一种三聚氰胺的生产系统及方法与流程

本发明属于三聚氰胺制备技术领域，具体涉及一种三聚氰胺的生产系统及方法。

背景技术

目前三聚氰胺的生产多数是以尿素为原料，反应式为：

6co(nh2)2→c3n6h6+3co2+6nh3

该反应为吸热反应，需要加热，一般采用熔盐加热。三聚氰胺具有升华、凝华的特性，现在国内采用流化床催化反应的工艺，都利用了三聚氰胺的这一特性，通过冷却介质把反应气体中的三聚氰胺冷却到凝华点温度以下，使三聚氰胺有气体凝华为固体，现有用颗粒尿素做原料生产三聚氰胺的气相淬冷法工艺如下：

颗粒尿素先加入尿素熔融槽，用蒸汽或其他热源把颗粒尿素熔化为液体尿素，熔化尿素时放出的氨气和二氧化碳气体有引风机引入到尾气吸收塔，用水吸收尾气中的氨气，吸收后形成的碳化氨水排除后续工序进行处理；熔化后的尿素液体进入尿素洗涤塔；出尿素洗涤塔的工艺气体经气液分离器进行分离工艺气中夹带的尿素雾滴；产生的蒸汽做其他用途或进入空冷器，由空气把蒸汽冷却为液体，在流入该换热段的换热管使其循环，给尿素洗涤塔内的工艺气降温。

这种工艺的缺点是：

第一，热量利用不合理：外来颗粒尿素需要用蒸汽或其他热量先把其熔化为约140℃的液体，在进入尿素洗涤塔，增加了能量消耗。

第二，对环境有污染：尿素加热熔化时有氨和二氧化碳气体放出，放出的氨和二氧化碳气体直接排入大气会造成空气污染，如用水吸收为稀碳化氨水，吸收后的稀碳化氨水需要进行处理，也增加了能量消耗。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种三聚氰胺的生产系统。本申请的三聚氰胺的生产系统的颗粒尿素直接加入到尿素洗涤塔，利用尿素洗涤塔的热量加热颗粒尿素，尿素熔融过程中产生的氨气和co2直接在系统内循环，提高了物料的利用率，同时节约能源。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为一种三聚氰胺生产系统。

一种三聚氰胺的生产系统，包括流化床反应器，流化床反应器生成的混合气依次进入热气冷却器、热气过滤器、结晶器、捕集器、尿素洗涤塔、气液分离器、除雾器；除雾器与结晶器连接；熔盐槽依次与熔盐炉、流化床反应器连接提供换热介质，载气预热器分别与流化床反应器、熔盐槽连接，熔盐由熔盐槽依次进入熔盐炉、流化床反应器、载气预热器再返回熔盐槽，界区外的颗粒尿素进入尿素洗涤塔的下部，尿素洗涤塔的底部流出的熔融尿素通过循环泵一部分进入尿素洗涤塔的上部和中部，另一部分进入流化床反应器。

