CN209221550U - 一种三聚氰胺生产装置中的结晶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三聚氰胺生产装置中的结晶器。所述结晶器包括结晶器本体、保温夹套、冷气喷嘴、喷嘴进气管、冷气环管和冷气进气总管。所述结晶器本体外壁设置有保温夹套，夹套内通入高温的保温气体，有效杜绝了结晶器内壁结疤现象，减少了停车次数，提高产量和质量，降低原料消耗。同时，本实用新型在结晶器上的冷气进口环管分为上下两层进气，延长了结晶时间，提高了结晶效果，避免结晶后移堵塞管道的问题，同时也使结晶颗粒增大，因此具有良好的实际工业化应用价值。

Description

一种三聚氰胺生产装置中的结晶器

技术领域

本实用新型属于化学工程和化工设备领域，具体涉及一种三聚氰胺生产装置中的结晶器。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

三聚氰胺是一种重要的有机化工原料，广泛应用在木材、塑料、造纸、阻燃剂、服装、塑料泡沫等行业。现在三聚氰胺生产方法大体分为不用催化剂的高压法和需用催化剂的气相结晶法。气相结晶法生产三聚氰胺的工艺方法为：尿素液体进入尿素洗涤塔；工艺气体经体载气压缩机升压到0.1～2.6MPa，进入载气预热器，经过熔盐加热，载气温度升至320～390℃，从反应器底部进入反应器。反应器内装有催化剂，尿素泵将温度130～145℃的熔融尿素经尿素喷嘴送入反应器，采用雾化气将尿素雾化，喷入反应器内的尿素在390±20℃温度和载气、催化剂作用下，尿素反应生成三聚氰胺、氨和二氧化碳。尿素反应生成三聚氰胺所需的热量，由浸没在催化剂层内的熔盐加热管内的熔盐提供。

从反应器顶部出来的反应生成气中主要含有NH₃、CO₂、三聚氰胺及副产物和催化剂颗粒等，进入热气冷却器进行冷却，生成气被冷却至300～360℃，从热气冷却器出来的含三聚氰胺脱氨物固体颗粒和催化剂细粉的反应生成气，进入热气过滤器，热气过滤器是一个回转反吹袋式过滤器或三通阀反吹，里面有很多带龙骨的过滤管，过滤管为金属粉末烧结管或过滤管外套耐高温过滤袋或缠绕耐高温玻璃纤维过滤布，过滤器中的过滤管被均分成若干组，用反吹气进行反吹，反吹气为氨气、二氧化碳等其他气体，反吹气优选氨气。

分离了三聚氰胺脱氨产物及催化剂粉末的反应生成气，从顶部进入结晶器。三聚氰胺结晶所需的冷却气，来自冷气风机，冷气温度130～160℃，从结晶器下部的冷气喷口向上喷出。反应生成气温度降至180～230℃，反应生成气中的三聚氰胺结晶析出，随气体一并下行，流向结晶器出口。

从结晶器底部来的含有三聚氰胺粉末的工艺混合气体，进入捕集器，把三聚氰胺和工艺气分离开，分离出的三聚氰胺在旋风分离器底部流出，出捕集器的三聚氰胺进入包装系统，包装为成品。

从捕集器顶部出来的工艺气进入尿素洗涤塔顶部，与尿素洗涤塔塔釜的低温熔融尿素经尿素循环泵打入尿素洗涤塔中、上部，工艺气与尿液接触，并流向下进行换热和洗涤，气体从180～230℃降至130～150℃，出尿素洗涤塔的工艺气体经气液分离器进行分离工艺气中夹带的尿素雾滴；尿素洗涤塔内的换热管用脱盐水来给予换热，换热管内的脱盐水吸收热量后可以产生0.05-0.4MPa的蒸汽，产生的蒸汽做其他用途或进入空冷器，由空气把蒸汽冷却为液体，在流入该换热段的换热管使其循环，给尿素洗涤塔内的工艺气降温。

从气液分离器分离出的工艺气分三路：一路为冷气进入结晶器，一路为载气经载气压缩机并预热后进入反应器，第三路为尾气去装置外；进入反应器的载气也可以在捕集器出口管道上进入载气压缩机，这样载气就不进入尿素洗涤塔，缩短了载气流程，减轻了尿素洗涤塔负荷，充分利用了载气的热量，也减轻了熔盐炉的加热负荷。

