DE102016112944A1 - Process for the production of melamine with separation and recovery of CO2 and NH3 of high purity - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff, mit der Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit, umfassend die folgenden Arbeitsschritte: a) Synthetisieren von Melamin in einem Hauptreaktor durch Pyrolyse eines Strahls von geschmolzenem Harnstoff (301), in der Gegenwart von NH3 (319), Erhalten eines Strahls von geschmolzenem Rohmelamin (303) und eines Strahls von Abgas mit NH3 und CO2 (302); b) optional Behandeln des Strahls von geschmolzenem Rohmelamin (303), der in einem Postreaktor aus dem Hauptreaktor austritt, in der Gegenwart von gashaltigem Ammoniak (304), für die Fertigstellung der Reaktion der Pyrolyse von Harnstoff, Erhalten eines Strahls von geschmolzenem Rohmelamin (306), im Wesentlichen frei von nicht konvertiertem Harnstoff und CO2 und eines Strahls von Abgas (305), der hauptsächlich aus NH3 besteht und das gesamte in der Reaktion gebildete CO2 enthält; c) Aussetzen des Strahls von Abgas (302) aus Schritt a) und, falls vorhanden, des Strahls von Abgas (305) aus Schritt b) der Destillation in Gegenwart eines wässrigen extraktiven Lösungsmittels (329, 218), Erhalten eines gasförmigen Strahls von CO2 von hoher Reinheit (314) und eines wässrigen Ammoniakstrahls (315) mit CO2; d) Aussetzen des wässrigen Ammoniakstrahls aus Schritt c) (315) dem Stripping, um das noch vorhandene CO2 zu entfernen; e) Abkühlen und Solubilisieren des aus Schritt a) und (306) Schritt b), falls vorhanden, erhaltenen geschmolzenen Rohmelaminstrahls (303), indem sie mit dem wässrigen Ammoniakstrahl (315) aus Schritt c) kontaktiert werden, Erhalten einer wässrigen Ammoniaklösung (330) mit aufgelöstem Melamin, Unreinheiten von Polykondensaten und OATs; f) Reinigen der wässrigen Ammoniaklösung aus Melamin (330) aus Schritt e) durch Verbleiben in Gegenwart von NH3, Umwandeln von Polykondensat in Melamin; g) Kristallisieren des in der gereinigten wässrigen Lösung (307) aus Schritt f) vorhandenen Melamins und Trennen von Melaminkristallen von der Lösung, Erhalten eines feuchten Kuchens (309) aus Melamin und einem Strahl von Kristallisationsmutterlauge (310), nur OATs, aufgelöste Melaminrückstände und NH3 enthaltend; h) Destillieren der aus Schritt g) austretenden Mutterlauge, Erhalten eines Strahls von NH3 von hoher Reinheit (317) und eines wässrigen Strahls frei von Ammoniak (322), OATs und Melaminrückstände in Lösung enthaltend, im Anschluss in spezifischen dem Verfahren nachgelagerten Abschnitten, zum Beispiel in einem Zerlegungs-/Stripping-Abschnitt, zurückgewonnen und/oder eliminiert; i) Trocknen des feuchten Melaminkuchens (309) aus Schritt g) mit heißer Luft, Erhalten von getrockneten Melaminkristallen mit einem hohen Grad an Reinheit und einem Abluftstrom mit Ammoniak; wobei das Verfahren erfordert, dass Schritt c) für das extraktive Destillieren des Abgasstroms (302) aus Schritt a) und, falls vorhanden, das Abgasstroms (305) aus Schritt b) in Gegenwart eines wässrigen Extraktionslösungsmittels bei einem Druck von 55 bis 250 bar, bevorzugt 70 bis 170 bar, ausgeführt wird.The present invention relates to a process for the production of melamine from urea, comprising the separation and recovery of high purity CO 2 and NH 3, comprising the following operations: a) synthesizing melamine in a main reactor by pyrolysis of a molten urea jet (301) in the presence of NH3 (319), obtaining a jet of molten crude melamine (303) and a jet of exhaust gas with NH3 and CO2 (302); b) optionally treating the jet of molten crude melamine (303) exiting the main reactor in a post reactor in the presence of gaseous ammonia (304) to complete the pyrolysis of urea reaction, obtaining a jet of molten crude melamine (306 ), essentially free of unconverted urea and CO2 and a jet of exhaust gas (305) consisting mainly of NH3 and containing all the CO2 formed in the reaction; c) subjecting the jet of exhaust gas (302) from step a) and, if present, the jet of waste gas (305) from step b) to the distillation in the presence of an aqueous extractive solvent (329, 218), obtaining a gaseous jet of CO2 high purity (314) and an aqueous ammonia jet (315) with CO2; d) exposing the aqueous ammonia jet from step c) (315) to stripping to remove any remaining CO2; e) cooling and solubilizing the molten raw melamine jet (303) obtained from step a) and (306) step b), if present, by contacting with the aqueous ammonia jet (315) from step c), obtaining an aqueous ammonia solution (330 ) with dissolved melamine, impurities of polycondensates and OATs; f) purifying the aqueous ammonia solution from melamine (330) from step e) by remaining in the presence of NH3, converting polycondensate to melamine; g) crystallizing the melamine present in the purified aqueous solution (307) from step f) and separating melamine crystals from the solution, obtaining a moist cake (309) of melamine and a jet of crystallization mother liquor (310), only OATs, dissolved melamine residues and Containing NH3; h) distilling the mother liquor leaving step g), obtaining a jet of NH3 of high purity (317) and an aqueous jet free of ammonia (322) containing OATs and melamine residues in solution, followed by specific downstream processes, for Example in a decomposition / stripping section, recovered and / or eliminated; i) drying the moist melamine cake (309) from step g) with hot air, obtaining dried melamine crystals having a high degree of purity and an exhaust air stream with ammonia; wherein the method requires that step c) for the extractive distillation of the exhaust gas stream (302) from step a) and, if present, the exhaust gas stream (305) from step b) in the presence of an aqueous extraction solvent at a pressure of 55 to 250 bar, preferably 70 to 170 bar, is performed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung von Melamin mit Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit. The present invention relates to a process for the production of melamine with separation and recovery of CO 2 and NH 3 of high purity.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung von Melamin von hoher Reinheit gemäß dem Syntheseverfahren basierend auf der Hochdruckpyrolyse von Harnstoff, mit der gleichzeitigen separaten und vollständigen Rückgewinnung von in den verschiedenen Phasen des Verfahrens erzeugten NH3 und CO2 von hoher Reinheit. In particular, the present invention relates to a process for the production of high purity melamine according to the synthesis process based on high pressure pyrolysis of urea, with the simultaneous separate and complete recovery of high purity NH 3 and CO 2 produced in the various phases of the process.