优选的，尿素洗涤塔的颗粒尿素入口连接颗粒尿素加料罐。

优选的，熔盐槽的上部设置熔盐泵，界区外的燃料和空气进入熔盐炉。

优选的，流化床反应器设置催化剂投加口；熔融尿素进流化床反应器的管道上设置流化气管道。

所述流化气管道用于通入流化气。

优选的，热气冷却器的顶部依次连接道生冷凝器、蒸汽缓冲罐，热气冷却器内被加热介质进入道生冷凝器被冷凝后返回热气冷却器，热气冷却器内被加热的介质进入蒸汽缓冲罐。

进一步优选的，界区外的脱盐水进入蒸汽缓冲罐作为道生冷凝器8的补水，蒸汽缓冲罐排出蒸汽。

优选的，热气过滤器的上部连接反吹气，热气过滤器的底部设置滤渣排出口。

优选的，捕集器的底部中间位置连接搅拌器，捕集器的底部一侧设置物料出口，物料出口依次连接螺旋出料机、物料缓冲罐、成品储罐、包装机。

优选的，除雾器排出的工艺气分别进入结晶器、界外、载气预热器，除雾器与载气预热器连接的管道上设置载气压缩机，捕集器和尿素洗涤塔连接的管道上设置冷气风机。

或，除雾器排出的工艺气分别进入结晶器、界外，捕集器和尿素洗涤塔连接的管道上设置冷气风机。

或，除雾器排出的工艺气分别进入结晶器、界外，除雾器和结晶器连接的管道上设置冷气风机，捕集器排出的混合气体分别进入尿素洗涤塔、载气压缩机，载气压缩机连接载气预热器。

或，除雾器排出的工艺气分别进入结晶器、界外，捕集器排出的混合气体分别进入载气压缩机、冷气风机，冷气风机连接尿素洗涤塔，载气压缩机连接载气预热器。

一种三聚氰胺的生产方法，具体步骤为：

1)熔盐槽的熔盐进入熔盐炉被加热，来自界区外的燃料和空气进入熔盐炉，熔盐进入流化床反应器作为加热介质，换热后的熔盐经过载热预热器返回熔盐槽，颗粒尿素在洗涤塔内被融化后进入流化床反应器内在催化剂和流化气的作用下发生反应得到反应生成气；

2)反应生成气在热气冷却器内降温，析出高沸点副产物，热气冷却器的换热介质与道生冷凝器换热；高沸点副产物与剩余的反应生成气进入热气过滤器进行除杂，热气过滤器得到的滤渣排出，除杂后进入结晶器，在结晶器内得到析出的三聚氰胺和工艺气；

3)三聚氰胺和工艺气进入捕集器内进行分离，三聚氰胺进入成品储罐，工艺气进入尿素洗涤塔；

4)在尿素洗涤塔内工艺气与颗粒熔融尿素换热，加热后的熔融尿素进入流化床反应器，冷却后的工艺气经过气液分离器、除雾器后一部分排出界外，一部分进入结晶器做冷却介质。

优选的，步骤4)工艺气经过除雾器后一部分排出界外，一部分进入结晶器做冷却介质，一部分进入载气压缩机后进入载气预热器预热后进入流化床反应器参与反应。

优选的，步骤3)出捕集器的工艺气进入冷气风机后进入尿素洗涤塔。

或，步骤3)出捕集器的工艺气一部分进入尿素洗涤塔，一部分进入载气压缩机后进入载气预热器预热后进入流化床反应器参与反应。

优选的，步骤1)中流化床反应器内的温度为380-400℃；优选的，步骤1)中流化床反应器内的压强为0.05-2.2mpa。

优选的，步骤1)中得到的反应生成气为蜜胺、氨和co2气体的混合气。

优选的，步骤2)中反应生成气在热气冷却器内降温至320-345℃。

优选的，步骤2)中结晶器内的工艺气体主要为氨和co2气体的混合气，结晶器冷却后的出口温度为190-220℃。

优选的，步骤3)中捕集器内的温度为190-220℃。

优选的，步骤4)中气液分离器分离出的工艺气的压力为0.01-1.9mpa。

本发明的有益效果：

(1)降低能耗。以颗粒尿素为原料生产三聚氰胺的现有工艺是:颗粒尿素加入到尿素熔融槽，用蒸汽熔化为液体尿素后进入尿素洗涤塔，生产一吨三聚氰胺的尿素熔化为液体时大约需要1.0吨蒸汽；本申请的系统及工艺把进尿素洗涤塔的尿素，不需要熔化为液体尿素，直接以固体状态进入尿素洗涤塔，利用尿素洗涤塔的热量进行熔化，这样不但节省了蒸汽，还减少了尿素洗涤塔冷却水的用量，能量利用更加合理。

(2)减少环境污染。现有工艺在进行尿素熔化过程中，尿素受热会分解为氨气和二氧化碳气体，放出的氨和二氧化碳气体直接排入大气会造成空气污染，如用水吸收为稀碳化氨水，吸收后的稀碳化氨水需要进行处理，也增加了能量消耗。本申请把固体颗粒尿素直接加入尿素洗涤塔中，固体尿素熔化过程放出的氨气和二氧化碳气体进入到系统中，随尾气生产其他产品。

