CN116789615A - 能耗降低和与尿素设施的整合性改进的由尿素热解生产高纯度三聚氰胺的改进的方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种由尿素热解来生产高纯度三聚氰胺的改进的方法，其其能耗降低和与尿素设施的整合性改进。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过尿素的高压热解来生产高纯度三聚氰胺的改进的方法，其能耗降低和与尿素设施的整合性改进。
更具体地，本发明涉及一种方法，其提供热解反应器中生产的三聚氰胺的氨水溶液的净化，以及它通过结晶的分离。
背景技术
已知将熔融尿素转化成三聚氰胺通过下面的总反应(1)来描述：
6NH2CONH2→(CN)3(NH2)3+6NH3+3CO2 (1)
尿素 三聚氰胺 氨 二氧化碳
根据该反应，对应于每千克三聚氰胺，形成了1.86千克NH3和 CO2，在全球范围内都被认为是废气。
基于尿素的高压热解的最常用的工业方法之一是Allied名下的美国专利3,161,638中所述。上述专利中所述的方法存在高原材料消耗和维护的缺点(所谓的“公用工程”例如蒸汽，冷却水，燃料气体，电能)，并且由于再循环到上游尿素设施的流体的特性而受到与上游尿素设施低效整合的危害。
对于上述方法的一些缺点的解决方案描述在相同申请人名下的美国专利7,125,992和EP2385043(对应于ITMI201000810)所代表的现有技术中，其提供了能耗、投资和生产三聚氰胺所需尿素的具体消耗降低的解决方案。
根据所述现有技术的方法以框图显示在图1中。
根据该方案，将在与三聚氰胺设施相邻的合成设施(图1未示出) 中生产的尿素(料流1)在135至145℃的温度以液态进料到废气洗涤工段(OGQ)来回收无水废气(料流19)中包含的三聚氰胺蒸气。
使用熔融尿素能够回收无水废气中包含的几乎全部的三聚氰胺。
工段OGQ的操作压力与反应工段R大致相同，而洗涤温度低于反应温度。洗涤温度是在洗涤工段OGQ中避免尿素降解成不期望的产物的必要性与避免尿素转化成三聚氰胺的必要性之间的折中。
在用熔融尿素洗涤时，废气中包含的三聚氰胺被除去，并且引入到熔融尿素中的溶液/悬浮液。将熔融尿素料流(料流2)进料到反应工段R，将无水废气料流(料流19)再循环到尿素设施。
反应工段R包含连续运行的热解反应器，在该热解反应器中合适的加热系统向反应系统提供必需的反应热量，将温度保持在360至 420℃。反应压力保持在70巴以上的值。
无水气态NH3(料流12)优选也与熔融尿素一起引入到反应器中。
在反应工段内，或者也在下游具有NH3的汽提工段(StrN)中，将尿素热解反应成三聚氰胺而产生的两相液体/气体流出物分离成粗三聚氰胺液体料流3(其包含未反应的尿素，NH3，CO2和杂质例如OAT 和缩聚物)，和第一无水废气料流15(其包含三聚氰胺蒸气饱和的NH3和CO2)。
将粗三聚氰胺液体料流3送到汽提工段StrN，其优选在与反应工段R相同的温度和压力条件下操作，在这里料流3与无水气态NH3料流13接触。无水气态NH3料流在与粗三聚氰胺液体料流密切接触性流动并萃取其中溶解的CO2。
此外，在CO2汽提条件下持续的粗三聚氰胺和NH3加速未反应的尿素转化成三聚氰胺，加速OAT转化成三聚氰胺，和有利于缩聚物转化成三聚氰胺。
液体三聚氰胺料流(料流4)因此从工段StrN离开，料流4不仅几乎没有CO2，而且是部分净化的，因为它几乎没有尿素并且OAT和缩聚物的含量减小。
第二无水废气料流(料流16)也从工段StrN离开，它主要包含NH3，减少量的CO2和一定量的三聚氰胺蒸气。
来自于工段R和StrN的无水废气料流在单个洗涤工段OGQ或在分别的洗涤工段(图1未示出)中一起或分别地经历用尿素洗涤的三聚氰胺回收处理。第二无水废气料流16优选与第一无水废气料流15合并，形成单个无水废气料流17，其在单个尿素洗涤工段OGQ中经受相同的处理。
