專利名稱：一種優(yōu)化的三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三聚氰胺與聯(lián)堿的聯(lián)產(chǎn)方法，特別是一種優(yōu)化的二段法三 聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，三聚氰胺一般是以尿素為原料，用高壓、低壓或常壓方法進行生產(chǎn)。 高壓法和低壓法投資大，廢水、廢渣量大，與環(huán)境要求相悖，總成本高；常壓 法生產(chǎn)工藝由于其壓力低(絕壓0.1 0.25)，因而腐蝕性小，設(shè)備壽命長，主要 設(shè)備至少可使用15年以上，但投資還是較大，電耗高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。所 以本人于2003年申請了一種三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)方法的專利，并獲授權(quán)，專利 號為03159274.0。該專利公開了一套三聚氰胺工段設(shè)備，但是，該方法使用一 套三聚氰胺工段設(shè)備所配套的三聚氰胺產(chǎn)量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種通過增加03159274.0專利的三聚氰胺工段設(shè)備， 來達到聯(lián)堿所配套的三聚氰胺產(chǎn)量比03159274.0專利增加1倍以上的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的， 一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方法，采 用三聚氰胺工段設(shè)備的方法，其特征在于兩套不同壓力的三聚氰胺工段設(shè)備 串聯(lián)，其中前面三聚氰胺工段設(shè)備的進氣壓力大于聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè) 備的進氣壓力，前面三聚氰胺工段設(shè)備的尾氣作為聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè) 備的進氣。
上述的三聚氰胺工段設(shè)備是兩套。
上述兩套三聚氰胺工段設(shè)備，前面一套三聚氰胺工段設(shè)備的具體方法是 (1)合成氨裝置生產(chǎn)的液氨送入聯(lián)堿裝置的氯化銨外冷器，氯化銨外冷器蒸發(fā)的氣氨，以絕對壓力0.4 0.5Mpa，溫度為0 1(TC送入三聚氰胺工段，經(jīng)蒸汽 預(yù)熱器預(yù)熱到160°C，壓力0.4 0.5Mpa MPa,再經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350 400。C。
C2)然后進入流化床反應(yīng)器，作為流化床的載體氣氨，在流化床反應(yīng)器溫度 為380 40(TC的條件下，從液態(tài)尿素循環(huán)泵分支過來的液態(tài)尿素進入流化床反 應(yīng)器，在催化劑——硅膠/硅鋁膠/Y-氧化鋁的作用下，經(jīng)過一系列反應(yīng)生成 二聚氰胺氣體，其化學(xué)反應(yīng)式如下
380~400°C
6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (熱量)
催化劑
(3) 從流化床反應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到330 340 °C，使高沸點產(chǎn)物結(jié)晶出來；
(4) 熱氣冷卻器出來的氣體經(jīng)過熱氣旋風(fēng)，除去大部分高沸點產(chǎn)物及催化劑 ——硅膠/硅鋁膠/Y-氧化鋁細粉；熱氣旋風(fēng)出口溫度控制在330 34(TC;從熱 氣旋風(fēng)出來的氣體進入熱氣過濾器，熱氣過濾器出口溫度控制在330~340°C
(5) 經(jīng)過濾后的氣體進入結(jié)晶器，與從液態(tài)尿素洗滌塔過來的潔凈冷氣相混 合，溫度降至200 22(TC，產(chǎn)生三聚氰胺晶體；
(6) 此時，低沸點產(chǎn)物仍為氣體狀態(tài)，從結(jié)晶器出來的氣體中的三聚氰胺經(jīng) 旋風(fēng)分離器分離，從其底部經(jīng)壓力螺旋排出。
(7) 從成品旋風(fēng)分離器出來的氣體經(jīng)冷氣風(fēng)機升壓后進入液尿洗滌塔，一
是將未反應(yīng)完全的低沸點產(chǎn)物和未分離的三聚氰胺細粉進行回收，隨同液尿進 入反應(yīng)器，二是將220 23(TC的氣體溫度降至135 145'C，經(jīng)柱狀旋風(fēng)分離器除
沫后， 一部分為結(jié)晶器提供冷氣，另一部分氣體進入后面一套三聚氰胺工段設(shè)備；
后面一套三聚氰胺工段設(shè)備的方法是
(8) 從流化床反應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，是經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到
