及少量气态三聚氰胺组成的气泡。所需要的大量反应热通常由反应器 内部的加热单元生成，其中，热量通过电流或例如循环的热盐熔体生成。较小的装置尺寸被认为是高压工艺相对于低压工艺的优点之一。反应在液相中进 行显然需要较小空间。此外，处理气体的工艺装置由于高压而保持中等尺寸。另一个优点 是所得产物气体(氨和二氧化碳混合物)具有高压。这种气体通常被用于制备尿素，其由 于被加压，因而更适于该目的。Montedison工艺是典型的高压三聚氰胺生产工艺(Ullmann' sEncyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，Vol. A 16，p. 177)。象其它三聚氰胺工艺中一样，将尿素熔 体和热氨引入反应器中。反应条件是7MPa和370°C。三聚氰胺熔体和产物气体的混合物 由反应器出来被导入淬火器(quencher)，还向该淬火器中引入氨水和二氧化碳。淬火器的 温度为160°C，其压力为2. 5MPa。反应尾气由该淬火器出来用于进一步的用途，例如用于生 产尿素或肥料。三聚氰胺由所得水性浆液通过非常多阶段的进一步处理来回收，所述进一 步处理包括去除氨和二氧化碳，将三聚氰胺溶解在大量碱性水中，用活性炭除色，结晶，过 滤，干燥，包装。Montedison工艺具有明显的缺陷由于由反应器得到的不纯产物需要彻底的纯 化处理，因而工艺阶段数非常高。在 Nissan 高压工艺(Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第5版，Vol. A 16，p. 178)中，其至少在尾气方面相对于Montedison工艺具有益处，这由以下 证实。而且，在Nissan工艺中，尿素熔体和热氨被加入反应器中。温度和压力为400°C和 lOMPa。在反应器的上部区段中，分离三聚氰胺熔体和气体。将气体导入洗涤塔中，在该洗涤 塔中，用尿素熔体洗涤该气体。气体中存在的三聚氰胺溶解在尿素熔体中。同时，将气体冷 却至约200°C。由此得到的产物气体处于IOMPa的压力下并且为无水态，这在进一步应用方 面可以是相当大的益处。通过洗涤塔供应被用作原料的尿素熔体。其中，加热原料并从中 除水。三聚氰胺熔体被溶解在氨水溶液中。该溶液被保持在氨压(ammoniacal pressure), 180°C下一段时间，据称在该期间消除杂质。此后跟着采用众多装置进行进一步处理，这包 括过滤和结晶。美国专利4，565，867描述了一种用于制造三聚氰胺的非催化高压工艺，其中，装 置的数量与上述Montedison工艺和Nissan工艺相比非常少。在反应阶段后，与Nissan工 艺类似将尾气从熔融三聚氰胺中分离出来，并将三聚氰胺熔体导入淬火单元中，在淬火单 元中，通过例如液氨或水对其进行快速冷却。得到的结晶三聚氰胺经由淬火单元的底部去 除，并被干燥。没有实际的纯化阶段。但是，产物的纯度仅为96-99.5%，这不符合三聚氰胺 的大多数应用通常所需要的产品规格。先前已经提出通过蒸发对产物进行纯化。早期三聚氰胺制备专利之一(GB专利 800 722)包括这样的实例，其中，对于每1千克三聚氰胺产品将9kg的氨加入在400°C的温 度下和4-8MPa的压力下操作的反应器中。在该案例中，氨的用量非常高，结果所有生产出 的三聚氰胺被蒸发成气相。氨对三聚氰胺蒸发的促进作用基于氨会降低三聚氰胺在气相中 的分压这个事实。GB专利800722中所述方法的缺陷在于，不得不从大量气体中去除三聚氰 胺。此外，在大量氨被回收到反应器中再次使用之前，必须从中分离二氧化碳。因此，该方 法由于用气量大以及相关的分离操作因而并不经济。为了克服这个问题，Nissan已经研究了一个可以采用较少量氨进行的方法，如美 国专利3，484，440中所描述的，在该案例中，三聚氰胺的含量是尾气中的几倍高。当将压力 和温度适当地选定在所建议的界限内时，所有三聚氰胺可被促进蒸发成气相。然而，在蒸 发之前，允许三聚氰胺以液态熔融形式保留在蒸发器中最少一小时，从而将反应中形成的 杂质转化成三聚氰胺。由蒸发器将三聚氰胺导入分离器中，在其中，三聚氰胺被水冷却并结 晶。唯一的实例公开了三聚氰胺的纯度为99. 2%，这在纯度方面仍不具备竞争力。为了克服美国专利3，484，440方法的纯度问题，已经在W095/01345中提出了一种 类似的方法。尽管这种方法也利用所生成的三聚氰胺的蒸发，但是由尿素的热解作用得到 的反应产物首先在态气分离器中进行分离，该反应产物如上所述包含液态三聚氰胺和基本 上由二氧化碳、氨和痕量三聚氰胺组成的尾气。只有在分离了气态副产物之后，由此得到的 液态三聚氰胺熔体才首次通过将氨加入蒸发器来蒸发，并且将所得包含氨和三聚氰胺的气 体混合物加入淬火器中，从而使三聚氰胺结晶。由此得到非常纯的纯度为99. 9%的产物。 根据W095/01345的教导，为了获得高纯度三聚氰胺在蒸发熔融三聚氰胺之前必须从反应 混合物中去除二氧化碳。根据WO 00/71525，W095/01345中描述的方法仍存在问题，尽管在蒸发前从三聚 氰胺熔体中去除了 CO2，但是含氧化合物，特别是ammelide、ammeline和异氰酸铵，仍未被 去除，并且这些化合物仍会产生二氧化碳。由此生成的二氧化碳将在淬火区段与氨反应，从而生成碳酸铵。当然，在淬火器中，在经济上优选回收所有气流。但这会累积CO2,从而导 致由于氨基甲酸氨形成而造成的过滤器和氨冷凝器结垢。作为这个问题的解决方案，因此 W000/41525建议在蒸发步骤之前不仅从熔融三聚氰胺中蒸发反应器尾气还通过在汽提器 中添加氨对熔融三聚氰胺进行汽提，从而得到纯化的三聚氰胺熔体。结果，W095/01345以及W000/71525认为在蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备三聚氰胺的非催化方法，所述方法包括： ａ）使熔融尿素在反应区段中在４．５至１５ＭＰａ的压力下进行反应，从而生成含有熔融三聚氰胺和反应尾气的反应混合物； ｂ）在４．５至１５ＭＰａ的压力下，在蒸发区段中蒸发所述反应混合物中的熔融三聚氰胺，从而得到含有蒸发的三聚氰胺和反应尾气的气态混合物； ｃ）将得自步骤ｂ）的气态混合物通过与氨基甲酸铵的水溶液接触来淬火； ｄ）分离三聚氰胺。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：特杰伊谢恩特祖，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。