一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置及工艺

摘要

本发明属于加压气相淬冷法三聚氰胺技术领域，具体公开一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置及工艺，包括液尿洗涤系统，与液尿洗涤系统相连的反应系统，与反应系统相连的热气冷却系统，与热气冷却系统相连的热气除尘系统，以及将物料进行收集的物料结晶补集系统，甩掉道生系统，从载气压缩机出口管引一路φ273碳钢管道接到热气冷却器出口处作为冷气，以达到热气冷却的目的，经过生产实践证明，已经达到了预期效果。

说明书

技术领域

本发明属于加压气相淬冷法三聚氰胺技术领域，尤其涉及一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置及工艺。

背景技术

由于生产工艺的限制，在加压气相淬冷法三聚氰胺生产工艺反应生成气中不但含有三聚氰胺气体，还含有密勒胺、密白胺等高沸点副产物，为了脱去副产物，得到高纯度的三聚氰胺，必须要经过热气冷却这一工序。国际同行业基本都是用道生系统来达到热气冷却的目的，但道生系统在三胺生产过程中有很多的短板和不利因素，如热气冷却器内部换热管使用周期较短，很容易结晶堵塞，基本使用3个月就要切换热气冷却器，对生产影响较大，而且处理难度很大，用高压冲洗泵冲洗时产生的废水很难处理。最关键的是使用道生存在很大的安全和环保风险，道生油属有毒液体，具有特殊的刺激性气味，对眼睛、粘膜有刺激作用，遇高热、明火或与氧化剂接触有引起燃烧的危险。特别在生产装置老化、设备管道腐蚀变薄后，很容易产生道生泄露甚至引起火灾风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置及工艺，能够代替道生系统的热气冷却装置及工艺，从而甩掉传统的利用道生系统来达到热气冷却的目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置，包括液尿洗涤系统，与液尿洗涤系统相连的反应系统，与反应系统相连的热气冷却系统，与热气冷却系统相连的热气除尘系统，以及将物料进行收集的物料结晶补集系统。

进一步的，所述液尿洗涤系统包括尿洗塔、液尿泵和气液分离器，所述尿洗塔通过液尿泵将液尿和来自物料结晶补集系统的未反应完全的三聚氰胺气体混合洗涤并通过与其连接的气液分离器分离出的气体为结晶补集系统提供冷气源，尿洗塔内温度为135-140℃，从液尿泵出口的一部分液尿进入反应器。

进一步的，所述反应系统包括反应器，为反应器提供热源的载气预热器，以及为载气预热器提供气源的载气压缩机，所述载气压缩机进口与物料结晶补集系统的气体出口相连通，反应器内部温度为385-395°C，反应器出口的三聚氰胺混合气体与热气冷却系统进口相连通。

进一步的，所述热气冷却系统包括并联设置的热气冷却器A和热气冷却器B，从热气冷却器A和热气冷却器B出口的气体汇聚以后与来自载气压缩机出口的气体混合降温以后进入到热气除尘系统，载气压缩机出口管设置一根φ273碳钢管作为冷气管道连接到热气冷却器A和热气冷却器B出口管处，在分别进入热气冷却器A和热气冷却器B出口管处分别安装DN250碳钢截止阀。

进一步的，所述热气除尘系统包括热气旋风器和与其出口相连的热气过滤器，所述热气旋风器和热气过滤器为一体设置，热气旋风器包括热气旋风器A和热气旋风器B，热气过滤器包括热气过滤器A和热气过滤器B，热气旋风器A将来自热气冷却器A和载气压缩机的一部分气体旋风分离以后送入热气过滤器A中过滤，热气旋风器B将来自热气冷却器B和载气压缩机的一部分气体旋风分离以后送入热气过滤B中过滤,热气过滤器A和热气过滤器B出口的纯净三聚氰胺气体混合以后进入物料结晶补集系统。

进一步的，所述物料结晶补集系统包括结晶器和捕集器，结晶器将来自热气过滤器的纯净三聚氰胺气体和来自液尿洗涤系统的气体混合降温以后将部分气体以固体粉末结晶析出，结晶析出的粉末和未结晶的混合气体进入捕集器旋风分离以后固体粉末以成品形式包装，未反应完的混合气体一部分进入载气压缩机内，另一部分经过冷气风机重新返回液尿洗涤系统回收利用。