现有一步法气相淬冷三聚氰胺生产工艺的结晶器壁温较低，三聚氰胺容易在结晶器壁上形成三聚氰胺结晶，粘附在壁上，结壁到一定厚度在壁上脱落下来，进入到成品中，影响产品质量，严重时堵塞管道或造成捕集器底部搅拌跳车，生产无法继续，只能停车处理。而且结晶出的三聚氰胺颗粒大小不稳定，有时因结晶颗粒太小而影响对后面工序造成影响。

专利CN205435033U公开了一种三聚氰胺结晶器管嘴的新型结构，该专利虽然能改善淬冷气与反应器接触的均匀性，但没有解决结晶器结壁的问题，同时固定的16个喷嘴对三聚氰胺装置能力的适应性差，只能适应特定的生产能力装置。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，发明人经长期的技术与实践探索，提供一种带保温夹套的结晶器，夹套内通入高温的保温气体，有效杜绝了结晶器内壁结疤现象，减少了停车次数，提高产量和质量，降低原料消耗。本实用新型的提供的带保温夹套的结晶器，还在结晶器上的冷气进口环管分为上下两层进气，延长了结晶时间，提高了结晶效果，避免结晶后移堵塞管道的问题，同时也使结晶颗粒增大，因此具有良好的实际工业化应用价值。

为实现上述目的，本实用新型涉及以下技术方案：

一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，所述结晶器包括结晶器本体4、保温夹套3、冷气喷嘴5、喷嘴进气管9、冷气环管7和冷气进气总管6。

所述结晶器本体4外壁设置有保温夹套3，工作时，保温夹套3内通保温气体从而对结晶器进行保温处理，工作时，保温气体从保温气进气口2进入保温夹套3，经管道从保温出气口10流出。

所述保温气体温度设置为200-350℃，保温气体优选为惰性气体，进一步优选为氮气或二氧化碳。

所述冷气环管7设置于结晶器本体4壳体外，并与冷气进气总管6连接；喷嘴进气管9贯穿结晶器本体4的壳壁，其一端与冷气环管7连接，另一端与设置于结晶器本体4内部的冷气喷嘴5连接，喷嘴进气管9与冷气喷嘴5连接部设置有弯头，使得冷气喷嘴5向上设置，工作时，冷气喷嘴5出口气体向上喷出。

进一步的，冷气喷嘴5轴向竖直向上设置或者向轴心方向斜向上倾斜角度设置，优选倾斜角度为1-60°。

进一步的，所述冷气喷嘴5在结晶器内部设置为上下多层，优选为两层，每层冷气喷嘴5设置不少于2个；优选为2-30个，冷气出冷气喷嘴5的速度控制为15-50m/s，每层冷气喷嘴5的数量相同或不同。

更进一步的，同一层的冷气喷嘴5均设置于在同一水平面上，同一层冷气喷嘴5的出口中心线在同一圆周上，使同一层的每个冷气喷嘴5的出口中心线到结晶器本体4的内壁的距离相同，并且每层冷气喷嘴5均分所在的圆周(即每层冷气喷嘴5的相邻两个冷气喷嘴5之间的距离一样)，上下层冷气喷嘴5出口中心线各自所在的圆周直径相同或不同。

下层冷气喷嘴5与上层冷气喷嘴5相错设置，即下层冷气喷嘴5设置于上层相邻的两个冷气喷嘴5之间，使得下层冷气喷嘴5喷出的冷气不能直接喷到上层的喷嘴进气管9和冷气喷嘴5上。

进一步的，为便于清理冷气管道，在冷气环管7上设置人孔12，喷嘴进气管9上设置清理手孔13。

进一步的，所述结晶器为立式容器设备，顶部设置有反应工艺气进口1，底部设置有物料出口11。

其中，所述结晶器上部为椭圆封头，底部为锥体，中间部为直筒段；冷气喷嘴5均设置于直筒段区域。

更进一步的，所述直筒段进行变径设置。

本实用新型的有益技术效果：

(1)本实用新型在结晶器壳体增加夹套保温，避免了壳体内壁结壁现象，提高了产品质量，消除了因结晶器内壁塌方造成的影响生产的因素，延长了正常生产的运行时间。

(2)本实用新型通过在结晶器设置上下两层冷气喷嘴，使结晶区域加大，结晶颗粒在结晶器内停留时间增长，一是提高了三聚氰胺晶体结晶环境的稳定性，二是使颗粒间相互碰撞、接触的机会增多，颗粒容易团聚为大颗粒，使产品粒度加大，堆积密度变大，包装袋体积变小，有利于产品的包装、储存和运输。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2.本实用新型结晶器俯视图；

