专利名称：一种优化的三聚氰胺与联碱联产方法
技术领域：
本发明涉及一种三聚氰胺与联碱的联产方法，特别是一种优化的二段法三 聚氰胺与联碱联产方法。
背景技术：
目前，三聚氰胺一般是以尿素为原料，用高压、低压或常压方法进行生产。 高压法和低压法投资大，废水、废渣量大，与环境要求相悖，总成本高；常压 法生产工艺由于其压力低(绝压0.1 0.25)，因而腐蚀性小，设备寿命长，主要 设备至少可使用15年以上，但投资还是较大，电耗高，导致生产成本较高。所 以本人于2003年申请了一种三聚氰胺与联碱联产方法的专利，并获授权，专利 号为03159274.0。该专利公开了一套三聚氰胺工段设备，但是，该方法使用一 套三聚氰胺工段设备所配套的三聚氰胺产量低。
发明内容
本发明的目的，是提供一种通过增加03159274.0专利的三聚氰胺工段设备， 来达到联碱所配套的三聚氰胺产量比03159274.0专利增加1倍以上的方法。
本发明是这样实现的， 一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方法，采 用三聚氰胺工段设备的方法，其特征在于两套不同压力的三聚氰胺工段设备 串联，其中前面三聚氰胺工段设备的进气压力大于联在其后的三聚氰胺工段设 备的进气压力，前面三聚氰胺工段设备的尾气作为联在其后的三聚氰胺工段设 备的进气。
上述的三聚氰胺工段设备是两套。
上述两套三聚氰胺工段设备，前面一套三聚氰胺工段设备的具体方法是 (1)合成氨装置生产的液氨送入联碱装置的氯化铵外冷器，氯化铵外冷器蒸发的气氨，以绝对压力0.4 0.5Mpa，温度为0 1(TC送入三聚氰胺工段，经蒸汽 预热器预热到160°C，压力0.4 0.5Mpa MPa,再经熔盐预热器预热到350 400。C。
C2)然后进入流化床反应器，作为流化床的载体气氨，在流化床反应器温度 为380 40(TC的条件下，从液态尿素循环泵分支过来的液态尿素进入流化床反 应器，在催化剂——硅胶/硅铝胶/Y-氧化铝的作用下，经过一系列反应生成 二聚氰胺气体，其化学反应式如下
380~400°C
6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (热量)
催化剂
(3) 从流化床反应器出来的含三聚氰胺的气体，经热气冷却器冷却到330 340 °C，使高沸点产物结晶出来；
(4) 热气冷却器出来的气体经过热气旋风，除去大部分高沸点产物及催化剂 ——硅胶/硅铝胶/Y-氧化铝细粉；热气旋风出口温度控制在330 34(TC;从热 气旋风出来的气体进入热气过滤器，热气过滤器出口温度控制在330~340°C
(5) 经过滤后的气体进入结晶器，与从液态尿素洗涤塔过来的洁净冷气相混 合，温度降至200 22(TC，产生三聚氰胺晶体；
(6) 此时，低沸点产物仍为气体状态，从结晶器出来的气体中的三聚氰胺经 旋风分离器分离，从其底部经压力螺旋排出。
(7) 从成品旋风分离器出来的气体经冷气风机升压后进入液尿洗涤塔，一
是将未反应完全的低沸点产物和未分离的三聚氰胺细粉进行回收，随同液尿进 入反应器，二是将220 23(TC的气体温度降至135 145'C，经柱状旋风分离器除
沫后， 一部分为结晶器提供冷气，另一部分气体进入后面一套三聚氰胺工段设备；
后面一套三聚氰胺工段设备的方法是
(8) 从流化床反应器出来的含三聚氰胺的气体，是经热气冷却器冷却到
315~325°C;
(9) 前面一套三聚氰胺工段的尾气经熔盐预热器预热到350~400°C，作为 载气送入后面一套三聚氰胺工段的流化床反应器；
