CN1188761A - 一种三聚氰胺生产工艺及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三聚氰胺生产工艺及其装置,本方法中系统采用低压操作,被雾化的尿素在流化床反应器中合成后,出来的热物料气先与进反应器的冷物料乏气换热后,进入三聚氰胺结晶捕集器,采用冷工艺气气相淬冷结晶,捕集后乏气为NH₃与CO₂混合气,部分混合气直接由压缩机压缩提压后与热物料气换热,然后进入反应器作为载气使用。本发明工艺流程紧凑、节能、节省设备投资,生产成本低。

Description

一种三聚氰胺生产工艺及其装置

本发明涉及化学工程领域，特别是三聚氰胺生产工艺及其装置。

三聚氰胺生产是一种特定的化学工业过程。目前较新流行的生产工艺如图1所示，从流化床反应器1出来的三聚氰胺物料气经换热器2和过滤管除尘装置3后，进入淬冷结晶器4，与循环冷气相迂，淬冷结晶析出，析出的三聚氰胺晶体与物料气一起进入产品捕集器5，捕集下来的三聚氰胺产品定期从捕集器中排出；析出三聚氰胺产品后的气体送入尿素洗涤塔8洗去未反应的尿素和未捕集下来的少量三聚氰胺固体颗粒，同时使气体降温，处理后的气体分成三部分，一部分作为结晶器4的工艺冷气，一部分通过压缩机14送进流化床作为流化载气，一部分送进尾气处理装置，回收其中的NH₃和CO₂气；换热器2的冷介质为导生液，通过导生冷却器15使热物料气的温度从360-370℃降至320℃。这种原有工艺的主要缺点是，气体全部经过洗涤塔洗涤，洗涤量大，洗涤装置庞大，洗涤装置需优质耐腐蚀材料制造，设备造价高，系统热量利用不合理，蒸汽和能量消耗高，工艺流程较长。

本发明的一个目的是提供一种克服了现有技术的缺陷、工艺紧凑、流程简化、设备减少，能量利用合理的三聚氰胺生产工艺。

本发明的另一个目的是提供上述三聚氰胺生产工艺所需使用的整套装置。

本发明的三聚氰胺生产工艺包括尿素在流化床反应装置中，采用与现有技术完全相同的方法充分反应后，生成的含三聚氰胺的物料气从流化床反应器出来，与将要进入流化床反应器的冷载气通过换热器换热后，进入热物料气过滤器，将气体中所含各种固体粉尘过滤掉后，再与从尿素洗涤及气液分离装置中来的冷工艺气一起切向进入三聚氰胺结晶捕集装置，成品三聚氰胺在冷气作用下结晶，同时被气力分离捕集下来，由压力螺旋出料机构送给成品包装机；析出三聚氰胺后的气体，一部分下经洗涤，直接由压缩机送进流化床反应器外的换热器，与从流化床反应器出来的反应的热物料气换热后，做为流化载气送进流化床反应器；另一部分物料气再送进尿素洗涤及气液分离装置，洗涤分离后的气体分别送入结晶捕集器做为冷工艺气和尾气处理装置。

所述经过三聚氰胺结晶捕集装置析出三聚氰胺后的不经洗涤的气体，由于最终要送入流化床反应器作为流化载气，因此要根据流化床反应器内的流化状况来控制其的流量。在保证流化床反应器的流化载气用量的前提下，其余的物料气再送进尿素洗涤及气液分离装置。

所述出流化床反应器的热物料反应气与来自结晶捕集器的冷混合气在换热器中进行热交换后，可将热物料气温度降至300～330℃。

本发明的三聚氰胺的生产工艺的特点是出流化床反应器的热气体与进流化床反应器的冷气体直接进行热交换，省去了现有工艺对热物料气进行冷却的道生冷却系统，同时减少了对冷物料气加热的熔盐加热系统的负荷，使热量得到合理利用。

本发明的工艺特点还体现在从结晶捕集器出来的气体，一部分不经洗涤和降温而直接由压缩机送进换热器，与反应热物料气换热后，再进入流化床反应器，送气的温度可比现有技术提高100℃以上，能量得到充分利用。

本发明的工艺中所用的三聚氰胺结晶捕集装置，将现有技术工艺中结晶和捕集两个步骤合并在一台装置中完成，使设备分外紧凑和操作中特别便利，有效地避免物料在两套装置中转送时的堵塞和不畅现象，使设备得到有效的简化，产率大大提高。

本发明的三聚氰胺的生产工艺所用设备包括流化床反应器，换热器，热气过滤器，三聚氰胺结晶捕集器，尿素洗涤与气液分离装置。

本发明的三聚氰胺的生产工艺所用设备还可以包括用于流化床反应加热的熔盐槽，用于气体加压的螺杆式压缩机，用于尿素洗涤和气液分离装置用的尿素冷却器、空气冷却器和尿素循环泵，以及产品包装机。

所述三聚氰胺结晶捕集器包括壳体，壳体顶部的轴向出气口，壳体上部贴壁设置有冷气进口和热物料气进口，壳体内扩大段下部设有一锥形反射屏，壳体内下部设有搅拌器，壳体底部一端与壳体外的送料螺旋连通，送料螺旋又与一压力出料螺旋相连，压力出料螺旋一端设有一料斗。本设备实为一大型旋风分离器，当热、冷气体切向进入设备后，三聚氰胺遇冷结晶，靠重力作用下落；锥形反射屏则起到不使已下落的三聚氰胺结晶颗粒随气流上升，而从出气口带出捕集器。