Die Herstellung von Melamin aus Harnstoff wird in der industriellen Praxis bei einer hohen Temperatur in der Gegenwart von NH3, sowohl bei geringem Druck, in der Gegenwart eines geeigneten Katalysators, als auch bei hohem Druck in der Abwesenheit des Katalysators bewirkt. In beiden Fällen findet die Umwandlung von Harnstoff zu Melamin gemäß der folgenden Gesamtreaktion statt. The production of melamine from urea is effected in industrial practice at a high temperature in the presence of NH 3 , both at low pressure, in the presence of a suitable catalyst, and at high pressure in the absence of the catalyst. In both cases, the conversion of urea to melamine takes place according to the following overall reaction.
Zusätzlich zum Hauptprodukt (Melamin) werden NH3 und CO2 auch zusammen mit kleineren, aber nicht vernachlässigbaren Mengen an Nebenprodukten gebildet, die einem Fachmann auf dem Gebiet hinreichend bekannt sind, darunter jeweils Oxy-Amino-Triazine (OATs) und Polykondensate, Zwischenprodukte von Pyrolyse und anschließenden Reaktionen von Melamin. In addition to the major product (melamine), NH 3 and CO 2 are also formed along with minor but non-negligible amounts of by-products well-known to those skilled in the art, including each of oxy-amino-triazines (OATs) and polycondensates, intermediates of Pyrolysis and subsequent reactions of melamine.
Aus der Stöchiometrie der Gesamtreaktion (1) kann abgeleitet werden, dass 50 % an Molen an Harnstoff, der dem Melaminsyntheseverfahren zugeführt wurde, theoretisch in NH3 und CO2 umgewandelt wird. Als Folge ist eine Menge von CO2 und NH3, die mindestens 1,86 kg pro 1 kg an hergestelltem Melamin entspricht, im Abfluss vorhanden, der den Synthesereaktor zusammen mit dem Melamin verlässt. From the stoichiometry of the overall reaction (1), it can be deduced that 50% of moles of urea fed to the melamine synthesis process are theoretically converted to NH 3 and CO 2 . As a result, an amount of CO 2 and NH 3 corresponding to at least 1.86 kg per 1 kg of melamine produced is present in the effluent leaving the synthesis reactor along with the melamine.
Aufgrund des hohen wirtschaftlichen Wertes von NH3 gibt es ein Problem bei der Rückgewinnung dieses Reaktionsnebenproduktes in allen Melaminherstellungsverfahren. Due to the high economic value of NH 3, there is a problem with the recovery of this reaction by-product in all melamine production processes.
Eines der am häufigsten eingesetzten Verfahren für die Herstellung von Melamin basiert auf der Hochdruckpyrolysereaktion von Harnstoff, mit der Rückgewinnung und Reinigung von Melamin in einer wässrigen Ammoniaklösung. In diesem Verfahren besteht der Abfluss, der den Synthesereaktor verlässt, aus einer flüssigen Phase, die das meiste des hergestellten Melamins enthält, und einer gasförmigen Phase, die das meiste der NH3- und CO2-Nebenprodukte enthält. One of the most commonly used processes for the production of melamine is based on the high pressure pyrolysis reaction of urea, with the recovery and purification of melamine in an aqueous ammonia solution. In this process, the effluent leaving the synthesis reactor consists of a liquid phase containing most of the melamine produced and a gaseous phase containing most of the NH 3 and CO 2 by- products.
Der gesamte Abfluss, der den Reaktor verlässt (Gas und Flüssigkeit), wird in einer spezifischen Vorrichtung, die hierin als „Quench“ bezeichnet wird, in Kontakt mit einem wässrigen, aus den nachgelagerten Abschnitten kommenden Ammoniakstrahl gebracht, der CO2 enthält. Ein flüssiger Strahl, der das gesamte hergestellte Melamin enthält, verlässt den Quenchboden, der nach dem Eliminieren des vorhandenen CO2 mit Ammoniak behandelt wird, um die Polykondensate, Reaktionsnebenprodukte, zu entfernen und die OATs in Lösung zu halten. Melamin mit einem hohen Grad von Reinheit mit einem Titer, der höher als 99,8 % ist, wird aus der vorstehenden gereinigten Lösung durch Kristallisieren und anschließendes Trocknen des getrennten Feststoffes erhalten. The entire effluent exiting the reactor (gas and liquid) is contacted in a specific apparatus, referred to herein as a "quench", in contact with an aqueous ammonia jet coming from the downstream sections containing CO 2 . A liquid jet containing all the melamine produced leaves the quench bottom, which after removal of the CO 2 present is treated with ammonia to remove the polycondensates, reaction by-products, and to keep the OATs in solution. Melamine of a high degree of purity with a titer higher than 99.8% is obtained from the above purified solution by crystallizing and then drying the separated solid.
Ein wassergesättigter gasförmiger Strahl von NH3 und CO2 (nasses Abgas) wird vom Quench-Kopf extrahiert. Dieser gasförmige Strahl wird normalerweise zur Harnstoffsyntheseanlage (Harnstoffanlage) recycelt, um das darin enthaltene NH3 und CO2 zurückzugewinnen, wodurch ihnen ermöglicht wird, durch ihre (Rück)wandlung zu Harnstoff umgehend erneut verwendet zu werden Eine unverzichtbare Bedingung zum Sicherstellen, dass die Rückgewinnung und erneute Verwendung der vorstehenden Gase ökonomisch geeignet ist, ist, dass sich die Melaminanlage in unmittelbarer Nähe der Harnstoffanlage befindet. A water-saturated gaseous jet of NH 3 and CO 2 (wet exhaust gas) is extracted from the quenching head. This gaseous jet is normally recycled to the urea synthesis plant (urea plant) to recover the NH 3 and CO 2 contained therein, allowing them to be reused immediately by their (re) conversion to urea. An indispensable condition for ensuring that the recovery and reuse of the above gases is economically feasible, the melamine plant is in close proximity to the urea plant.
Das Vorhandensein von Wasser im nassen Abgasstrahl, das den Quench verlässt (normalerweise mehr als 20 Gew.-%), macht jedoch die erneute Verwendung von NH3 und CO2 in der Harnstoffanlage schwer und trägt zur Erhöhung der Gesamtkosten für die Melaminherstellung bei, vor allem, wenn die Harnstoffanlage im Vergleich zur Melaminanlage klein ist. However, the presence of water in the wet flue gas leaving the quench (usually more than 20% by weight) makes the reuse of NH 3 and CO 2 in the urea plant difficult and adds to the overall cost of melamine production especially if the urea plant is small compared to the melamine plant.
