專利名稱：一步法生產三聚氰胺的節能工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，尤其涉及三聚氰胺的節能生產工藝方法。
背景技術：
目前，三聚氰胺的生產工藝有常壓一步法和常壓兩步法，及低壓一步法和 高壓一步法。與本發明有關的是常壓一步法和低壓一步法。
常壓一步法的主要生產工藝方法是，以鹽熔加熱爐做熱源，以尿素為原料， 液體尿素在流化床反應器內催化劑作用下吸熱反應生成三聚氰胺、氨和二氧化 碳混合氣體，混合氣體經冷卻、過濾、結晶、分離后得到成品三聚氰胺；分離 后的氨和二氧化碳混合氣體經液尿冷卻塔冷卻洗滌、柱狀旋風器分離后一部分 再做為結晶器的循環冷氣， 一部分經壓縮機壓縮后再進入原流化床反應器做為 循環氣使用。例如圖1所示的傳統常壓一步法生產工藝是一種典型的生產例。 根據圖1詳細描述傳統常壓一步法的生產過程。
如圖l所示步驟如下
1、 固體尿素在熔尿槽熔化成約135。C的液尿(或者從尿素系統引過來的液 尿)大部分進入液尿冷卻洗滌塔內循環，少部分送入流化床反應器進行反應，
在約110 150kPa壓力和約385 395。C溫度下，在催化劑作用下，在循環工藝氣 流化狀態下，液尿分解反應成三聚氰胺(氣態)、氨和二氧化碳，以上三種混合 氣體從流化床反應器上部出來后(溫度約385°C)進入導生冷卻器進行換熱，(由 導生換熱器將熱量經軟水換熱器傳給軟水帶出)，冷卻后的約320。C的混合氣經 熱氣過濾器過濾后進入結晶器，與從柱狀旋風過來的約14(TC的冷氣快速接觸降 溫到210。C左右，三聚氰胺析出，氣固混合氣經旋風分離器分離后得到成品三聚 氰胺。
2、 約210。C左右的氨和二氧化碳的混合氣經冷氣風機后進入液尿冷卻洗滌塔，與由液尿泵循環而來的液尿進行換熱洗滌，液尿冷卻洗滌塔內的熱暈一部 分經液尿冷卻器傳給空氣冷卻器帶出排空， 一部分由水冷換熱器傳給空氣冷卻 器帶出排空。被降溫約14(TC的氨和氧化碳混合氣經柱狀旋風分離器分離后一 部分做為循環冷氣送入結晶器，另一部分氨和二氧化碳混合尾氣送入循環壓縮 機。
3、 循環壓縮機出來的壓力約110 150kPa，溫度約15(TC的氨和二氧化碳混 合氣分成兩支， 一支為多余尾氣經吸收塔生產碳化氨水(或者將碳化氨水送到 尿素系統生產液尿)；另一支混合氣做為循環工藝氣。經過熔鹽預熱器吸收來自 熔鹽爐由熔鹽泵循環過來的40(TC熔鹽提供的熱量后，升溫到約37(TC從底部進 入流化床反應器。
4、 燃料在熔鹽加熱爐內燃燒后將熱量傳給低效的熔鹽，溫度約40(TC的熔 鹽用熔鹽泵循環，通過管道打入流化床反應器的換熱管放出熱量。
低壓 -步法的生產工藝方法同上，只是系統壓力比常壓高， 一般在表壓 300-1000kPa之間。
上述傳統一步法的不足是
1. 采用熔鹽加熱系統熱效率低，熱量損失大，燃料消耗高，余熱不能被系 統回收利用，造成熱量大量浪費；另外，熔鹽需要靠動力循環，能耗高。
2. 液尿冷卻洗滌塔為不銹鋼材質，投資大，占用生產空間人，電力等運行 費用很高；并且液尿在長時間強制循環過程中，不但會造成大量動力消耗，還 會產生部分縮二脲，這部分縮二脲在反應過程中不會轉化成三胺，增加了尿素 的消耗；
3. 冷氣風機在總氣路上循環，循環氣量大、進口溫度高，使風機造價大、 動力消耗高。

發明內容
為克服傳統常、低壓一步法三聚氰胺工藝的上述不足，本發明對傳統的常、 低壓一歩法進行綜合改進，發明出一種一步法生產三聚氰胺的節能工藝方法。這種方法即能實現常壓又能實現低壓一步法生產。
本發明技術方案是以超導液加熱爐或熱管加熱爐為熱源，以尿素為原料， 液體尿素在流化床反應器內催化劑作用下吸熱反應生成三聚氰胺、氨和二氧化 碳混合氣體，經熱管換熱器冷卻，過濾器過濾，結晶器結晶，旋風分離器分離， 制得成品三聚氰胺。具體步驟如下
第步三聚氰胺的制作，具體如下 (1 )將固體尿素在熔尿槽熔化成液尿或者直接從尿素系統引來液尿送入流 化床反應器，在硅膠的催化作用下進行常壓或低壓反應；
上述流化床反應器由超導液加熱爐或熱管加熱爐供熱，要求爐子的供熱溫 度在400-45(TC范圍內；
(2)在系統中充入氨氣作為初始循環工作氣，在氨氣作用下，液尿在流化
床反應器中分解反應生成氣態三聚氰胺、氨和二氧化碳高溫混合氣體，高溫混 合氣體經熱管換熱器冷卻，再經過濾、結晶、分離得到成品固體三聚氰胺，剩
余的氣體為氨氣和二氧化碳混合氣體；