315~325°C;
(9) 前面一套三聚氰胺工段的尾氣經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350~400°C，作為 載氣送入后面一套三聚氰胺工段的流化床反應(yīng)器；
(10) 從后面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐泵出的液尿， 一部分進入前 面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐；
(11) 后面一套三聚氰胺工段的尾氣送入聯(lián)堿裝置吸氨器。 方法步驟與前面一套三聚氰胺工段設(shè)備的方法步驟相同。 上述三聚氰胺工段最后的尾氣是氨氣和二氧化碳的混和氣，該尾氣直接進
入聯(lián)堿吸氨器。
上述所述一步法三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法，其聯(lián)產(chǎn)工段可為合成氨、碳酸氫氨/合 成氨、純堿和氯化銨。
本申請是在專利《一種一步法三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法》的基礎(chǔ)上，進一步挖掘 三聚氰胺與聯(lián)堿生產(chǎn)的特點，對聯(lián)堿和三聚氰胺工藝作小范圍調(diào)整，使同樣的 合成氨、聯(lián)堿規(guī)模條件，配套的三聚氰胺裝置能力擴大許多，噸三聚氰胺投資 比降低，三聚氰胺規(guī)模翻番，聯(lián)堿增產(chǎn)翻番、效益翻番。
本發(fā)明是兩套不同壓力等級的三聚氰氨裝置有機的串在一起，與專利 03159274.0《一種一步法三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法》相比，專利03159274.0要求每生 產(chǎn)1噸三聚氰胺需合成氨工段提供4400~4800公斤的氨氣，該發(fā)明要求每生產(chǎn)1 噸三聚氰胺只需合成氨工段提供2200 2400公斤的氨氣，即同樣的聯(lián)堿、合成 氨規(guī)模使三聚氰胺裝置的配套能力增加一倍以上，解決了三聚氰胺裝置能力增加到2.1 2.2倍以后另一半載氣來源的問題，并且每噸三聚氰胺的投資、電耗和
蒸汽消耗比專利03159274.0更低。
本發(fā)明是兩套不同壓力等級的三聚氰氨裝置有機的串在一起，聯(lián)堿裝置送 來的0.4 0.5Mpa的純氨氣作低壓段三聚氰氨流化床反應(yīng)器的載氣，低壓段三聚 氰氨裝置出來的絕壓0.2 0.3Mpa、氨含量93~94% (體積比)左右的尾氣送到常 壓段三聚氰氨裝置，作下常壓段三聚氰胺流化床反應(yīng)器的載氣，常壓段三聚氰 氨裝置出來的絕壓O:lMpa左右、溫度130 14(TC的尾氣送入聯(lián)堿裝置的高位吸 氨器吸收。由于從低壓段出來的尾氣，其中氨的質(zhì)量比原來聯(lián)堿送來的氨增加 了 15 16%，所以后面常壓段三聚氰胺裝置的設(shè)計能力可比前面的低壓段大 15%。并且當(dāng)兩套三聚氰氨裝置的任何一套停車時另一套又能獨立運行。
聯(lián)堿裝置配套該專利技術(shù)的三聚氰胺裝置以后能增產(chǎn)30%的純堿、氯化銨， 而不需增加合成氨的生產(chǎn)能力，三聚氰胺裝置的投資僅相當(dāng)于合成氨增產(chǎn)改造 的投資，并使純堿裝置的雙噸(純堿和氯化銨)成本下降70-100元。而三聚氰 胺的成本與尿素聯(lián)產(chǎn)的改良常、低壓法相比低1300以上；與尿素聯(lián)產(chǎn)的高壓法 相比具有更低的成本優(yōu)勢。
由于第二段液尿系統(tǒng)的絕對壓力在0.2 0.3Mpa，尿素的補給從常壓段的液 尿循環(huán)泵出口分支過來，固體尿素加入常壓工段的尿素熔融罐，與常壓工段液 尿洗滌塔的部分回流液尿混和而熔化，這樣既降低了常壓工段液尿洗滌塔的冷 卻負荷又完全節(jié)省了熔化固體尿素所需的蒸汽，熔化的尿素靠位差進入常壓工 段液尿洗滌塔的塔釜。
三聚氰胺生產(chǎn)過程中的尾氣(氨氣和二氧化碳的混和氣)不經(jīng)分離處理直 接進入聯(lián)堿吸氨器吸收是屬于本專利申請和專利03159274.0的保護范圍。其中 "三聚氰胺生產(chǎn)過程"不僅指上述三聚氰胺的生產(chǎn)方法，還包括其他三聚氰胺生產(chǎn)方法，如改良常、低壓法(干法結(jié)晶的循環(huán)法)等生產(chǎn)方法。
本發(fā)明所提供的這種三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法，具有規(guī)模大，自動化程度高，運 行周期長，維修費用低；產(chǎn)品質(zhì)量好，原料消耗低等優(yōu)點，噸三聚氰胺尿素消
耗低于3.0噸，電耗低于500度，煤耗低于700公斤，系統(tǒng)余熱回收產(chǎn)生的蒸汽 部分外送；投資省，效益高，投資比改良常、低壓法(又叫循環(huán)法)節(jié)省40%，電 耗減少70%，催化劑消耗減少40%，蒸汽減少8噸(與三聚氰胺、尿素聯(lián)產(chǎn)相 比)；尾氣作純堿、氯化銨，處理費用低價值高；聯(lián)堿裝置改造費用低，增產(chǎn)增 效大，如30萬噸/年聯(lián)堿裝置配4萬噸/年三聚氰胺裝置，總投資0.8億元以下， 其中聯(lián)堿裝置改造費用1000萬左右，增加9萬個雙噸(純堿和氯化銨)，而純 堿的制造成本比原來要低70元左右。


