用于干燥三聚氰胺晶体的增强型工艺以及相关装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于干燥三聚氰胺晶体的工艺以及相关装置。
[0002] 本发明落入用于三聚氰胺的生产的工业工艺的技术领域。
[0003] 特别地，本发明涉及一种用于干燥来自生产设备的纯净的三聚氰胺晶体的改进的 工艺，在所述生产设备中已经使用液相环境中的悬浮的固体的特定的分离技术的已知的方 式、特别地通过离心分离或过滤将所述晶体与结晶母液分离。
【背景技术】
[0004] 用这些已知的方式所分离的纯净的三聚氰胺晶体在固/液分离装置的出口处呈 饼的形式，所述饼具有一定的固体稠度，含有母液的5%至15%、优选地8%至12% (按重 量计）。
[0005] 考虑到三聚氰胺的特性，该饼的干燥可能产生各种问题。
[0006] 事实上，已知的是，当三聚氰胺经受干燥时，若未精确地控制干燥工艺的温度和时 间，则可能出现分解现象，其中滴度降低，并且产品被着色。
[0007] 还已知的是，在高于220°C的温度下，可能出现三聚氰胺的降解现象，所述降解现 象与温度以及在所述温度下的停留时间两者成正比关系。因此，在低温下运行长的时间段 (160-170°C，2-3小时）以及在高温下运行短的时间段（270-290°C，0.5-2分钟）都可以获 得所干燥的产品的相同的纯度及颜色结果。
[0008] 市场所需要的三聚氰胺滴度是非常高的并且通常处于99. 8%至99. 99%的较窄 的范围内，而根据APHA标度（参见规范ASTMD1209-69)所测量的颜色必须具有低于20的、 优选地低于10的值。
[0009] 为了获得具有这些特征的干燥的产品，生产者所采用的、高纯度的三聚氰胺的生 产技术设计在干燥阶段期间使用相对低的温度，其在任何情况下都必须与通常在大气压力 下所实现的干燥操作兼容。因此，所采用的温度通常低于200°C、优选地低于170°C。
[0010] 此外，影响所干燥的产品的质量的另一因素是其中所含有的微细晶体的量。为此， 由于三聚氰胺晶体的易碎性，所谓的间接式热壁干燥器为优选的，在所述间接式热壁干燥 器中热量通过加热壁传递：与所述加热壁接触的、待干燥的产品被加热并且浸渍所述产品 的湿气蒸发。
[0011] 与其中空气既被用作干燥装置又被用作载体装置的闪式干燥器相比，此种类型的 干燥器使得能够使用更低量的空气，因此仅仅需要必须被传送至待干燥的产品上的、用于 朝向外部输送浸渍三聚氰胺饼的挥发性产物（在几乎所有的情况下，水）的一定量的空气。 这避免了如现有技术中同样公开的、空气夹带待干燥的产品，使源自三聚氰胺晶体的、由它 们之间的或者与干燥设备的壁之间的碰撞而造成的破裂的微细粉末的产生最小化。
[0012] 间接式热传递干燥器（简略地表示为热壁干燥器或者也为接触式干燥器）的特征 在于存在固定的或旋转的加热壁（其上传送有待干燥的饼），并且它们可按各种形式生产。 在三聚氰胺干燥技术中使用最广泛的类型是所谓的旋转-滚筒干燥器。
[0013] 此种类型的干燥器具有充分的加热表面，通常用管生产所述加热表面，所述管设 置于旋转的圆柱形主体内部并且与它一体地旋转，加热介质（通常，冷凝水蒸气）被传送至 所述管中。在轻微的低气压下以及在160_170°C的温度下运行的此种类型的干燥器已经被 用于自1961年就已经应用了AlliedSignal/Eurotecnica(联合信号公司/欧洲技术公 司）技术的设备中。
[0014] 专业的构造者提出了很多其它类型的热壁干燥器。在这些干燥器之中，可提及已 经被用于三聚氰胺的生产中的加热式盘型干燥器。
[0015] 所有这些干燥器共同地具有较低的空气消耗，如已经表明的，所述较低的空气消 耗限制了微细粉末的形成。然而，它们需要在干燥设备内部流动的固体的相对高的停留时 间。固体的停留时间-由恒定的体制运行状态下在干燥器内部所存在的固体的质量与待干 燥的饼的流率之间的比率限定-事实上可根据所采用的干燥器的类型而在0. 5小时的最小 值至3个或更多个小时的最大值之间变化。较高的停留时间对于确保湿的三聚氰胺晶体保 持与热壁接触达用于为它们提供以浸渍水的蒸发热所必需的时间是必需的。
