JP5676050B2 - 省エネ資本節約型気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、メラミン合成分野に係り、具体的に一種の省エネと資本節約型気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法に係る。
メラミン（(ＮＨ ２ )３ Ｃ ３ Ｎ ３）は、学名がメラミンで、一種の広い用途を持つ有機化工原料であり、主にメラミン-ホルムアルデヒド樹脂の合成、日用容器、装飾化粧板、織物仕上剤等の製造に備え、それに、エーテルと配合して、紙処理剤として使用でき、この上、環境保護高性能塗料架橋剤及び難燃剤等として使用できる。早期技術で、メラミン生産方法はジシアンジアミド法で、具体的な製造方法は次の通り、即ち、まずカーバイト（ＣａＣ ２ ）からカルシウム・シアナミド（ＣａＣＮ ２ ）を製造し、カルシウム・シアナミドを加水分解した後、二量体になり、ジシアンジアミド（ｄｉｃｙａｎｄｉａｍｉｄｅ）を生成し、これから加熱分解でメラミンを製作することである。但し、当該ジシアンジアミド法では、カーバイトのコストが高いので、ジシアンジアミド法でメラミンを製作する方法の経済性能が極めて悪い。
前記の欠陥を解決する為に、二十世紀七十年代以後、段々尿素法でジシアンジアミド法を代替し、尿素法が尿素を原料として、一定の温度と一定の圧力又は触媒の作用の下で下記の反応を行う。
６(ＮＨ ２ )２ ＣＯ →(ＮＨ ２ )３ Ｃ ３ Ｎ ３ + ６ＮＨ ３ + ３ＣＯ ２
前記の合成方法は、反応条件によって、高圧液相ケンチング法（７〜１０ＭＰａ、３７０〜４５０℃)、低圧液相ケンチング法(０.６〜１ＭＰａ、３８０〜４４０℃)と低圧気相ケンチング法(<０.２ＭＰａ、３９０℃)の三種に分け、前記の低圧気相ケンチング法は、高圧液相ケンチング法及び低圧液相ケンチング法と比べて、流れが短く、設備が少なく、媒質腐食性が小さく、投資が節約され、建設期間が短い優位性を有しているので、広範な注意と応用を受けた。これは、低圧気相ケンチング法がここ十数年来速く発展し、凡そグローバル・メラミン総生産高の５５%を占めることに現れる。
６(ＮＨ ２ )２ ＣＯ →(ＮＨ ２ )３ Ｃ ３ Ｎ ３ + ６ＮＨ ３ + ３ＣＯ ２
前記の合成方法は、反応条件によって、高圧液相ケンチング法（７〜１０ＭＰａ、３７０〜４５０℃)、低圧液相ケンチング法(０.６〜１ＭＰａ、３８０〜４４０℃)と低圧気相ケンチング法(<０.２ＭＰａ、３９０℃)の三種に分け、前記の低圧気相ケンチング法は、高圧液相ケンチング法及び低圧液相ケンチング法と比べて、流れが短く、設備が少なく、媒質腐食性が小さく、投資が節約され、建設期間が短い優位性を有しているので、広範な注意と応用を受けた。これは、低圧気相ケンチング法がここ十数年来速く発展し、凡そグローバル・メラミン総生産高の５５%を占めることに現れる。
低圧気相ケンチング法のシステムは、図１で示すように、現有技術の中で、アメリカ特許文献ＵＳ４,４５１,２７１、中国特許文献ＣＮ１１８８７６１ＡとＣＮ１４９３５６５Ａで前記低圧気相ケンチング法の流れを公開し、これは、下記の手順と操作パラメータを含む。
（ａ）キャリアガス予熱。キャリアガスコンプレッサからのプロセスガスは、圧力が０.１〜０.２ＭＰａで、キャリアガス予熱器を通じて高温溶融塩でプロセスガスの温度を３６０〜４００℃に上げ、温度上昇後のプロセスガスは流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること。
（ａ）キャリアガス予熱。キャリアガスコンプレッサからのプロセスガスは、圧力が０.１〜０.２ＭＰａで、キャリアガス予熱器を通じて高温溶融塩でプロセスガスの温度を３６０〜４００℃に上げ、温度上昇後のプロセスガスは流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること。
（ｂ）化学反応。約１４０℃溶融状尿素が流動層反応器にポンプでくみ上げた後、反応器上部圧力が０.０５〜０.１ ＭＰａで、温度が３９０〜４００℃とコントロールされ、触媒作用の下で、約８５〜９０ｗｔ%の尿素が化学反応を行ってメラミンを生成し、これと同時に、反応式に従って相応な量のアンモニア和ＣＯ２ガス（即ち、反応副生物で、業界でテールガスと俗称される）を生成し、生成したメラミンがガス状を呈してキャリアガスとテールガスに溶ける。その中で、触媒が多孔のアルミナ、酸化ケイ素、酸化チタン又はケイ酸アルミニウムコロイドであっても良く、反応熱が触媒床層に浸される加熱パイプ内の高温溶融塩により提供される。
（ｃ）反応生成ガスの冷却。メラミンが溶けたキャリアガスとテールガスが流動層の頂部から排出され、熱風冷却器パイプ側で、パイプ外で設置される低温有機熱キャリアにより３１０〜３２０℃に冷却され、ガスでの高沸点副生物（例えば、メラム等）が気流の中で結晶・析出すること。
（ｄ）恒温濾過。熱風冷却器から出たガスが更に熱風フィルタシェル側に流れ込み、ガスが圧力差の作用の下で濾過管に入り、高沸点副生物と触媒微粒が濾過媒質により外で遮り止められ、ガスが浄化される。濾過媒質外に付着する濾過ろ過ケーキが逆エア吹きにより剥脱され、フィルタ底部に落ち、定期的に外へ排出される。ガスがフィルタで放熱して温度が下がることによるメラミン析出を防止する為に、フィルタを加熱・保温することによって、恒温濾過を確保すること。
熱風冷却と濾過方法で瘡蓋ができてパイプと設備を塞ぎやすいので、二セットの設備を設置し、一つが運行し、もう一つがスタンバイすることである。これは、低圧気相ケンチング方法の技術キーポイントと難点の一つである。
（ｅ）気相ケンチング結晶。フィルタから得られた約３２０℃の熱風を尿素洗浄塔からの約１４０℃の冷気と混合し、更に１８０〜２２０℃まで冷却し、メラミンを結晶・析出させること。
（ｆ）ガス・固体旋風式分離。メラミン晶体粉末が気流に連れられてメラミン捕集器に入り、ガス・固体分離を完成し、分離されたメラミンを底部の排出機械から押し出してから、製品包装システムに送ること。
（ｇ）プロセスガス増圧。メラミン粉末が分離された後のプロセスガスは依然としてアンモニア、ＣＯ ２ 、メラミン微粒及び少量な未反応物を含み、冷風ブロワにより増圧されてから、尿素洗浄塔に入ること。
（ｈ）尿素洗浄と冷却。冷風ブロワから送られたプロセスガスが尿素ポンプにより送られた低温溶融尿素と混合し、それに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が溶融尿素に入り、温度が更に約１４０℃に降下し、尿素吸熱後、温度が１３６〜１４０℃まで上昇してから、塔外冷却器を利用して、前記溶融尿素を１２７〜１３０℃まで冷却すること。
（ｉ）気液分離。尿素洗浄塔下部から出た気液混合物に対して、特に設計されたデミスタを通じて、尿素とプロセスガスの分離を完成し、分離された尿素が塔釜に入って循環に参加する。尿素洗浄塔の気液分離は、気相ケンチング法のもう一つの技術キーポイントと難点である。