本发明的三聚氰胺的生产工艺所用的设备科学合理，简单易操作，特别是将现有生产工艺中的结晶器和捕集器合二为一，不仅减少了设备投资，而且还解决了三聚氰胺在装置中转送时易出现的堵塞和不畅等同题；同时，由于从结晶捕集器中出来的一部分气体，不经洗涤而直接与从洗化床反应器中出来的热物料气进行热量交换，省去了现有工艺设备中所需的对热物料气的道生冷却装置，降低了流化床反应器对冷物料气的熔盐加热装置的负荷，从而使设备设置更加紧凑合理，减少了投资，降低了成本。

下面结合附图描述本发明的一种优选方案，进一步说明本发明。

附图1是一种现有的三聚氰胺生产工艺示意图；

附图2是本发明的三聚氰胺生产工艺示意图；

附图3是本发明的三聚氰胺结晶捕集器的结构示意图；

附图4是附图3的A-A剖面示意图。

附图1中，标号1为流化床反应器，2为热气冷却气，3为热气过滤器，4为结晶器，5为捕集器，6为循环风机，7为液体尿素冷却器，8为尿素洗涤塔，9为尿素储罐，10为尿素融化槽，11为尿素泵，12为尿素循环泵，13为气液分离器，14为透平式压缩机，15为道生冷却器。

附图2中，16为流化床反应器，18为尿素雾化喷咀，19为尿素输送管，20为换热器，21为热气过滤器，22为空气冷却器，23为尿素冷却器，24为三聚氰胺结晶捕集器，25为压力螺旋出料机构，26为尿素洗涤与气液分离装置，27为尿素储罐，28为气液分离装置，29为尿素进料管，30为尾气输出管，31为熔盐槽，32为产品包装机，33为螺杆式压缩机。

附图3和4中，1′为来自尿素洗涤与气液分离装置的冷工艺气，2′为出气口，3′为热物料气进口，4′为壳体，5′为锥形反射屏，6′为搅拌器，7′为压力螺旋装置，8′为马达，9′为出料料斗，10′为送料螺旋。

本发明的一种特别优选的三聚氰胺生产工艺过程为尿素颗粒经熔融槽熔化后由尿素进料管29进入尿素储罐27，再经尿素泵循环12将尿素从尿素输送管19送入尿素雾化喷咀18，在雾化气氨气的作用下尿素被破碎成细小的颗粒进入流化床反应器16，尿素在流化床中被合成三聚氰胺，出流化床的反应热物料气与进流化床的载气在换热器20中换热后，使反应物料气温度降至320℃，再进入热气过滤器21，除去气体中携带的固体粉尘，除尘后的物料气进入结晶捕集器24与从尿素洗涤和气液分离器中来的冷工艺气一起切向进入结晶捕集器，三聚氰胺在冷气作用下结晶，同时被气力分离捕集，捕集下来的三聚氰胺作为成品经过压力螺旋出料机构25送给产品包装机32包装出厂，从结晶捕集器出来的混合气分成两部分，一部分根据流化床反应器的流化状况，经过螺杆压缩机33升压，并与热物料气换热后直接进入流化床反应器作为流化载气；另一部分送进尿素洗涤与气液分离装置26，洗去未反应的尿素和未捕集下来的少量三聚氰胺，同时使混合气温度降至140℃，纯净的低温气体一部分去结晶捕集器24作为工艺冷气，其余的去尾气处理系统。

Claims (5)

1、一种三聚氰胺的生产工艺，其特征是包括尿素在流化床反应装置中，采用与现有技术完全相同的方法充分反应后，生成的含三聚氰胺的物料气从流化床反应器出来，与将要进入流化床反应器的冷载气通过换热器换热后，进入热物料气过滤器，将气体中所含各种固体粉尘过滤掉后，再与从尿素洗涤及气液分离装置中来的冷工艺气一起切向进入三聚氰胺结晶捕集装置，成品三聚氰胺在冷气作用下结晶，同时被气力分离捕集下来，由压力螺旋出料机构送给成品包装机；析出三聚氰胺后的气体，一部分不经洗涤，直接由压缩机送进流化床反应器外的换热器，与从流化床反应器出来的反应的热物料气换热后，做为流化载气送进流化床反应器；另一部分物料气再送进尿素洗涤及气液分离装置，洗涤分离后的气体分别送入结晶捕集器做为冷工艺气和尾气处理装置。

2、如权利要求1的生产工艺，其特征是所述出流化床反应器的热物料反应气与来自结晶捕集器的冷混合气在换热器中进行热交换后，可将热物料气温度降至300～330℃。

3、如权利要求1-2之一的生产工艺所用的设备，其特征是包括流化床反应器，换热器，热气过滤器，三聚氰胺结晶捕集器，尿素洗涤与气液分离装置。

4、如权利要求3的设备，其特征是包括用于流化床反应加热的熔盐槽，用于气体加压的螺杆式压缩机，用于尿素洗涤和气液分离装置用的尿素冷却器、空气冷却器和尿素循环泵，以及产品包装机。

5、如权利要求3的设备，其特征是所述三聚氰胺结晶捕集器包括壳体，壳体顶部的轴向出气口，壳体上部贴壁设置有冷气进口和热物料气进口，壳体内扩大段下部设有一锥形反射屏，壳体内下部设有搅拌器，壳体底部一端与壳体外的送料螺旋连通，送料螺旋又与一压力出料螺旋相连，压力出料螺旋一端设有一料斗。

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