[发明专利]低压生产三聚氰胺的设备及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种三聚氰胺的生产工艺，具体涉及的是低压生产三聚氰胺的工艺，本发明还涉及低压生产三聚氰胺的设备。

背景技术

三聚氰胺的生产流程通常都包含有聚合反应、淬冷分离和尾气处理等三个主要工序。

聚合反应：以尿素为原料，在一定温度、压力下转化为三聚氰胺，同时放出NH₃和CO₂。

淬冷分离：分为液相淬冷法和气相淬冷法。液相淬冷法通常用水或含有三聚氰胺的水溶液淬冷反应产物，使三聚氰胺完全溶解于水溶液中，或部分溶解部分结晶析出；气相淬冷法通常用含有NH₃和CO₂的混合气体淬冷反应产物，使三聚氰胺从气相中结晶出来。

尾气处理：副产的氨和二氧化碳与产品分离后，液相淬冷工艺通常采用冷凝吸收的方式制成甲铵溶液送出装置，或回收部分氨循环使用；气相淬冷工艺一般是抽出一部分用水吸收成甲铵溶液或直接送出装置，其余部分在系统内循环。

常见的三聚氰胺的低压液相淬冷法的问题在于：工艺流程长，操作复杂；设备多，体积相对较大，部分设备对材质要求高，投资较大；产品净化需耗用蒸汽，能耗较高；尾气压力低且含有大量水分等，不易直接利用；过滤器滤渣难于处理，存在环保隐患。

低压气相淬冷法的问题在于：淬冷气体需用熔融尿素洗涤，夹带的尿素雾沫易在工艺管道内结垢从而堵塞系统，影响长周期运行；反应气体因夹带有副产物和催化剂，容易堵塞换热器；需配备能承受较高温度、大功率的压缩机组；尾气因压力低，处理较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、产品质量优、生产效率高、能耗低、无污染的低压生产三聚氰胺的工艺。

实现本发明的技术方案如下：低压生产三聚氰胺的设备，主要由顺次连接的反应器、过滤器、淬冷器、分离装置和中间产品槽构成，所述分离器上还顺次连接有尾气风机、预热器、氨吸收塔；所述氨吸收塔的顶部通过压缩机和预热器与反应器相连接，所述氨吸收塔顶部与氨压缩机、氨冷器、氨储槽和升压泵顺次连接形成循环结构。

进一步，所述氨吸收塔的顶部与淬冷器相连接或所述升压泵与淬冷器相连接。

更进一步地，所述氨吸收塔底部与循环泵和冷却器顺次连接形成循环结构。

作为一种优选，所述分离装置为旋风分离器或过滤器。

低压生产三聚氰胺的工艺，主要由以下步骤构成：

（1）熔融尿素经雾化后进入反应器，以气氨作为反应载气，在反应器内温度为380℃～410℃、压力为0.1MPa～1.4MPa的条件下反应生成三聚氰胺、二氧化碳、氨和三聚氰胺的脱氨产物；

（2）反应完成后，结晶脱氨产物并过滤，过滤后的气体通过淬冷剂冷却、分离后制成成品；

（3）上述分离后剩余的气体用水吸收后形成甲铵溶液和混合气体；

（4）上述混合气体在-30℃～30℃的条件下精馏形成氨气，所述氨气返回步骤（1）作反应载气或∕和返回步骤（2）作淬冷剂。

进一步，上述混合气体的精馏是通过低温气氨降低混合气体温度的方法实现。

作为一种优选，上述步骤（2）中脱氨产物的结晶温度为340℃～380℃。

为了更好的结晶出三聚氰胺晶体，上述步骤（2）中冷却温度为100℃～200℃。

为了节约成本，上述步骤（2）中过滤的产物,用热氨气吹送返回反应器。

作为最优的实施方式，所述淬冷剂为氨。

本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明使用气氨作为反应载气，比使用氨和二氧化碳的混合气作为载气，降低了气体循环量，节约了载气压缩机能耗，同时也降低了提供给反应器的热量；

2、本发明采用氨作为淬冷气后，避免了现有技术中采用混合气体作淬冷气需先在尿洗塔用熔融尿素洗涤降温，可能带出尿素液滴，引起管道、设备的结壁和堵塞的问题，可显著延长连续装置运行时间；

3、本发明使用氨作为淬冷气，可大幅度降低冷气量，节约冷气风机能耗；

4、本发明因反应器内的氨分压较高，故可减少脱氨产物的生成，提高产品纯度；

5、本发明反应气体所带出的副产物经分离后在系统内循环使用，从而使本发明达到降低能耗，增大装置生产能力的目的；

6、本发明采用低温气氨降低混合气体温度的方法对混合气体进行精馏，可极大的减少能耗，节约成本；

7、本发明的反应气体均回收利用，无其他废物排出，整个工艺安全无污染；