图中，1-反应工艺气进气口，2-保温气进气口，3-保温夹套，4-结晶器本体，5-冷气喷嘴，6-冷气进气总管，7-冷气环管，8-冷气管支撑，9-喷嘴进气管，10-保温气出口；11-物料出口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如前所述，现有一步法气相淬冷三聚氰胺生产工艺的结晶器壁温较低，三聚氰胺容易在结晶器壁上形成三聚氰胺结晶，粘附在壁上，结壁到一定厚度在壁上脱落下来，进入到成品中，影响产品质量，严重时堵塞管道或造成捕集器底部搅拌跳车，生产无法继续，只能停车处理。而且结晶出的三聚氰胺颗粒大小不稳定，有时因结晶颗粒太小而影响对后面工序造成影响。

有鉴于此，本实用新型的一个具体实施方式中，提供一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，所述结晶器包括结晶器本体4、保温夹套3、冷气喷嘴5、喷嘴进气管9、冷气环管7和冷气进气总管6。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述结晶器本体4外壁设置有保温夹套3，工作时，保温气体从保温气进气口2进入保温夹套3，经管道从保温出气口10流出，从而对结晶器起到保温作用。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述保温气体温度设置为200-350℃，保温气体优选为惰性气体，优选为氮气或二氧化碳。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述冷气环管7设置于结晶器本体4壳体外，并与冷气进气总管6连接；喷嘴进气管9贯穿结晶器本体4的壳壁，其一端与冷气环管7连接，另一端与设置于结晶器本体4内部的冷气喷嘴5连接，喷嘴进气管9与冷气喷嘴5连接部设置有弯头，使得冷气喷嘴5向上设置，工作时，冷气喷嘴5出口的气体向上喷出。

本实用新型的又一具体实施方式中，冷气喷嘴5轴向竖直向上设置或者向轴心方向斜向上倾斜角度设置，优选倾斜角度为1-60°。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述冷气喷嘴5在结晶器内部设置为上下多层，优选为两层，每层冷气喷嘴5设置不少于2个；优选为2-30个，冷气出冷气喷嘴5的速度控制为15-50m/s，每层冷气喷嘴5的数量相同或不同。

本实用新型的又一具体实施方式中，同一层的冷气喷嘴5均设置于在同一水平面上，同一层冷气喷嘴5的出口中心线在同一圆周上，使同一层的每个冷气喷嘴5的出口中心线到结晶器本体4的内壁的距离相同，并且每层冷气喷嘴5均分所在的圆周(即每层冷气喷嘴5的相邻两个冷气喷嘴5之间的距离一样)，上下层冷气喷嘴5出口中心线各自所在的圆周直径相同或不同。

本实用新型的又一具体实施方式中，下层冷气喷嘴5与上层冷气喷嘴5相错设置，即下层冷气喷嘴5设置于上层相邻的两个冷气喷嘴5之间，使得下层冷气喷嘴5喷出的冷气不能直接喷到上层的冷气进气管和冷气喷嘴上。

本实用新型的又一具体实施方式中，为便于清理冷气管道，在冷气环管7上设置人孔12，喷嘴进气管9上设置清理手孔13。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述结晶器为立式容器设备，顶部设置有反应工艺气进口1，底部设置有物料出口11。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述结晶器上部为椭圆封头，底部为锥体，中间部为直筒段；冷气喷嘴5均设置于直筒段区域。

本实用新型的又一具体实施方式中，所述直筒段进行变径设置。

以下通过实施例对本实用新型做进一步解释说明，但不构成对本实用新型的限制。应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件进行。

实施例

如图1、图2所示：一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，结晶器为立式容器设备，底部为锥体，上部为椭圆封头，中部直筒段有变径，其中，靠近上部的直筒段直径小于靠近下部的直筒段，结晶器顶部设置有从热气过滤器出来的反应工艺气进口1，底部锥体设置有工艺气体和结晶出来的三聚氰胺的物料出口11。

结晶器包括结晶器本体4、保温夹套3、冷气喷嘴5、喷嘴进气管9、冷气环管7、冷气进气总管6，冷气环管7在结晶器本体4的壳体外，并与冷气进气总管6连接；喷嘴进气管9一端与冷气环管7连接，另一端与冷气喷嘴5连接，通过喷嘴进气管9的弯头设计，使冷气喷嘴5出口的气体竖直向上喷出。