进一步的，反应器主体内部分为上部气固旋风分离区和下部的反应区，反应区底部设有4个进气管道，所述进气管道出口与设置于反应区内的鱼刺型分布管进气口相连通，所述鱼刺型分布管上方设有一个一级分布板，一级分布板上方依次设有下层盐管、上层盐管和二级分布板，气固旋风分离区内部上方设有6组旋风分离器，每组旋风分离器出口与设置于反应器主体顶部的出气管相连通，每组旋风分离器均包括一个一级旋风分离器和一个二级旋风分离器，所述一级旋风分离器的出风口与二级旋风分离器的进气口相连通，二级旋风分离器的出风口与出气管相连通，所述一级旋风分离器的底部料腿位于二级分布板与上层盐管之间，二级旋风分离器料腿位于二级分布板上方，由于将一级料腿截短后，消除了因料腿过长导致的反应器流化状态差时极易带触媒的现象，在生产中无论反应器流化再差，一级料腿双锥也埋不到触媒当中，也就彻底消除了料腿返不回触媒的现象，最大限度的杜绝了反应器带触媒现象，大大提高了产品质量优级品率。

一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产工艺，包括以下步骤：

（1）液尿洗涤反应：尿洗塔内存储的尿液经过液尿泵的液尿循环和来自捕集器出口的未反应完全的三聚氰胺混合气体混合洗涤后进入气液分离器，气液分离器分离出来的气体作为结晶器的冷源气，尿洗塔内温度为135-140℃，从液尿泵出口的一部分液尿进入反应器反应后并以380℃的高温气体进入到热气冷却系统，反应器由载气预热器提供热源使反应器内部温度维持在385-395℃，载气预热器由在气压缩机提供气源；

（2）热气冷却除尘：热气冷却系统将来自反应器的380℃的高温气体和从载气压缩机出口的250-260℃的气体混合降温至350℃以后送入热气除尘系统的热气旋风器中旋风分离，经旋风分离以后的混合气体送入热气过滤器中过滤除尘得到纯净的350℃的三聚氰胺气体，本发明热气冷却工艺主要从载气压缩机出口管引一路管道接到热气冷却器出口管处作为冷气管，以达到热气冷却的效果；

（3）成品制备：纯净的350℃的三聚氰胺气体进入结晶器后大部分与来自气液分离器的135-140℃冷气混合后冷却至185-210℃结晶得固体粉末三聚氰胺，未完全结晶的三聚氰胺和来自气液分离器的氨、二氧化碳混合气体和固体粉末进入到捕集器旋风分离以后，三聚氰胺固体粉末被分离到捕集器底部随后进入成品包装，氨、二氧化碳及未完全结晶的三聚氰胺气体从捕集器顶部经过冷气风机抽到液尿洗涤系统进行回收和洗涤。

传统热气冷却工艺与本发明工作原理比较：传统的热气冷却工艺主要利用道生系统来达到热气冷却的效果，主要包括道生油储罐、道生冷却器、汽水分离器等，道生油储罐内利用氮气加压使道生油压到热气冷却器换热管壳程内，壳程内道生油经过与380°C高温热气换热后变成道生气进入道生冷凝器，道生冷凝器也是一个换热器，管程走道生，壳程走脱盐水。道生气与脱盐水换热后道生气冷却为道生油回到热气冷却器继续给工艺气降温，脱盐水换热后变为蒸汽进入蒸汽系统。两个换热系统来回循环，以达到工艺气体热气冷却的效果，本发明甩掉道生系统的热气冷却装置及工艺，包括载气压缩系统、热气冷却器A/B、热气旋风除尘器A/B等，利用载气压缩机出口的250-260°C左右的气体作为冷气，与反应器来的380°C的热气充分混合，利用DN250碳钢截止阀进行调节，得到三聚氰胺生产所需要的热气冷却温度，具有结构简单，效果好的优点。