(10) 从后面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐泵出的液尿， 一部分进入前 面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐；
(11) 后面一套三聚氰胺工段的尾气送入联碱装置吸氨器。 方法步骤与前面一套三聚氰胺工段设备的方法步骤相同。 上述三聚氰胺工段最后的尾气是氨气和二氧化碳的混和气，该尾气直接进
入联碱吸氨器。
上述所述一步法三聚氰胺联产方法，其联产工段可为合成氨、碳酸氢氨/合 成氨、纯碱和氯化铵。
本申请是在专利《一种一步法三聚氰胺联产方法》的基础上，进一步挖掘 三聚氰胺与联碱生产的特点，对联碱和三聚氰胺工艺作小范围调整，使同样的 合成氨、联碱规模条件，配套的三聚氰胺装置能力扩大许多，吨三聚氰胺投资 比降低，三聚氰胺规模翻番，联碱增产翻番、效益翻番。
本发明是两套不同压力等级的三聚氰氨装置有机的串在一起，与专利 03159274.0《一种一步法三聚氰胺联产方法》相比，专利03159274.0要求每生 产1吨三聚氰胺需合成氨工段提供4400~4800公斤的氨气，该发明要求每生产1 吨三聚氰胺只需合成氨工段提供2200 2400公斤的氨气，即同样的联碱、合成 氨规模使三聚氰胺装置的配套能力增加一倍以上，解决了三聚氰胺装置能力增加到2.1 2.2倍以后另一半载气来源的问题，并且每吨三聚氰胺的投资、电耗和
蒸汽消耗比专利03159274.0更低。
本发明是两套不同压力等级的三聚氰氨装置有机的串在一起，联碱装置送 来的0.4 0.5Mpa的纯氨气作低压段三聚氰氨流化床反应器的载气，低压段三聚 氰氨装置出来的绝压0.2 0.3Mpa、氨含量93~94% (体积比)左右的尾气送到常 压段三聚氰氨装置，作下常压段三聚氰胺流化床反应器的载气，常压段三聚氰 氨装置出来的绝压O:lMpa左右、温度130 14(TC的尾气送入联碱装置的高位吸 氨器吸收。由于从低压段出来的尾气，其中氨的质量比原来联碱送来的氨增加 了 15 16%，所以后面常压段三聚氰胺装置的设计能力可比前面的低压段大 15%。并且当两套三聚氰氨装置的任何一套停车时另一套又能独立运行。
联碱装置配套该专利技术的三聚氰胺装置以后能增产30%的纯碱、氯化铵， 而不需增加合成氨的生产能力，三聚氰胺装置的投资仅相当于合成氨增产改造 的投资，并使纯碱装置的双吨(纯碱和氯化铵)成本下降70-100元。而三聚氰 胺的成本与尿素联产的改良常、低压法相比低1300以上；与尿素联产的高压法 相比具有更低的成本优势。
由于第二段液尿系统的绝对压力在0.2 0.3Mpa，尿素的补给从常压段的液 尿循环泵出口分支过来，固体尿素加入常压工段的尿素熔融罐，与常压工段液 尿洗涤塔的部分回流液尿混和而熔化，这样既降低了常压工段液尿洗涤塔的冷 却负荷又完全节省了熔化固体尿素所需的蒸汽，熔化的尿素靠位差进入常压工 段液尿洗涤塔的塔釜。
三聚氰胺生产过程中的尾气(氨气和二氧化碳的混和气)不经分离处理直 接进入联碱吸氨器吸收是属于本专利申请和专利03159274.0的保护范围。其中 "三聚氰胺生产过程"不仅指上述三聚氰胺的生产方法，还包括其他三聚氰胺生产方法，如改良常、低压法(干法结晶的循环法)等生产方法。
本发明所提供的这种三聚氰胺联产方法，具有规模大，自动化程度高，运 行周期长，维修费用低；产品质量好，原料消耗低等优点，吨三聚氰胺尿素消
耗低于3.0吨，电耗低于500度，煤耗低于700公斤，系统余热回收产生的蒸汽 部分外送；投资省，效益高，投资比改良常、低压法(又叫循环法)节省40%，电 耗减少70%，催化剂消耗减少40%，蒸汽减少8吨(与三聚氰胺、尿素联产相 比)；尾气作纯碱、氯化铵，处理费用低价值高；联碱装置改造费用低，增产增 效大，如30万吨/年联碱装置配4万吨/年三聚氰胺装置，总投资0.8亿元以下， 其中联碱装置改造费用1000万左右，增加9万个双吨(纯碱和氯化铵)，而纯 碱的制造成本比原来要低70元左右。