[0016] 如先前所说明的，最小量的空气的使用使得能够获得优质的干燥的产品，因为它 将微细粉末的形成减小至最小值，然而固体在干燥器中的较高的停留时间对于所干燥的最 终产品的质量具有负面影响。事实上，应当指出的是，在旋转型干燥器中，通过提升以及随 后的再下降实现产品的前进，因此使产品经受连续的撞击，其易于将晶体压碎，形成微细产 品，因此微细产品的增加与停留时间和/或再下降的次数成正比。这些考虑因素还示出的 是，较高的停留时间必然地需要干燥温度的最大可能的减小，以便避免三聚氰胺的退化现 象，它的发生主要伴随以由于降解的副产物的形成而造成的产品的颜色的改变以及滴度的 可能的降低。在干燥阶段期间的较低的温度可能为有利因素，因为它减慢或消除了三聚氰 胺的退化现象并因此维持了产品的、根据规范的APHA颜色以及滴度两者；然而，它在结晶 饼中存在不耐热分子时可能产生相反效果：这些分子（事实上，其在于低温下所执行的干 燥工艺期间尚未被破坏）的存在妨碍了所干燥的产品达到所期望的最小的三聚氰胺滴度 值，其如先前所表明的必须高于99. 8 %。
[0017] 后面这种情况正是在有氨存在的情况下通过结晶使待干燥的产品与饱和溶液分 离时所发生的情况，其特别地为本发明所面向的三聚氰胺生产技术中的情况。
[0018] 事实上，影响根据本发明所述的干燥工艺的特定的因素是，氨存在直至三聚氰胺 生产工艺的最后：除了源自三聚氰胺的形成反应（通过尿素的热解实现，从而形成氨）的其 它副产物（其并不分解）之外，这导致了源自氨与二氧化碳之间的反应的副产物的存在，所 述副产物的存在时间与氨在其中含有氨的溶液中的存在时间一样长。
[0019] 在这种情况下，大量的氨基甲酸铵、重碳酸盐以及碳酸盐（以及另外地尿素、双缩 脲、三缩脲、胍胺、脲基-胍胺、苯并-胍胺、等等）（若其未被消除，则会降低最终产品的滴 度）与三聚氰胺一同存在于湿饼中。
[0020] 在接触式干燥器中，由于氨基甲酸铵、重碳酸盐以及碳酸盐的分子为不耐热的，所 以在干燥工艺期间可通过将两个主要的运行参数（温度和停留时间）适当地相结合而将它 们破坏（并转变成气态的氨和二氧化碳）。
[0021] 还应当指出的是，较低的干燥温度必然地需要用于热传递的较高的交换表面并因 此需要干燥器的更大的尺寸，这明显地进一步增加了固体在干燥器内部的停留时间，具有 增加、而不是降低三聚氰胺的降解速度的风险。
[0022] 此外，为了在干燥器的出口处消除可能仍然含有氨的湿空气中所存在的微细产 品，可设计特定的过滤器元件，例如由织物所构成的滤袋，其耐由于氨的存在而生成的碱性 环境。
[0023] 最后，在穿过用于分离微细产品的过滤器元件之后，离开干燥器的、含有氨的湿空 气必须被传送至洗涤器，在这里用水对它进行适当地清洗以将氨分离。清洗过的空气（不 具有氨）被排出至大气中，而离开洗涤器的溶液被再循环至三聚氰胺生产工艺并且最后， 形成离开设备的污水。对此污水的处理必然造成有机产物的损失并因此造成三聚氰胺生产 工艺的产量的降低。
[0024] 此种类型的接触式干燥器的另一个缺点是可能在热壁（主要在干燥器的、在湿饼 的入口处的第一部分中）上形成结垢。
[0025] 待干燥的湿板的块状构造以及它的、由于母液（用其浸渍所述湿板）的存在而造 成的天然的粘性事实上可能导致材料停滞于干燥器的热表面上，从而形成结垢，其在加热 壁的温度下保持于干燥器内部达远长于被干燥的产品的标称停留时间的时间。
[0026] 因此必须采取特定的预防措施来防止结垢的形成或者使结垢的形成最小化，因为 这些结垢（其附着至加热壁并因此在最大干燥温度下保持达远长于标称停留时间的时间） 可能另外地导致三聚氰胺的热退化。除了单晶体的、在更大的晶状团中的烧结现象的开始 之外，三聚氰胺的着色和/或滴度的降低显示了该热退化的结果。
[0027] 为了限制这些非期望的现象，在三聚氰胺生产设备中采用各种系统，比如对干燥 器壳体的机械冲击，对干燥器的定期清洗，以及此外，如果需要的话，对所干燥的产品的筛 选及研磨。
[0028] 简而言之，因此，与旋转型或盘型接触式干燥器的使用有联系的主要的问题或缺 点如下：
[0029] _产品的、具有显著的停顿的漫长的停留时间；
[0030] -考虑到过滤器元件的运行温度，干空气的量必须为过量地以便不达到接近于露 点值的值，从而防止增湿以及过滤器元件的、由保持附着至表面的产品所造成的随之而产 生的堵塞。然而，在干燥器内部过量地