[实用新型]节能节资型气相淬冷法蜜胺生产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及蜜胺制备领域，具体涉及一种节能节资型气相淬冷法蜜胺生产系统。

背景技术

蜜胺【(NH₂)₃C₃N₃】学名为三聚氰胺，是一种用途广泛的有机化工原料。主要用于合成三聚氰胺-甲醛树脂，制造日用器皿、装饰贴面板、织物整理剂等，还可与乙醚配合作纸张处理剂，此外还可用作环保高性能涂料交联剂以及阻燃材料等。早期技术中的蜜胺生产方法是双氰胺法，具体制备过程为：先由电石（CaC₂）制备氰化钙（CaCN₂），氰胺化钙经水解后二聚生成双氰胺（dicyandiamide），再加热分解制备蜜胺，但是该双氰胺法由于电石的成本很高，由此导致了利用双氰胺法制备蜜胺工艺的经济性能很差。

为了解决上述缺陷，到二十世纪七十年代以后，双氰胺法逐渐被尿素法代替，尿素法是以尿素为原料，在一定温度和一定压力或催化剂作用下进行如下反应：

6(NH₂)₂CO →(NH₂)₃C₃N₃ + 6NH₃ + 3CO₂

上述合成工艺根据反应条件的不同通常可分为：高压液相淬冷法（7～10MPa，370～450℃)、低压液相淬冷法(0.6～1MPa，380～440℃)和低压气相淬冷法(<0.2MPa，390℃)三种，上述低压气相淬冷法工艺与高压液相淬冷法、低压液相淬冷法相比，具有流程短、设备少、介质腐蚀性小、投资省、建设期短的优点，所以得到了广泛的关注和应用，表现为低压气相淬冷法在近十余年来发展较为迅猛，大约已占全球蜜胺总产量的55%。

低压气相淬冷法的系统如图1所示， 现有技术中，美国专利文献US4,451,271、中国专利文献CN1188761A和CN1493565A中公开了上述低压气相淬冷法工艺的流程，其包括如下步骤和操作参数：

（a）载气预热。从载气压缩机来的工艺气，压力0.1～0.2MPa，经载气预热器用高温熔盐将工艺气升温至360～400℃，升温后的工艺气进入流化床反应器作流化载气。

（b）化学反应。约140℃熔融状尿素被泵送入流化床反应器内，反应器上部压力0.05～0.1 MPa，温度控制为390～400℃，在催化剂作用下，约有85～90wt%的尿素发生化学反应生成蜜胺，同时按反应式生成相应量的氨和CO₂气体（即反应副产物，业内惯称尾气），生成的蜜胺呈气态溶解于载气和尾气中。其中，催化剂可以是多孔的氧化铝、氧化硅、氧化钛或硅酸铝胶体，反应热由浸没于催化剂床层加热管内的高温熔盐提供。

（c）反应生成气冷却。溶解有蜜胺的载气和尾气从流化床顶部排出，进入热气冷却器管程，被设置在管外的低温有机载热体冷却至310～320℃，气体中的高沸点副产物（如蜜白胺等）在气流中结晶析出。

（d）恒温过滤。从热气冷却器出来的气体进一步流进热气过滤器壳程，气体在压差作用下进入过滤管内，高沸点副产物和催化剂微粒被过滤介质拦截在外，气体得到净化。附着于过滤介质外的滤饼被反吹气剥落并降落于过滤器底部，定期外排。为防止气体在过滤器中散热降温致蜜胺析出，需要对过滤器加热保温，以确保恒温过滤。

热气冷却和过滤极容易结疤堵塞管道和设备，因此设有两套装备，一开一备。这是低压气相淬冷工艺的技术关键和难点之一。

（e）气相淬冷结晶。从过滤器中得到的约320℃的热气与来自尿素洗涤塔约140℃的冷气混合，进一步降温至180～220℃，蜜胺结晶析出。

（f）气固旋风分离。蜜胺晶体粉末随气流进入蜜胺捕集器，完成气固分离，分离出的蜜胺从底部的排料机械压出，然后输送到产品包装系统。

（g）工艺气升压。分离了蜜胺粉末后的工艺气中还含有氨、CO₂、蜜胺微粒以及少量的未反应物，经过冷气鼓风机升压后进入尿素洗涤塔。

（h）尿素洗涤和冷却。从冷气鼓风机送来的工艺气，与尿素泵送来的低温熔融尿素混合并流向下，气体被尿素洗涤和冷却，工艺气中的蜜胺微粒以及未反应物进入到熔融尿素中，温度进一步降至约140℃。尿素吸热后温度升高至136～140℃，再利用塔外冷却器将所述熔融尿素冷却至127～130℃。