将三聚氰胺液体料流4从汽提工段StrN送到骤冷-氨解工段 QAL，在这里进行骤冷处理(粗三聚氰胺溶解在氨水中)和氨解处理(消除缩聚物)。工段QAL可以包含一个或多个配置装置，优选单个装置。这个设施中的料流4与氨水溶液(料流36)密切接触，其中料流4在160 至180℃，优选170至172℃的温度完全溶解。
含水料流36通过将来自于三聚氰胺随后的净化步骤和回收方法的含水料流(料流30)和NH3料流(料流34)合并来形成，料流34通过将也来自于随后的方法步骤的NH3料流26和补充NH3料流14合并来形成。结晶母液的直接再循环含水料流也送到骤冷-氨解工段QAL(料流25)。
在骤冷-氨解工段QAL中，停留时间足以几乎完全消除料流4中存在的缩聚物，将它们大部分转化成三聚氰胺。在工段QAL中，不同的进入料流之间的质量比使得进入料流7的NH3浓度是10％至17 质量％(优选12％至15质量％)和三聚氰胺浓度是5％至19质量％(优选7％至15质量％，更优选9％至11质量％)。
将料流7送到包含精制过滤器的过滤工段F，其也完成氨解处理。将来自于过滤工段F的离开料流(料流8)送到结晶工段Cr，在这里三聚氰胺通过降温到约40至50℃来沉淀，获得高纯度三聚氰胺的含水悬浮液(料流9)。
离开工段Cr的料流9在工段SLS中经历固体/液体分离，而三聚氰胺晶体(料流10)从结晶母液(料流23)中分离并送到干燥和包装工段 (图1中未示出)。
从分离器SLS离开的结晶母液料流23因此分离成两个料流(料流24和25)：料流25直接再循环到骤冷-氨解工段QAL，而料流24送到脱氨工段AR。
在脱氨工段AR中，料流24分成三个料流：
纯NH3料流26，其再循环到氨解工段QAL；
富含CO2的料流27；
含水料流28，其包含三聚氰胺、OAT并且不含CO2和NH3。
脱氨工段AR可以根据用于分离水-NH3-CO2混合物的任何已知方法来操作。
富含CO2的料流27可以直接送到尿素设施，或者再循环到三聚氰胺设施中的某个位置；它优选再循环到这样的位置，在这里其中包含的CO2不降低结晶步骤中的pH和最终会离开三聚氰胺设施，它携带的水少于在如上所述直接送到尿素设施的情况(例如在降低它的含水量的处理之后)。
将脱氨的母液料流28(即包含三聚氰胺、OAT并且不含CO2和 NH3)送到工段OE来消除OAT和获得再循环到骤冷-氨解工段QAL 的水溶液(料流30)。
工段OE可以以许多不同的模式来操作。两个优选的模式是现有技术已经使用的，如下所述：
在一种情况中，OAT通过冷却来结晶并用CO2中和，然后通过超滤从料流28中分离；
在另一种情况中，整个料流28送去分解，获得水、NH3和CO2的料流(料流29)，其基本上不含杂质，其可以排出或重新用于设施的合适位置，并且水流30再循环到工段QAL。
上述方法目前在工业上用于大量设施，但是仍然存在多项缺点：
-蒸汽和冷却水的高消耗，这是因为必需在脱氨工段AR中处理母液不可再循环的部分，料流24，来获得纯氨料流，料流26；
-需要将料流27再循环到尿素设施，料流27除了富含CO2之外，还含有水。如已知的，水对于试剂NH3和CO2转化成尿素具有不利效果，因此优选是使从三聚氰胺设施再循环到尿素设施的料流中的含水量最小化；
-需要从界区引入一定量的氨，来经由料流27补充再循环到尿素设施的工段QAL中的氨。
发明内容
因此，本发明的目标是限定一种生产三聚氰胺的方法，其克服了前述缺点。
本发明的另一目标是限定一种相对于现有技术改进的生产三聚氰胺的方法，其允许基本上经济地回收和再循环母液中包含的氨和工艺水并且允许将一种或多种含有CO2和NH3，不含水或含水量低的料流再循环到整个尿素合成设施。
因此，本发明涉及一种以高产率生产高纯度三聚氰胺的方法，该方法通过在360至450℃的温度和在高于7MPa的压力进行尿素热解，其中尿素热解反应的由气相(15)和液相(3)组成的产物经历后续处理，其中：
