CN101792447A - 气相法乌洛托品制备工艺及装置 - Google Patents

气相法乌洛托品制备工艺及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及乌洛托品的生产领域，尤其是气相法乌洛托品制备工艺及装置，是把甲醛经转化后生成的甲醛气体，直接通入氨化反应器与过量氨气在乌洛托品的母液中反应，利用甲醛气的潜热和反应生成热，在真空状态下，将甲醛转化气带入的水和反应生成水蒸发，生成含有乌洛托品晶体的浓缩液，然后浓缩液经离心脱水、干燥即可制得固体粉状的乌洛托品，过量氨通过解析塔回收后返回氨化反应器。本发明在乌洛托品反应器内反应、浓缩同时进行；高效节能、生产连续化、反应时间短、产品质量好；系统热能得到了充分的综合利用，回收完全，符合国家节能减排要求。

Description

气相法乌洛托品制备工艺及装置
技术领域
本发明涉及乌洛托品的生产领域，尤其是气相法乌洛托品制备工艺及装置。
背景技术
乌洛托品是用作树脂和塑料的固化剂、橡胶的硫化促进剂(促进剂H)、纺织品的防缩剂，并用于制杀菌剂、炸药等。药用时，内服后遇酸性尿分解产生甲醛而起杀菌作用，用于轻度尿路感染；外用于治癣、止汗、治腋臭。与烧碱和苯酚钠混合，用于防毒面具作光气吸收剂。乌洛托品还是一种常用的缓蚀剂，用于减缓金属材料的腐蚀。
我国乌洛托品工业化生产始于1956年，随着乌洛托品需求量的增加将刺激乌洛托品生产工艺的改进。就现状来看，乌洛托品的生产工艺主要有液相法和气相法两种，液相法是利用37％甲醛水溶液与氨气进行反应，生成的乌洛托品溶液再进过蒸发进一步脱水，最后经离心、干燥得到成品。由于液相法是在甲醛溶液中反应，生产出的乌洛托品溶液浓度较低，浓缩时间较长，生产能力比气相法低，而且液相法会经常出现间歇，各批产品的纯度、结晶粒度不均匀。液相法乌洛托品反应转化率不高，在浓缩过程中会排放出含有甲醛、氨等有毒有害的气体，对环境污染比较严重，液相法生产乌洛托品会产生大量的废水，而且该工艺蒸发、浓缩、干燥过程中消耗一定量的蒸汽，能耗高，间歇性生产使得产量低。
气相法是甲醛气和氨气在母液密封的状态下反应，然后经浓缩槽精制，并经离心机分离脱水后，送入干燥机烘干，包装成品。然而其成品纯度低，且氨的损失较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种气相法乌洛托品制备工艺及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：气相法乌洛托品制备具有如下工艺步骤
a、甲醛氧化生成的甲醛转化气与氨气混合后在碱性母液中反应和浓缩，反应生成乌洛托品晶体的浓缩液；
b、浓缩液进行结晶；反应后残余的惰性气体排出；反应后的水和甲醇以及多余的氨气被回收，然后经冷却，可凝性气体冷凝后回收在利用，不可凝性气体进行除氨后焚烧处理，产生的蒸汽供系统中使用；
c、结晶后的乌洛托品进行离心脱水，脱水后含水分3％～5％的乌洛托品进行干燥；结晶后上部的溶液经过滤、冷却后返回碱性母液中循环；
d、干燥后乌洛托品含量大于99.3％且水份小于0.5％的出料。
进一步，甲醛气与氨气是按照摩尔比为3∶2的比例进行混合，氨过量，使反应向着生成乌洛托品的方向进行。
气相法乌洛托品制备装置，具有氨化反应器，氨化反应器的下端物料出口处连接有结晶受槽，结晶受槽上连接有离心机，离心机上连接有干燥系统，干燥系统上端连接有回收洗涤塔，氨化反应器的上端连接有氨吸收塔，氨吸收塔的上端连接有冷凝器，冷凝器的下部连接有缓冲槽，缓冲槽的上端连接有尾气吸收塔，氨化反应器的上部连接有解析塔，解析塔的下部连接在氨吸收塔、冷凝器和缓冲槽的下端。