(3)生产流程简洁，去掉了尿素熔融槽及其放出的氨和二氧化碳吸收系统。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的三聚氰胺生产系统的实施例1的示意图；

图2为本申请的三聚氰胺生产系统的实施例2的示意图；

图3为本申请的三聚氰胺生产系统的实施例3的示意图；

图4为本申请的三聚氰胺生产系统的实施例4的示意图；

图中：1-熔盐炉，2-熔盐槽，3-熔盐泵，4-载气预热器，5-流化床反应器，6-热气冷却器，7-热气过滤器，8-道生冷凝器，9-结晶器，10-捕集器，11-搅拌器，12-螺旋出料机，13-成品储罐，14-除尘器，15-尿素洗涤塔，16-气液分离器，17-循环泵，18-除雾器，19-冷气风机，20-载气压缩机，21-蒸汽缓冲罐，22-包装机，23-颗粒尿素加料罐，24-出料缓冲罐。

具体实施方式

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

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1

如图1所示

一种三聚氰胺的生产系统，包括流化床反应器5，流化床反应器5生成的混合气依次进入热气冷却器6、热气过滤器7、结晶器9、捕集器10、尿素洗涤塔15、气液分离器16、除雾器18；除雾器18与结晶器9连接；熔盐槽2依次与熔盐炉1、流化床反应器5连接提供换热介质，载气预热器4分别与流化床反应器5、熔盐槽2连接，熔盐由熔盐槽2依次进入熔盐炉1、流化床反应器5、载气预热器4再返回熔盐槽2，界区外的颗粒尿素进入尿素洗涤塔15的下部，尿素洗涤塔15的底部流出的熔融尿素通过循环泵17一部分进入尿素洗涤塔15的上部和中部，另一部分进入流化床反应器5。

熔盐槽2的上部设置熔盐泵3，界区外的燃料和空气进入熔盐炉1。

流化床反应器5设置催化剂投加口；熔融尿素进流化床反应器5的管道上设置流化气管道。

热气过滤器7的上部连接反吹气，热气过滤器7的底部设置滤渣排出口。

除雾器18排出的工艺气分别进入结晶器9、界外。

实施例2

如图2所示

一种三聚氰胺的生产系统，包括流化床反应器5，流化床反应器5生成的混合气依次进入热气冷却器6、热气过滤器7、结晶器9、捕集器10、尿素洗涤塔15、气液分离器16、除雾器18；除雾器18与结晶器9连接；熔盐槽2依次与熔盐炉1、流化床反应器5连接提供换热介质，载气预热器4分别与流化床反应器5、熔盐槽2连接，熔盐由熔盐槽2依次进入熔盐炉1、流化床反应器5、载气预热器4再返回熔盐槽2，界区外的颗粒尿素进入尿素洗涤塔15的下部，尿素洗涤塔15的底部流出的熔融尿素通过循环泵17一部分进入尿素洗涤塔15的上部和中部，另一部分进入流化床反应器5。

尿素洗涤塔15的颗粒尿素入口连接颗粒尿素加料罐30。

熔盐槽2的上部设置熔盐泵3，界区外的燃料和空气进入熔盐炉1。

流化床反应器5设置催化剂投加口；熔融尿素进流化床反应器5的管道上设置流化气管道。

热气冷却器6的顶部依次连接道生冷凝器8、蒸汽缓冲罐21，热气冷却器6内被加热介质进入道生冷凝器8被冷凝后返回热气冷却器6，道生冷凝器8内被加热的介质进入蒸汽缓冲罐21。