-离开热解反应器(R)的液相(3)含有三聚氰胺、未反应的尿素、氧化的中间热解产物(OAT)和三聚氰胺的脱氨和缩合产物(缩聚物)，将液相(3)送到在反应器或后反应器(StrN)中的后续反应步骤，后续反应步骤的操作温度和压力条件基本上等于热解反应器(R)中的条件，其中气态、无水和过热的NH3料流在压力下进料(13)，来消除溶解的CO2，完成尿素热解反应，和将大部分的OAT转化成三聚氰胺，获得三聚氰胺液相(4)和第二气相(16)；
-将来自于热解反应器的无水气相(15)和来自于后反应器的无水气相(16)合并，和将由此获得的废气气态料流(17)用熔融尿素(1)进行洗涤(OGQ)来回收其中包含的蒸气形式的三聚氰胺，然后将所述经洗涤的废气气态料流(19)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和 CO2；
-将离开后反应器的液相(4)在骤冷-氨解工段(QAL)中，在NH3存在下引入到水溶液中，将整个溶液保持在受控的温度和停留时间条件下，优选在160至180℃，更优选170至172℃的温度，2.5至4.5MPa，更优选等于2.5MPa的压力，保持30至60分钟，更优选45分钟的时间，获得基本上不含缩聚物的溶液(7)，溶液(7)进行结晶(Cr)来产生高纯度三聚氰胺(10)和含有三聚氰胺和减少量的OAT的母液(23)，将所述母液的一部分(25)不经任何处理地再循环到骤冷-氨解工段(QAL)中的骤冷步骤；
-将未再循环到骤冷-氨解工段(QAL)的母液的其余部分(24)在脱氨工段(AR)中处理，通过蒸馏从中获得含有水和氨的料流(26)，将料流(26)送到骤冷-氨解工段(QAL)，和获得含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，将料流(28)送到OAT消除工段(OE)中的OAT的后续消除阶段；
-所述OAT消除步骤产生来自于OAT消除工段(OE)的基本上由水组成的液相(30)和包含NH3和水饱和的CO2的气相(29)，将液相(30) 再循环到骤冷-氨解工段(QAL)，其中所述气相(29)：
-与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
-再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相 (31)，将液相(31)与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
-再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相 (31)，将液相(31)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和 CO2。
此外，将来自于OAT消除工段(OE)的气相(29)与经洗涤的废气料流(19)合并，和可以替代地将由此获得的料流送到废气缩合工段(OGC) 中的缩合步骤，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和 CO2。
将含有NH3、CO2和水的液相(31)与经洗涤的废气料流(19)合并，和可以替代地将由此获得的料流送到废气缩合工段(OGC)中的缩合步骤，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
废气料流(17)与熔融尿素(1)合并的洗涤步骤(OGQ)在与尿素在反应器(R)中的热解压力相同的压力进行。
OAT的消除步骤优选是OAT的分解反应，该反应在与尿素在反应器(R)中的热解压力以及废气料流(17)与熔融尿素(1)的组合在废气洗涤工段OGQ中的洗涤相同的压力进行。
根据本发明的方法已经简单却显著地改变了根据现有技术的方法，取得了显著的优点。
附图说明
参考以下附图对本发明进行说明：
图1是根据现有技术的方法的示意(US7,125,992)；
图2是根据本发明的方法的第一实施方案的示意；
图3是根据本发明的方法的第二实施方案的示意；
图4是根据本发明的方法的第三实施方案的示意。
