CN102897796A - 高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法 - Google Patents
高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，将大氮肥装置中的二氧化碳气体减压后与经吸收冷凝的三聚氰胺尾气在主碳化塔内进行反应，然后经稠厚器处理、离心分离和包装后得到碳酸氢铵产品，碳化后的稀母液及离心后的废液进入循环利用。本发明采用高纯度的二氧化碳气体，使得实际参与反应的有效二氧化碳浓度增加，对于同等规模的碳化设备，生产能力显著提升；碳酸氢铵生产的稀母液循环利用，以实现清洁生产；因二氧化碳气体纯度较高，所含的杂质明显减少，有利于产品质量的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸氢铵的生产方法，特别涉及一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法。
背景技术
目前，如何经济地处理三聚氰胺尾气是困扰三聚氰胺生产厂家的一大难题，特别是低压气相法生产三聚氰胺的尾气处理更是令众多产家头痛不已。在低压气相法生产三聚氰胺的方法中，生产一吨三聚氰胺产品的同时还会副产约2.05吨的尾气；尾气成分主要以二氧化碳和氨为主，两者的比例约为1∶1(wt％)，如何更好地回收利用尾气，已成为能否提供三聚氰胺产品综合竞争力的重要因素。
已知三聚氰胺尾气处理方法有多种，应用较普遍的尾气处理方法主要有联产尿素方法、氨碳分离方法、联产碳酸氢铵方法、联碱方法及联产硝基肥料方法等，其中联产碳酸氢铵方法具有投资低、方法易于掌握及对三聚氰胺系统影响较小等优势。
传统的碳酸氢铵生产方法主要是作为合成氨生产脱碳的一个工序，碳酸氢铵的生产原料为氨水和含有约30％(V)二氧化碳的合成气。有些企业采用三聚氰胺尾气与合成气相结合，能够实现联产碳酸氢铵；而有些企业利用煅烧石灰石得到约35％(V)的低浓度二氧化碳来联产碳酸氢铵。
上述两种三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的方法，其二氧化碳纯度低且含有一定量的杂质，存在如下问题：
1)联产系统中含有相当部分的惰性气体，导致动力消耗增加；
2)有效气体含量低，设备处理能力受到一定制约；
3)进入碳化工段的气体量大但有效气体量低，反应慢且气体鼓泡过于剧烈，不利于生产较大结晶的碳酸氢铵产品；
4)气体纯度低，不可避免地含有一定量的杂质，产品质量也受到一定影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，该方法利用大氮肥装置中的高纯度二氧化碳气体与三聚氰胺尾气相结合联产碳酸氢铵，使得碳酸氢铵生产中的稀母液循环利用，以实现碳酸氢铵的清洁生产。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，所述方法包括以下步骤：
1)将大氮肥装置中的二氧化碳气体通过减压装置减压到0.4-0.7MPa后，进入二氧化碳气体缓冲罐；
2)将三聚氰胺尾气经预碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水，并引入主碳化塔待用；
3)将步骤1)所得的二氧化碳气体从底部送入主碳化塔，在主碳化塔内与步骤2)所得的碳化氨水进行反应产生碳酸氢铵结晶；当主碳化塔中的碳化度达到140-160％时，将主碳化塔底部的结晶液压入稠厚器进行处理，经离心分离、包装后得到碳酸氢铵产品，碳化后的稀母液及离心后的废液进入循环利用。
作为优选方案，其中所述步骤1)二氧化碳气体的压力为2.0-3.2MPa，纯度为70-98％(V)。
作为优选方案，其中所述步骤2)碳化氨水按质量分数计含有14-18％NH3及18-22％CO2。
作为优选方案，其中所述步骤3)主碳化塔的反应条件为：顶部压力0.2-0.4MPa，底部压力0.3-0.5MPa；顶部温度60-70℃，底部温度40-50℃，中部温度50-60℃。
作为优选方案，其中所述步骤3)碳酸氢铵产品的纯度按质量分数计为97％以上。
作为优选方案，其中所述步骤3)循环利用具体为：将从塔底排出的废液及离心后的稀母液由储液槽泵入清洗回收塔后进行喷淋、吸收操作。
作为优选方案，其中所述步骤3)的喷淋具体为：补充新鲜水到清洗回收塔，对来自主碳化塔及预碳化塔顶部的尾气进行喷淋处理。
作为优选方案，其中所述步骤3)的吸收具体为：采用喷淋后清洗回收塔的底部稀塔化液吸收预碳化塔中的三聚氰胺尾气得到所述碳化氨水。
本发明具有的有益效果如下：
1)采用较高纯度的二氧化碳气体，使得实际参与反应的有效二氧化碳浓度增加，对于同等规模的碳化设备，生产能力显著提升；
2)碳酸氢铵生产的稀母液及废液循环利用，以实现清洁生产；
3)因二氧化碳气体纯度较高，所含的杂质明显减少，有利于产品质量的提高；
4)因二氧化碳气体纯度较高，反应较快，可适当缩短反应时间，较少气体鼓泡对碳酸氢铵结晶颗粒的不良碰撞，使得结晶粒度较大，添加剂的使用量减少，且有利于离心分离；同时较大颗粒的比表面积有所减小，产品中的水含量有所降低。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步描述。
