一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法

摘要

本发明提供一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，该方法包括以下步骤：三聚氰胺生产工序，在三聚氰胺反应器内被熔盐加热，使之转化为三聚氰胺和氨、二氧化碳；氨/碳分离工序，一部分氨碳混合物部分进入氨/碳分离系统，用蒸汽加热，得到含有5％水蒸汽的二氧化碳气和纯氨；另一部分氨碳混合物的水溶液加入碳化塔，从碳化塔底通入来自氨/碳分离系统分离出的二氧化碳反应生成碳酸氢铵。本发明的效果是该生产方法将尿素转化成为三种具有较大市场需求的产品，不外加其它化学品，不外排废水、废气、废渣，原子利用率高达100％，而且是清洁生产。该工艺方法与单独生产上述三种产品中任一品种时相比，均具有显著的技术经济效果和环境保护效果。

说明书

技术领域

本发明涉及三聚氰胺的生产方法，特别是一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，此方法是对三聚氰胺生产过程副产碳化氨水或氨/二氧化碳混合气体的处理与利用。

背景技术

以尿素为原料生产三聚氰胺的主要化学反应为：

6H₂NCONH₂→C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂

不论采用何种工艺生产三聚氰胺，每获得1吨产品必然同时副产809.52kg氨和1047.62kg的二氧化碳，并且以混合气体或水溶液形式(以下统称为氨碳混合物)与三聚氰胺分离，这一过程的原子利用率只有35％。

对氨碳混合物的处理不仅影响企业的经济效益，而且严重威胁周边环境安全。目前，多数企业以碳化氨水形式廉价外售或稀释外排；有的与硫酸作用将氨碳混合物中的氨转化为硫酸铵，外排二氧化碳；少数拥有尿素生产装置的企业将其引入尿素系统生产尿素。理论上看，后者是最经济有效的方法，但影响原尿素系统的水/碳比，综合利用的数量受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，该方法在不使用其他任何化学品情况下，同时生产三聚氰胺、纯氨和碳酸氢铵三种产品。本发明的生产方法所需物料简单、工艺流程灵活、投资节省、经济效益显著、生产过程清洁、原子利用率高达100％。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，该方法包括以下步骤：

1、三聚氰胺生产工序

原料尿素在三聚氰胺反应器内被熔盐加热，按下述总反应方程式转化为三聚氰胺和氨、二氧化碳，从反应混合物中分离出三聚氰胺后得到氨碳混合物，NH₃/CO₂的摩尔比为2/1，

6H₂NCONH₂→C₃N₆H₆+6NH₃+3CO₂

2、氨/碳分离工序

氨碳混合物以水溶液形式一部分进入氨/碳分离工序的二氧化碳分离塔，塔底用蒸汽间接加热，塔顶分离出含有5％水蒸汽的二氧化碳气，塔底得到脱碳氨水；

上述脱碳氨水进入解析塔，经加热彻底解析，塔底得到的解析水经冷却降温，送往上述三聚氰胺生产工序用于氨碳混合物的吸收水，塔顶得到解析气；

上述解析气在氨精馏塔内经精馏干燥，从塔顶得到纯氨气体，一部分气氨送往上述三聚氰胺工序作补充氨，另一部分气氨液化为液体氨；精馏塔塔底分离出含有二氧化碳的氨水溶液返回二氧化碳分离塔；

3.碳酸氢铵工序

另一部分氨碳混合物的水溶液加入碳化塔，从碳化塔底通入来自氨/碳分离系统分离出的二氧化碳，在主碳化塔32-38℃、副碳化塔25-35℃的冷却条件下进行碳化反应，使NH₃/CO₂的摩尔比不高于1/1，生成的碳酸氢铵结晶析出，送往离心机分离得到碳酸氢铵母液返回氨/碳分离系统。