所述的干燥系统为四台旋风分离器组成，节省时间，提高效率。
解析塔为填料塔，解析塔自下而上依次包括塔底段、提留段、转换段、精馏段和塔顶换热段，提留段和精馏段内部采用填料吸收，塔顶换热段内设置有换热器，提高氨的回收率。
氨化反应器包括本体和冷水夹套，氨化反应器上开设有夹套水进口和出口、夹套水循环进口和出口、内部盘管冷却水进口和出口、内部盘管物料冷却换热进口和出口、系统回收氨入口、原料气氨入口、原料甲醛气入口、反应过量氨气出口、循环母液入口与物料出口，通过上述的开口与其他装置循环连接。
其中氨化反应器、气体冷凝器、缓冲槽、氨吸收塔和回收洗涤塔均在负压下进行操作。
本发明的有益效果是，本发明的气相法乌洛托品制备工艺及装置，反应与浓缩同时进行，高效节能、生产连续化、反应时间短、产品质量好。系统热能得到了充分的综合利用，回收完全，符合国家节能减排要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的结构简图；
图3是本发明的部件氨化反应器的结构简图；
图4是本发明的部件解析塔的结构简图。
图中1、氨化反应器，2、结晶受槽，3、离心机，4、干燥系统，5、回收洗涤塔，6、氨吸收塔，7、冷凝器，8、缓冲槽，9、尾气吸收塔，10、解析塔，101、塔底段，102、提留段、103、转换段，104、精馏段，105、塔顶换热段。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2、图3、图4所示气相法乌洛托品制备装置，具有氨化反应器1，氨化反应器1的下端物料出口处连接有结晶受槽2，结晶受槽2上连接有离心机3，离心机3上连接有干燥系统4，干燥系统4上端连接有回收洗涤塔5，氨化反应器1的上端连接有氨吸收塔5，氨吸收塔5的上端连接有冷凝器7，冷凝器7的下部连接有缓冲槽8，缓冲槽8的上端连接有尾气吸收塔9，氨化反应器1的上部连接有解析塔10，解析塔10的下部连接在氨吸收塔5、冷凝器7和缓冲槽8的下端。
氨化反应器1包括本体和冷水夹套，氨化反应器1上开设有夹套水进口和出口、夹套水循环进口和出口、内部盘管冷却水进口和出口、内部盘管物料冷却换热进口和出口、系统回收氨入口、原料气氨入口、原料甲醛气入口、反应过量氨气出口、循环母液入口与物料出口，通过上述的开口与其他装置循环连接。
首先甲醛气由甲醛工段经转化后温度为150℃进入氨化反应器1，甲醛气温度不宜过低，特别是管线过长时甲醛气会冷凝聚集。液氨在氨化反应器1前端的氨蒸发器中加热蒸发，产生的氨气经过过滤后，通过调节阀与控制管路的调节控制一定的压力和流量后进入氨化反应器1。甲醛气与氨气在氨化反应器1的碱性母液中发生反应和浓缩，利用甲醛气的潜热和反应生成热，在真空状态下，将甲醛转化气带入的水合反应生成的水蒸发，生成含有乌洛托品晶体的浓缩液，由于乌洛托品有可逆和分解反应，故而要使得氨过量，保持反应液呈碱性，控制PH值在碱性区间，反应温度以控制能蒸发水份为基点，一般不超过80℃，越低越好，尽量减少副反应及分解反应的生成。同时反应过程中产生大量蒸汽，充分利用了甲醛工段转化器的分布潜热和显热，节约了大量的能源。
反应生成的乌洛托品浓缩液的浓度控制在15％～30％，然后浓缩液放入连接在氨化反应器1出料口处的母液液封槽内，母液液封槽为常压设备，然后通过中转泵将浓缩液打入结晶受槽2，主要是将生成的乌洛托品进行固液相沉淀分离，沉淀分离后的乌洛托品结晶沉在下端，母液液封槽上端的母液溢流至母液循环槽经过过滤返回氨化反应器1内继续使用。结晶受槽2内的固相乌洛托品的贮存量不宜过多，为了保护设备不被损坏，一般控制在1/3～2/5槽即送入离心机3进行离心脱水，故而设置两台结晶受槽2，两台结晶受槽2进行交换接料，让沉淀的乌洛托品有足够的养晶时间。