Das vorstehende Herstellungsverfahren von Melamin nach dem Stand der Technik wird nachfolgend mit Verweis auf die angehängten
In
Unter den vorstehend genannten Betriebsbedingungen erzeugt die Pyrolysereaktion einen biphasischen Abfluss, der aus einer flüssigen Phase mit rohem geschmolzenen Melamin, das reduzierte Mengen an nicht konvertiertem Harnstoff enthält, und anderen Nebenprodukten (unter denen die bedeutendsten die bereits erwähnten Polykondensate und Oxy-Amino-Triazine (OATs) sind) und einer gashaltigen Phase, im Wesentlichen bestehend aus NH3 und CO2, besteht. Dieser biphasische Abfluss
Der wässrige Strahl
Ein gasförmiger Strahl
Ein wässriger Strahl
Die Eliminierung der Polykondensate findet im Reinigungsabschnitt statt, in dem der Strahl
Der wässrige Ammoniakstrahl
Die Gegenwart von NH3 im Strahl
Der feuchte Kuchen
Der wässrige Waschstrahl
Der aus der Kristallisationsmutterlauge bestehende Strahl
Der Strahl
Der Strahl an Retentat
- – einem gereinigten wässrigen Strahl (
121 ), der in die Umwelt abgelassen werden kann: - – einem nassen Strahl, reich an NH3 und CO2 (
122 ), der zum NH3-CO2-Absorber recycelt wird.
- A purified aqueous jet (
121 ) that can be released into the environment: - - a wet jet, rich in NH 3 and CO 2 (
122 ), which is recycled to the NH 3 -CO 2 absorber.
Das vorstehend dargestellte Verfahren, auch wenn derzeit in zahlreichen chemischen Anlagen angewandt, ist gekennzeichnet durch einen hohen Dampfverbrauch und eine Umwandlungsausbeute von Harnstoff zu Melamin, die viel niedriger als der stöchiometrische Wert ist. Außerdem ist das Verfahren durch eine schwere Rückgewinnung der gasförmigen Reaktionsprodukte NH3 und CO2 aufgrund der beachtlichen Menge an Wasser, die im Strahl
Das Wasser, das im nassen Abgas vorhanden ist, das zur benachbarten Harnstoffanlage recycelt wird, bewirkt tatsächlich eine Erhöhung der Harnstoffherstellungskosten, die natürlich von der Verwaltung der Melaminherstellungsanlage getragen werden. The water present in the wet exhaust gas recycled to the adjacent urea plant actually causes an increase in urea production costs, which of course are borne by the management of the melamine manufacturing plant.
Diesem Problem ist bereits in der Vergangenheit begegnet worden, mit Versuchen, Trennungsverfahren von NH3 und CO2 aus Mischungen aus Abgas und Nebenprodukten, die aus dem Syntheseverfahren von Melamin stammen, zu finden, um reine Gase zu erhalten, die zur Harnstoffanlage recycelt werden können, gelagert und/oder an die Umwelt abgegeben werden können (CO2). This problem has already been addressed in the past, with attempts to find separation processes of NH 3 and CO 2 from mixtures of exhaust gas and by-products derived from the melamine synthesis process to obtain pure gases that can be recycled to the urea plant , stored and / or released to the environment (CO 2 ).
Im Gegensatz zu dem, was nach dem Stand der Technik bekannt ist, der auch bereits Destillationen von CO2 beschreibt, um gasförmige Strahlen von CO2 von hoher Reinheit zu erhalten (IT 1387832, dessen Verfahrensschema in der beigefügten
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, die sich durch den Stand der Technik ergebenden Nachteile zu überwinden. The object of the present invention is therefore to overcome the disadvantages resulting from the prior art.
Ein Ziel des vorliegenden Verfahrens betrifft tatsächlich ein Verfahren für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff, mit der Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit, umfassend die folgenden Arbeitsschritte:
- a) Synthetisieren von Melamin in einem Hauptreaktor durch Pyrolyse eines Strahls von geschmolzenem Harnstoff in der Gegenwart von NH3, Erhalten eines Strahls von geschmolzenem Rohmelamin und eines Strahls von Abgas mit NH3 und CO2;
- b) optional Behandeln des Strahls von geschmolzenem Rohmelamin, der den Hauptreaktor verlässt, in einem Postreaktor in der Gegenwart von gasförmigem Ammoniak, für die Fertigstellung der Pyrolysereaktion von Harnstoff, Erhalten eines Strahls von geschmolzenem Rohmelamin, im Wesentlichen frei von nicht konvertiertem Harnstoff und CO2 und eines Strahl von Abgas, der hauptsächlich aus NH3 besteht und das gesamte in der Reaktion gebildete CO2 enthält;
- c) Aussetzen des Strahls von Abgas aus Schritt a) und, falls vorhanden, des Strahls von Abgas aus Schritt b) der Destillation in der Gegenwart eines wässrigen Extraktionslösungsmittels, Erhalten eines gasförmigen Strahls von CO2 von hoher Reinheit und eines wässrigen Ammoniakstrahls mit CO2;
- d) Aussetzen des wässrigen Ammoniakstrahls aus Schritt c) dem Stripping, um das noch vorhandene CO2 zu entfernen;
- e) Abkühlen und Solubilisieren des aus Schritt a) und Schritt b), falls vorhanden, erhaltenen geschmolzenen Rohmelaminstrahls, indem sie mit dem wässrigen Ammoniakstrahl aus Schritt c) in Kontakt gebracht werden, Erhalten einer wässrigen Ammoniaklösung mit aufgelöstem Melamin, Unreinheiten von Polykondensaten und OATs;
- f) Reinigen der wässrigen Ammoniaklösung aus Melamin aus Schritt e) durch Verbleiben in Gegenwart von NH3, Umwandeln der Polykondensate zu Melamin;
- g) Kristallisieren des in der gereinigten wässrigen Lösung aus Schritt f) vorhandenen Melamins und Trennen von Melaminkristallen von der Lösung, Erhalten eines feuchten Kuchens aus Melamin und eines Strahls von Kristallisationsmutterlauge, nur OATs, aufgelöste Melaminrückstände und NH3 enthaltend;
- h) Destillieren der aus Schritt g) austretenden Mutterlauge, Erhalten eines Strahls von NH3 von hoher Reinheit und eines wässrigen Strahls frei von Ammoniak, OATs und Melaminrückstände enthaltend, im Anschluss in spezifischen dem Verfahren nachgelagerten Abschnitten, zum Beispiel in einem Zerlegungs-/Stripping-Abschnitt, zurückgewonnen und/oder eliminiert;
- i) Trocknen des feuchten Melaminkuchens aus Schritt g) mit heißer Luft, Erhalten von getrockneten Melaminkristallen mit einem hohen Grad an Reinheit und einem Abluftstrom mit Ammoniak; wobei das Verfahren erfordert, dass Schritt c) des extraktiven Destillierens des Abgasstroms aus Schritt a) und, falls vorhanden, des Abgasstroms aus Schritt b) in der Gegenwart eines wässrigen Extraktionslösungsmittels bei einem Druck von 55 bis 250 bar, bevorzugt 70 bis 170 bar, ausgeführt wird.
