CN107382889B - 六羟甲基三聚氰胺的循环生产 - Google Patents

Abstract

六羟甲基三聚氰胺的循环生产，包括：在羟化反应釜中加入母液和高浓度甲醛水溶液；搅拌并加热釜内溶液；向反应釜中加入碱，预调节釜内溶液pH值；然后向反应釜中加入三聚氰胺；向反应釜中再次加入碱，调节釜内溶液pH值；将釜内反应溶液升温进行反应；待釜内溶液冷却后将其引入离心机进行离心分离，得到六羟甲基三聚氰胺湿料和母液；将六羟甲基三聚氰胺湿料送到干燥系统进行后续干燥；将母液返回反应釜中；以及重复上述步骤进行循环生产。本发明通过使用高浓度甲醛，使得母液可以被循环用于生产过程，大幅度降低了生产成本并且实现了零污染排放。

Description

六羟甲基三聚氰胺的循环生产

技术领域

本发明涉及六羟甲基三聚氰胺的一种新的环保生产工艺。

背景技术

六羟甲基三聚氰胺在橡胶粘合剂行业中与醇类进行醚化反应可生产橡胶粘合剂A，在增强橡胶与帘线的粘合方面有着广泛的应用。醚化产品还可以应用于卷材涂料、汽车涂料助剂。

目前生产六羟甲基三聚氰胺一般都要采用三聚氰胺与37％甲醛水溶液或者多聚甲醛为原料在碱性条件下进行羟甲基化反应，脱水、干燥后得到产品。这些技术中都存在的问题是含醛废水多、有很大的污染，分离脱水后的母液呈糊状，不利于母液的回收利用。另外，羟甲基个数在5.6个以下，难以达到5.8个以上的羟甲基。此外，离心分离时容易堵塞滤布，不便于清洗，清洗时产生大量的含甲醛洗涤废水，不能有效回收利用或处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种零污染排放的六羟甲基三聚氰胺的循环生产工艺或方法。

根据本发明的六羟甲基三聚氰胺的循环生产工艺，包括：

1)在羟化反应釜中加入水或(循环)母液；

2)再在反应釜中加入甲醛水溶液，并使得甲醛含量保持为10％～25％；

3)搅拌并加热釜内溶液至40～80℃；

4)向反应釜中加入碱，预调节釜内溶液pH值为8.5至9.5之间；

5)然后向反应釜中加入三聚氰胺，使得三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1：6～15；

6)向反应釜中再次加入碱，调节釜内溶液pH值为8.5至10.0之间；

7)将釜内反应溶液温度升至60～85℃，并保温1～4小时；

8)待釜内溶液冷却到40℃以下后将其引入离心机进行离心分离，得到六羟甲基三聚氰胺湿料和(循环)母液；

9)将六羟甲基三聚氰胺湿料送到干燥系统进行后续干燥；

10)将(循环)母液返回反应釜中；以及

重复上述步骤2)至10)进行循环生产，

其中所加入的甲醛水溶液为现场制备且浓度高于55％。

根据本发明的各优选实施例，步骤2)中甲醛含量优选保持为20％左右；步骤3)中的温度优选为50℃～70℃，更优选为60℃左右；步骤3)中的pH值优选为9.0左右；步骤5)中的摩尔比为优选为1：8～10，更优选为1：8.5左右；步骤6)中的pH值优选为9.0左右；步骤7)中，温度优选为80℃左右，并优选保温3小时左右。

根据本发明所制备的高浓度甲醛水溶液浓度优选为58％。

根据本发明的一个实施例，其中反应釜设置在离心机之上，步骤9)中出自离心机的母液被泵送回反应釜中。

根据本发明的优选实施例，高浓度甲醛水溶液的现场制备过程包括：

将甲醇和空气通入蒸发器；

将出自蒸发器的气体和配料蒸汽一起导入过热器；

将出自过热器的气体经过阻火过滤器；

将出自阻火过滤器的气体导入氧化器；

将出自氧化器的甲醛气体导入第一喷淋塔；

将出自第一喷淋塔的甲醛气体导入第二喷淋塔；

将出自第二喷淋塔的甲醛气体导入第三喷淋塔；以及

将出自第三喷淋塔的甲醛尾气导入尾气锅炉，

其中从第三喷淋塔的塔顶导入外来喷淋水，从第二喷淋塔的塔顶导入来自第三喷淋塔的塔底的吸收水，并且从第一喷淋塔的塔顶导入来自第二喷淋塔的塔底的吸收水，

第一喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第一喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，直至达到预定甲醛溶液浓度后将其排出，