图1是两套三聚氰胺工段设备工艺流程(1)合成氨装置生产的液氨送入联碱装置的氯化铵外冷器，氯化铵外冷器
蒸发的气氨，以绝对压力0.4 0.5Mpa，温度为0 1(TC送入三聚氰胺工段，每生
产1吨三聚氰胺需2200-2400公斤的氨气，经蒸汽预热器预热到160°C (左右
150—170。C)，压力0.4~0.5Mpa MPa，再经熔盐预热器预热到350~400°C。 然
后进入流化床反应器，作为流化床的载体气氨，在流化床反应器温度为380 400
'C的条件下，从液态尿素循环泵分支过来的液态尿素进入流化床反应器，每生
产1吨三聚氰胺需液态尿素2.96-3.0吨，在催化剂硅胶(也可以是硅铝胶或者
Y隱氧化铝)的作用下，每公斤硅铝胶可投尿素90 100克(是硅铝胶时投尿素
70~80克或者是Y-氧化铝时可投尿素90 100克)，经过一系列反应生成三聚氰
胺气体，其化学反应式如下 380~400°C
6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (热量)催化剂
从流化床反应器出来的含三聚氰胺的气体，经热气冷却器冷却到330~340 °C，使高沸点产物结晶出来；热气冷却器出来的气体经过热气旋风，热气旋风 出口温度控制在330 34(TC，从热气旋风出来的气体进入热气过滤器，热气过滤 器出口温度控制在330 34(TC，热气过滤器滤去高沸点产物及催化剂硅胶(硅铝 胶/Y-氧化铝)细粉；经过滤后的气体进入结晶器，与从液态尿素洗涤塔过来的 洁净冷气相混合，温度降至200 220°C，产生三聚氰胺晶体；此时，低沸点产 物仍为气体状态，从结晶器出来的气体中的三聚氰胺经旋风分离器分离，从其 底部经压力螺旋排出；从成品旋风分离器出来的气体经冷气风机升压后进入液 尿洗涤塔， 一是将未反应完全的低沸点产物和未分离的三聚氰胺细粉进行回收， 随同液尿进入反应器，二是将230 24(TC的气体温度降至135 145。C，经柱状旋 风分离器除沫后， 一部分为结晶器提供冷气，另一部分气体进入后面一套三聚 氰胺工段设备；后面一套三聚氰胺工段设备的方法与前面一套三聚氰胺工段设 备的具体方法步骤除下述不同之外，其它步骤相同，不同之处是从流化床反 应器出来的含三聚氰胺的气体，是经热气冷却器冷却到315~325°C; 9)前面一 套三聚氰胺工段的尾气经熔盐预热器预热到350~400°C，作为载气送入后面一套 三聚氰胺工段的流化床反应器；从后面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐泵出的 液尿， 一部分进入前面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐，后面一套三聚氰胺工 段的尾气直接进入联碱吸氨器。
权利要求
1、一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方法，采用三聚氰胺工段设备的方法，其特征在于两套不同压力的三聚氰胺工段设备串联，其中前面三聚氰胺工段设备的进气压力大于联在其后的三聚氰胺工段设备的进气压力，前面三聚氰胺工段设备的尾气作为联在其后的三聚氰胺工段设备的进气。