界区外的脱盐水进入蒸汽缓冲罐21作为道生冷凝器8的补水，蒸汽缓冲罐21排出蒸汽。

热气过滤器7的上部连接反吹气，热气过滤器7的底部设置滤渣排出口。

捕集器10的底部中间位置连接搅拌器11，捕集器10的底部一侧设置物料出口，物料出口依次连接螺旋出料机12、出料缓冲罐24、成品储罐13、包装机22。

所述螺旋出料机12也可为仓泵。

除雾器18排出的工艺气分别进入结晶器9、界外、载气预热器4，除雾器18与载气预热器4连接的管道上设置载气压缩机20，捕集器10和尿素洗涤塔15连接的管道上设置冷气风机19。

实施例3

如图3所示

一种三聚氰胺的生产系统，包括流化床反应器5，流化床反应器5生成的混合气依次进入热气冷却器6、热气过滤器7、结晶器9、捕集器10、尿素洗涤塔15、气液分离器16、除雾器18；除雾器18与结晶器9连接；熔盐槽2依次与熔盐炉1、流化床反应器5连接提供换热介质，载气预热器4分别与流化床反应器5、熔盐槽2连接，熔盐由熔盐槽2依次进入熔盐炉1、流化床反应器5、载气预热器4再返回熔盐槽2，界区外的颗粒尿素进入尿素洗涤塔15的下部，尿素洗涤塔15的底部流出的熔融尿素通过循环泵17一部分进入尿素洗涤塔15的上部和中部，另一部分进入流化床反应器5。

熔盐槽2的上部设置熔盐泵3，界区外的燃料和空气进入熔盐炉1。

流化床反应器5设置催化剂投加口；熔融尿素进流化床反应器5的管道上设置流化气管道。

热气冷却器6的顶部依次连接道生冷凝器8、蒸汽缓冲罐21，热气冷却器6内被加热介质进入道生冷凝器8被冷凝后返回热气冷却器6，道生冷凝器8内被加热的介质进入蒸汽缓冲罐21。

界区外的脱盐水进入蒸汽缓冲罐21作为道生冷凝器8的补水，蒸汽缓冲罐21排出蒸汽。

热气过滤器7的上部连接反吹气，热气过滤器7的底部设置滤渣排出口。

捕集器10的底部中间位置连接搅拌器11，捕集器10的底部一侧设置物料出口，物料出口依次连接螺旋出料机12、出料缓冲罐24、成品储罐13、包装机22。

所述螺旋出料机12也可为仓泵。

除雾器18排出的工艺气分别进入结晶器9、界外，捕集器10和尿素洗涤塔15连接的管道上设置冷气风机19。

实施例4

如图4所示

一种三聚氰胺的生产系统，包括流化床反应器5，流化床反应器5生成的混合气依次进入热气冷却器6、热气过滤器7、结晶器9、捕集器10、尿素洗涤塔15、气液分离器16、除雾器18；除雾器18与结晶器9连接；熔盐槽2依次与熔盐炉1、流化床反应器5连接提供换热介质，载气预热器4分别与流化床反应器5、熔盐槽2连接，熔盐由熔盐槽2依次进入熔盐炉1、流化床反应器5、载气预热器4再返回熔盐槽2，界区外的颗粒尿素进入尿素洗涤塔15的下部，尿素洗涤塔15的底部流出的熔融尿素通过循环泵17一部分进入尿素洗涤塔15的上部和中部，另一部分进入流化床反应器5。

熔盐槽2的上部设置熔盐泵3，界区外的燃料和空气进入熔盐炉1。

流化床反应器5设置催化剂投加口；熔融尿素进流化床反应器5的管道上设置流化气管道。

热气冷却器6的顶部依次连接道生冷凝器8、蒸汽缓冲罐21，热气冷却器6内被加热介质进入道生冷凝器8被冷凝后返回热气冷却器6，道生冷凝器8内被加热的介质进入蒸汽缓冲罐21。