本发明具有的优点是：从载气压缩机出口管引一根φ273碳钢管到热气冷却器出口作为冷气，满足了热气冷却所需要的温度，一方面大大降低了装置生产成本，减少道生整个系统的设备量，另一方面简化了装置生产工艺，操作简单方便，生产中只需调节一个DN250碳钢截止阀即可，最重要的是甩掉道生系统后，彻底杜绝了道生泄露引起的火灾、环境污染等安全、环保事故的发生，具有较好的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中反应器的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产装置，包括液尿洗涤系统，与液尿洗涤系统相连的反应系统，与反应系统相连的热气冷却系统，与热气冷却系统相连的热气除尘系统，以及将物料进行收集的物料结晶补集系统；所述液尿洗涤系统包括尿洗塔2、液尿泵1和气液分离器3，其主要作用是回收和洗涤未反应完全的三聚氰胺气体及氨、二氧化碳，并通过液尿系统气液分离出工艺气为结晶器提供冷气，通过液尿泵1的液尿循环和来自捕集器出口的未反应完全的三聚氰胺等气体充分混合达到洗涤的目的，尿洗塔2内温度维持在135-140℃，液尿泵1出口一部分液尿进入反应器4，所述反应系统包括反应器4，为反应器4提供热源的载气预热器15，以及为载气预热器15提供气源的载气压缩机6，所述载气压缩机6进口与物料结晶补集系统的气体出口相连通，反应器内部温度为385-395℃，反应器出口的三聚氰胺混合气体与热气冷却系统进口相连通，反应系统主要设备为流化床反应器，反应器内部有两层熔盐盘管，换热面积1600m²，熔盐盘管的主要作用是为三聚氰胺反应提需要的热量，反应器内装填300吨触媒，触媒在流化状态下与熔盐盘管充分换热，反应器内部温度达到385-395℃，从液尿泵1来的液尿进入反应器4后迅速反应生产三聚氰胺气体及一线高沸点副产物气体，这些气体和一些触媒粉尘由反应器出口进入热气冷却系统；所述热气冷却系统包括并联设置的热气冷却器A5和热气冷却器B6，从热气冷却器A5和热气冷却器B6出口的气体汇聚以后与来自载气压缩机7出口的气体混合降温以后进入到热气除尘系统，载气压缩机7出口管设置一根φ273碳钢管8作为冷气管道连接到热气冷却器A5和热气冷却器B6出口管处，在分别进入热气冷却器A5和热气冷却器B6出口管处分别安装DN250碳钢截止阀9，热气冷却系统的主要作用是降低反应生产气体温度，使其中的高沸点气体结晶析出，达到三聚氰胺与高沸点副产物气固分离的效果，从反应器4出口380°C的工艺气体与从载气压缩机7出口管引出的φ273碳钢管8内的250-260°C的工艺气充分混合后，工艺气温度降至350°左右，高沸点副产物结晶析出，气固混合气进入热气除尘系统，所述热气除尘系统包括热气旋风器和与其出口相连的热气过滤器，所述热气旋风器和热气过滤器为一体设置，热气旋风器包括热气旋风器A和热气旋风器B，热气过滤器包括热气过滤器A10和热气过滤器B11，热气旋风器A将来自热气冷却器A5和载气压缩机7的一部分气体旋风分离以后送入热气过滤器A10中过滤，热气旋风器B将来自热气冷却器B6和载气压缩机7的一部分气体旋风分离以后送入热气过滤器B11中过滤,热气过滤器A10和热气过滤器B11出口的纯净三聚氰胺气体混合以后进入物料结晶补集系统，热气除尘系统主要目的是排出高沸点副产物及触媒细粉，达到纯净的三聚氰胺气体，主要设备包括热气旋风器、热气过滤器，大部分高沸点副产物和触媒细粉在热气旋风分离的作用下分离排出，少部分未分离的高沸点副产物及触媒细粉进入热气过滤器，过滤器内有近700根高温布袋除尘器，这些高沸点副产物及触媒细粉被完全分离下来，纯净的三聚氰胺气体穿过滤袋进入结晶捕集系统，所述物料结晶补集系统包括结晶器12和捕集器13，结晶器12将来自热气过滤器的纯净三聚氰胺气体和来自液尿洗涤系统的气体混合降温以后将部分气体以固体粉末结晶析出，结晶析出的粉末和未结晶的混合气体进入捕集器旋风分离以后固体粉末以成品形式包装，未反应完的混合气体一部分进入载气压缩机内，另一部分经过冷气风机14重新返回液尿洗涤系统回收利用，结晶捕集系统的作用是使三聚氰胺气体冷却结晶下来，得到固体粉状的三聚氰胺成品，并通过捕集器13捕集下来，送到成品包装库房，结晶捕集系统主要设备包括结晶器、捕集器，从热气过滤器来的350°C的纯净三聚氰胺气体进入结晶器顶部自上而下与从液尿系统系统来的135-140°C的工艺气进入结晶器下部自下而上充分混合，三聚氰胺气体被冷却到185-210°C，三聚氰胺气体结晶析出，固体粉状三聚氰胺与氨、二氧化碳及未完全结晶的三聚氰胺气体进入捕集器，捕集器为旋风分离装置，三聚氰胺固体粉末被分离到捕集器底部随后进入成品包装，氨、二氧化碳及未完全结晶的三聚氰胺气体从捕集器顶部经过冷气风机14抽到液尿洗涤系统进行回收和洗涤；反应器4主体内部分为上部气固旋风分离区和下部的反应区，反应区底部设有多个进气管道41，所述进气管道41出口与设置于反应区内的鱼刺型分布管42进气口相连通，所述鱼刺型分布管42上方设有一个一级分布板43，一级分布板43上方依次设有下层盐管44、上层盐管45和二级分布板46，所述上层盐管45和下层盐管44之间的反应器主体侧壁上沿其圆周均匀设有16个喷枪喷射孔47，喷射状态的进料方式，用于使流化床在反应过程中接触的更加充分，冷却区内部上方设有多组旋风分离器，每组旋风分离器出口与设置于反应器主体顶部的出气管410相连通，每组旋风分离器均包括一个一级旋风分离器48和一个二级旋风分离器49，所述一级旋风分离器48的出风口与二级旋风分离器49的进气口相连通，二级旋风分离器49的出风口与出气管410相连通，所述一级旋风分离器48底部的一级料腿411位于二级分布板46与上层盐管45之间，一级料腿411底部设有双锥413，在使用过程中要确保双锥413一定要处于水平位置，不能出现方向偏离现象，以免反应器流化状态下气体偏流触媒走近路，反而更容易带触媒，二级旋风分离器49的二级料腿412位于二级分布板46上方，二级料腿412底部设有翼阀414，这样将一级料腿411截短以后，消除了因料腿过长导致的反应器流化状态差时极易带触媒的现象，在生产中无论反应器流化再差，一级料腿411双锥也埋不到触媒当中，也就彻底消除了料腿返不回触媒的现象，最大限度的杜绝了反应器带触媒现象，大大提高了产品质量优级品率；所述旋风分离器和出气管均为6组，所述进气管为4个也就彻底消除了料腿返不回触媒的现象，最大限度的杜绝了反应器带触媒现象，大大提高了产品质量优级品率。