- a) synthesizing melamine in a main reactor by pyrolysis of a jet of molten urea in the presence of NH 3 , obtaining a jet of molten crude melamine and a jet of exhaust gas with NH 3 and CO 2 ;
- b) optionally treating the jet of molten crude melamine exiting the main reactor in a post reactor in the presence of gaseous ammonia to complete the pyrolysis reaction of urea, obtaining a jet of molten crude melamine substantially free of unconverted urea and CO 2 and a jet of exhaust gas consisting mainly of NH 3 and containing all the CO 2 formed in the reaction;
- c) subjecting the jet of exhaust gas from step a) and, if present, the jet of exhaust gas from step b) to distillation in the presence of an aqueous extraction solvent, obtaining a gaseous jet of high purity CO 2 and an aqueous ammonia jet with CO 2 ;
- d) exposing the aqueous ammonia jet from step c) to stripping to remove the remaining CO 2 ;
- e) cooling and solubilizing the molten crude melamine jet obtained from step a) and step b), if present, by contacting it with the aqueous ammonia jet from step c), obtaining an aqueous ammonia solution with dissolved melamine, impurities from polycondensates and OATs ;
- f) purifying the aqueous ammonia solution from melamine from step e) by remaining in the presence of NH 3 , converting the polycondensates to melamine;
- g) crystallizing the melamine present in the purified aqueous solution from step f) and separating melamine crystals from the solution, obtaining a moist cake of melamine and a jet of crystallization mother liquor, containing only OATs, dissolved melamine residues and NH 3 ;
- h) distilling the mother liquor leaving step g), obtaining a jet of NH 3 of high purity and an aqueous jet free of ammonia, containing OATs and melamine residues, subsequently in specific downstream processes, for example in a separation / stripping process Section, recovered and / or eliminated;
- i) drying the moist melamine cake from step g) with hot air, obtaining dried melamine crystals having a high degree of purity and an exhaust air stream with ammonia; wherein the process requires that step c) of the extractive distillation of the exhaust gas stream from step a) and, if present, the exhaust gas stream from step b) in the presence of an aqueous extraction solvent at a pressure of 55 to 250 bar, preferably 70 to 170 bar, is performed.
Das wässrige Extraktionslösungsmittel ist bevorzugt Wasser oder eine wässrige ammoniakfreie Lösung, noch bevorzugter eine recycelte wässrige ammoniakfreie Lösung. The aqueous extraction solvent is preferably water or an aqueous ammonia-free solution, more preferably a recycled aqueous ammonia-free solution.
Das wässrige Extraktionslösungsmittel ist in einer Menge von 3 bis 6, bevorzugt von 4 bis 5 Tonnen von Lösungsmittel pro 1 Tonne von hergestelltem Melamin vorhanden. The aqueous extraction solvent is present in an amount of 3 to 6, preferably 4 to 5 tons of solvent per 1 ton of melamine produced.
Außerdem wird der Schritt c) des extraktiven Destillierens bevorzugt in Trennausrüstung ausgeführt (Destilliersäule oder Distex), hergestellt aus Materialien, die geeignet sind, um den erforderlichen Betriebsbedingungen zu widerstehen, wie zum Beispiel einer Legierung, die im Wesentlichen aus einer Kombination aus Nickel, Chrom und Molybdän oder Metallen wie Zirkonium, Titan oder geeigneten Kombinationen dieser Materialien besteht. In addition, extractive distillation step c) is preferably carried out in separation equipment (distillation column or Distex) made of materials suitable to withstand the required operating conditions, such as an alloy consisting essentially of a combination of nickel, chromium and molybdenum or metals such as zirconium, titanium or suitable combinations of these materials.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besteht daher aus einem Verfahren für die Herstellung von Melamin, verbessert und optimiert in Bezug auf den Stand der Technik, das zusätzlich zum Ermöglichen der Herstellung von Melamin von hoher Reinheit mit einem beachtlichen Anstieg des Ertrags und mit reduzierten Kosten auch
- – die gleichzeitige Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit, erzeugt/verwendet im Herstellungszyklus und bei der Reinigung von Melamin;
- – eine Reduzierung der Gesamtmenge an verwendetem Wasser und dessen vollständiges Recyceln im Melaminherstellungsverfahren, mit der anschließenden Eliminierung von Flüssigkeitsabläufen;
- – eine extraktive Destillation von CO2 ausgeführt bei hohen Drucken, wobei die Verwendung der Drucke die direkte Destillation von Abgas, das den Reaktor und möglicherweise den Postreaktor des Syntheseverfahrens von Hochdruckmelamin verlässt, ermöglicht, ohne Erfordernis einer Zwischenbehandlung, um sie auf die Betriebsdrucke einer Extraktionssäule zu bringen, die bei Drucken von weniger als 50 bar arbeitet, wie in den Verfahren nach dem Stand der Technik beschrieben;
- – eine extraktive Destillation von CO2, die, auch wenn bei einem hohen Druck ausgeführt, reduzierte Energieverbrauche aufweist, die in Bezug auf den Betrieb bei niedrigeren Drucken sogar halbiert werden können, ermöglicht.
- The simultaneous separation and recovery of high purity CO 2 and NH 3 , produced / used in the manufacturing cycle and in the purification of melamine;
- - a reduction in the total amount of water used and its complete recycling in the melamine production process, with the subsequent elimination of liquid effluents;
- An extractive distillation of CO 2 carried out at high pressures, the use of which enables the direct distillation of off-gas leaving the reactor and possibly the post-reactor of the high pressure melamine synthesis process, without the need for intermediate treatment, to the operating pressures of an extraction column which operates at pressures of less than 50 bar as described in the prior art processes;
- An extractive distillation of CO 2 which, even when run at high pressure, has reduced energy consumption, which can even be halved in terms of operation at lower pressures.
Ein wesentlicher Aspekt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist außerdem das Vorsehen einer Behandlung von Abgas mit CO2 und NH3, um CO2 und NH3 von hoher Reinheit zu erhalten, wobei ein gasförmiger Strahl von CO2 von hoher Reinheit in einem ersten Schritt getrennt wird und ein Strahl von NH3 von hoher Reinheit in einem anschließenden Schritt getrennt wird. An essential aspect of the method according to the present invention is also the provision of a treatment of exhaust gas with CO 2 and NH 3 to obtain CO 2 and NH 3 of high purity, wherein a gaseous jet of CO 2 of high purity in a first step is separated and a jet of high purity NH 3 is separated in a subsequent step.