界区外的脱盐水进入蒸汽缓冲罐21作为道生冷凝器的补水，蒸汽缓冲罐21排出蒸汽。

热气过滤器7的上部连接反吹气，热气过滤器7的底部设置滤渣排出口。

捕集器10的底部中间位置连接搅拌器11，捕集器10的底部一侧设置物料出口，物料出口依次连接螺旋出料机12、出料缓冲罐24、成品储罐13、包装机22。

所述螺旋出料机12也可为仓泵。

除雾器18排出的工艺气分别进入结晶器9、界外，除雾器18和结晶器9连接的管道上设置冷气风机19，捕集器10排出的混合气体一部分进入尿素洗涤塔15，一部分进入载气压缩机20，载气压缩机20连接载气预热器4。

实施例5

实施例2的系统的三聚氰胺的生产方法

尿素洗涤塔气体的出口引一分管路接入载气压缩机入口，压力为0.35mpa、温度135℃的载气经载气压缩机压缩后，压力达到0.53mpa，进入载气预热器升温至390℃，进入流化床反应器作流化载气。外来颗粒尿素加入颗粒尿素加料罐后以固体形态进入尿素洗涤塔；温度为138℃的熔融状尿素从尿素洗涤塔中泵送到流化床反应器内，在反应温度为390℃条件下，在催化剂的作用下尿素发生化学反应生成包括蜜胺、氨和co2气体的反应生成气。此反应生成气从流化床反应器顶部出来，进入热气冷却器降温至336℃，使得气体中的高沸点副产物在气流中被充分结晶析出。从热气冷却器出来的反应生成气流进热气过滤器进行过滤，将所述高沸点副产物及气体中夹带的少量催化剂颗粒拦截下来并通过排出口排出。从过滤器出来的温度为335℃的反应生成气进入结晶器，与冷气风机来的冷却气混合，结晶器工艺气出口温度控制在210℃，反应工艺热气通过冷气降温，利用三聚氰胺的凝华特性，反应气体中的气态三聚氰胺形成固体三聚氰胺，从反应生成气中结晶析出。从结晶器底部出来的含三聚氰胺固体的反应生成气进入捕集器，使三聚氰胺固体与气体分离，固体在捕集器底部排出，进入包装系统形成成品，捕集器内的温度为210℃。分离出三聚氰胺后的工艺气从捕集器顶部出来后进入冷气风机，出冷气风机的工艺气进入尿素洗涤塔顶部。塔釜内的尿素通过尿素循环泵把塔釜的液体尿素送到尿素洗涤塔的中上部，使工艺气与135℃的熔融尿素混合并流向下，气体被尿素洗涤和冷却。尿素洗涤塔内有换热管，把工艺气降温到135℃。从尿素洗涤塔下部出来的气液混合物经气液分离器进行分离，分离出的尿素进入塔釜内循环利用。经气液分离器分离出的工艺气压力为0.35mpa，此气体分三路：一路为冷气，从结晶器下部进入结晶器，一路进入载气压缩机，另一路为尾气，排出三聚氰胺的生产系统。系统的压力通过控制尾气管线的阀门开度来控制。

实施例6

实施例3的系统的三聚氰胺的生产方法

压力为0.15mpa的氨气进入载气预热器升温至385℃，进入流化床反应器作流化载气。颗粒尿素加入到颗粒尿素加料罐，然后进入尿素洗涤塔，在尿素洗涤塔内熔化为液体，温度为135℃的熔融尿素从尿素洗涤塔中泵送到流化床反应器内，在反应压力为0.1mpa、温度为390℃条件下，在催化剂的作用下尿素发生化学反应生成包括蜜胺、氨和co2气体的反应生成气。此反应生成气从流化床反应器顶部出来，进入热气冷却器降温至330℃，使得气体中的高沸点副产物在气流中被充分结晶析出。从热气冷却器出来的反应生成气流进热气过滤器进行过滤，将所述高沸点副产物及气体中夹带的少量催化剂颗粒拦截下来并通过排出口排出。从过滤器出来的温度为330℃的反应生成气进入结晶器，与来自气液分离器的冷却气混合，反应工艺热气通过冷气降温，利用三聚氰胺的凝华特性，反应气体中的气态三聚氰胺形成固体，从反应生成气中结晶析出。从结晶器底部出来的含三聚氰胺固体的反应生成气进入捕集器，使三聚氰胺固体与气体分离，固体在捕集器底部通过螺旋输送机排出，进入包装系统形成成品，捕集器内的温度为212℃。分离出三聚氰胺后的工艺气从捕集器顶部出来，通过冷气风机进入尿素洗涤塔。塔釜内的尿素熔液泵送到尿素洗涤塔的中上部，使工艺气与熔融尿素混合并流向下，气体被尿素洗涤和冷却。尿素洗涤塔内有换热管，把工艺气降温。从尿素洗涤塔下部出来的气液混合物经气液分离器进行分离，分离出的尿素进入塔釜内循环利用。经气液分离器分离出的工艺气压力为0.01mpa，此气体分两路：一路从结晶器下部进入结晶器，另一路为尾气，排出三聚氰胺的生产系统。