圖1是兩套三聚氰胺工段設(shè)備工藝流程(1)合成氨裝置生產(chǎn)的液氨送入聯(lián)堿裝置的氯化銨外冷器，氯化銨外冷器
蒸發(fā)的氣氨，以絕對壓力0.4 0.5Mpa，溫度為0 1(TC送入三聚氰胺工段，每生
產(chǎn)1噸三聚氰胺需2200-2400公斤的氨氣，經(jīng)蒸汽預(yù)熱器預(yù)熱到160°C (左右
150—170。C)，壓力0.4~0.5Mpa MPa，再經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350~400°C。 然
后進入流化床反應(yīng)器，作為流化床的載體氣氨，在流化床反應(yīng)器溫度為380 400
'C的條件下，從液態(tài)尿素循環(huán)泵分支過來的液態(tài)尿素進入流化床反應(yīng)器，每生
產(chǎn)1噸三聚氰胺需液態(tài)尿素2.96-3.0噸，在催化劑硅膠(也可以是硅鋁膠或者
Y隱氧化鋁)的作用下，每公斤硅鋁膠可投尿素90 100克(是硅鋁膠時投尿素
70~80克或者是Y-氧化鋁時可投尿素90 100克)，經(jīng)過一系列反應(yīng)生成三聚氰
胺氣體，其化學(xué)反應(yīng)式如下 380~400°C
6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (熱量)催化劑
從流化床反應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到330~340 °C，使高沸點產(chǎn)物結(jié)晶出來；熱氣冷卻器出來的氣體經(jīng)過熱氣旋風(fēng)，熱氣旋風(fēng) 出口溫度控制在330 34(TC，從熱氣旋風(fēng)出來的氣體進入熱氣過濾器，熱氣過濾 器出口溫度控制在330 34(TC，熱氣過濾器濾去高沸點產(chǎn)物及催化劑硅膠(硅鋁 膠/Y-氧化鋁)細粉；經(jīng)過濾后的氣體進入結(jié)晶器，與從液態(tài)尿素洗滌塔過來的 潔凈冷氣相混合，溫度降至200 220°C，產(chǎn)生三聚氰胺晶體；此時，低沸點產(chǎn) 物仍為氣體狀態(tài)，從結(jié)晶器出來的氣體中的三聚氰胺經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，從其 底部經(jīng)壓力螺旋排出；從成品旋風(fēng)分離器出來的氣體經(jīng)冷氣風(fēng)機升壓后進入液 尿洗滌塔， 一是將未反應(yīng)完全的低沸點產(chǎn)物和未分離的三聚氰胺細粉進行回收， 隨同液尿進入反應(yīng)器，二是將230 24(TC的氣體溫度降至135 145。C，經(jīng)柱狀旋 風(fēng)分離器除沫后， 一部分為結(jié)晶器提供冷氣，另一部分氣體進入后面一套三聚 氰胺工段設(shè)備；后面一套三聚氰胺工段設(shè)備的方法與前面一套三聚氰胺工段設(shè) 備的具體方法步驟除下述不同之外，其它步驟相同，不同之處是從流化床反 應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，是經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到315~325°C; 9)前面一 套三聚氰胺工段的尾氣經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350~400°C，作為載氣送入后面一套 三聚氰胺工段的流化床反應(yīng)器；從后面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐泵出的 液尿， 一部分進入前面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐，后面一套三聚氰胺工 段的尾氣直接進入聯(lián)堿吸氨器。
權(quán)利要求
1、一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方法，采用三聚氰胺工段設(shè)備的方法，其特征在于兩套不同壓力的三聚氰胺工段設(shè)備串聯(lián)，其中前面三聚氰胺工段設(shè)備的進氣壓力大于聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè)備的進氣壓力，前面三聚氰胺工段設(shè)備的尾氣作為聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè)備的進氣。