具体实施方式
图2的框图基本上显示了根据本发明的方法的主要工段和流程。
在根据本发明的方法的框图(图2)中，用于工段的相同符号和用于料流的相同编号也用于现有技术的框图(图1)，从而在根据现有技术的方法方案和根据本发明的方法方案之间进行更简单和更直接的比较。
脱氨工段(AR)：
在根据本发明的方法中，未再循环到骤冷-氨解工段(QAL)的部分母液(料流24)在脱氨工段(AR)中处理，来获得包含NH3和再循环的水的料流26和含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流28，将料流 26送到骤冷-氨解工段(QAL)，将料流28送到后续的OAT消除工段(OE)。
在根据本发明的方法与根据现有技术的方法之间的主要区别在于，在现有技术的方法中，脱氨工段(AR)产生再循环到骤冷-氨解工段(QAL)的纯液氨料流(图1的料流26)。为了获得纯液氨料流，使脱氨工段(AR)在这样的压力运行，该压力允许纯氨在该方法中可用冷却水的温度进行缩合。用于来自母液的氨的蒸馏塔的该操作压力也限制了该塔的操作温度，因而也限制了进料到该塔本身的再沸器的蒸汽的温度。
根据本发明的方法方案不提供脱氨工段(AR)产生纯液氨料流：在根据本发明的方案的脱氨工段(AR)中，替代地进行包含NH3和水的料流以及含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流的蒸馏步骤。
根据本发明的方法不需要由脱氨工段AR形成纯液氨料流，使得可以在比根据现有技术的蒸馏塔的操作压力低的压力进行操作。此外，根据本发明的蒸馏塔的操作压力不受设施中可用冷却水的温度的限制，因此蒸馏塔的操作压力和温度可以低于现有技术的同一个塔的压力和温度，结果是节省了塔的投资和蒸汽消耗，因为可以使用较低温度的蒸汽。
根据本发明的方法的脱氨工段AR的另一重要优点是与现有技术的方法相反，它不在出口处提供生产含有CO2、NH3和水的料流27，因此料流27必须再循环到尿素设施，在这里它必须经处理来将NH3和CO2试剂转化成尿素。该料流27的主要缺点是含水量高，如公知的，水不利于NH3和CO2向尿素的转化反应。从尿素设施和因而从尿素设施与三聚氰胺设施的整合的观点出发，根据本发明的方法不在脱氨工段(AR)中形成含有CO2、NH3和水的液体氨基甲酸酯料流27，代表了在将试剂NH3和CO2转化成尿素的有效性的一个重要改进。
OAT消除工段OE：
在根据本发明的方法中，如图2所示，包含水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流28从脱氨工段AR离开并进入OAT消除工段 OE。
在根据本发明的方法中，该料流28经处理来获得纯水料流30和包含NH3和水饱和的CO2的气相料流29。纯水料流30再循环到骤冷-氨解工段QAL，而含有NH3和水饱和的CO2的料流29与经洗涤的废气料流19合并来形成废气料流20，废气料流20再循环到尿素设施。
在现有技术中，工段OE可以以两种不同的模式a)和b)操作：
在第一种模式a)中，OAT通过冷却结晶并用CO2中和，然后通过超滤从料流28中分离，获得再循环到工段QAL的富含三聚氰胺的含水料流30和送去分解来获得基本上不含杂质的料流29的富含OAT 的料流(可以排出或重新用于该设施)。
替代地，根据模式b)，在工段OE中，将料流28送去分解来回收NH3和CO2，获得基本上不含杂质的料流29(可以排出或重新用于该设施)和再循环到工段QAL的水流30。
在根据本发明的方法中，OAT消除工段OE不根据上述现有技术的a)和b)的方法操作。
在根据本发明的方法中，工段OE实施在与反应工段R和废气洗涤工段OGQ相同的压力进行的OAT分解反应。再循环到工段QAL 的水流30和料流29一起获自该工段OE，料流29与来自于洗涤工段 OGQ的废气料流19合并，形成再循环到尿素设施的料流20。
气态料流29包含NH3和水饱和的CO2，并且料流29的含水量越低，工段OE的操作压力将越高。