Außerdem können die Abgasstrahlen mit CO2 und NH3, erzeugt/verwendet im Herstellungs- und Reinigungszyklus von Melamin, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden, in der gleichen Anlage erzeugt werden, in der die extraktive Destillationssäule vorhanden ist, oder sie können aus einzelnen oder mehreren Kombinationen an anderen Melaminherstellungsanlagen kommen, herkömmlich als Hoch- oder Niedrigdruckanlagen bezeichnet, die nicht mit einer extraktiven Säule oder Distex ausgestattet sind. In addition, the exhaust gases with CO 2 and NH 3 generated / used in the production and purification cycle of melamine treated according to the process of the present invention may be produced in the same plant in which the extractive distillation column is present or may be come from single or multiple combinations at other melamine manufacturing plants, conventionally referred to as high or low pressure equipment, which are not equipped with an extractive column or Distex.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft eine spezifische Gruppe für die Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit aus Abgas, das von einer Anlage für die Herstellung von Melamin kommt, wobei die Gruppe die folgenden Elemente umfasst: eine erste Destilliersäule für die Extraktion von CO2, für den Betrieb mit einem wässrigen Extraktionslösungsmittel wie zum Beispiel Wasser geeignet; eine zweite Trennsäule, die für die Rückgewinnung des im Strahl, der den Boden der ersten extraktiven Destilliersäule verlässt, vorhandenen CO2 und NH3 vom Kopf geeignet ist; eine dritte Trennsäule, die für die Rückgewinnung des im Strahls, der den Kopf der zweiten Säule verlässt, vorhandenen NH3 vom Kopf geeignet ist, wobei die Elemente geeignet sind, um die Trennungs- und Rückgewinnungsschritte der Strahlen aus CO2 und NH3 von hoher Reinheit von dem Abgas zu bewirken. Another object of the present invention relates to a specific group for the separation and recovery of high purity CO 2 and NH 3 from waste gas coming from a plant for the production of melamine, the group comprising the following elements: a first distillation column for the extraction of CO 2 , suitable for operation with an aqueous extraction solvent such as water; a second separation column suitable for recovering the CO 2 and NH 3 from the head present in the jet leaving the bottom of the first extractive distillation column; a third separation column suitable for the recovery of the NH 3 from the head present in the jet leaving the head of the second column, the elements being suitable for carrying out the separation and recovery steps of the CO 2 and NH 3 beams of high Purity of the exhaust effect.
Die Gruppe kann in Fällen der Umgestaltung von bereits vorhandenen Anlagen für die Herstellung von Melamin und/oder für die Integration derselben in Anlagen für die Herstellung von Harnstoff verwendet werden. The group may be used in cases of conversion of existing plants for the production of melamine and / or for the integration thereof in plants for the production of urea.
Die Gruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel für die Trennung und Rückgewinnung von CO2 und NH3 von hoher Reinheit, erzeugt in einem Verfahren für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff, umfassend die vorstehend beschriebenen Arbeitsschritte a)–i), verwendet werden. The group according to the present invention can be used, for example, for the separation and recovery of high purity CO 2 and NH 3 produced in a process for the production of melamine from urea comprising the operations a) -i) described above.
Das mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Verfahren wendet einfache aber wesentliche Änderungen in Bezug auf die nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren an. The method proposed by the present invention applies simple but substantial changes with respect to the methods known in the art.
Das Syntheseverfahren von Melamin aus Harnstoff gemäß der vorliegenden Erfindung und die daraus abgeleiteten Vorteile können mit der folgenden Beschreibung, die auf
Das folgende charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung sollte zuerst beachtet werden, nämlich dass die Nähe der Harnstoffanlage zur Melaminherstellungseinheit nicht länger bindend ist, da das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kein Abgasgemisch mehr herstellt, das NH3 und CO2 enthält (entweder nasses Abgas oder anhydrisches Abgas), dessen Rückgewinnung und Transport zur Harnstoffanlage nur dank dieser Nähe wirtschaftlich tragfähig ist. Außerdem ermöglichen die spezifischen Druckbedingungen im extraktiven Destillierschritt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, dass ein optimiertes Verfahren erhalten wird, das mit reduzierten Mengen an Wasser und mit überraschenden Ergebnissen in Bezug auf den Energieverbrauch arbeitet. The following characteristic feature of the present invention should first be noted, namely, that the proximity of the urea plant to the melamine production unit is no longer binding because the process according to the present invention no longer produces exhaust gas mixture containing NH 3 and CO 2 (either wet exhaust gas or anhydrous Exhaust gas), whose recovery and transport to the urea plant is economically viable only because of this proximity. In addition, the specific pressure conditions in the extractive distillation step of the process according to the present invention allow to obtain an optimized process which works with reduced amounts of water and with surprising results in terms of energy consumption.
Diese spezifischen Merkmale machen das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die bisher für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff verwendeten und/oder vorgeschlagenen Hochdrucktechnologien einzigartig. These specific features make the process of the present invention unique with respect to the high pressure technologies previously used and / or proposed for the production of melamine from urea.
Ein Strahl aus geschmolzenem Harnstoff
In der in
Eine weitere vorteilhafte Auswirkung der Gegenwart des Postreaktors ist eine Reduzierung der Menge an CO2, die in der flüssigen Phase vorhanden ist, d. h. im Strahl an geschmolzenem Rohmelamin, ebenfalls aufgrund des Stripping-Effekts des gasförmigen Strahls von NH3, der kontinuierlich eintritt. Schritt b) des Verfahrens ist jedoch optional. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht tatsächlich die Herstellung von Melamin von hoher Reinheit mit der separaten Rückgewinnung von NH3 und CO2 auch ohne die Hilfe des Postreaktors. Another beneficial effect of the presence of the post reactor is a reduction in the amount of CO 2 present in the liquid phase, ie in the stream of molten crude melamine, also due to the stripping effect of the gaseous jet of NH 3 which is continuously entering. However, step b) of the process is optional. The process according to the present invention actually allows the production of high purity melamine with the separate recovery of NH 3 and CO 2 even without the aid of the post reactor.
Zwei separate Strahlen verlassen auch den Postreaktor, beide frei von Wasser: ein Abgasstrahl
Der Abgasstrahl
Die Reinigung der wässrigen Lösung
Der Strahl aus Kristallisationsmutterlauge
Der gasförmige Strahl
Das wässrige Extraktionslösungsmittel ist bevorzugt eine recycelte wässrige ammoniakfreie Lösung, die vom Abschnitt nach der Anlage (Strahlen
Der gasförmige Strahl
Der wässrige ammoniakfreie Strahl
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht daher auch die vollständige Rückgewinnung, und bei einem hohen Reinheitsgrad, des gesamten im Melaminherstellungsabschnitt erzeugten Ammoniaks nach der vollständigen Rückgewinnung und bei einem hohen Reinheitsgrad des gesamten im Melaminherstellungsverfahren erzeugten CO2. Das reine NH3 im flüssigen Zustand, das den Strahl
Der wässrige ammoniakfreie Strahl
Der Trocknungsschritt kann tatsächlich mit heißer Luft oder anderen Mitteln, die einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, ausgeführt werden. The drying step may in fact be carried out with hot air or other means known to those skilled in the art.