冷气喷嘴5设置为上下两层，每一层的冷气喷嘴5均设置在同一水平面上，每一层的冷气喷嘴5的出口中心线在同一圆周上，使同一层的每个冷气喷嘴5的出口中心线到结晶器筒壁的距离相同，并且每一层冷气喷嘴5均分所在的圆周(也就是每层冷气喷嘴5的相邻两个喷嘴之间的距离一样)。

喷嘴进气管9在直筒段的下部，喷嘴直径为200mm，上层喷嘴数量为12个，下层喷嘴数量为8个，下层喷嘴在上层相邻的两个喷嘴之间，也就是下面喷嘴喷出的冷气不直接喷到上面的冷气进气管和喷嘴上，喷出的气体而是在上面相邻的两个喷嘴之间，上下层喷嘴的距离为1500mm。

结晶器壳体有保温夹套3，结晶器保温夹套3内通入氮气或二氧化碳等惰性气体进行保温，保温气体的温度为200-350℃，保温气体从保温夹套3顶部保温气进气口2进入，从保温气出气口10流出。

本实施例所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其工作过程包括如下步骤：反应器出来的工艺气经过冷却、过滤后，温度315-350℃的反应工艺气从结晶器顶部反应工艺气进气口1进入结晶器内，工艺气从上向下流动，从尿素洗涤塔来的温度为130-160℃的冷气进入冷气进气总管6，然后进入冷气环管7，冷气通过喷嘴进气管9由冷气喷嘴5向上喷出，喷嘴5上下两层布置，向上喷出的冷气与从上部下来的热工艺气体混合，反应工艺气在此设备内降温，由于三聚氰胺具有升华、凝华的性质，降温后三聚氰胺在此结晶出来，由气体变为固体，所有物料(气体、固体)在结晶器底部的物料出口11流出进入捕集器，物料出结晶器的温度为190-230℃。

为便于清理冷气管道，在冷气环管7上设置人孔12，喷嘴进气管9上设置清理手孔13。

应注意的是，以上实例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制。尽管参照所给出的实例对本实用新型进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员可根据需要对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，所述结晶器包括结晶器本体(4)、保温夹套(3)、冷气喷嘴(5)、喷嘴进气管(9)、冷气环管(7)和冷气进气总管(6)；

所述结晶器本体(4)外壁设置有保温夹套(3)；

所述冷气环管(7)设置于结晶器本体(4)壳体外，并与冷气进气总管(6)连接；喷嘴进气管(9)贯穿结晶器本体(4)的壳壁，其一端与冷气环管(7)连接，另一端与设置于结晶器本体(4)内部的冷气喷嘴(5)连接，喷嘴进气管(9)与冷气喷嘴(5)连接部设置有弯头，使得冷气喷嘴(5)向上设置。

2.如权利要求1所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，冷气喷嘴(5)轴向竖直向上设置或者向轴心方向斜向上倾斜角度设置。

3.如权利要求1所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，所述冷气喷嘴(5)设置有上下多层，每层冷气喷嘴(5)设置不少于2个，每层冷气喷嘴（5）的数量相同或不同。

4.如权利要求3所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，所述冷气喷嘴(5)设置为上下两层，每层冷气喷嘴(5)设置为2～30个。

5.如权利要求3所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，同一层的冷气喷嘴(5)均设置于在同一水平面上，同一层冷气喷嘴(5)的出口中心线在同一圆周上，使同一层的每个冷气喷嘴(5)的出口中心线到结晶器本体(4)的内壁的距离相同，并且每层冷气喷嘴(5)均分所在的圆周，上下层冷气喷嘴(5)出口中心线各自所在的圆周直径相同或不同。

6.如权利要求3所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，下层冷气喷嘴(5)与上层冷气喷嘴(5)相错设置。

7.如权利要求1所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，冷气环管(7)上设置有人孔(12)，喷嘴进气管(9)上设置清理手孔(13)。

8.如权利要求1所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，所述结晶器为立式容器设备，顶部设置有反应工艺气进口(1)，底部设置有物料出口(11)。

9.如权利要求1所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，所述结晶器上部为椭圆封头，底部为锥体，中间部为直筒段。

10.如权利要求9所述的一种三聚氰胺生产装置中的结晶器，其特征在于，冷气喷嘴(5)均设置于直筒段区域。