（ｊ）プロセスガス分配と循環。気液分離器により分離されたプロセスガスが、結晶冷却ガス、反応器キャリアガス、反応副生物即ちテールガスという三つの部分に分けられ、結晶冷却ガスが晶析装置下部を通じて循環で晶析装置に戻り、反応生成ガスの温度降下に備え、流化キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより増圧され、それにキャリアガス予熱器により加熱された後循環で反応器に戻り、触媒流化キャリアガスとし、テールガス（ＮＨ３とＣＯ２がそれぞれ半分の質量を占める）がテールガス処理装置に送られ、テールガス輸出量がプロセスガスシステムの圧力を通じて自己調節を実現し、プロセスガスシステム圧力が一般に０.０１〜０.０５ＭＰａにコントロールされること。
但し、前記現有技術での低圧気相ケンチング法に依然として下記の技術的欠陥がある。
第一、単位体積装置の生産効率が低い。現有技術での低圧気相ケンチング法では、メラミン反応器内の操作圧力が低いので、反応物分圧も低く、化学反応速度が緩い為、単位体積装置の生産効率が低い。より高い生産高を達成する為に、より大きな体積の反応器を要する。例えば、単線年産３万トンメラミンの装置が、直径が８メートルを超える流動層反応器と晶析装置を要する。但し、大体積のメラミン装置を設計・建造する為に、設備設計と製造の技術難度が皆高く、投資も高いので、低圧気相ケンチング法での単線生産能力を更に大型化し難くなる。第二、製品の電力消費量が高い。低圧気相法ケンチング法では、装置が大量なプロセスガス循環量を要し、それに圧力が大きく、高パワーキャリアガスコンプレッサと冷風ブロワを要するので、当該方法の電力消費量が高く、一般に毎トンメラミンの電器消費量が１３５０ｋｗｈ以上である。
第一、単位体積装置の生産効率が低い。現有技術での低圧気相ケンチング法では、メラミン反応器内の操作圧力が低いので、反応物分圧も低く、化学反応速度が緩い為、単位体積装置の生産効率が低い。より高い生産高を達成する為に、より大きな体積の反応器を要する。例えば、単線年産３万トンメラミンの装置が、直径が８メートルを超える流動層反応器と晶析装置を要する。但し、大体積のメラミン装置を設計・建造する為に、設備設計と製造の技術難度が皆高く、投資も高いので、低圧気相ケンチング法での単線生産能力を更に大型化し難くなる。第二、製品の電力消費量が高い。低圧気相法ケンチング法では、装置が大量なプロセスガス循環量を要し、それに圧力が大きく、高パワーキャリアガスコンプレッサと冷風ブロワを要するので、当該方法の電力消費量が高く、一般に毎トンメラミンの電器消費量が１３５０ｋｗｈ以上である。
第三、冷風ブロワが長周期で安定に運行できない。現有の低圧気相法ケンチングメラミン法で、冷風ブロワがメラミン捕集器に置かれ、作業媒質がメラミン飽和プロセスガスで、これと同時にガスに大量な旋風式分離器により捕えられていないメラミン粉塵を含む。冷風ブロワの強い遠心力及び機械主体の熱損失の二重の作用の下で、メラミンがブロワガスランナーとケーシングに付着し易く、段々熱いメラミン結晶垢を形成し、ブロワの作業効率と安定性に厳しい影響を与え、それに、ブロワと装置の連続的な運行周期が装置の検修強度とコストを増加する。
第四、副産物メラミンテールガスの回収又は利用コストが高い。低圧気相法ケンチング法のテールガスが水を含まず、より多い利用ルートを有するが、方法・ガスのシステム圧力が僅か０.０１〜０.０５ＭＰａであるので、テールガス圧力が相応に低く、一般にテールガスを増圧してからこそ、初めて利用できる。更にタービン式コンプレッサ又はブロワを追加する必要があり、エネルギー消費量とハードウェア投資が皆高い。
現有技術の低圧気相法ケンチング法での低い単位体積装置生産効率、高い製品の電力消費量、冷風ブロワの長周期安定運行不能及び副産物メラミンテールガスの高い回収又は利用コストの問題を解決する為に、本発明は、一種の生産効率が高く、経済効果・利益の優れた省エネ資本節約型気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法を提供する。
本発明で述べた省エネ資本節約型気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法の技術案は下記の通りである。
一種の気相ケンチング法メラミン生産システムで、下記事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していること、
（３）前記メラミン生産システムも前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続していることと
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていること。
一種の気相ケンチング法メラミン生産システムで、下記事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していること、
（３）前記メラミン生産システムも前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続していることと
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていること。
前記冷風ブロワと前記晶析装置の間に冷風冷却器が設置されていること。
前記キャリアガスコンプレッサが前記冷風ブロワを通じて前記気液分離器と接続すること。
前記キャリアガス予熱器が多管式熱交換器であること。
前記熱風フィルタはバッグフィルタであること。
前記熱風冷却器が廃熱ボイラと接続すること。
前記尿素洗浄塔内に管内蒸発式熱交換器が設置されていること。
前記気液分離器は旋風式デミスタであること。
前記のメラミン生産システムに基づく一種の生産方法で、下記の手順を含むことを特徴とする。
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.３６〜２.１ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が３８０〜４３０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１３５〜１５５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.３〜１.９ Ｍｐａ、温度が３７５〜４３０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ２ガスを含む反応生成ガスを生成すること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３３０〜３６０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が熱風冷却器から出た反応生成ガスの温度以上で、但し、温度差が３℃以下であること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２１０〜２３０℃であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度がメラミン晶析装置から出たガス・固体混合物の温度より低いが、温度差が３℃以下であること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５〜１５５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成すること