在与废气洗涤工段OGQ相同的压力操作工段OE的优点是这允许从OAT分解回收的NH3和CO2再循环到尿素设施，降低原材料例如NH3和CO2的消耗。此外，通过在高压操作，料流29的含水量极低，因此有利于尿素设施中NH3和CO2转化成尿素。
在图3所示的根据本发明的方法的替代实施方案中，来自于OAT 消除工段(OE)并且包含NH3和水饱和的CO2的气态料流29替代地再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相31，液相31 与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。在图中未示出的另一替代选项中，来自于OAT 消除工段(OE)并且包含NH3和水饱和的CO2的气态料流29再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相(31)，液相(31)直接送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
在图4所示的根据本发明的方法的替代实施方案中，来自于OAT 消除工段(OE)并且包含NH3和水饱和的CO2的气态料流29与经洗涤的气态废气料流19合并，和将由此获得的料流送到废气缩合工段 (OGC)的缩合阶段，然后作为料流20送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
因此，根据本发明的方法具有相对于现有技术的方法的一些令人惊讶和确定无疑的优点，并且特别是由于对在脱氨工段(AR)中进行的方法步骤所施加的改变，可以使工段AR的蒸馏塔的操作压力低于根据现有技术操作的蒸馏塔的压力，此外所述压力不再受到设施中可用冷却水的温度的限制。蒸馏塔的操作条件，压力和温度，因而低于现有技术的相同塔的条件，结果是节省了塔的投资和节省了蒸汽消耗，因为它可以使用较低温度的蒸汽。
由于对在脱氨工段(AR)和OAT消除工段(OE)中进行的方法步骤所施加的改变，使它们以组合方式相互作用，还可以获得尿素设施与三聚氰胺设施的整合的重要改进，在将NH3和CO2试剂转化成尿素的效率方面：进料到尿素合成方法/设施来回收其中包含的NH3和CO2的液态或气态料流不含水或含水量极低(在任何情况中远低于现有技术的方法)，因此能够在将NH3和CO2试剂转化成尿素中获得重要改进。
此外，同样由于对在脱氨工段(AR)和OAT消除工段(OE)中进行的方法步骤所施加的改变，使它们以组合方式相互作用，可以获得与现有技术相比的补充氨(料流11)的减少。
脱氨工段(AR)的操作模式能够获得包含水、CO2和OAT并且几乎不含NH3的料流28。该方法的补充氨比现有技术的料流27中包含的相同量减少，不再存在于本发明的方法中，所述料流再循环到尿素设施。
OAT消除工段(OE)的料流29中包含的氨是基本的，其获自该工段中的OAT分解。
补充氨的减少具有积极效果，即使得再循环到尿素合成设施的 NH3和CO2之间的摩尔比更接近于NH3和CO2转化成尿素的反应的化学计量比。NH3和CO2的比率接近于尿素反应的化学计量比的优点是能够减少氨的再循环和尿素设施内的回收率，结果是降低能耗，因此获得三聚氰胺设施与尿素设施的相互作用/整合的改进。
本发明还涉及一种用于执行根据本发明的生产三聚氰胺的改进的方法的设施，其包含：
i)分离工段，用于将尿素热解反应中产生的两相液体/气体流出物分离成粗三聚氰胺液体料流(3)和包含NH3、CO2和三聚氰胺蒸气的第一无水废气料流(15)，所述分离工段连接到尿素热解反应工段(R)，从中接收所述两相液体/气体流出物，所述分离工段位于所述反应工段(R) 的内部或外部；
ii)汽提工段(StrN)，用于使来自于所述反应工段(R)的所述粗三聚氰胺液体料流(3)与无水气态NH3料流接触，形成贫含CO2的粗三聚氰胺液体料流(4)和包含NH3、CO2和三聚氰胺蒸气的第二无水废气料流(16)，所述汽提工段(StrN)连接到所述反应工段(R)，从中接收所述粗三聚氰胺液体料流(4)；