第二喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第二喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，并经多次循环后将其泵送入第一喷淋塔的塔顶，

第三喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第三喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，并经多次循环后将其排放入第二喷淋塔的塔顶。

根据本发明的一个优选实施例，其中利用尾气锅炉所产生的热来制备配料蒸汽。

根据本发明的生产工艺，尤其是高浓度甲醛的现场制备以及使用，使得母液可以被循环用于生产过程，大幅度降低了生产成本并且实现了零污染排放。

附图说明

图1为根据本发明的六羟甲基三聚氰胺的生产工艺流程示意图；以及

图2为根据本发明的高浓度甲醛水溶液的现场制备工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明。

如图1所示，本发明的六羟甲基三聚氰胺的生产工艺总体包括在羟化反应釜中加入甲醛、三聚氰胺、碱进行反应，离心和干燥后得到产品并进行包装。离心及干燥过程中所产生的废气通向废气处理塔进行后续处理。离心分离出的母液在整个过程中被循环用作生产原料，具体循环生产工艺如下：

1)在羟化反应釜中加入水或(循环)母液；

2)再在反应釜中加入甲醛水溶液，并使得甲醛含量保持为10％～25％，优选为15％～20％；

3)搅拌并加热釜内溶液至40～80℃，优选为50℃～70℃，更优选为60℃左右：在该温度范围既不会使甲醛过度挥发，又能快速溶解三聚氰胺；

4)向反应釜中加入碱例如氢氧化钠溶液，预调节釜内溶液pH值为8.5至9.5之间，优选为9.0左右：预调节pH值非常关键，其可以在后续步骤中准确控制反应化学计量比和反应进度，另外pH值选择在9.0左右可以很好地适配后续加入三聚氰胺时pH值的下降，使得二次调节时的碱加入量非常微小从而便于调控；

5)然后向反应釜中加入三聚氰胺，使得三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1：6～15，优选为1：8～10，更优选为1：8.5左右；

6)向反应釜中再次加入碱(氢氧化钠溶液)，调节釜内溶液pH值为8.5至10.0之间，优选为9.0左右：二次调节与预调节的pH值保持基本一致；

7)将釜内反应溶液温度升至60～85℃例如80℃，并保温1～4小时例如3小时左右；

8)待釜内溶液冷却到40℃以下后将其引入离心机进行离心分离，得到六羟甲基三聚氰胺湿料和(循环)母液：反应釜可以设置在离心机之上，从而使反应产物依靠重力自动流入离心机进行分离，分离后的母液可以被泵送回反应釜中；

9)将六羟甲基三聚氰胺湿料送到干燥系统进行后续干燥(并包装)；

10)将(循环)母液(泵送)返回反应釜中；以及

重复上述步骤2)至10)进行循环生产。

根据本发明，在上述循环生产过程中，所加入的甲醛水溶液为现场制备且浓度高于55％，优选为56％至60％，更优选为58％。现场制备通过全自动生产线进行，制得的高浓度甲醛就地补充参与上述循环生产过程。高浓度甲醛的使用使得在体积高达10立方米的反应釜中，上述循环生产工艺过程中的各物料化学计量比依然可以稳定地维持在预定范围，实现了充分利用母液来工业化循环生产六羟甲基三聚氰胺的可能。

图2示出了根据本发明的高浓度甲醛的制备示意图。如图2所示，本发明的高浓度甲醛现场制备工艺包括：

将甲醇从计量槽中通过计量泵送入高位槽，再自高位槽流入蒸发器；

另外，空气经过空气过滤器后通过罗茨风机再经水洗塔后也通入蒸发器，蒸发器温度设定在60℃至70℃之间；

一方面，从蒸发器出来的气体通入过热器，另一方面，配料蒸汽经过蒸汽过滤器后也通入过热器，过热器温度设定在110℃至120温度之间；

从过热器出来的混合气体经过阻火过滤器后进入氧化器进行银催化反应而生成甲醛气体；

将出自氧化器的甲醛气体导入第一喷淋塔；

将出自第一喷淋塔的甲醛气体导入第二喷淋塔；

将出自第二喷淋塔的甲醛气体导入第三喷淋塔；以及

将出自第三喷淋塔的甲醛尾气导入尾气锅炉。

从第三喷淋塔的塔顶导入外来喷淋水，喷淋水使用从软水池泵送的软水，从第二喷淋塔的塔顶导入来自第三喷淋塔的塔底的吸收水，并且从第一喷淋塔的塔顶导入来自第二喷淋塔的塔底的吸收水。