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.１５〜１.８Ｍｐａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより増圧された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.３６〜２.１ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が３８０〜４３０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１３５〜１５５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.３〜１.９ Ｍｐａ、温度が３７５〜４３０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ２ガスを含む反応生成ガスを生成すること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３３０〜３６０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が熱風冷却器から出た反応生成ガスの温度以上で、但し、温度差が３℃以下であること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２１０〜２３０℃であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度がメラミン晶析装置から出たガス・固体混合物の温度より低いが、温度差が３℃以下であること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５〜１５５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成すること
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.１５〜１.８Ｍｐａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより増圧された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
前記手順（ｉ）の中で、前記冷風ブロワから出た結晶冷却ガスがまた前記冷風冷却器により１３５〜１５０℃に冷却された後、晶析装置下部を通じて晶析装置循環で戻る。
前記手順（ｉ）の中で、前記キャリアガスが前記冷風ブロワにより増圧された後、前記キャリアガスコンプレッサに入る。
前記触媒が顆粒状多孔ケイ酸アルミニウムコロイドである。
前記手順（ｃ）の中で、前記熱風冷却器での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が廃熱ボイラに伝送され、前記廃熱ボイラ内での媒質を加熱し、又は前記熱風冷却器での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が前記キャリアガス予熱器に伝送され、前記キャリアガスを予熱する。
前記手順（ｇ）での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内のパイプ管内蒸発式熱交換器により持ち出され、前記熱交換器管内に飽和水が循環し、前記飽和水の蒸発温度が１２５〜１５０℃である。
前記手順（ｈ）の中で、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後尿素とプロセスガスを形成し、前記分離された尿素が尿素洗浄塔に戻る。
前記手順（ｉ）の中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより０.１８-１.８５ＭＰａに増圧された後、晶析装置下部を通じて晶析装置に循環で戻る。
本発明で述べた生産方法で、手順（ｂ）の中で、メラミン合成を行い、温度が１３５〜１５５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内にくみ上げられ、反応圧力が０.３〜１.９ Ｍｐａ、温度が３７５〜４３０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ ２ ガスを含む反応生成ガスを生成し、反応の方法で、反応物分圧が上がるので、化学反応速度が大幅に向上し、凡そ９０〜９９ｗｔ%の尿素が化学反応してメラミンを生成し、これと同時に、反応式によって相応な量のアンモニアとＣＯ２ガスを生成し、メラミンはガス状でキャリアガスとテールガスに溶ける。
手順（ｃ）の中で、反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させる。ここで、熱風冷却器に入って反応・生成したガスが冷却される最終的な温度が高沸点副生物とメラミンの分圧の次第で、３３０〜３６０℃である。メラミンと高沸点副生物の結晶垢を洗浄する為に、熱風冷却器を優先的にパイプ式熱交換器を選び、プロセスガスにより放出された熱量を廃熱ボイラで高い水蒸気の生成に使用し、又は第一歩の反応キャリアガス予熱に使用し、廃熱ボイラ水位又は反応キャリアガス流量を調節することによって熱風冷却器出口の反応生成ガス温度をコントロールできる。
手順（ｃ）の中で、反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させる。ここで、熱風冷却器に入って反応・生成したガスが冷却される最終的な温度が高沸点副生物とメラミンの分圧の次第で、３３０〜３６０℃である。メラミンと高沸点副生物の結晶垢を洗浄する為に、熱風冷却器を優先的にパイプ式熱交換器を選び、プロセスガスにより放出された熱量を廃熱ボイラで高い水蒸気の生成に使用し、又は第一歩の反応キャリアガス予熱に使用し、廃熱ボイラ水位又は反応キャリアガス流量を調節することによって熱風冷却器出口の反応生成ガス温度をコントロールできる。
手順（ｄ）の中で、反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が熱風冷却器から出た反応生成ガスの温度以上で、但し、温度差が３℃以下である。ここで、前記熱風フィルタのエア出口温度がエア入口温度と一致する又はこれより高く、これで、メラミンが濾過方法での結晶・析出を防止する。ガスが圧力差の作用の下でフィルタ内に入り、高沸点副生物と触媒微粒被濾過媒質を遮り止め、反応生成ガスが浄化される。濾過媒質外に付着するろ過ケーキが逆吹きエアにより剥脱され、フィルタ底部に落ち、定期的に排出される。高効率的なオンライン洗浄と再生の便利の為に、本発明で優先に選択される前記熱風フィルタがバッグフィルタである。この上、優先的な設置方式として、二セットの熱風冷却器とフィルタを設置でき、一つが運行する時、もう一つのセットがオンライン洗浄とスタンバイの状態にある。
手順（ｆ）の中で、メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成する。ここでのメラミン捕集器が優先的に旋風式分離器を選択することによって、プロセスガス運行圧力降下と設備修理費用を節約する。未結晶のメラミン・ガスがメラミン捕集器で引き続き結晶することによって壁を形成するのを防止する為に、前記メラミン捕集器のガス出口温度がガス入口温度と一致する又はこれよりやや高い。この為に、メラミン捕集器を加熱・保温することによって、２１０〜２３０℃の恒温条件の下で、プロセスガスとメラミンとのガス・固体分離を完成する。