实施例7

实施例4的系统的三聚氰胺的生产方法

捕集器的出口引一分管路接入载气压缩机入口，压力为1.8mpa、温度210℃的载气经载气压缩机压缩后，压力达到2.15mpa，进入载气预热器升温至390℃左右，然后进入流化床反应器作流化载气。外来颗粒尿素加入颗粒尿素加料罐后以固体形态进入尿素洗涤塔；温度为138℃的熔融状尿素从尿素洗涤塔中泵送到流化床反应器内，反应温度为390℃条件下，在催化剂的作用下尿素发生化学反应生成包括蜜胺、氨和co2气体的反应生成气。此反应生成气从流化床反应器顶部出来，进入热气冷却器降温至340℃，使得气体中的高沸点副产物在气流中被充分结晶析出。从热气冷却器出来的反应生成气流进热气过滤器进行过滤，将所述高沸点副产物及气体中夹带的少量催化剂颗粒拦截下来并通过排出口排出。从过滤器出来的温度为340℃的反应生成气进入结晶器，与从冷气风机来的冷却气混合，结晶器工艺气出口温度控制在210℃，反应工艺热气通过冷气降温，利用三聚氰胺的凝华特性，反应气体中的气态三聚氰胺形成固体三聚氰胺，从反应生成气中结晶析出。从结晶器底部出来的含三聚氰胺固体的反应生成气进入捕集器，使三聚氰胺固体与气体分离，固体在捕集器底部通过螺旋输送机排出，进入包装系统形成成品，捕集器内的温度为210℃。分离出三聚氰胺后的工艺气从捕集器顶部出来，一部分工艺气进入载气压缩机，作为反应气载气；另一部分工艺气进入尿素洗涤塔。塔釜内的尿素通过熔融尿素循环泵送到尿素洗涤塔的中上部，使工艺气与138℃的熔融尿素混合并流向下，气体被尿素洗涤和冷却。尿素洗涤塔内有换热管，把工艺气降温到138℃。从尿素洗涤塔下部出来的气液混合物经气液分离器进行分离，分离出的尿素进入塔釜内循环利用。经气液分离器分离出的工艺气压力为1.8mpa，此气体分两路：一路进入冷气风机，经冷气风机加压后的气体从结晶器下部进入结晶器，另一路为尾气，排出三聚氰胺的生产系统。系统的压力通过控制尾气管线的阀门开度来控制。

本申请的三聚氰胺生产系统与现有的三聚氰胺生产系统的对比结果如表1，所述现有的三聚氰胺生产系统的特点为：颗粒尿素先加入尿素熔融槽，用蒸汽或其他热源把颗粒尿素熔化为液体尿素，熔化后的尿素液体进入尿素洗涤塔；出尿素洗涤塔的工艺气体经气液分离器进行分离工艺气中夹带的尿素雾滴；产生的蒸汽做其他用途或进入空冷器，由空气把蒸汽冷却为液体，在流入该换热段的换热管使其循环，给尿素洗涤塔内的工艺气降温。

表1三聚氰胺生产系统与现有的三聚氰胺生产系统的对比结果

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。