CN102093299A

CN102093299A - 一种三聚氰胺与尿素的联产方法

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Publication number: CN102093299A
Application number: CN2009102273996A
Authority: CN
Inventors: 丁泽华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15

Abstract

一种三聚氰胺与尿素联产方法，包括三聚氰胺生产工艺，三聚氰胺生产过程产生的尾气压缩后一次吸收成水碳比较低的高浓度甲铵液并入尿素装置。采用本发明，三聚氰胺分离部分的运行压力由常压法的0～0.02MPa(表压)提高到0.1～0.4MPa或更高，于是装置的整体压力相应提高，使载气压缩机和尾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。

Description

一种三聚氰胺与尿素的联产方法

技术领域

本发明属于三聚氰胺与尿素的联产领域，尤其适合整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的循环法工艺和水溶液全循环法、全循环改良C法、氨气提法、二氧化碳气提法等各种尿素工艺。

技术背景

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，而氨和二氧化碳气体又是尿素生产的原料，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的不同，尾气的压力和组成也不同，导致三聚氰胺与尿素联产总的能耗差别很大。

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

本发明的目的是提供一种综合能耗较低、投资较少的三聚氰胺与尿素联产方法。

为了达到上述目的采用以下方案：包括三聚氰胺生产工艺，三聚氰胺生产过程产生的尾气压缩后一次吸收成水碳比较低的高浓度甲铵液并入尿素装置。

所述三聚氰胺生产工艺为整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法或固相淬冷循环法工艺。

所述尿素装置为水溶液循环法装置或者氨气提法装置或者二氧化碳气提法尿素装置及各种尿素改良工艺装置。

从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用气相淬冷法与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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两级或三级压力螺旋送出；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；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；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二部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1MPa以上。

从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用固相淬冷法与冷的固体三聚氰胺在结晶床混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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冷却流化床冷却后，一部分经两级或三级压力螺旋送出，另一部分送入结晶床与含气态三聚氰胺的热工艺气混合；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；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；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，第三部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1MPa以上。

所述三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1～0.4MPa。

用吸收三聚氰胺尾气的反应热来预热进入合成塔的高压液氨。

采用本发明，三聚氰胺分离部分的运行压力由常压法的0～0.02MPa(表压)提高到0.1～0.4MPa或更高，于是装置的整体压力相应提高，使载气压缩机和尾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。与常压循环法尿素联产工艺相比，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；每吨三聚氰胺的电耗降低450度以上；每吨三聚氰胺的蒸汽消耗降低7～8吨，三聚氰胺装置的自产蒸汽除满足自身消耗外部分富余，每吨三聚氰胺可供尿素装置1.5吨左右的0.1MPa低压蒸汽；三聚氰胺尾气并入尿素装置后，以3万吨/年三聚氰胺与30万吨/年尿素装置联产为例，尿素装置能力增加14.5％，每吨尿素的蒸汽消耗增加不到50kg，电耗稍有降低。

附图说明

图1为气相淬冷三聚氰胺与尿素联产方法

图2为固相淬冷三聚氰胺与尿素联产方法

具体实施方式

实施例1

一种三聚氰胺与尿素的联产方法，包括三聚氰胺生产工艺，三聚氰胺生产过程产生的尾气压缩后一次吸收成水碳比较低的高浓度甲铵液并入尿素装置。所述三聚氰胺生产工艺为整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法或固相淬冷循环法工艺。所述尿素装置为水溶液循环法装置或者氨气提法装置或者二氧化碳气提法尿素装置及各种尿素改良工艺装置。尾气压缩机出来的压力1.7MPa以上的气体直接并入尿素装置的中压吸收工段，制成高浓度的甲铵溶液，经高压甲铵泵送入尿素合成塔或高压圈设备制得尿素。尾气压缩机出来的压力1.7MPa以上(优选2.0MPa)的气体用尿素装置的中压段甲铵液来吸收，使甲铵液的氨碳比降低，在同等吸收压力下通过提高操作温度可制成水碳(二氧化碳)分子比更低的高浓度甲铵溶液，经高压甲铵泵送入尿素合成塔或高压圈设备制得尿素。对于没有中压吸收段的CO₂气提法尿素装置，用尿素装置的低压段甲铵液在0.5～3.0Mpa(吸收压力跟三聚氰胺装置与尿素装置的能力配比有关)压力下吸收三聚氰胺尾气。从尾气吸收塔出来的100℃左右的冷却水去高压液氨预热器加热进入合成塔的高压液氨，从高压液氨预热器出来的90℃左右的冷却水去三胺尾气吸收塔循环。