手順（ｇ）の中で、プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５〜１５５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入り、ガス温度が２１０〜２３０℃から１５５℃に下がる。プロセスガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内での蒸発式熱交換器により持ち出され、熱交換器管内に飽和水が循環し、熱量が最終的に飽和水により蒸発され方法システムから持ち出される。尿素が熱交換パイプで結晶垢を形成するのを防止する為に、優先的に、飽和水蒸発温度が１２５〜１５０℃である。
手順（ｈ）の中で、気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成する。優先的な設置方式として、分離された尿素が改めて尿素洗浄塔に戻ることができるので、これでその他の尿素貯蔵装置を設置する必要がない。本発明で、前記気液分離器が優先的に旋風式デミスタで、高い効率、低いエネルギー消費量と保守不要の優位性を有する。
手順（ｉ）の中で、プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスについて、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより増圧された後、晶析装置下部から晶析装置に戻る。本発明で、全体の方法・システムの気相圧力が排出システムのテールガス流量を通じて自動調節を実現し、優先的な方法システムの気圧が安定に０.１５〜１.８ＭＰａである。排出システムのテールガスがテールガス回収処理装置に送られる。反応器キャリアガス流量がキャリアガスコンプレッサ回転速度又は／及び入口バルブ開度の調節によってコントロールされ、晶析装置冷気流量が冷風ブロワ回転速度又は／及び入口バルブ開度によってコントロールされる。
本発明で述べた省エネ資本節約型気相ケンチング法メラミン生産方法の優位性は下記の通りである。
（１）本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産方法で、反応圧力を０.３〜１.９ＭＰａまで上げ、システムプロセスガス圧力を相応に０.１５〜１.８ＭＰａに向上し、同期にその他の方法パラメータと設備に対して相応な調整と最適化設計を行った。反応圧力を向上することによって、流動層反応器内での反応物分圧を向上し、尿素からメラミンを合成する化学反応速度を大幅に向上し、それに各方法設備単位容積生産能力を強化し、各方法設備体積を減少し、生産装置単線生産能力を更に大型化できるので、単位メラミン製品のハードウェア投資と労働力消費を減少した。現有の同類方法技術と比較して、圧力容器設計と製造規範の技術とコスト制限の為、現有方法技術単線の最大生産能力規模が年産３万トンメラミンであるが、本発明の方法技術が業界内で順調に実現単線年産１２万トンのスーパー大型規模を実現でき、毎トンメラミンのハードウェア投資が僅か現有技術の５４〜７２%である。これと同時に、方法システム圧力を向上し、流動層反応器のキャリアガスコンプレッサとメラミン晶析装置の冷風ブロワのガス圧縮比を下げた為、ガス圧縮パワーを大幅に下げた。従って、大量なエネルギーを節約した。現有同類方法技術と比べて、現有方法技術で毎トンメラミンの電力消費量が１３５０〜１５６０ｋｗｈであるが、本発明の方法技術で毎トンメラミンの電力消費量が４００〜１０００ｋｗｈで、電力消費量を大幅に下げた。現有低圧気相ケンチング法と比べて、システムプロセスガス圧力を０.０１〜０.０５ＭＰａから０.１５〜１.８ＭＰａに上げたので、メラミンテールガスの圧力とエネルギーのレベルも相応に向上し、これでテールガスの利用ルートを広げ、テールガスの処理フローを簡素化し、テールガス処理のハードウェア投資とエネルギー消費量を減少したので、本発明の方法技術により生成するメラミンテールガスがより高い経済価値を有する。
（１）本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産方法で、反応圧力を０.３〜１.９ＭＰａまで上げ、システムプロセスガス圧力を相応に０.１５〜１.８ＭＰａに向上し、同期にその他の方法パラメータと設備に対して相応な調整と最適化設計を行った。反応圧力を向上することによって、流動層反応器内での反応物分圧を向上し、尿素からメラミンを合成する化学反応速度を大幅に向上し、それに各方法設備単位容積生産能力を強化し、各方法設備体積を減少し、生産装置単線生産能力を更に大型化できるので、単位メラミン製品のハードウェア投資と労働力消費を減少した。現有の同類方法技術と比較して、圧力容器設計と製造規範の技術とコスト制限の為、現有方法技術単線の最大生産能力規模が年産３万トンメラミンであるが、本発明の方法技術が業界内で順調に実現単線年産１２万トンのスーパー大型規模を実現でき、毎トンメラミンのハードウェア投資が僅か現有技術の５４〜７２%である。これと同時に、方法システム圧力を向上し、流動層反応器のキャリアガスコンプレッサとメラミン晶析装置の冷風ブロワのガス圧縮比を下げた為、ガス圧縮パワーを大幅に下げた。従って、大量なエネルギーを節約した。現有同類方法技術と比べて、現有方法技術で毎トンメラミンの電力消費量が１３５０〜１５６０ｋｗｈであるが、本発明の方法技術で毎トンメラミンの電力消費量が４００〜１０００ｋｗｈで、電力消費量を大幅に下げた。現有低圧気相ケンチング法と比べて、システムプロセスガス圧力を０.０１〜０.０５ＭＰａから０.１５〜１.８ＭＰａに上げたので、メラミンテールガスの圧力とエネルギーのレベルも相応に向上し、これでテールガスの利用ルートを広げ、テールガスの処理フローを簡素化し、テールガス処理のハードウェア投資とエネルギー消費量を減少したので、本発明の方法技術により生成するメラミンテールガスがより高い経済価値を有する。
本発明で、前記の気相ケンチング法メラミン生産方法が、反応圧力を向上すると同時に、前記方法でのシリーズのパラメータを相応に調整し、これで反応率を有効に向上すると同時に、単純に反応圧力を増加することにより発生する副生物とメラミンが分離し難い等の問題を避けて、前記方法が正常に且つ高効率に運行できるようにする。
（２）本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産方法で、システム圧力を向上したので、冷風ブロワをプロセスガス尿素洗浄とメラミン結晶の間に置くことができるようになる。このような設計の優位性の一つは、冷風ブロワプロセスガス入口温度を１８０〜２２０℃から１３５〜１５５℃に降下したので、エア入口のガス体積を減少し、これで更に冷気の圧縮パワーを減少し、電気消費量を節約できることである。もう一つの優位性は、より低い入口プロセスガス温度が冷風ブロワの作業条件を下げて、ブロワの機械故障の現象に有利である。三つ目の優位性は、現有方法技術での冷風ブロワのメラミン結晶垢を除去したので、ブロワと方法装置が高効率に且つ長周期で安定に運行でき、装置の検修強度とコストを下げ、装置の生産率を向上した。