第二喷淋塔直接设置在第三喷淋塔之下，使得第三喷淋塔的塔底的吸收水可以依靠重力自动流入第二喷淋塔的塔顶。这种布置紧凑且能够节省水泵。

第一喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第一喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，直至检测达到预定甲醛溶液浓度后被导出至甲醛计量槽，成为本发明所使用的高浓度甲醛溶液。

第二喷淋塔的塔底的吸收水被泵送至第二喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，直至若干循环例如三次后将其泵送入第一喷淋塔的塔顶。

第三喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第三喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，直至若干循环例如三次后将其排放入第二喷淋塔的塔顶。

各个喷淋塔中除安装循环泵之外，还设置有板式换热器来降低甲醛气体温度并回收利用热量。

图2还示出了利用尾气锅炉所产生的热，通过气包和蒸汽分配器来提供配料蒸汽。

本发明通过三级吸收塔逐级吸收甲醛气体，逐级提高甲醛浓度，从而能够提供高达60％的甲醛溶液，突破了一般甲醛溶液的浓度上限，使得本发明的六羟甲基三聚氰胺的循环生产得以工业化实现，从而大幅度降低了生产成本并实现了零污染排放。

本领域技术人员应当理解，上述描述只是为了更好地理解本发明，并非用于对本发明作出任何限制。

Claims (4)

1.一种六羟甲基三聚氰胺的循环生产工艺，包括：

1)在羟化反应釜中加入水或母液；

2)再在反应釜中加入甲醛水溶液，并使得甲醛含量保持为10％～25％；

3)搅拌并加热釜内溶液至40～80℃；

4)向反应釜中加入碱，预调节釜内溶液pH值为8.5至9.5之间；

5)然后向反应釜中加入三聚氰胺，使得三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1：6～15；

6)向反应釜中再次加入碱，调节釜内溶液pH值为8.5至10.0之间，并与预调节的pH值保持基本一致；

7)将釜内反应溶液温度升至60～85℃，并保温1～4小时；

8)待釜内溶液冷却到40℃以下后将其引入离心机进行离心分离，得到六羟甲基三聚氰胺湿料和母液；

9)将六羟甲基三聚氰胺湿料送到干燥系统进行后续干燥；

10)将母液返回反应釜中；以及

重复上述步骤2)至10)进行循环生产，

其中所加入的甲醛水溶液为现场制备且浓度为56％至60％。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其中反应釜设置在离心机之上，步骤8)中出自离心机的母液被泵送回反应釜中。

3.根据权利要求1所述的生产工艺，其中甲醛水溶液的现场制备过程包括：

将甲醇和空气通入蒸发器；

将出自蒸发器的气体和配料蒸汽一起导入过热器；

将出自过热器的气体经过阻火过滤器；

将出自阻火过滤器的气体导入氧化器；

将出自氧化器的甲醛气体导入第一喷淋塔；

将出自第一喷淋塔的甲醛气体导入第二喷淋塔；

将出自第二喷淋塔的甲醛气体导入第三喷淋塔；以及

将出自第三喷淋塔的甲醛尾气导入尾气锅炉，

其中从第三喷淋塔的塔顶导入外来喷淋水，从第二喷淋塔的塔顶导入来自第三喷淋塔的塔底的吸收水，并且从第一喷淋塔的塔顶导入来自第二喷淋塔的塔底的吸收水，

第一喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第一喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，直至达到预定甲醛溶液浓度后将其排出，

第二喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第二喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，并经多次循环后将其泵送入第一喷淋塔的塔顶，

第三喷淋塔的塔底的吸收水被循环泵送至第三喷淋塔的塔顶作为循环喷淋水使用，并经多次循环后将其排放入第二喷淋塔的塔顶。

4.根据权利要求3所述的生产工艺，其中利用尾气锅炉所产生的热来制备配料蒸汽。