实施例2

如图1所示，从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用气相淬冷法与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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多级(一般为两级或三级)压力螺旋送出；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；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，然后进入反应器进行反应；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二部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1～0.4MPa，用吸收三聚氰胺尾气的反应热来预热进入合成塔的高压液氨。其他同实施例1。

实施例3

如图2所示，从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用固相淬冷法与冷的固体三聚氰胺在结晶床混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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冷却流化床冷却后，一部分经两级或三级压力螺旋送出，另一部分送入结晶床与含气态三聚氰胺的热工艺气混合；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；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；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，第三部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1～0.4MPa，用吸收三聚氰胺尾气的反应热来预热进入合成塔的高压液氨。其他同实施例1。

实施例4

三聚氰胺尾气与CO₂气提法尿素装置联产后，将尿素合成塔的塔板换成高效塔板，每30万吨/年的尿素装置在原来的水碳比、氨碳比的条件下可配套3万吨以上的三聚氰胺装置，三聚氰胺尾气压缩到2.0MPa下吸收，吸收液(甲铵液)的水碳比(H₂O和CO₂分子比)控制在1.5～1.6之间，就可保证尿素系统的水平衡，并使进入合成塔的水碳比在0.4以下；因为产量增加每吨尿素的电耗稍有降低，联产后的尿素装置每吨尿素仅增加220kg0.1MPa的低压蒸汽消耗，吨三聚氰胺尾气处理能耗远低于常压吸收中压解析和氨碳分离等工艺。其他同实施例1。

Claims

1.一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，包括三聚氰胺生产工艺，其特征是：三聚氰胺生产过程产生的尾气压缩后一次吸收成水碳比较低的高浓度甲铵液送入入尿素装置的高压段。

2.根据权利要求1所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：所述尿素装置为水溶液循环法装置或者氨气提法装置或者二氧化碳气提法尿素装置。

3.根据权利要求1所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：所述三聚氰胺生产工艺为整个三聚氰胺结晶、分离过程无水介入的以尿素为原料的气相淬冷循环法或固相淬冷循环法工艺。

4.根据权利要求3所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用气相淬冷法与循环冷气体混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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两级或三级压力螺旋送出；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；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；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二部分，一部分经熔盐预热器加热后作为流化床反应器的载气，第二部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1MPa以上。

5.根据权利要求3所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：从流化床反应器出来的热工艺气体，先经热气冷却器降温，使高凝点副产物结晶；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；将热气过滤器过滤出来的含气态三聚氰胺的热工艺气采用固相淬冷法与冷的固体三聚氰胺在结晶床混合，使热工艺气中的气态三聚氰胺结晶出来；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冷却流化床冷却后，一部分经两级或三级压力螺旋送出，另一部分送入结晶床与含气态三聚氰胺的热工艺气混合；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；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；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，第三部分进入尾气压缩机，压缩后一次吸收成满足尿素装置要求的高浓度甲铵液；尿素装置的液尿直接送入三聚氰胺装置的液尿洗涤塔，作为三聚氰胺生产的原料；采用多级压力螺旋出料，三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1MPa以上。

6.根据权利要求6或7所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：所述三聚氰胺分离部分的运行压力为0.1～0.4Mpa(表压)。

7.根据权利要求6或7所述的一种用于三聚氰胺与尿素联产的方法，其特征是：用吸收三聚氰胺尾气的反应热来预热进入合成塔的高压液氨。