iii)洗涤工段(OGQ)，用于使所述第一和第二无水废气料流(15， 16)与熔融尿素料流(1)接触，形成包含三聚氰胺和尿素的料流(2)和包含NH3和CO2的经洗涤的废气料流(19)，所述洗涤工段(OGQ)连接到所述分离工段，从中接收所述第一无水废气料流(15)，和连接到所述汽提工段(StrN)，从中接收所述第二无水废气料流(16)；
iv)骤冷-氨解工段(QAL)，用于在NH3存在下从粗三聚氰胺料流 (4)中消除缩聚物，获得基本上不含缩聚物的溶液(7)，所述骤冷-氨解工段(QAL)连接到所述汽提工段(StrN)，从中接收所述粗三聚氰胺料流 (4)；
v)三聚氰胺回收工段(Cr)，用于依靠冷却结晶来回收所述基本上不含缩聚物的溶液(7)中包含的三聚氰胺，形成结晶的三聚氰胺料流(10) 和母液料流(23)，所述三聚氰胺回收工段(Cr)连接到所述骤冷-氨解工段(QAL)，从中接收所述溶液(7)；
vi)脱氨工段(AR)，其适于通过蒸馏来处理来自于三聚氰胺回收工段(Cr)的母液的一部分，形成含有水和氨的料流(26)和含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，所述脱氨工段(AR)连接到所述三聚氰胺回收工段(Cr)，从中接收母液料流(24)，和连接到所述骤冷- 氨解工段(QAL)，向其中输送含有水和氨的料流(26)；
vii)OAT消除工段(OE)，其适于分解OAT，产生基本上由水组成的液相(30)和包含NH3和水饱和的CO2的气相(29)，液相(30)再循环到骤冷-氨解工段(QAL)，所述OAT消除工段(OE)连接到脱氨工段(AR)，从中接收含有水、CO2和OAT并且几乎不含NH3的料流(28)，和连接到骤冷-氨解工段(QAL)，向其中输送基本上由水组成的液相(30)。
在根据本发明的设施中，洗涤工段(OGQ)可以连接到废气缩合工段(OGC)来缩合废气，向其中进料包含NH3和CO2的经洗涤的废气料流(19)。
实施例
将温度135℃的950kg熔融尿素引入到高纯度三聚氰胺生产设施的废气洗涤工段OGQ中，该高纯度三聚氰胺生产设施根据本发明并且包括图2所示的方法方案中的全部步骤。
废气洗涤操作在8.0MPa的压力和215℃的温度进行。
因此从废气洗涤工段OGQ获得两股料流：含有713kg/h无水废气、不含三聚氰胺的料流19，和含有回收的尿素和三聚氰胺的料流2，将料流2进料到工段R的反应器中。
在反应器中，温度保持在380℃和压力为8.0MPa，停留时间(指的是进入的熔融尿素流)是约50分钟。
从反应器获得了两股料流：三聚氰胺饱和的CO2和NH3的料流15和三聚氰胺滴定度为91重量％的粗三聚氰胺液体料流3，将料流 15送到废气洗涤工段OGQ来回收三聚氰胺。
将该液体料流进料到工段StrN的后反应器，在这里在与反应器相同的条件下，将它用100kg/h过热无水氨气流(其几乎完全消除了溶解的CO2)进行处理。液体三聚氰胺在该设备中的停留时间是45分钟。离开后反应器的氨和气态CO2(料流16)与离开反应器的废气15合并，并且一起进料到废气洗涤工段OGQ。从后反应器还获得熔融三聚氰胺料流4，其含有约6,000ppm重量的OAT和小于1重量％的缩聚物。
将该经净化的三聚氰胺料流4进料到工段QAL的冷却塔，在这里三聚氰胺在2.5MPa的压力条件和170℃的温度下溶解在氨水溶液中。冷却塔中的NH3浓度保持在13重量％以上。
将由此获得的溶液7进料到过滤工段F，在这里完成氨解处理。出口处的溶液8含有7.9重量％的三聚氰胺，小于2500ppm的OAT 和小于10ppm的量的缩聚物。
使该料流8在结晶器中处于几乎大气压和45℃温度的条件。在这些条件下，将320kg/h非常纯的三聚氰胺(滴定度99.95重量％)结晶，其然后在液体/固体分离器中分离，并干燥。
