三聚氰胺的生产方法.doc

三聚氰胺的生产方法 按原料分为双氰胺法(现已被淘汰)和尿素法。通过尿素热解生成三聚氰胺的化学反应为：在加热和一定压力条件下，6mol尿素生成1mol三聚氰胺，同时副产3mol二氧化碳和6mol氨。反应方程式为： 　　6CO(NH2)2-C3N6H6+6NH3+3CO2　　尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法；根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线分为高压法(7～10MPa)、中压法(0.5～1MPa)和常压法(0.3MPa以下)3种。其中高压法工艺技术代表有美国ACC工艺、意大利的ETCE工艺和日本的NISSAN工艺；低压法工艺技术代表有荷兰的DSM工艺和奥地利的OSW工艺；常压法有德国的BASF工艺和我国自行开发的改良型低压法工艺。随着国内和国际市场对三聚氰胺产品需求的增加，必将推动三聚氰胺生产技术的发展，目前各种三聚氰胺生产工艺技术的开发都向着规模大、能耗低和环境污染少的方向发展，国内三聚氰胺技术也有较大的突破，在激烈的竞争浪潮中，三聚氰胺生产技术将快速发展。三聚氰胺作为现阶段的清洁化工原料，与人们的生活密切相关，市场潜力很大，各个技术开发公司正积极改进技术，扩大规模，降低产品成本，增强市场占有率。下面分述各工艺技术的特点以及其现状与发展。　　（１）高压法　　高压法生产三聚氰胺属于液相反应，温度范围为370～450℃。其特点是:①工艺为液相反应，不易结晶堵塞；但在高温高压下，反应介质腐蚀性强，设备材料等级要求较高，控制系统复杂，一次性投资大。②反应无需催化剂，不担心催化剂的中毒和对产品的污染问题，操作稳定，产品质量好。③装置操作弹性大，一次开车产出合格成品时间较短。④操作压力高，规模较大，能耗低，运行费用低。⑤副产的尾气因压力较高，利用方便，易于联产尿素，降低产品成本。其代表技术有意大利欧技公司的ETCE和日本NEW NISSON等。　　（a）意大利ETCE工艺　　ETCE工艺流程:将从尿素装置送来的尿素溶液提浓后，得到145℃熔融尿素，加压至8.5MPa与8.5MPa、420℃的氨混合后进入三聚氰胺反应器，反应压力为8.0MPa、温度380℃，在反应器内尿素直接转化为三聚氰胺，从反应器出来的含二氧化碳、氨、三聚氰胺和少量的缩聚物的液相物料减压至2.5MPa进入急冷工段，在急冷塔内将绝大部分的氨和二氧化碳闪蒸出来，以甲胺的形式送出另作处理，从急冷塔底部出来的三聚氰胺溶液被送到汽提塔内将残余的氨和二氧化碳彻底汽提出来，然后经过缩聚物分解、脱出固体杂质和吸附脱色后，结晶、离心分离、干燥得到三聚氰胺产品，收率为85%～90%；离心分离产生的母液经过氨回收和废水处理，将氨和工艺水重新加以回收利用，达到回收利用的目的。　　ETCE工艺技术最大产能为30000t/a，产品质量达到欧洲标准的优级品，近年该技术不断改进，主要有①反应工段:一是开发新型反应器使气相在反应器内分离，缩短工艺流程；二是应用预转化器技术进一步扩大生产规模，进而降低产品成本。②回收工段:利用超滤膜技术去除工艺循环水中的OAT。③废水系统:利用热分解将废水中的固体物质水解成氨，二氧化碳重新利用，减少废水和固体排放。（b）日本NISSAN工艺　　NISSAN工艺:将固体尿素熔融后加压到9.8MPa，经高压洗涤塔吸收反应器释放的尾气中残余的三聚氰胺和未反应的尿素后进入三聚氰胺反应器，液氨加压到10.0MPa、加热到400℃进入反应器，在10.0MPa、380～400℃条件下，尿素转化为三聚氰胺，洗涤过的尾气经尾气回收装置吸收形成甲胺，送出界区另做处理。从反应器出来的液体物料与热氨气在氨解器内进一步反应，将缩聚物分解成三聚氰胺，进入急冷塔得到180℃、质量分数为20%-30%的三聚氰胺粗料浆，在汽提塔内将氨、二氧化碳汽提出来，再经过过滤，降至常压，三聚氰胺结晶成固体，经离心分离、干燥、粉碎得到三聚氰胺成品，收率为85%～90%。　　NISSAN工艺技术属于较早的高压法技术，它吸收了低压法的一些优点，又改良了湿法工艺的缺点，基本上为人们所接受，但日本NISSAN公司只限于自己使用该技术，不积极向外转让。　　（c）美国ACC技术　　美国有三家拥有生产三聚氰胺技术的公司:美国氰胺公司、美国化学公司和联合信号公司。联合信号公司将高压法技术专利转让给意大利欧技公司后就不再拥有该项技术；氰胺公司和化学公司的技术均为高压法生产工艺。他们的技术主要是满足自己使用，目前发展很慢。　　（2） 低压法　　低压法生产三聚氰胺也属于液相反应，温度范围为380～440℃。三聚氰胺低压法工艺的特点:①在催化剂存在的情况下反应，选择性好、产品质量高、副产物少，技术开发较早，比较成熟；但工艺复杂，流程长。②工艺为液相。捕集，设备腐蚀较大，材料等级较高，设备多，占地面