CN101979385A - 一种三聚氰胺与硝酸、硝铵的联产的方法 - Google Patents
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Abstract
一种三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，包括三聚氰胺生产工艺：三聚氰胺生产过程产生的尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。采用本发明具有以下优点：(1)每吨三聚氰胺装置的投资比常压循环法尿素联产工艺降低35%左右；(2)每吨三聚氰胺的电耗降低650度以上；(3)用三胺尾气的混合氨代替纯氨作硝酸，既不用新建三胺尾气处理装置，又大大地降低了硝酸的原料成本；用5万吨/年三聚氰胺装置的尾气可制得18.75万吨硝酸。
Description
技术领域
本发明属于三聚氰胺制备技术领域，具体涉及一种三聚氰胺与硝酸、硝铵的联产的方法。
背景技术
以尿素为原料的三聚氰胺反应过程副生大量的氨和二氧化碳气体，即尾气，1吨三聚氰胺副产2吨以上的尾气，尾气中氨和二氧化碳的质量约各占50%，而氨既是各种氮肥的原料、同时又是硝酸的原料，所以三聚氰铵与尿素联产从资源配置来说是最适合的，但因三聚氰胺生产过程及装置压力不同，尾气的压力和组成也不同，从尾气压力等级考虑，三聚氰胺尾气最适合作联碱、硝酸、硝铵。
欧技的高压法是用水来淬冷捕集高温工艺气体中的三聚氰胺，所以尾气中含有一定量的水，高压法三聚氰胺生产过程的尾气压力约2.4MPa，尾气中的水碳比（H2O和C2O分子比）约1.6，可直接进入尿素装置的中压吸收工段；但由于三聚氰胺的溶解度很小，所以需要大量的母液循环，导致吨三聚氰胺的蒸汽消耗约12吨左右；又由于很多设备是在高温、高压的环境下运行，腐蚀严重，对设备材质要求很高，所以投资大、维修费用高。
DSM低压法三聚氰胺生产过程的尾气是在0.7MPa压力下变成甲铵液，甲铵液中的水碳比（H2O和C2O分子比）约3.0，必须经过中压解析提浓后才能进入尿素装置，三聚氰胺也是用水淬冷捕集，所以吨三聚氰胺的蒸汽消耗达20吨，能耗高于高压法，但投资比高压法少。
德国BASF公司的常压循环法及我国的各种改良循环法，由于用气体淬冷的方法捕集三聚氰胺，所以吨三聚氰胺的蒸汽消耗很低；但由于气体循环量大、压力低，所以催化剂效率低、电耗高、设备体积大、单套装置能力小；由于考虑固体三聚氰胺连续出料时工艺气体不泄漏，装置基本为常压，尾气也为常压；常压循环法三聚氰胺的尾气与尿素装置的联产专利有CN1657527A，该方法是常压的尾气先经压缩机升压（0.15~0.2MPa），然后低压吸收成碳化氨水，碳化氨水再经中压解析，中解析塔出来的解析气并入尿素装置的中压吸收塔，低压吸收、中压解析的过程消耗大量的蒸汽和循环冷却水，解析过程吨三聚氰胺的尾气的蒸汽消耗为7~8吨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合能耗较低、投资较少的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产方法。
为实现上述目的，采用的技术方案如下：
本发明的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，包括三聚氰胺生产工艺，三聚氰胺生产过程产生的尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
所述三聚氰胺生产工艺是指整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法工艺或固相淬冷循环法工艺。
所述三聚氰胺生产工艺是指三聚氰胺反应器的压力为0.3~0.6MPa的三聚氰胺加压气相淬冷工艺或三聚氰胺反应器的压力为0.1~0.2MPa的三聚氰胺常压气相淬冷工艺。
三聚氰胺生产过程的尾气压缩至0.8~1.0MPa后，直接送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制硝酸。
整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法生产三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法的具体工艺为：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（3）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分两部分，一部分经预热器加热后作为流化床反应器的载气；另一部分作为尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
步骤（7）中从气液旋风分离器出来的气体分三部分，一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，第三部分用于制备硝酸铵。
整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的固相淬冷循环法生产三聚氰胺与与硝酸、硝铵联产的方法的具体工艺为：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与冷的固体三聚氰胺混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（4）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分三部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分去固相淬冷结晶器作为冷却床载气，第三部分作为尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
三聚氰胺载气压缩机的出口压力由常压法的0.1~0.16MPa（表压）提高到0.4~0.5MPa（表压）或更高，于是装置的整体压力相应提高，使载气压缩机的电耗降低50%以上，催化剂的效率提高一倍以上，更适于装置的大型法；另外，由于三聚氰胺装置的压力提高，输送出的尾气无需再压缩就可直接送入常压法、全中压法、双加压法工艺的硝酸装置的氧化炉，制硝酸；或加压后送入全高压法硝酸装置。