（２）本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産方法で、システム圧力を向上したので、冷風ブロワをプロセスガス尿素洗浄とメラミン結晶の間に置くことができるようになる。このような設計の優位性の一つは、冷風ブロワプロセスガス入口温度を１８０〜２２０℃から１３５〜１５５℃に降下したので、エア入口のガス体積を減少し、これで更に冷気の圧縮パワーを減少し、電気消費量を節約できることである。もう一つの優位性は、より低い入口プロセスガス温度が冷風ブロワの作業条件を下げて、ブロワの機械故障の現象に有利である。三つ目の優位性は、現有方法技術での冷風ブロワのメラミン結晶垢を除去したので、ブロワと方法装置が高効率に且つ長周期で安定に運行でき、装置の検修強度とコストを下げ、装置の生産率を向上した。
（３）本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産方法で、冷風ブロワ出口に冷風冷却器が設置されている。冷気が冷風ブロワにより圧縮された後、温度が向上したので、反応生成ガスでのガス状メラミン結晶の目的を達成する為に、結晶冷却ガスの循環量を相応に増加する必要がある。この問題を解決する為に、優先的な方法は、蒸発式冷却器で冷気をブロワ入口ガス温度まで冷却することで、冷気循環流量を減少することである。冷風冷却器が設置されていない方法と比べて、冷気循環システムで、この方法改善によって１４〜２１%の省エネを達成できる。
本発明の内容を一層理解し易くする為に、次に添付図と具体的な実施方式と結びついて本発明で述べた省エネ資本節約型気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法を更に説明する。
現有技術での気相ケンチング法メラミン生産システムの見取図である。
本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産システムの見取図である。
本発明で述べた気相ケンチング法メラミン生産システムの転換可能な方式の見取図である。
実施形態１
本実施形態で、前記の気相ケンチング法メラミン生産システムは図２で示すように、前記システムは下記の事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していて、その中で、本実施形態での前記熱風冷却器が多管式冷却器であること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していること、
（３）前記メラミン生産システムも前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、本実施形態での前記気液分離器がシルクスクリーン慣性デミスタで、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続していることと
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていること。
本実施形態で、前記の気相ケンチング法メラミン生産システムは図２で示すように、前記システムは下記の事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していて、その中で、本実施形態での前記熱風冷却器が多管式冷却器であること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していること、
（３）前記メラミン生産システムも前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、本実施形態での前記気液分離器がシルクスクリーン慣性デミスタで、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続していることと
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていること。
本実施形態での前記の気相ケンチング法メラミン生産システムに基づく生産方法は下記手順を含む。
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.３６ ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が３８０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１３５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.３ Ｍｐａ、温度が３７５℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ ２ ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のアルミナコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３３０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度を３３０℃に保持すること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が１８０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２１０℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.３６ ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が３８０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１３５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.３ Ｍｐａ、温度が３７５℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ ２ ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のアルミナコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３３０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度を３３０℃に保持すること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が１８０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２１０℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.１５Ｍｐａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより０.１８Ｍｐａに増圧された後、晶析装置下部から晶析装置に戻り、前記キャリアガスが前記冷風ブロワにより増圧された後、前記キャリアガスコンプレッサに入ること。
実施形態２
本実施形態で、前記の気相ケンチング法メラミン生産システムは図３で示すように、前記システムは下記の事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していて、前記熱風冷却器が廃熱ボイラと接続すること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していて、本実施形態での前記キャリアガス予熱器が多管式熱交換器であること、