Die kleinen Mengen an CO2, die möglicherweise im Strahl
Gemäß der hierin dargestellten Ausführungsform umfasst das Verfahren für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff mit separater Rückgewinnung und mit einer hohen Reinheit der Nebenprodukte Ammoniak und Kohlenstoffdioxid den folgenden grundlegenden Arbeitsschritt:
- – Aussetzen des Abgasstrahls, der den Melaminsynthesereaktor verlässt, der Destillation in einer extraktiven Destillationssäule unter Verwendung von Wasser als Extraktionslösungsmittel oder einer wässrigen Lösung, und bevorzugt eines wässrigen Rückgewinnungsstrahls in einer Menge von 3 bis 6, bevorzugt von 4 bis 5 Tonnen an Lösungsmittel pro Tonne an Melamin, und Betreiben bei einem Druck von 55 bis 250 bar, bevorzugt von 70 bis 170 bar, wodurch ein gasförmiger Strahl an CO2 von hoher Reinheit und ein wässriger Ammoniakstrahl, der für die Rückgewinnung und Reinigung des in der Reaktion hergestellten Melamins erhalten wird, mit besonders reduziertem Energieverbrauch.
- Exposing the exhaust jet leaving the melamine synthesis reactor to distillation in an extractive distillation column using water as the extraction solvent or aqueous solution, and preferably an aqueous recovery jet in an amount of from 3 to 6, preferably from 4 to 5 tons of solvent per ton to melamine, and operating at a pressure of 55 to 250 bar, preferably from 70 to 170 bar, whereby a gaseous jet of high purity CO 2 and an aqueous ammonia jet obtained for the recovery and purification of the melamine produced in the reaction , with particularly reduced energy consumption.
Der wässrige Ammoniakstrahl, der sich aus dem Fest-/Flüssig-Trennschritt ergibt, nach der Kristallisation, wird dann destilliert, wodurch ein Ammoniakstrahl von hoher Reinheit und ein wässriger ammoniakfreier Strahl mit restlichem Melamin, OATs und anderen geringen organischen Unreinheiten zum Schicken zur Rückgewinnung oder Eliminierung erhalten wird. The aqueous ammonia jet resulting from the solid / liquid separation step, after crystallization, is then distilled to produce a high purity ammonia jet and an aqueous ammonia-free jet of residual melamine, OATs and other minor organic impurities for recovery Elimination is obtained.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden die zurückgewonnenen Strahlen aus NH3 und CO2 von hoher Reinheit im Wesentlichen separat der Harnstoffanlage zugeführt, mit besonderen Vorteilen in Bezug auf den Zuführstrahl dieser Substanzen, die im Abgasstrahl enthalten, nicht getrennt, sind. In a preferred embodiment of the process according to the present invention, the recovered high purity NH 3 and CO 2 streams are supplied substantially separately to the urea plant, with particular advantages with respect to the feed jet of these substances contained in the exhaust jet, not separated ,
Alternativ werden einer oder beide der vorstehend genannten Strahlen geeignet als Rohstoffe in anderen industriellen Herstellungsverfahren verwendet. Alternatively, one or both of the above-mentioned rays are suitably used as raw materials in other industrial production processes.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher einen innovativen Zyklus, der organisiert ist, um die Trennung und Rückgewinnung von NH3 und CO2 von hoher Reinheit in einem Melaminherstellungsverfahren durch die Pyrolyse von Harnstoff zu erhalten, wobei der Zyklus Folgendes umfasst:
- – einen Reaktionsabschnitt, der aus einem Hauptreaktor und einem Postreaktor besteht, in dem die Pyrolyse mit einer hohen Konversion von Harnstoff zu Melamin mit der Trennung eines Strahls von anhydrischem Abgas aus NH3, CO2 und Melamindämpfen bewirkt wird;
- – eine extraktive Destilliersäule (Distex), die mit dem Reaktionsbereich verbunden ist, von dem sie den Abgasstrahl erhält, wobei der Distex ein Kopfprodukt, das aus CO2 von hoher Reinheit besteht und einen wässrigen Bodenstrahl mit NH3 und restlichem Melamin trennt, unter Verwendung von bevorzugt wässrigen ammoniakfreien Lösungen aus dem Rückgewinnungs- und Reinigungszyklus von Melamin als Extraktionslösungsmittel; wobei der CO2-Strahl von hoher Reinheit bei dem bevorzugten Druck von 70–170 bar destilliert wird, d. h. bei dem gleichen Druck, bei dem er den Reaktor verlässt, ohne dass eine Zwischenbehandlung erforderlich ist; einen Stripping-Abschnitt zum Entfernen des restlichen CO2 aus der ammoniakfreien wässrigen Lösung;
- – einen Quench-Abschnitt und einen Reinigungsabschnitt für die Rückgewinnung und Reinigung von Melamin mittels wässriger Ammoniakstrahlen, die vom Herstellungszyklus kommen, eventuell mit der Hinzufügung von NH3;
- – einen Präzipitationsbereich durch Kristallisation des gereinigten Melamins, verbunden mit den Trenn- und Trocknungsabschnitten des Produkts;
- – einen Ammoniaktrennabschnitt von der Kristallisationsmutterlauge mit der Herstellung, durch Destillation, von Ammoniak von hoher Reinheit, das für die internen Erfordernisse des Zyklus verwendet wird, wobei das überschüssige NH3 bei einer hohen Reinheit an die Anlagengrenze zur Übertragung an eine Harnstoffanlage oder zum Verkauf auf dem Markt geliefert wird;
- – einen Abschnitt für die Behandlung der ammoniakfreien Mutterlauge, die den Ammoniaktrennabschnitt verlässt, wobei eine kongruente Rückgewinnung des darin enthaltenen Melamins und/oder die thermische Demolierung aller anderen vorhandenen organischen Substanzen mit der vollständigen Rückgewinnung des sich ergebenden NH3 und CO2 bewirkt wird; wobei der aus dieser Betriebsserie stammende wässrige Strahl das meiste der Extraktionslösungsmittelanforderungen des Distex bildet.