采用本发明具有以下优点：1、每吨三聚氰胺装置的投资比常压循环法尿素联产工艺降低35%左右；2、每吨三聚氰胺的电耗降低650度以上；3、用三胺尾气的混合氨代替纯氨作硝酸，既不用新建三胺尾气处理装置，又大大地降低了硝酸的原料成本；用5万吨/年三聚氰胺装置的尾气可制得18.75万吨硝酸。
附图说明
图1为气相淬冷三聚氰胺与硝酸联产方法的工艺流程图。
图2为气相淬冷三聚氰胺与硝酸联产方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法生产三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法的具体工艺为（如图1）：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（3）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分两部分，一部分经预热器加热后作为流化床反应器的载气；另一部分作为尾气，将尾气压缩至0.8~1.0MPa后，直接送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制硝酸。
实施例2
重复实施例1的工艺方法，不同的是所述三聚氰胺生产工艺是指三聚氰胺反应器的压力为0.3~0.6MPa的三聚氰胺加压气相淬冷工艺，输送出的尾气无需再压缩就可直接送入全中压法工艺的硝酸装置的氧化炉。
步骤（7）中从气液旋风分离器出来的气体分三部分，一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，第三部分用于制备硝酸铵。
实施例3
整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的固相淬冷循环法生产三聚氰胺与与硝酸、硝铵联产的方法的具体工艺为（如图2所示）：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与冷的固体三聚氰胺混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（4）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分三部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分去固相淬冷结晶器作为冷却床载气，第三部分作为尾气制得硝酸。所述三聚氰胺生产工艺是指三聚氰胺反应器的压力为0.1~0.2MPa的三聚氰胺常压气相淬冷工艺，输送出的尾气无需再压缩直接送入常压法法硝酸装置。
本发明实施例中三聚氰胺的生产及硝酸生产过程中的其它生产工艺均采用现有技术中生产三聚氰胺的工艺及生产硝酸的工艺。
Claims (7)
1.一种三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，包括三聚氰胺生产工艺，其特征在于：三聚氰胺生产过程产生的尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
2.根据权利要求1所述的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：所述三聚氰胺生产工艺是指整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法工艺或固相淬冷循环法工艺。
3.根据权利要求2所述的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：所述三聚氰胺生产工艺是指三聚氰胺反应器的压力为0.3~0.6MPa的三聚氰胺加压气相淬冷工艺或三聚氰胺反应器的压力为0.1~0.2MPa的三聚氰胺常压气相淬冷工艺。
4.根据权利要求3所述的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：三聚氰胺生产过程的尾气压缩至0.8~1.0MPa后，直接送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制硝酸。
5.根据权利要求4所述的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（3）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分两部分，一部分经预热器加热后作为流化床反应器的载气；另一部分作为尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
6.根据权利要求4所述的三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：步骤（7）中从气液旋风分离器出来的气体分三部分，一部分去气相淬冷结晶器作气相淬冷法的冷气；另一部分进入载气循环压缩机升压，第三部分用于制备硝酸铵。
7.根据权利要求2所述的一种三聚氰胺与硝酸、硝铵联产的方法，其特征在于：从流化床反应器出来的热工艺气体，（1）先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；（2）再经热气过滤器过滤，将催化剂细粉和高凝点副产物过滤下来；（3）将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气与冷的固体三聚氰胺混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；（4）用旋风分离器将气体中的固体三聚氰胺分离下来，分离下来的固体三聚氰胺经具有密封气体功能的压力螺旋输送机送出；（5）旋风分离器上部出来的工艺气体进入液尿洗涤塔，洗涤降温；（6）液尿洗涤塔出来的气体经高效气液旋风分离器分离，液尿返回液尿贮罐；（7）从气液旋风分离器出来的气体进入载气循环压缩机升压，载气循环压缩机出来的气体分三部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分去固相淬冷结晶器作为冷却床载气，第三部分作为尾气直接送入常压法、中压法或双加压法硝酸装置的氧化炉；或经压缩后送入全高压法硝酸装置的氧化炉，制得硝酸。
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