在液体/固体分离器中回收3,702kg/h母液，将其中3,200kg/h(料流25)直接再循环到冷却塔QAL(料流25)来溶解离开反应系统的三聚氰胺，而将剩余的502kg/h(料流24)在脱氨塔AR中蒸馏，在这里回收包含73kg/h氨和4kg/h水的料流26，和含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的425kg/h的料流28。
将料流28进料到OAT消除工段OE，其操作在反应器和后反应器的8.0MPa压力。在工段OE的分解器中，OAT分解成NH3和CO2，并且从该工段获得NH3和水饱和的CO2的4kg/h的气态料流29和 421kg/h的纯水液态料流30。将料流29与来自于洗涤工段OGQ的无水废气料流19合并，产生料流20，将料流20再循环到尿素设施。将纯水料流30再循环到工段QAL的冷却塔来将三聚氰胺溶解在溶液中。
Claims (7)
1.以高产率生产高纯度三聚氰胺的方法，所述方法通过在360至450℃的温度和在高于7MPa的压力进行尿素热解，其中尿素热解反应的由气相(15)和液相(3)组成的产物经历后续处理，其中：
-离开热解反应器(R)的液相(3)含有三聚氰胺、未反应的尿素、氧化的中间热解产物(OAT)和三聚氰胺的脱氨和缩合产物(缩聚物)，将所述液相(3)送到在反应器或后反应器(StrN)中的后续反应步骤，所述后续反应步骤的操作温度和压力条件基本上等于热解反应器(R)中的条件，其中气态、无水和过热的NH3料流在压力下进料(13)，来消除溶解的CO2，完成尿素热解反应，和将大部分的OAT转化成三聚氰胺，获得三聚氰胺液相(4)和第二气相(16)；
-将来自于热解反应器的无水气相(15)和来自于后反应器的无水气相(16)合并，和将由此获得的废气气态料流(17)用熔融尿素(1)进行洗涤(OGQ)来回收其中包含的蒸气形式的三聚氰胺，然后将所述经洗涤的废气气态料流(19)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2；
-将离开后反应器的液相(4)在骤冷-氨解工段(QAL)中，在NH3存在下引入到水溶液中，将整个溶液保持在受控的温度和停留时间条件下，优选在160至180℃，更优选170至172℃的温度，2.5至4.5MPa，更优选等于2.5MPa的压力，保持30至60分钟，更优选45分钟的时间，获得基本上不含缩聚物的溶液(7)，所述溶液(7)进行结晶(Cr)来产生高纯度三聚氰胺(10)和含有三聚氰胺和减少量的OAT的母液(23)，将所述母液的一部分(25)不经任何处理地再循环到骤冷-氨解工段(QAL)中的骤冷步骤；
-将未再循环到骤冷-氨解工段(QAL)的母液的其余部分(24)在脱氨工段(AR)中处理，通过蒸馏从中获得含有水和氨的料流(26)，将所述料流(26)送到骤冷-氨解工段(QAL)，和获得含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，将所述料流(28)送到OAT消除工段(OE)中的OAT的后续消除阶段；
-所述OAT消除步骤产生来自于OAT消除工段(OE)的基本上由水组成的液相(30)和包含NH3和水饱和的CO2的气相(29)，将液相(30)再循环到骤冷-氨解工段(QAL)，其中所述气相(29)：
-与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
-再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相(31)，将所述液相(31)与经洗涤的废气料流(19)合并，然后送回(20)
尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2，或者