- A reaction section consisting of a main reactor and a post reactor in which pyrolysis with a high conversion of urea to melamine is effected with the separation of a jet of anhydrous exhaust gas from NH 3 , CO 2 and melamine vapors;
- An extractive distillation column (Distex) connected to the reaction zone from which it receives the exhaust jet, the Distex using an overhead product consisting of high purity CO 2 and separating an aqueous soil jet with NH 3 and residual melamine preferably aqueous ammonia-free solutions from the recovery and purification cycle of melamine as extraction solvent; wherein the CO 2 jet of high purity is distilled at the preferred pressure of 70-170 bar, ie at the same pressure at which it exits the reactor without the need for intermediate treatment; a stripping section for removing residual CO 2 from the ammonia-free aqueous solution;
- A quench section and a purification section for the recovery and purification of melamine by means of aqueous ammonia jets coming from the production cycle, possibly with the addition of NH 3 ;
- A precipitation zone by crystallization of the purified melamine associated with the separation and drying sections of the product;
- An ammonia separation section from the crystallization mother liquor with the preparation, by distillation, of high purity ammonia used for the internal requirements of the cycle, the excess NH 3 being at a high purity at the plant boundary for transfer to a urea plant or for sale delivered to the market;
- A section for the treatment of the ammonia-free mother liquor leaving the ammonia separation section, wherein a congruent recovery of the melamine contained therein and / or the thermal demolition of all other organic substances present with the complete recovery of the resulting NH 3 and CO 2 is effected; the aqueous jet from this series of operations forms most of the Distex extraction solvent requirements.
Das Produktionsverfahren an Melamin von hoher Reinheit durch die Hochdruckpyrolyse von Harnstoff, Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ermöglicht den Erhalt der folgenden Vorteile in Bezug auf die nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren:
- 1) die vollständige Rückgewinnung, bei einer hohen Reinheit, und separat, der gasförmigen Nebenprodukte CO2 und NH3, die in der Synthesereaktion von Melamin (Reaktion (1)) erzeugt oder im Rückgewinnungs- und Reinigungszyklus von Melamin gebildet werden. Der innovative Rückgewinnungsmodus von CO2 und NH3, Gegenstand der vorliegenden Erfindung, in Bezug auf die Recyclingpraktiken von Abgas (nass oder anhydrisch) an die Harnstoffanlage, bekannt aus dem Stand der Technik, ermöglicht die Überwindung aller Probleme in Bezug auf diesen letzten Vorgang.
- 1) the complete recovery, at a high purity, and separately, the gaseous by-products CO 2 and NH 3 generated in the synthesis reaction of melamine (reaction (1)) or formed in the recovery and purification cycle of melamine. The innovative recovery mode of CO 2 and NH 3 object of the present invention, in relation to the recycling practices of exhaust gas (wet or anhydrous) to the urea plant known in the prior art, allows to overcome all problems related to this last operation.
Das separate Recycling von NH3 und CO2 an die Harnstoffanlage als Alternative zum traditionellen Recycling des Abgasstrahls führt wiederum zu:
- a) einem erheblichen Anstieg der Umwandlung für jeden Durchgang von CO2 zu Harnstoff, mit einem daraus folgenden Anstieg der Produktionskapazität, bei gleicher Investition, und einer Reduzierung der Herstellungskosten von Harnstoff;
- b) einer erheblichen Reduzierung des Energieverbrauchs wie Dampf und/oder Elektrizität, die für den Betrieb der Harnstoffanlage notwendig ist, zusätzlich zu einer erheblichen Verbesserung der Energierückgewinnungsmodi aus derselben Harnstoffanlage;
- c) einer Reduzierung der Kompressionskosten des Zuführstrahls an die Harnstoffanlage, insbesondere des CO2, das an der Anlagengrenze der Melaminanlage beim bevorzugten Druck von 70–170 bar zur Verfügung gestellt wird;
- d) einer Reduzierung der Kosten für die Zwischenbehandlung, die das Abgas, das den Melaminreaktor verlässt, auf Drucke von weniger als 50 bar bringt, bei dem die Destilliersäulen gemäß dem Stand der Technik arbeiten;
- e) weniger Korrosionsproblemen der Ausrüstung und Linien, die am Recycling beteiligt sind;
- f) einer insgesamt verbesserten Betriebszuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Syntheseverfahrens von Harnstoff;
- 2) das Herstellungsverfahren von Melamin gemäß der Erfindung erfordert keine Zufuhr von zusätzlichen NH3- und CO2-Strahlen. Die Verfahrensanforderung wird tatsächlich ganzheitlich und ausschließlich durch die/das partielle Wiederverwendung/Recyceln des nebenbei hergestellten und in den verschiedenen Schritten des Verfahrens zurückgewonnenen NH3 befriedigt;
- 3) einer Reduzierung der Bildung von OATs durch Hydrolyse des Melamins, nicht nur aufgrund der Wirkung der Reduzierung der Anzahl und des Volumens der bei einer hohen Temperatur tätigen Ausstattung, sondern auch als Ergebnis der Reduzierung der Temperatur selbst. Die Reinigung kann tatsächlich bei einer Temperatur von 5 bis 10 Grad weniger als derjenigen nach dem Stand der Technik ausgeführt werden. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung des Gesamtertrags des Verfahrens zusätzlich zu demjenigen, der als Folge der höheren Umwandlung von Harnstoff dank der Einfügung des Postreaktors erhalten wird;
- 4) der Möglichkeit der Verwendung sowohl von NH3 als auch von CO2 in anderen industriellen Verfahren als denjenigen für die Herstellung von Harnstoff; da beide Verbindungen mit einer hohen Reinheit und separat zurückgewonnen werden, sind sie für verschiedene Verwendungen und mit einem möglichen höheren Mehrwert verfügbar;
- 5) einer Reduzierung der Gesamtmenge an verwendetem Wasser und dessen vollständiges Recyceln im Herstellungsverfahren von Melamin, mit der anschließenden Eliminierung von Flüssigkeitsabläufen;
- 6) einer extraktiven Destillation von CO2, die, obwohl sie bei einem hohen Druck durchgeführt wird, einen reduzierten Energieverbrauch aufweist;
- 7) das Melaminherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann an Verfahren für die Herstellung von Harnstoff, die in vorhandenen Harnstoffanlagen einer beliebigen bekannten Technologie durchgeführt werden, gekoppelt werden, wodurch die Zeiten der Abschaltung und invasiven technologischen Modifikationen, die für die Modernisierung und Anpassung der Anlagen erforderlich sind, drastisch reduziert werden.