2、 如权利要求1所述一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方法，其特 征在于所述两套三聚氰胺工段设备，前面一套三聚氰胺工段设备的具体方法 是(1) 合成氨装置生产的液氨送入联碱装置的氯化铵外冷器，氯化铵外冷器蒸发的气氨，以绝对压力0.4 0.5Mpa，温度为0 1(TC送入三聚氰胺工段，经蒸汽 预热器预热到160°C，压力0.4~0.5Mpa MPa，再经熔盐预热器预热到350-400。C。(2) 然后进入流化床反应器，作为流化床的载体气氨，在流化床反应器温度为380 40(TC的条件下，从液态尿素循环泵分支过来的液态尿素进入流化床反应器，在催化剂——硅胶/硅铝胶/ Y -氧化铝的作用下，经过一系列反应生成三聚氰胺气体，其化学反应式如下 380~400°C6CO(NH2)2- C3H6N6 + 6NH3 + 3C02— Q (热量)催化剂(3) 从流化床反应器出来的含三聚氰胺的气体，经热气冷却器冷却到330-340 °C，使高沸点产物结晶出来；C4)热气冷却器出来的气体经过热气旋风，除去大部分高沸点产物及催化剂 ——硅胶/硅铝胶/y-氧化铝细粉；热气旋风出口温度控制在330 34(TC;从热 气旋风出来的气体进入热气过滤器，热气过滤器出口温度控制在330~340°C(5)经过滤后的气体进入结晶器，与从液态尿素洗涤塔过来的洁净冷气相混 合，温度降至200 220。C，产生三聚氰胺晶体；(6) 此时，低沸点产物仍为气体状态，从结晶器出来的气体中的三聚氰胺经 旋风分离器分离，从其底部经压力螺旋排出。(7) 从成品旋风分离器出来的气体经冷气风机升压后进入液尿洗涤塔，一 是将未反应完全的低沸点产物和未分离的三聚氰胺细粉进行回收，随同液尿进入反应器，二是将220 23(TC的气体温度降至135 145'C，经柱状旋风分离器除 沫后， 一部分为结晶器提供冷气，另一部分气体进入后面一套三聚氰胺工段设 备；后面一套三聚氰胺工段设备的方法是(8) 从流化床反应器出来的含三聚氰胺的气体，是经热气冷却器冷却到 315 325。C;(9) 前面一套三聚氰胺工段的尾气经熔盐预热器预热到350 40(TC,作为 载气送入后面一套三聚氰胺工段的流化床反应器；(10) 从后面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐泵出的液尿， 一部分进入前 面一套三聚氰胺工段设备液尿贮罐；(11) 后面一套三聚氰胺工段的尾气送入联碱装置吸氨器。 其它方法步骤与前面一套三聚氰胺工段设备的方法步骤相同。
3、 如权利要求1或2或3所述一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方 法，其特征在于所述三聚氰胺工段最后的尾气是氨气和二氧化碳的混和气， 该尾气直接进入联碱吸氨器。
4、 如权利要求1或2或3所述一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方 法，其特征在于所述所述一步法三聚氰胺联产方法，其联产工段可为合成氨、 碳酸氢氨/合成氨、纯碱和氯化铵
全文摘要
一种优化的二段法三聚氰胺与联碱联产的方法，采用三聚氰胺工段设备的方法，其特征在于两套不同压力的三聚氰胺工段设备串联，其中前面三聚氰胺工段设备的进气压力大于联在其后的三聚氰胺工段设备的进气压力，前面三聚氰胺工段设备的尾气作为联在其后的三聚氰胺工段设备的进气。上述三聚氰胺工段最后的尾气是氨气和二氧化碳的混和气，该尾气直接进入联碱吸氨器。上述所述一步法三聚氰胺联产方法，其联产工段可为合成氨、碳酸氢氨/合成氨、纯碱和氯化铵。本发明使同样的合成氨、联碱规模条件，配套的三聚氰胺装置能力扩大许多，吨三聚氰胺投资比降低，三聚氰胺规模翻番，联碱增产翻番、效益翻番。
文档编号C07D251/00GK101293873SQ20071005431
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者丁泽华 申请人:丁泽华