一种甩掉道生系统的加压气相淬冷法三聚氰胺生产工艺，包括以下步骤：

（1）液尿洗涤反应：尿洗塔内存储的尿液经过液尿泵的液尿循环和来自捕集器出口的未反应完全的三聚氰胺混合气体混合洗涤后进入气液分离器，气液分离器分离出来的气体作为结晶器的冷源气，尿洗塔内温度为135-140℃，从液尿泵出口的一部分液尿进入反应器反应后并以380℃的高温气体进入到热气冷却系统，反应器由载气预热器提供热源使反应器内部温度维持在385-395℃，载气预热器由在气压缩机提供气源；

（2）热气冷却除尘：热气冷却系统将来自反应器的380℃的高温气体和从载气压缩机出口的250-260℃的气体混合降温至350℃以后送入热气除尘系统的热气旋风器中旋风分离，经旋风分离以后的混合气体送入热气过滤器中过滤除尘得到纯净的350℃的三聚氰胺气体，本发明热气冷却工艺主要从载气压缩机出口管引一路管道接到热气冷却器出口管处作为冷气管，以达到热气冷却的效果；

（3）成品制备：纯净的350℃的三聚氰胺气体进入结晶器后大部分与来自气液分离器的135-140℃冷气混合后冷却至185-210℃结晶得固体粉末三聚氰胺，未完全结晶的三聚氰胺和来自气液分离器的氨、二氧化碳混合气体和固体粉末进入到捕集器旋风分离以后，三聚氰胺固体粉末被分离到捕集器底部随后进入成品包装，氨、二氧化碳及未完全结晶的三聚氰胺气体从捕集器顶部经过冷气风机抽到液尿洗涤系统进行回收和洗涤。

具体使用时，在原有的带有道生系统的热气冷却系统基础上，首先把热气冷却器内道生油全部放到道生储罐内，不能留有死角，然后把与热气冷却器相连的道生气相管、道生液相管、道生放空管、压道生油管、道生溢流管全部用规定的盲板盲开，把汽水分离器与系统脱盐水系统、系统蒸汽系统用规定盲板断开，把道生储罐内道生油放到准备好的桶内，并放置的安全的位置，使装置区与道生彻底甩开，并把道生系统内用氮气置换干净，彻底杜绝因道生产生的安全、环保风险，道生系统甩掉后，从载气压缩机出口管引一根φ273碳钢管作为冷气管道连接到热气冷却器A/B出口管处，在分别进入热气冷却器A/B出口管处安装DN250碳钢截止阀，以达到切换的作用，利用旋风分离器的工作原理，使冷气管道切线进入热气旋风除尘器，不但使冷气与热气得到充分混合，而且使结晶析出的副产物能够顺利的分离出去，在对原有设备进行最小化的改造以后就能使用，经济效益高，具体操作时，因为热气冷却除尘系统分为主用和备用两套装置，即热气冷却器A/B，热气旋风器A/B、热气过滤器A/B，因此在生产前确定使用A套热气装置时，去B套热气冷却器出口管的DN250碳钢冷气阀必须要提前加好盲板，以免在生产当中因阀门内漏导致备用热气冷却除尘装置结晶堵塞，在三胺系统开车后，根据热气冷却所需要的温度，微机人员与现场人员结合好，缓慢开启DN250碳钢冷气阀，因冷气管道从压缩机出口管引管，阀门开度过大过快，可能会影响反应器载气量和反应器流化状态，因此开关阀门时要缓慢，每次最多开半圈，开后观察热气冷却温度，最终达到350℃左右时即可，即不影响反应器载气量又能满足热气冷却所需要的冷气量，也可以根据使用需要同时将备用设备和主用设备同时投入使用。