- a) a significant increase in conversion for each CO 2 to urea pass, with a consequent increase in production capacity, with the same investment, and a reduction in the cost of urea;
- b) a significant reduction in energy consumption, such as steam and / or electricity, necessary for the operation of the urea plant, in addition to a significant improvement in the energy recovery modes from the same urea plant;
- c) a reduction of the compression costs of the feed jet to the urea plant, in particular the CO 2 , which is provided at the plant boundary of the melamine plant at the preferred pressure of 70-170 bar;
- d) a reduction in the cost of the intermediate treatment which brings the exhaust gas exiting the melamine reactor to pressures of less than 50 bar at which the distillation columns operate according to the prior art;
- e) less corrosion problems of equipment and lines involved in recycling;
- f) overall improved operational reliability and availability of the synthesis process of urea;
- 2) The melamine production process of the invention does not require the addition of additional NH 3 and CO 2 jets. The process requirement is indeed satisfied holistically and exclusively by the partial reuse / recycling of the by-produced NH 3 recovered in the various steps of the process;
- 3) a reduction in the formation of OATs by hydrolysis of the melamine, not only due to the effect of reducing the number and volume of equipment operating at a high temperature, but also as a result of reducing the temperature itself. The cleaning may actually be at a temperature from 5 to 10 degrees less than those of the prior art. This leads to a further increase in the total yield of the process in addition to that obtained as a result of the higher conversion of urea thanks to the insertion of the post reactor;
- 4) the possibility of using both NH 3 and CO 2 in other industrial processes than those for the production of urea; since both compounds are recovered with a high purity and separately, they are available for different uses and with a possible higher added value;
- 5) a reduction in the total amount of water used and its complete recycling in the production process of melamine, with the subsequent elimination of liquid effluents;
- 6) an extractive distillation of CO 2 which, although carried out at a high pressure, has a reduced energy consumption;
- 7) The melamine production process according to the present invention can be coupled to processes for the production of urea which are carried out in existing urea plants of any known technology, thereby reducing the times of shutdown and invasive technological modifications required for the modernization and adaptation of the plants are drastically reduced.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend für illustrative und nicht einschränkende Zwecke der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. An embodiment of the method according to the present invention is provided below for illustrative and non-limiting purposes of the present invention.
BEISPIEL 1 EXAMPLE 1
In einer Anlage für die Herstellung von Melamin von hoher Reinheit, gestaltet gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in
Der flüssige Strahl
Dann wurde vom Postreaktor ein flüssiger Abfluss erhalten (Strahl
Die aus NH3 und CO2 bestehenden gasförmigen Phasen
Der Distex wurde bei einem Druck von 75 bar verwendet und nahm als Extraktionslösungsmittel 30.000 kg/h des von den anschließenden Betriebsphasen kommenden wässrigen Strahls
Insbesondere beträgt die Menge an wässrigem Strahl, der als Extraktionslösungsmittel im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in Bezug auf ein identisches Verfahren, in dem die Destillation im Distex bei einem Druck von 35 bar ausgeführt wurde, weniger als 280 %. In particular, the amount of aqueous jet used as the extraction solvent in the process according to the present invention is less than 280% with respect to an identical process in which the distillation in Distex was carried out at a pressure of 35 bar.
8.950 kg/h an extrem reinem und im Wesentlichen anhydrischem CO2 mit einem NH3-Gehalt von weniger als 10 ppm wurden vom Kopf des Distex getrennt, wodurch der gasförmige Strahl
Der wässrige Strahl
Das gesamte Produkt, das den Quench verlässt (Strahl
Der wässrige Strahl
Die Suspension der Melaminkristalle in der Mutterlauge (Strahl
Der Strahl
Der Strahl
Der Strahl
Die im Zerleger gebildeten Gase und diejenigen, die am Kopf des Strippers des gleichen Abschnitts (Strahl
Teile des ammoniakfreien wässrigen Strahls, der den Zerleger verlässt, werden als Extraktionslösungsmittel im Distex verwendet. Portions of the ammonia-free aqueous jet leaving the burster are used as the extraction solvent in the Distex.
Der Gesamtertrag des Herstellungsverfahrens erwies sich als gleich 0,33 kg Melamin pro 1 kg Harnstoff, entsprechend eines spezifischen Verbrauchs von 3,02 kg Harnstoff pro 1 kg hergestelltem Melamin von hoher Reinheit. The total yield of the manufacturing process was found to be equal to 0.33 kg of melamine per 1 kg of urea, corresponding to a specific consumption of 3.02 kg of urea per 1 kg of high purity melamine produced.
Die folgenden Strahlen wurden ebenfalls im Verfahren erhalten:
- – ein Strahl aus CO2 mit einer Reinheit von mehr als 99,9 %, auf einer feuchten Basis, und bei einem Druck von 75 bar, in einer Menge gleich 0,395 kg pro 1 kg verbrauchtem Harnstoff;
- – ein Strahl aus anhydrischem und flüssigem NH3 mit einem Titer von 99,9 %, in einer Menge von 0,296 kg pro 1 kg verbrauchtem Harnstoff.
- - a jet of CO 2 with a purity of more than 99,9%, on a wet basis, and at a pressure of 75 bar, in an amount equal to 0,395 kg per 1 kg of urea consumed;
- A jet of anhydrous and liquid NH 3 having a titer of 99.9%, in an amount of 0.296 kg per 1 kg of spent urea.
Weiter ist der Energieausgleich des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein identisches Verfahren, in dem die Destillation im Distex bei einem Druck von 35 bar und mit einer Menge an Extraktionslösungsmittel gleich 85.000 kg/h ausgeführt wurde, wie folgt:
BEISPIEL 2 EXAMPLE 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde mit den folgenden Betriebsdrucken des Distex wiederholt:
- – 55 bar
- – 170 bar.
- - 55 bar
- - 170 bar.
In der nachfolgenden Tabelle 1 werden die bei diesen Drucken gemessenen Werte auch mit den entsprechenden Werten verglichen, die während des Tests gemessen wurden, der bei 35 bar gemäß der Lehre von
Die in der vorstehenden Tabelle angegebenen Ergebnisse zeigen die folgenden Reduzierungen im Gesamtdampfverbrauch im Falle des Verfahrens, das mit dem Distex bei 55 bar, 75 bar und 170 bar in Bezug auf den Distex ausgeführt bei 35 bar gemäß der Lehre von
55 bar = –4.000 kg/h
75 bar = –14.400 kg/h
170 bar = –17.300 kg/h The results given in the table above show the following reductions in total steam consumption in the case of the process carried out with the Distex at 55 bar, 75 bar and 170 bar with respect to the Distex at 35 bar according to the teaching of
55 bar = -4,000 kg / h
75 bar = -14,400 kg / h
170 bar = -17,300 kg / h
Weiter wurden die in Tabelle 2 angegebenen Werte gemessen, um im Energieausgleich auch den Energieverbrauch für die Einführung des Lösungsmittels und der recycelten Strahlen in die extraktive Destilliersäule bei einem höheren Druck zu berücksichtigen. Tabelle 2
Die Inhalte aus Tabelle 2 zeigen, dass sogar bei Berücksichtigung der für das Erreichen eines höheren Drucks in der extraktiven Destilliersäule verbrauchten Energie erhebliche Reduzierungen des Gesamtverbrauchs von Dampf erreicht werden, wenn das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, mit dem Betrieb des Distex bei 55 bar, 75 bar und 170 bar, in Bezug auf den Distex, der gemäß der Lehre aus
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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