第二步氨氣和二氧化碳混合氣體的循環使用，具體如下 (1 )經分離出的氨和二氧化碳的混合氣進入干式冷卻器與循環壓縮機出來 的循環丄作冷氣換熱降溫，循環工作冷氣升溫后再通過熱管換熱器換熱升溫后 作為循環工作氣為流化床反應器提供流化動力，實現冷熱氣體的熱量互換，達
到余熱回收利用；在干式冷卻器中降溫的氨氣和二氧化碳的混合氣體一支經冷
氣風機給結晶器提供冷氣，另一支經電除塵器進一步凈化，將尾氣中夾帶的微 細粉塵回收后利用，凈化后的氨和二氧化碳的混合尾氣進入循環壓縮機為生產 三聚氰胺提供動力，或者進入合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨
裝置為其提供原料梗用；
(2)經循環壓縮機出來的氨和二氧化碳混合氣分成兩支， 一支為多余尾氣 進入吸收塔生產碳化氨水，碳化氨水作為產品使用或作為原料送到尿素系統生 產液尿；另一支混合氣做為循環工作氣重新進入干式冷卻器，與旋風分離器分離出的氨和二氧化碳的混合氣熱量互相交換回收利用，再經熱管換熱器進一步 吸收從流化床反應器出來的高溫余熱后升溫，從底部進入流化床反應器循環利 用。
本發明的循環工作氣即可以由循環壓縮機，也可以單由合成氨純堿裝置或 合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置的合成氨工段提供純氨氣工作氣。 本發明的積極效果是
1、 采用超導液加熱爐或熱管加熱爐為熱源，比鹽熔加熱爐熱效率高，能源 消耗少；這種加熱爐傳熱介質靠高效相變重力自循環，沒有動力消耗，節約了 鹽熔泵投資和運行費用，提高了熱效率減少了熱量損失。
2、 由于采用了熱管換熱器，實現了流化床進出的冷熱氣體熱量互換，達到 余熱回收利用
3、 本發明用干式冷卻器代替傳統工藝中造價很高的液尿冷卻洗滌塔，減少 了投資，并對余氣進行冷卻，投資運行費用低，熱量被系統充分回收利用，沒 有液尿循環過程，避免了大量動力消耗和部分縮二脲的產生，降低了尿素的消 耗。
4、 本發明的節能工藝即可以單獨生產三聚氰胺，也可以與合成氨純堿裝置
或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置裝置進行聯產，還可以與尿素系統進行聯 產，實現資源的高效綜合循環利用，徹底達到節能降本的目的。
5、 本發明的的節能工藝可以在傳統的兩歩法工藝基礎上直接改造而成，減
少大量投資，實現連續化和自動化生產，克服兩步法生產工藝熱效率低、熱量 損失大、能耗高和產品質量不穩定的缺陷。
6、 本發明的節能工藝同傳統一步法相比，燃料消耗可降低40%，電力消耗 可降低30%。
7、 本發明的冷氣風機在支路上循環，循環氣量少，進口溫度低，減少風機 造價，降低了動力消耗。


圖1是傳統的常壓一歩法生產工藝流程圖。
圖2是本發明一步法節能生產方法的工藝流程圖，圖中同時示出了由循環 壓縮機和由合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置提供流化動力 的情況。
具體實施例方式
參照附圖，對本發明的具體實施進一步說明，在敘述過程中分別按流化床 流化工作氣來源進行分類敘述。
具體操作步驟再詳細描述如下-
實施例一，流化床流化工作氣是由循環壓縮機提供的氨和二氧化碳混合氣。 第一步三聚氰胺的制作
(1) 將固體尿素在熔尿槽熔化成約135"C的液尿或者從尿素系統引過來的
液尿送入流化床反應器在硅膠的催化作用下進行常壓或低壓反應，反應表壓力
在20-1000Kpa范圍內選擇、溫度控制在380 398°C范圍內；
上述流化床反應器由超導液加熱爐供熱，要求爐子的供熱溫度控制在 400-450'C范圍內；
(2) 在系統中充入氨氣作為初始循環工作氣，在氨氣作用下，液尿在流化 床反應器中分解反應生成氣態三聚氰胺、氨和—氧化碳高溫混合氣體，38(TC左 右的混合氣體進入熱管換熱器與進入流化床前的循環工作冷氣換熱降溫至320 "C左右，再經熱氣過濾器過濾后進入結晶器，與從冷氣風機過來的冷氣快速接 觸使混合氣體降溫到21(TC左右，析出三聚氰胺固體物，經旋風分離器分離后得 到成品固體三聚氰胺，剩余的氨氣和二氧化碳作為循環工作氣循環使用。
