CN113663606A - 一种单氰胺二聚反应器及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氰胺生产技术领域，具体涉及一种单氰胺二聚反应器及其工艺，包括以下步骤：S1.将流化气通入反应器中，同时打开换热装置；S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度；S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入单氰胺气体；S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺胺。本申请中，换热装置提高了流化聚合区的温度均衡性，通过单独和或分组控制提高了反应器内温度的可控范围和效率。

Description

一种单氰胺二聚反应器及其工艺
技术领域
本发明涉及氰胺生产技术领域，具体涉及一种单氰胺二聚反应器及其工艺。
背景技术
单氰胺气体在催化作用下经过二聚反应生成双氰胺聚合气，单氰胺气体进入聚合反应器时必须瞬间到达二聚反应温度，当单氰胺二聚反应时瞬间产生大量的反应热，二聚反应后聚合气进入下一工序。
双氰胺生产过程中，现有的聚合反应过程为液相状态下在反应釜内完成。反应釜内液体的换热效率较低，热量分布不均匀，温度调整控制较慢，产品产量低，自动化工作难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单氰胺二聚反应器及其工艺，解决现有技术中反应釜内液体的换热效率较低，热量分布不均匀，温度调整控制较慢，产品产量低，自动化工作难实现的技术问题。
本发明公开了一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将流化气通入反应器中，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
进一步的，所述步骤S1中流化气温度为200-300℃。
进一步的，所述步骤S1中反应器内压力控制在0.1～1MPa。
进一步的，所述步骤S2中将流化聚合区温度控制在130～200℃。
进一步的，所述步骤S3中通入单氰胺气体的温度为500-600℃。
一种单氰胺二聚反应器，包括反应器本体，所述反应器本体内设置有分散提速装置和换热装置。
进一步的，所述反应器本体内的所述换热装置为换热管。
进一步的，所述反应器本体上设置有工艺气环管，所述工艺气环管连接有多个均匀分布的工艺气喷嘴。
通过设置工艺气喷嘴，对工艺气起到导向作用，使工艺气形成环流。
进一步的，所述反应器本体内设置有环流分离器。
进一步的，所述环流分离器的一端连接有聚合气出口，所述聚合气出口延伸出所述反应器本体与外界连通。
进一步的，所述环流分离器的另一端连接有回流管，所述回流管穿过所述分布板延伸至所述换热装置处。
通过设置回流管，气化后的催化剂能够回到催化床程内，便于催化剂的收集。
进一步的，所述环流分离器数量至少为两个。
进一步的，相邻所述环流分离器串联或并联。
通过设置环流分离器串联或者并联，分离效率提高到99％以上。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.工艺产率高，流程短，易控制，产品纯质量高，可以及时调整配合工况波动从而达到稳定长周期生产；
2.使用本装置换热效率高，热量分布均匀，温度调整控制快，产品产量高，自动化工作程度高；
3.分散提速装置，能够实现小气量流化，减小设备直径，提速管和喷嘴实现了工艺气瞬间扩散均匀、变温，提高了聚合效率及产量；
4.本申请中，换热装置提高了流化聚合区的温度均衡性，通过单独和或分组控制提高了反应器内温度的可控范围和效率；
5.催化剂环流分离器，催化剂回流管，使催化剂在反应器内形成了环流状态，提高了聚合气的产气效率，提高了反应器内的流场分布效果，减少了催化剂的消耗量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明反应器结构示意图。
上述附图中，各个标记所表示的含义为：1-反应器本体，2-分散提速装置，3-换热装置，4-工艺气环管，5-工艺气喷嘴，6-环流分离器，7-聚合气出口，8-回流管。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
一种单氰胺二聚反应器，其具体结构如图1所示，包括反应器本体1，所述反应器本体1内设置有分散提速装置2和换热装置3，所述反应器本体1内的所述换热装置3为换热管，所述反应器本体1上设置有工艺气环管4，所述工艺气环管4连接有多个均匀分布的工艺气喷嘴5，所述反应器本体1内设置有环流分离器，所述环流分离器6的一端连接有聚合气出口7，所述聚合器出口延伸出所述反应器本体1与外界连通，所述环流分离器6的另一端连接有回流管8，所述回流管8穿过所述分布板延伸至所述换热装置3处。
实施例1
本实施例中所采用上述装置的一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将280℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.3MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例2
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将250℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.3MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例3
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将250℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.6MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例4
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将200℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.3MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例5
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将200℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.5MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例6
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将300℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.1MPa，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度为130～200℃；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在90％以上。
实施例7
在本实施方式作为本发明的一较佳实施例，一种单氰胺二聚工艺，包括以下步骤：
S1.将280℃流化气通入反应器中，反应器内压力控制在0.3MPa，同时打开换热装置；
S2.待流化气的温度和流量稳定，全开换热装置；
S3.待流化区的流态化正常后通入500-600℃单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
产品中的双氰胺含量在70％以上。
以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种单氰胺二聚工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将流化气通入反应器中，同时打开换热装置；
S2.根据流化气的温度和流量调节换热装置温度来控制流化聚合区温度；
S3.待反应器流化聚合区温度均衡稳定后通入单氰胺气体；
S4.单氰胺气体进入流化聚合区，在催化剂作用下进行二聚反应生成含有双氰胺的混合气体，同时使用换热装置对流化聚合区进行降温；
S5.对含有双氰胺的混合气体进行分离得到双氰胺。
2.根据权利要求1所述的一种单氰胺二聚工艺，其特征在于：所述步骤S1中流化气温度为200-300℃。
3.根据权利要求1所述的一种单氰胺二聚工艺，其特征在于：所述步骤S1中反应器内压力控制在0.1～1MPa。
4.根据权利要求1所述的一种单氰胺二聚工艺，其特征在于：所述步骤S2中将流化聚合区温度控制在130～200℃。
5.根据权利要求1所述的一种单氰胺二聚工艺，其特征在于：所述步骤S3中通入单氰胺气体的温度为500-600℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种单氰胺二聚工艺使用的一种单氰胺二聚反应器，包括反应器本体(1)，其特征在于：所述反应器本体(1)内设置有分散提速装置(2)和换热装置(3)。
7.根据权利要求6所述的一种单氰胺二聚反应器，其特征在于：所述反应器本体(1)内的所述换热装置(3)为换热管。
8.根据权利要求6所述的一种单氰胺二聚反应器，其特征在于：所述反应器本体(1)上设置有工艺气环管(4)，所述工艺气环管(4)连接有多个均匀分布的工艺气喷嘴(5)。
9.根据权利要求8所述的一种单氰胺二聚反应器，其特征在于：所述反应器本体(1)内设置有环流分离器(6)。
10.根据权利要求9所述的一种单氰胺二聚反应器，其特征在于：所述环流分离器(6)的一端连接有聚合气出口(7)，所述聚合器出口延伸出所述反应器本体(1)与外界连通。
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