2、 如權(quán)利要求1所述一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方法，其特 征在于所述兩套三聚氰胺工段設(shè)備，前面一套三聚氰胺工段設(shè)備的具體方法 是(1) 合成氨裝置生產(chǎn)的液氨送入聯(lián)堿裝置的氯化銨外冷器，氯化銨外冷器蒸發(fā)的氣氨，以絕對壓力0.4 0.5Mpa，溫度為0 1(TC送入三聚氰胺工段，經(jīng)蒸汽 預(yù)熱器預(yù)熱到160°C，壓力0.4~0.5Mpa MPa，再經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350-400。C。(2) 然后進入流化床反應(yīng)器，作為流化床的載體氣氨，在流化床反應(yīng)器溫度為380 40(TC的條件下，從液態(tài)尿素循環(huán)泵分支過來的液態(tài)尿素進入流化床反應(yīng)器，在催化劑——硅膠/硅鋁膠/ Y -氧化鋁的作用下，經(jīng)過一系列反應(yīng)生成三聚氰胺氣體，其化學(xué)反應(yīng)式如下 380~400°C6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (熱量)催化劑(3) 從流化床反應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到330-340 °C，使高沸點產(chǎn)物結(jié)晶出來；C4)熱氣冷卻器出來的氣體經(jīng)過熱氣旋風(fēng)，除去大部分高沸點產(chǎn)物及催化劑 ——硅膠/硅鋁膠/y-氧化鋁細粉；熱氣旋風(fēng)出口溫度控制在330 34(TC;從熱 氣旋風(fēng)出來的氣體進入熱氣過濾器，熱氣過濾器出口溫度控制在330~340°C(5)經(jīng)過濾后的氣體進入結(jié)晶器，與從液態(tài)尿素洗滌塔過來的潔凈冷氣相混 合，溫度降至200 220。C，產(chǎn)生三聚氰胺晶體；(6) 此時，低沸點產(chǎn)物仍為氣體狀態(tài)，從結(jié)晶器出來的氣體中的三聚氰胺經(jīng) 旋風(fēng)分離器分離，從其底部經(jīng)壓力螺旋排出。(7) 從成品旋風(fēng)分離器出來的氣體經(jīng)冷氣風(fēng)機升壓后進入液尿洗滌塔，一 是將未反應(yīng)完全的低沸點產(chǎn)物和未分離的三聚氰胺細粉進行回收，隨同液尿進入反應(yīng)器，二是將220 23(TC的氣體溫度降至135 145'C，經(jīng)柱狀旋風(fēng)分離器除 沫后， 一部分為結(jié)晶器提供冷氣，另一部分氣體進入后面一套三聚氰胺工段設(shè) 備；后面一套三聚氰胺工段設(shè)備的方法是(8) 從流化床反應(yīng)器出來的含三聚氰胺的氣體，是經(jīng)熱氣冷卻器冷卻到 315 325。C;(9) 前面一套三聚氰胺工段的尾氣經(jīng)熔鹽預(yù)熱器預(yù)熱到350 40(TC,作為 載氣送入后面一套三聚氰胺工段的流化床反應(yīng)器；(10) 從后面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐泵出的液尿， 一部分進入前 面一套三聚氰胺工段設(shè)備液尿貯罐；(11) 后面一套三聚氰胺工段的尾氣送入聯(lián)堿裝置吸氨器。 其它方法步驟與前面一套三聚氰胺工段設(shè)備的方法步驟相同。
3、 如權(quán)利要求1或2或3所述一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方 法，其特征在于所述三聚氰胺工段最后的尾氣是氨氣和二氧化碳的混和氣， 該尾氣直接進入聯(lián)堿吸氨器。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方 法，其特征在于所述所述一步法三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法，其聯(lián)產(chǎn)工段可為合成氨、 碳酸氫氨/合成氨、純堿和氯化銨
全文摘要
一種優(yōu)化的二段法三聚氰胺與聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)的方法，采用三聚氰胺工段設(shè)備的方法，其特征在于兩套不同壓力的三聚氰胺工段設(shè)備串聯(lián)，其中前面三聚氰胺工段設(shè)備的進氣壓力大于聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè)備的進氣壓力，前面三聚氰胺工段設(shè)備的尾氣作為聯(lián)在其后的三聚氰胺工段設(shè)備的進氣。上述三聚氰胺工段最后的尾氣是氨氣和二氧化碳的混和氣，該尾氣直接進入聯(lián)堿吸氨器。上述所述一步法三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)方法，其聯(lián)產(chǎn)工段可為合成氨、碳酸氫氨/合成氨、純堿和氯化銨。本發(fā)明使同樣的合成氨、聯(lián)堿規(guī)模條件，配套的三聚氰胺裝置能力擴大許多，噸三聚氰胺投資比降低，三聚氰胺規(guī)模翻番，聯(lián)堿增產(chǎn)翻番、效益翻番。
文檔編號C07D251/00GK101293873SQ20071005431
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者丁澤華 申請人:丁澤華