本実施形態で、前記の気相ケンチング法メラミン生産システムは図３で示すように、前記システムは下記の事項を含むことを特徴とする。
（１）尿素洗浄塔が設置され、前記尿素洗浄塔の後に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器が前記尿素洗浄塔と接続していて、前記熱風冷却器が廃熱ボイラと接続すること、
（２）前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続していて、本実施形態での前記キャリアガス予熱器が多管式熱交換器であること、
（３）前記メラミン生産システムも前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続していることと
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていて、前記冷風ブロワと前記晶析装置の間に、飽和水蒸発式冷風冷却器も設置されていること。
（４）前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置されていて、前記冷風ブロワと前記晶析装置の間に、飽和水蒸発式冷風冷却器も設置されていること。
本実施形態での前記熱風フィルタが金属繊維バッグフィルタで、前記尿素洗浄塔に飽和水蒸発式熱交換器が設置されていること。
本実施形態での前記気液分離器が旋風式デミスタであること。
本実施形態における前記気相ケンチング法メラミン生産システムによる生産方法は以下の工程を含む：
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が２.１ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が４３０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１５５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が１.９ Ｍｐａ、温度が４３０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ２ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のケイ酸アルミニウムコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３６０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が３６２℃に保持すること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２３０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２３０℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１５５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、分離された尿素を尿素貯蔵池に送り、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が１.８ＭＰａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより１.８５ＭＰａに増圧されてから、前記冷風冷却器により１５０℃に冷却された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
前記手順（ｇ）での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内での蒸発式熱交換器により持ち出され、前記熱交換器管内で飽和水が循環し、熱量が最終に飽和水により蒸発され方法システムから持ち出され、前記飽和水の蒸発温度が１３５℃である。
実施形態３
本実施形態で述べた気相ケンチング法メラミン生産システムは実施形態２と同じ。
本実施形態における前記気相ケンチング法メラミン生産システムによる生産方法は以下の工程を含む：
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が２.１ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器を通じて温度が４３０℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１５５℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が１.９ Ｍｐａ、温度が４３０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ２ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のケイ酸アルミニウムコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３６０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が３６２℃に保持すること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２３０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２３０℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１５５℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、分離された尿素を尿素貯蔵池に送り、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が１.８ＭＰａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより１.８５ＭＰａに増圧されてから、前記冷風冷却器により１５０℃に冷却された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
前記手順（ｇ）での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内での蒸発式熱交換器により持ち出され、前記熱交換器管内で飽和水が循環し、熱量が最終に飽和水により蒸発され方法システムから持ち出され、前記飽和水の蒸発温度が１３５℃である。
実施形態３
本実施形態で述べた気相ケンチング法メラミン生産システムは実施形態２と同じ。
本実施形態で述べた気相ケンチング法メラミン生産システムに基づく生産方法は下記の通りである。