一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
1)将大氮肥装置中的二氧化碳气体(压力3.0MPa，纯度为96％(V))通过减压装置减压到0.6MPa后，进入二氧化碳气体缓冲罐(设置缓冲罐的作用是为了保持气流的平稳，不会产生气流脉冲现象)；
2)将三聚氰胺尾气经预碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水(含NH314-18％，CO218-22％)，并引入主碳化塔顶部待用；
3)将步骤1)所得的二氧化碳气体从底部送入主碳化塔，在主碳化塔(其中主碳化塔的顶部压力为0.2-0.4MPa，底部压力为0.3-0.5MPa；顶部温度为60-70℃，底部温度为40-50℃，中部温度为50-60℃)内与步骤2)所得的碳化氨水进行反应产生碳酸氢铵结晶，随着反应的进行，碳酸氢铵结晶越来越多；当主碳化塔中的碳化度达到150％时，将主碳化塔底部的晶体液靠主塔顶的压力压入稠厚器进行处理，经离心分离后，用自动包装机包装(50kg塑编袋)，得到所述碳酸氢铵产品(纯度达到97％以上)，其各项指标满足GB3559-2001农业用碳酸氢铵的优等品质量指标要求，碳化后的稀母液及离心后的废液进入循环利用；
4)将步骤3)所得从塔底排出的稀母液及离心后的废液由储液槽送入清洗回收塔后，补充新鲜水到清洗回收塔，然后对来自主碳化塔及预碳化塔顶部的尾气进行喷淋处理，并采用清洗回收塔的底部稀塔化液吸收预碳化塔中的三聚氰胺尾气，以得到上述碳化氨水。
上述高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法中，碳酸氢铵生产装置采用一个主碳化塔，并与三聚氰胺装置的两个尾气吸收塔串联，把原三聚氰胺的第一吸收塔作为碳酸氢铵装置的预碳化塔，把三聚氰胺的第二吸收塔作为清洗回收塔，使得碳酸氢铵装置与三聚氰胺尾气吸收装置结合，实现碳酸氢铵生产中稀母液的循环利用，循环利用碳酸氢铵生产中的稀母液，使得以实现碳酸氢铵装置清洁生产的目的。
本实施例仅是个例，目的旨在表述利用高纯度的二氧化碳气体作为原料的三聚氰胺联产碳酸氢铵的清洁生产方法，只要是利用高纯度二氧化碳(体积分数为70％-98％)实现三聚氰胺联产碳酸氢铵，且稀母液在本发明所述的清洁回收塔进行循环利用的等效修饰或变化，均同理皆应属于本发明专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将大氮肥装置中的二氧化碳气体通过减压装置减压到0.4-0.7MPa后，进入二氧化碳气体缓冲罐；
2)将三聚氰胺尾气经预碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水，并引入主碳化塔待用；
3)将步骤1)所得的二氧化碳气体从底部送入主碳化塔，在主碳化塔内与步骤2)所得的碳化氨水进行反应产生碳酸氢铵结晶；当主碳化塔中的碳化度达到140-160％时，将主碳化塔底部的结晶液压入稠厚器进行处理，经离心分离、包装后得到碳酸氢铵产品，碳化后的稀母液及离心后的废液进入循环利用。
2.如权利要求1所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤1)二氧化碳气体的压力为2.0-3.2MPa，纯度为70-98％(V)。
3.如权利要求1所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤2)碳化氨水按质量分数计含有14-18％NH3及18-22％CO2。
4.如权利要求1所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)主碳化塔的反应条件为：顶部压力0.2-0.4MPa，底部压力0.3-0.5MPa；顶部温度60-70℃，底部温度40-50℃，中部温度50-60℃。
5.如权利要求1所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)碳酸氢铵产品的纯度按质量分数计为97％以上。
6.如权利要求1所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)循环利用具体为：将从塔底排出的稀母液及离心后的废液由储液槽泵入清洗回收塔后进行喷淋、吸收操作。
7.如权利要求6所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)的喷淋具体为：补充新鲜水到清洗回收塔，对来自主碳化塔及预碳化塔顶部的尾气进行喷淋处理。
8.如权利要求6所述的高纯度二氧化碳结合三聚氰胺尾气联产碳酸氢铵的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)的吸收具体为：采用喷淋后清洗回收塔的底部稀塔化液吸收预碳化塔中的三聚氰胺尾气得到所述碳化氨水。
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