乌洛托品在离心机3离心脱水后，含水份3％～5％的乌洛托品被送入干燥系统4进行干燥，利用气流干燥或是振动流化床干燥成含量为99.3％以上的乌洛托品后即可出料，成品经称量、包装后入库。干燥过程中产生的微量乌洛托品粉尘经回收洗涤塔5吸收，而空气由引风机抽出排空。
氨化反应器1内反应后残余的惰性气体、水和甲醇以及多余的氨气通过水循环式真空泵吸出，其中含有的水、氨和部分甲醇被氨吸收塔5吸收，然后进入冷凝器7，将系统内可凝性气体全部吸收、冷凝，被吸收冷凝的淡氨水送往解析塔10进行脱氨处理，氨气等不凝气体经过缓冲槽8后由水环真空泵抽出，抽出的尾气进入尾气吸收塔9进行除氨后送入尾气处理器进行焚烧，其中产生的蒸汽供系统中使用。解析塔10为填料塔，塔顶根据控制的温度及氨和水的分压可以得到一定浓度的氨水。
系统所有回收的氨水除了反应系统补加液位外，全部通过解析塔10进行处理，一方面可以获得氨气，另一方面可以达到环保的要求。回收的氨主要以气态形式循环返回反应系统，也可以以氨水形式出售。通过NH3解析塔10处理后的残液，含氨量大约在0.01％以下，部分返回乌洛托品单元，用作系统软水的补充来源或洗涤用水，多余部分进入工厂循环水系统作为防止结垢的配加剂和补充水，必要时要进一步处理。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种气相法乌洛托品制备工艺，其特征在于：具有如下工艺步骤
a、甲醛氧化生成的甲醛转化气与氨气混合后在碱性母液中反应和浓缩，反应生成乌洛托品晶体的浓缩液；
b、浓缩液进行结晶；反应后残余的惰性气体排出；反应后的水和甲醇以及多余的氨气被回收，然后经冷却，可凝性气体冷凝后回收在利用，不可凝性气体进行除氨后焚烧处理，产生的蒸汽供系统中使用；
c、结晶后的乌洛托品进行离心脱水，脱水后含水分3％～5％的乌洛托品进行干燥；结晶后上部的溶液经过滤、冷却后返回碱性母液中循环；
d、干燥后乌洛托品含量大于99.3％且水份小于0.5％的出料。
2.根据权利要求1所述的气相法乌洛托品制备工艺，其特征在于：所述的甲醛气与氨气是按照摩尔比为3∶2的比例进行混合。
3.一种实现权利要求1的装置，其特征在于：具有氨化反应器(1)，氨化反应器(1)的下端物料出口处连接有结晶受槽(2)，结晶受槽(2)上连接有离心机(3)，离心机(3)上连接有干燥系统(4)，干燥系统(4)的上端连接有回收洗涤塔(5)，氨化反应器(1)的上端连接有氨吸收塔(6)，氨吸收塔(6)的上端连接有冷凝器(7)，冷凝器(7)的上部连接有缓冲槽(8)，缓冲槽(8)的上端连接有尾气吸收塔(9)，氨化反应器(1)的上部连接有解析塔(10)，解析塔(10)的下部连接在氨吸收塔(6)、冷凝器(7)和缓冲槽(8)的下端。
4.根据权利要求3所述的气相法乌洛托品制备装置，其特征在于：所述的干燥系统(4)为四台旋风分离器组成。
5.根据权利要求3所述的气相法乌洛托品制备装置，其特征在于：所述的解析塔(10)为填料塔，解析塔(10)自下而上依次包括塔底段(101)、提留段(102)、转换段(103)、精馏段(104)和塔顶换热段(105)，提留段(102)和精馏段(104)内部采用填料吸收，塔顶换热段(105)内设置有换热器。
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