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.５ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器での反応生成ガス及び高温溶融塩との並列を通じて温度が４００℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１４０℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.４ＭＰａ、温度が３８０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ ２ ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のケイ酸アルミニウムコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３４０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させ、前記熱風冷却器での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が前記キャリアガス予熱器に伝送され、前記キャリアガスを予熱すること、
（ａ）キャリアガスがキャリアガスコンプレッサにより圧縮された後、圧力が０.５ＭＰａに達し、これからキャリアガス予熱器での反応生成ガス及び高温溶融塩との並列を通じて温度が４００℃に上昇し、流動層反応器に入って流動化キャリアガスとすること、
（ｂ）メラミン合成を行い、温度が１４０℃である溶融状尿素が尿素洗浄塔から流動層反応器内での触媒濃相部分にくみ上げられ、反応圧力が０.４ＭＰａ、温度が３８０℃条件の下で、尿素が反応して、メラミン、アンモニアとＣＯ ２ ガスを含む反応生成ガスを生成し、本実施形態での前記触媒が顆粒状多孔のケイ酸アルミニウムコロイドであること、
（ｃ）反応生成ガスを冷却し、前記反応生成ガスが流動層反応器頂部から出て、熱風冷却器に入り、温度が３４０℃に下がることによって、ガスでの高沸点副生物が気流の中で十分結晶・析出させ、前記熱風冷却器での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が前記キャリアガス予熱器に伝送され、前記キャリアガスを予熱すること、
（ｄ）反応生成ガスを濾過し、熱風冷却器から出た前記反応生成ガスが熱風フィルタに流れて濾過され、前記高沸点副生物と触媒微粒を遮り止め、前記熱風フィルタ内の温度が３４０℃に保持すること、
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２１０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２１３℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１４０℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、分離された尿素が尿素洗浄塔に戻り、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.４ＭＰａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより０.４３ＭＰａに増圧されてから、前記冷風冷却器により１３５℃に冷却された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
前記手順（ｇ）での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内での蒸発式熱交換器により持ち出され、前記熱交換器管内で飽和水が循環し、熱量が最終に飽和水により蒸発され方法システムから持ち出され、前記飽和水の蒸発温度が１５０℃である。
（ｅ）気相でメラミンをケンチング・結晶させ、フィルタから出た反応生成ガスが晶析装置に入り、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２１０℃位であるようコントロールし、熱風が冷気によりケンチングさせ、殆どのガス状メラミンがメラミン晶体を形成して反応生成ガスから結晶・析出すること、
（ｆ）メラミンを捕え、メラミン晶体付き反応生成ガスをメラミン捕集器に入らせ、ガス・固体分離を完成し、前記メラミン捕集器内の温度を２１３℃に保持すること、
（ｇ）プロセスガスを冷却・浄化し、メラミン晶体分離後の反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１４０℃の溶融尿素と混合し、これに下へ流れ、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスでのメラミン微粒及び未反応物が皆溶融尿素に入ること、
（ｈ）気液分離を行い、尿素洗浄塔下部から出た気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、分離された尿素が尿素洗浄塔に戻り、前記尿素での一部分を改めて洗浄反応生成ガスサイクルに使用し、残りの部分を反応器に送ってメラミンを合成することと、
（ｉ）プロセスガスを分配し、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.４ＭＰａで、一部分の前記プロセスガスを結晶冷却ガスとキャリアガスとして使用し、残りの部分をテールガスとして排出し、その中で、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより０.４３ＭＰａに増圧されてから、前記冷風冷却器により１３５℃に冷却された後、晶析装置下部から晶析装置に循環で戻ること。
前記手順（ｇ）での反応生成ガス温度降下時に放出した熱量が尿素洗浄塔内での蒸発式熱交換器により持ち出され、前記熱交換器管内で飽和水が循環し、熱量が最終に飽和水により蒸発され方法システムから持ち出され、前記飽和水の蒸発温度が１５０℃である。
上述実施形態の中で、前記熱風フィルタとメラミン捕集器に皆加熱装置を設置することによって、保温の目的を達成する。これは、本分野の技術者の公知の常識であるので、ここで詳細に言う必要がない。この上、上述実施形態での熱風フィルタは皆バッグフィルタを選択し、この中で、前記バッグフィルタの濾過袋は、現有技術での任意の適合的な濾過媒質、例えば、耐高温ガラス繊維フェルト（又は布）又はプロセス中の媒質による腐食に耐性のある金属繊維フェルト（又は布）等の材質であっても良い。選択可能な実施方式として、前記フィルタも現有技術での任意の適合的な微小孔フィルタであっても良い。
比較例
本発明での前記気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法が現有技術と比べて明確的な技術効果があることを証明する為に、次に実施形態と比較例の実際生産効果と結びついて、本発明の技術効果を更に説明する。前記比較例は、現有技術での低圧気相ケンチング法を採用し、そのシステム図は図１の通りであり、前記実施形態及び比較例で実際測定した方法パラメータと効果は下表の通りである。
上述結果から見ると、比較例で述べた方法の中で、毎トンのメラミン製品の電力消費量と年産６万トン装置設備の投資との比率値が実施形態１-３中前記方法での相応な数値より遥かに大きく、それに、それに、比較例で述べた方法を完成する為に、二つの生産ラインを要する。これから見ると、本発明で述べた生産システム及び方法は、現有技術での気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法と比べて、高い生産効率、長い運行周期、装置投資節約、低い電力消費量、高いテールガス利用価値と良い経済効果・利益の優位性を有する。従って、本発明で述べた技術案は、現有技術と比べて実質性の技術効果を有する。