第二歩氨氣和二氧化碳的循環使用 (1)經旋風分離器分離出的氨和二氧化碳的混合氣(大約21(TC左右)進 入干式冷卻器與循環壓縮機過來的循環工作冷氣換熱降溫至14(TC左右，循環工 作冷氣升溫后再通過熱管換熱器換熱升溫(大約37(TC左右)作為循環工作氣為 流化床反應器提供流化動力，實現冷熱循環氣的熱量互換，達到余熱回收利用；在干式冷卻器中降溫的氨氣和二氧化碳的140°C左右混合氣體一支經冷氣風機 給結晶器提供冷氣，另一支經電除塵器進一步凈化，將尾氣中夾帶的微細粉塵 回收，凈化后的氨和二氧化碳的混合尾氣進入循環壓縮機為生產三聚氰胺提供 動力；
(2)經循環壓縮機出來的氨和—氧化碳混合氣分成兩支， 一支為多余尾氣 進入吸收塔生產碳化氨水，碳化氨水作為產品使用或送到尿素系統生產液尿； 另一支混合氣做為循環工作氣，重新進入經干式冷卻器，與旋風分離器分離出 的氨和二氧化碳的混合氣熱量互相交換，使余熱回收利用，再經熱管換熱器進 一步吸收從流化床反應器出來的高溫余熱后升溫至37(TC左右，從底部進入流化 床反應器循環利用。
實施例二，流化床流化工作氣是由合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合 成氨硝銨裝置的合成氨工段提供的純氨氣工作氣。
實施例二和實施例一工藝路線基本相同，不同處在于 一是在三聚氰胺制 作時，由合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置的合成氨工段提 供的純氨氣作為工作氣，表壓力約為100-300Kpa; 二是凈化后的氨和二氧化碳 的混合尾氣進入合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置為其提供 原料循環使用。
權利要求
1、一種一步法生產三聚氰胺的節能工藝，其特征在于，步驟如下第一步三聚氰胺的制作，具體如下(1)將固體尿素在熔尿槽熔化成液尿或者直接從尿素系統引來液尿送入流化床反應器，在硅膠的催化作用下進行常壓或低壓反應；上述流化床反應器由超導液加熱爐或熱管加熱爐供熱，要求爐子的供熱溫度在400-450℃范圍內；(2)在系統中充入氨氣作為初始循環工作氣，在氨氣作用下，液尿在流化床反應器中分解反應生成氣態三聚氰胺、氨和二氧化碳高溫混合氣體，高溫混合氣體經熱管換熱器冷卻，再經過濾、結晶、分離得到成品固體三聚氰胺，剩余的氣體為氨氣和二氧化碳混合氣體；第二步氨氣和二氧化碳混合氣體的循環使用，具體如下(1)經分離出的氨和二氧化碳的混合氣進入干式冷卻器與循環壓縮機出來的循環工作冷氣換熱降溫，循環工作冷氣升溫后再通過熱管換熱器換熱升溫后作為循環工作氣為流化床反應器提供流化動力，達到余熱回收利用；在干式冷卻器中降溫的氨氣和二氧化碳的混合氣體一支經冷氣風機給結晶器提供冷氣，另一支經電除塵器進一步凈化，將尾氣中夾帶的微細粉塵回收后利用，凈化后的氨和二氧化碳的混合尾氣進入循環壓縮機為生產三聚氰胺提供動力，或者進入合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置為其提供原料使用；(2)經循環壓縮機出來的氨和二氧化碳混合氣分成兩支，一支為多余尾氣進入吸收塔生產碳化氨水，碳化氨水作為產品使用或作為原料送到尿素系統生產液尿；另一支混合氣做為循環工作氣重新進入干式冷卻器，與旋風分離器分離出的氨和二氧化碳的混合氣熱量互相交換回收利用，再經熱管換熱器進一步吸收從流化床反應器出來的高溫余熱后升溫，從底部進入流化床反應器循環利用。
2、 如權利要求1所述的一歩法生產三聚氰胺的節能工藝，其特征在于，所述的循環工作氣由合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置的合成氨工段提供。
全文摘要
本發明公開了一種一步法生產三聚氰胺的節能工藝，它主要是用超導液加熱爐或熱管加熱爐為流化床反應器供熱，生產出來的氣態三聚氰胺、氨和二氧化碳高溫混合氣體經熱管換熱器冷卻，再經過濾、結晶、分離得到成品固體三聚氰胺，剩余的氨氣和二氧化碳混合氣體經凈化處理后為系統提供工作氣循環使用，也可以進入合成氨純堿裝置或合成氨碳銨裝置或合成氨硝銨裝置為其提供原料使用。本發明的節能工藝同傳統一步法相比，燃料消耗可降低40％，電力消耗可降低30％。
文檔編號C07D251/60GK101671311SQ20091001782
公開日2010年3月17日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者徐建華, 鄭小川 申請人:徐建華