[发明专利]一种三聚氰胺热气冷却器及热气过滤器的化学再生方法及系统

说明书

本发明提供了一种三聚氰胺生产中，热气冷却器及热气过滤器的化学再生方法，通过向运行后的热气冷却器和/或过滤器通入水蒸汽，并提供高温环境，使其中残留的副产物通过化学反应生成气体移走，实现再生。本发明还提供了三聚氰胺生产过程中，热气冷却器及热气过滤器的在线切换和化学再生方法，通过并联两套热气冷却过滤单元，切换使用，切换下来的单元通过化学反应再生。本发明还提供了三聚氰胺生产设备的再生系统。本发明的方法和系统从根本上解决热气冷却过滤单元使用周期短，需要人工清洗的问题，使热气冷却过滤单元始终保持高传热效率及低阻力状态，以维持装置长周期稳定运行，并降低载气压缩机的电耗。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种三聚氰胺热气冷却器及热气过滤器的化学再生方法。

背景技术

目前，三聚氰胺通常以尿素为原料生产，其生产方法可分为低压法和高压法两种。

高压法三聚氰胺生产工艺属于液相反应，无催化剂。反应压力一般为7～20MPa，反应温度为360～400℃。

低压法三聚氰胺生产工艺属于气相催化反应，一般以氧化铝、硅铝胶或硅胶作催化剂。反应压力一般为0.1～0.7MPa，反应温度为350～400℃。

低压法三聚氰胺生产工艺一般采用气相淬冷工艺对反应产物进行后处理，即以氨和二氧化碳的混合气为淬冷剂完成产品的结晶与提纯。

近年来，随着我国三聚氰胺行业的快速发展，国内三聚氰胺产能已占世界总产能的60％以上，其中年产3万吨以上的大型三聚氰胺装置大约80％都是采用低压法气相淬冷工艺，该工艺为气相催化反应，在流化床反应器内，发生如下反应：

副反应：

现有的低压法气相淬冷工艺中，从流化床反应器出口的生成气中除了载气(氨和二氧化碳)、三聚氰胺外，还含有副产物(蜜伯胺和蜜勒胺)及少量催化剂粉末。为了除去副产物及催化剂粉末，390℃的反应生成气需要先经过热气冷却器冷却至340℃，使副产物(蜜伯胺和蜜勒胺)由气相凝华变成固体，再进入热气过滤器过滤，除去副产物(蜜伯胺和蜜勒胺)及少量催化剂粉末，再进入结晶器结晶。

现有热气冷却器采用列管换热器型式，管内走工艺气，管外为道生液冷却换热。在换热管内，副产物(蜜伯胺和蜜勒胺)全部凝华结晶变成固相，还有少量三聚氰胺也会因局部过冷而凝华结晶成固相，这些结晶固体就会与催化剂粉末一起粘附在换热管内壁上，使得热气冷却器传热效率下降，阻力增加，大约2个月左右就要停车清洗(一般采用高压水清洗)。

现有热气过滤器采用玻璃纤维过滤袋进行过滤，尽管采用反吹方法对过滤管进行在线反吹，以减缓过滤器阻力的上升速度，但由于副产物(蜜伯胺和蜜勒胺)的粘结性强，随着时间的推移，反吹效果逐渐下降，过滤器阻力就会越来越大，大约1个月左右，过滤器阻力就会从10KPa上升到70KPa，必须停车清理并更换过滤袋。

针对热气冷却器及热气过滤器技术的缺陷，国内一些研究机构及生产厂家提出了许多解决方法，比如采用放大热气冷却器的换热面积、增加热气过滤器的过滤面积、加大过滤器的反吹频率、或采用多台设备并联备用等措施。然而这些措施采用的都是物理机械方法，只能相对延长一点使用寿命，并不能从根本上解决问题。如专利CN 10477006A，其采用流化床反应器依次与热气冷却器、初级旋风分离器、热气过滤器相连，再并联一套热气冷却器，初级旋风分离器和热气过滤器，最终去结晶器结晶，通过控制电动阀，使得任一台冷却器可以和任一台热气过滤器相互切换使用。虽然该方法使热气过滤器的切换次数减少50％，但是切换下来的热气冷却器仍然需要人工清洗，切换下来的热气过滤器也需要人工清洗和更换滤袋，没有从根本上上解决问题。

发明内容