本発明での前記気相ケンチング法メラミン生産システム及び方法が現有技術と比べて明確的な技術効果があることを証明する為に、次に実施形態と比較例の実際生産効果と結びついて、本発明の技術効果を更に説明する。前記比較例は、現有技術での低圧気相ケンチング法を採用し、そのシステム図は図１の通りであり、前記実施形態及び比較例で実際測定した方法パラメータと効果は下表の通りである。
我々は、本発明について、具体的な実施方式を通じて詳細に述べたが、本専門分野の普通の技術者は、この基礎の上に実施した本特許の保護請求範囲を超えていない如何なる形式と細部の変化が全部本発明の保護範囲に属することを周知すべきである。
Claims (16)
- 気相ケンチング法メラミン生産システムであって、
尿素洗浄塔を含み、前記尿素洗浄塔に、相次いで流動層反応器、熱風冷却器、熱風フィルタ、晶析装置とメラミン捕集器が直列され、前記メラミン捕集器は前記尿素洗浄塔と接続し、前記流動層反応器にキャリアガス予熱器が接続・設置され、前記キャリアガス予熱器がキャリアガスコンプレッサと接続し、
前記メラミン生産システムはさらに、
前記尿素洗浄塔と接続する気液分離器を含み、前記気液分離器が前記晶析装置と接続し、前記キャリアガスコンプレッサが前記気液分離器と接続し、
前記気液分離器と前記晶析装置の間に冷風ブロワが設置され、気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.１５〜１.８ＭＰａであることを特徴とする気相ケンチング法メラミン生産システム。
- 前記冷風ブロワと前記晶析装置の間に冷風冷却器が設置されていること
を特徴とする請求項１記載のメラミン生産システム。 - 前記キャリアガスコンプレッサが前記冷風ブロワを通じて前記気液分離器と接続すること
を特徴とする請求項１又は２記載のメラミン生産システム。 - 前記キャリアガス予熱器が多管式熱交換器であること
を特徴とする請求項１又は２記載のメラミン生産システム。 - 前記熱風フィルタがバッグフィルタであること
を特徴とする請求項４記載のメラミン生産システム。 - 前記熱風冷却器が廃熱ボイラと接続すること
を特徴とする請求項５記載のメラミン生産システム。 - 前記尿素洗浄塔内に管内蒸発式熱交換器が設置されていること
を特徴とする請求項６記載のメラミン生産システム。 - 前記気液分離器が旋風式デミスタであること
を特徴とする請求項７記載のメラミン生産システム。 - （ａ）キャリアガスを、圧力が０.３６〜２.１ＭＰａになるようにキャリアガスコンプレッサにより圧縮した後、キャリアガス予熱器で温度を３８０〜４３０℃に上昇させて、流動化キャリアガスとして流動層反応器に入れる工程と、
（ｂ）温度が１３５〜１５５℃である溶融尿素が尿素洗浄塔からポンプで流動層反応器における触媒濃厚相にくみ上げられ、反応圧力０.３〜１.９ ＭＰａ、温度３７５〜４３０℃の条件で、尿素が化学反応を起こし、メラミン、アンモニアとＣＯ２ガスを含む反応生成ガスが生じるメラミン合成工程と、
（ｃ）前記反応生成ガスが流動層反応器の頂部から排出され、熱風冷却器に入り、温度が３３０〜３６０℃まで下がることによって、ガスにおける高沸点副生成物を気流の中で十分結晶として析出させる反応生成ガス冷却工程と、
（ｄ）熱風冷却器から排出された前記反応生成ガスが熱風フィルタを通って、濾過され、前記高沸点副生成物と触媒微粒子が遮断され、前記熱風フィルタ内の温度が熱風冷却器から排出された反応生成ガスの温度と同等かまたは高いが、但し、温度差が３℃以下である反応生成ガス濾過工程と、
（ｅ）フィルタから排出された反応生成ガスを晶析装置に入れ、結晶冷却ガスと混合し、混合ガスの最終温度が２１０〜２３０℃の間にあるようコントロールし、熱風が冷気により急冷され、ガス状メラミンが殆どメラミン結晶を形成して反応生成ガスから結晶として析出する気相メラミンの急冷晶析工程と、
（ｆ）メラミン結晶を含む反応生成ガスをメラミン捕集器に入れて、固気分離を完成させ、前記メラミン捕集器内の温度がメラミン晶析装置から排出された固気混合物の温度と同じか又は高いが、但し温度差は３℃以下であるメラミン捕集工程と、
（ｇ）メラミン晶体が分離された反応生成ガスがメラミン捕集器から流れ出て、尿素洗浄塔に入り、１３５〜１５５℃の溶融尿素と混合し、下方に併流し、ガスが尿素により洗浄・冷却され、プロセスガスにおけるメラミン微粒子及び未反応物質が何れも溶融尿素に入るプロセスガスの冷却洗浄工程と、
（ｈ）尿素洗浄塔の下部から排出された気液混合物が気液分離器により分離された後、尿素とプロセスガスを形成し、前記尿素の一部が再度反応生成ガスの洗浄サイクルに用いられ、残りが反応器に送られ、メラミンを合成する気液分離工程と、
（ｉ）気液分離器により分離されたプロセスガスの圧力が０.１５〜１.８ＭＰａであり、前記プロセスガスの一部が結晶冷却ガスとキャリアガスとして使われ、残りは排出ガスとして排出され、その中、前記結晶冷却ガスが冷風ブロワにより増圧された後、晶析装置下部から晶析装置に戻されて循環するプロセスガスの分配工程と
を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか記載のメラミンシステムによる生産方法。 - 前記手順（ｉ）で、前記冷風ブロワから排出された結晶冷却ガスは前記冷風冷却器により１３５〜１５０℃まで冷却され、晶析装置下部を通じて晶析装置にまた戻ること
を特徴とする請求項９記載の生産方法。 - 前記手順（ｉ）で、前記キャリアガスが前記冷風ブロワにより増圧され、前記キャリアガスコンプレッサに入ること
を特徴とする請求項９記載の生産方法。 - 前記触媒が顆粒状多孔ケイ酸アルミニウムコロイドであること
を特徴とする請求項９、１０、１１の何れか記載の生産方法。 - 前記手順（ｃ）で、前記熱風冷却器で反応生成ガスの温度が下がって排出した熱量を廃熱ボイラに伝送し、前記廃熱ボイラにおける媒質を加熱するか、又は前記熱風冷却器で反応生成ガスの温度が下がって排出した熱量を前記キャリアガス予熱器に送り、前記キャリアガスを予熱すること
を特徴とする請求項９、１０、１１又は１２の何れか記載の生産方法。 - 前記手順（ｇ）で反応生成ガス温度が下がって排出した熱量を尿素洗浄塔内のパイプ管内蒸発式熱交換器により発散し、前記熱交換器管内に飽和水が循環して流れ、前記飽和水の蒸発温度が１２５〜１５０℃であること
を特徴とする請求項９、１０、１１、１２又は１３の何れか記載の生産方法。 - 前記手順（ｈ）で、尿素洗浄塔下部から排出された気液混合物が気液分離器により分離されて、尿素とプロセスガスを形成し、前記分離された尿素が尿素洗浄塔に戻ること
を特徴とする請求項９、１０、１１、１２ 、１３又は１４の何れか記載の生産方法。 - 前記手順（ｉ）で、前記結晶冷却ガスを冷風ブロワにより０.１８-１.８５ＭＰａまで増圧した後、晶析装置下部を通じて晶析装置に循環で戻ること
を特徴とする請求項９、１０、１１、１２ 、１３、１４又は１５の何れか記載の生産方法。
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