本发明的效果是该生产方法将原料尿素转化成为三种具有较大市场需求的产品，不外加其它化学品，不外排废水、废气、废渣，原子利用率高达100％，而且是清洁生产。该工艺方法与单独生产上述三种产品中任一品种时相比，均具有显著的技术经济效果和环境保护效果。

附图说明

图1为本发明的联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法的工艺流程图。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法加以说明。

如图1所示，以尿素为原料的三聚氰胺生产有多种工艺过程，现以常压两步法三聚氰胺为例，具体说明一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，但本发明并不局限于这一种三聚氰胺的生产方式。

1.三聚氰胺生产

原料尿素可以以固态或液态方式加入装有催化剂的三聚氰胺反应器1，反应器设有熔盐加热器为尿素转化反应间接供热；从反应器底部送入经载气预热器13加热的氨气，使催化剂处于流化状态。在380-390℃的温度下，尿素在反应器中转化为三聚氰胺和氨、二氧化碳。反应生成物以气态形式从顶部离开反应器。

反应生成气在过滤器2中过滤除去催化剂粉尘和部分高凝点副产物后，进入相互串联的凝华器3-1、3-2、3-3、3-4、3-5，三聚氰胺沉入下部，定期排出系统去精制；氨/碳混和气从最后一级凝华器3-5排出。

从凝华器排出的氨/碳混和气在洗涤脱碳塔5-1、5-2、5-3、5-4经氨水四级洗涤，进入冷冻干燥器6于-10℃冷冻除水，得到纯氨气体；洗涤用水来自氨/碳分离工序冷却后的解析水，从洗涤脱碳塔5-4加入。从洗涤脱碳塔5-1得到NH₃/CO₂摩尔比约为2/1的碳化氨水。每具洗涤脱碳塔分别设有氨水循环泵15-1、15-2、15-3、15-4和氨水冷却器14-1、14-2、14-3、14-4。

冷冻干燥得到的纯氨气体经氨气压缩机4增压送至载气预热器13。

以来自氨/碳分离工序精馏塔8顶得到的氨气为补给气源，维持三聚氰胺生产系统压力不低于10KPa。

2.氨/碳分离

从三聚氰胺工序得到的碳化氨水一部分接近一半进入氨水罐16与氨精馏塔8塔底液、碳酸氢铵母液混和，经增压泵17增压送至二氧化碳分离塔9，塔底用蒸汽经再沸器18间接加热，塔顶分离出含有少量水蒸汽的二氧化碳气，塔底得到脱碳氨水。

脱碳氨水进入解析塔11，经加热彻底解析，塔底得的到解吸水一部分经泵19送入二氧化碳分离塔9，另一部分进入冷却器20冷却降温后送往三聚氰胺工序用做氨碳混合物的吸收水，塔顶得到解析气。

解析气在氨精馏塔8内经精馏干燥，从塔顶得到纯氨气体，一少部分气氨送往三聚氰胺工序作补充氨，大部分气氨经压缩机7压缩后进入冷凝器10，气氨被液化为液体氨；精馏塔塔低分离出含有二氧化碳的氨水溶液送至氨水罐17返回二氧化碳分离塔。

3.碳酸氢铵工序

上述另一半碳化氨水加入交替作为主、副碳化塔12-1、12-2两塔中，从碳化塔底通入来自氨/碳分离工序分离出的二氧化碳，在主碳化塔32-38℃，副碳化塔25-35℃的冷却条件下，进行碳化反应，使NH₃/CO₂的摩尔比不高于1/1，生成的碳酸氢铵结晶析出，送往离心机21进行固/液分离，分离出的母液送入碳分离系统；分离出的碳酸氢铵经包装出售。

一种联产氨和碳酸氢铵的三聚氰胺生产方法，每投入3.2-3.3吨尿素，可产出1吨三聚氰胺、400Kg液氨、1.8吨碳酸氢铵。消耗燃料煤1吨、1.0MPa蒸汽9-10吨。全过程不排放工艺气体和工艺液体。