-再循环到脱氨工段(AR)，获得含有NH3、CO2和水的液相(31)，将所述液相(31)送回尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自于OAT消除工段(OE)的气相(29)与经洗涤的废气料流(19)合并，和将由此获得的料流送到废气缩合工段(OGC)中的缩合步骤，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
3.根据权利要求1所述的方法，特征在于将含有NH3、CO2和水的液相(31)与经洗涤的废气料流(19)合并，和将由此获得的料流送到废气缩合工段(OGC)中的缩合步骤，然后送回(20)尿素合成方法来回收其中包含的NH3和CO2。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于废气料流(17)与熔融尿素(1)合并的洗涤步骤(OGQ)在与尿素在反应器(R)中的热解压力相同的压力进行。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于OAT的消除步骤是OAT的分解反应，所述反应在与尿素在反应器(R)中的热解压力以及废气料流(17)与熔融尿素(1)的组合在废气洗涤工段OGQ中的洗涤相同的压力进行。
6.用于执行根据权利要求1所述的生产三聚氰胺的改进的方法的设施，其包含：
i)分离工段，用于将尿素热解反应中产生的两相液体/气体流出物分离成粗三聚氰胺液体料流(3)和包含NH3、CO2和三聚氰胺蒸气的第一无水废气料流(15)，所述分离工段连接到尿素热解反应工段(R)，从中接收所述两相液体/气体流出物，所述分离工段位于所述反应工段(R)的内部或外部；
ii)汽提工段(StrN)，用于使来自于所述反应工段(R)的所述粗三聚氰胺液体料流(3)与无水气态NH3料流接触，形成贫含CO2的粗三聚氰胺液体料流(4)和包含NH3、CO2和三聚氰胺蒸气的第二无水废气料流(16)，所述汽提工段(StrN)连接到所述反应工段(R)，从中接收所述粗三聚氰胺液体料流(4)；
iii)洗涤工段(OGQ)，用于使所述第一和第二无水废气料流(15，16)与熔融尿素料流(1)接触，形成包含三聚氰胺和尿素的料流(2)和包含NH3和CO2的经洗涤的废气料流(19)，所述洗涤工段(OGQ)连接到所述分离工段，从中接收所述第一无水废气料流(15)，和连接到所述汽提工段(StrN)，从中接收所述第二无水废气料流(16)；
iv)骤冷-氨解工段(QAL)，用于在NH3存在下从粗三聚氰胺料流(4)中消除缩聚物，获得基本上不含缩聚物的溶液(7)，所述骤冷-氨解工段(QAL)连接到所述汽提工段(StrN)，从中接收所述粗三聚氰胺料流(4)；
v)三聚氰胺回收工段(Cr)，用于依靠冷却结晶来回收所述基本上不含缩聚物的溶液(7)中包含的三聚氰胺，形成结晶的三聚氰胺料流(10)和母液料流(23)，所述三聚氰胺回收工段(Cr)连接到所述骤冷-氨解工段(QAL)，从中接收所述溶液(7)；
vi)脱氨工段(AR)，其适于通过蒸馏来处理来自于三聚氰胺回收工段(Cr)的母液的一部分，形成含有水和氨的料流(26)和含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，所述脱氨工段(AR)连接到所述三聚氰胺回收工段(Cr)，从中接收母液料流(24)，和连接到所述骤冷-氨解工段(QAL)，向其中输送含有水和氨的料流(26)；
vii)OAT消除工段(OE)，其适于分解OAT，产生基本上由水组成的液相(30)和包含NH3和水饱和的CO2的气相(29)，液相(30)再循环到骤冷-氨解工段(QAL)，所述OAT消除工段(OE)连接到脱氨工段(AR)，从中接收含有水、CO2和OAT且几乎不含NH3的料流(28)，和连接到骤冷-氨解工段(QAL)，向其中输送基本上由水组成的液相(30)。
7.根据权利要求6所述的设施，其中所述洗涤工段(OGQ)连接到废气缩合工段(OGC)来缩合废气，向其中进料包含NH3和CO2的经洗涤的废气料流(19)。
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