專(zhuān)利名稱(chēng)：一種三聚氰胺生產(chǎn)方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)工程領(lǐng)域，特別是三聚氰胺的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
三聚氰胺生產(chǎn)是化學(xué)工業(yè)中的一個(gè)重要工業(yè)過(guò)程。目前較為流行的生產(chǎn)工藝如

圖1所示。從流化床反應(yīng)器〔1〕出來(lái)的三聚氰胺物料氣，經(jīng)換熱器〔2〕和過(guò)濾管除塵器〔3〕后，進(jìn)入淬冷結(jié)晶器〔4〕，與循環(huán)冷氣相遇，驟冷而以結(jié)晶態(tài)析出，通過(guò)產(chǎn)品捕集器〔5〕而得到最終產(chǎn)品；析出三聚氰胺后的氣體再進(jìn)入尿素洗滌塔〔8〕，洗去氣體中未反應(yīng)的尿素和少量三聚氰胺顆粒，同時(shí)使氣體降溫，一部分作為結(jié)晶器〔4〕的冷氣而循環(huán)使用，一部分作為流化氣進(jìn)流化床反應(yīng)器〔1〕，一部分進(jìn)尾氣處理裝置。這種工藝的主要缺點(diǎn)是尿素洗滌塔材質(zhì)要求高，氣體循環(huán)量大，能量捎耗高。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種三聚氰胺的新的生產(chǎn)方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，氣體循環(huán)量大大降低，能量捎耗也顯著下降。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述三聚氰胺的生產(chǎn)方法所用的設(shè)備。
本發(fā)明的方法為使尿素在流化床反應(yīng)器中反應(yīng)，出來(lái)的三聚氰胺物料氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵后，進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器，與冷的三聚氰胺固體顆粒相遇并混合后，三聚氰胺結(jié)晶析出，固體三聚氰胺與物料氣一起并流向上，經(jīng)氣固分離裝置將三聚氰胺顆粒捕集下來(lái)，氣體一部分作為流化氣進(jìn)入流化床反應(yīng)器，一部分進(jìn)尾氣處理裝置；捕集到的熱的三聚氰胺固體在循環(huán)床伴床內(nèi)，經(jīng)換熱管束冷卻后，一部分作為產(chǎn)品從排料口排出，一部分作循環(huán)冷料與進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器的物料氣接觸。
本發(fā)明的方法的特點(diǎn)是采用循環(huán)床結(jié)晶器用冷的固態(tài)三聚氰胺對(duì)物料氣進(jìn)行急冷，而使物料氣中的三聚氰胺結(jié)晶析出，而不是用循環(huán)冷氣對(duì)物料氣淬冷，本發(fā)明的方法省去了尿素洗滌裝置，減少約三分之二的氣體循環(huán)量，大大降低了能量消耗，同時(shí)由于循環(huán)流化床伴床內(nèi)設(shè)有換熱管束，可以回收熱量，富產(chǎn)蒸汽；生產(chǎn)過(guò)程中，蒸汽的產(chǎn)生和消耗可基本達(dá)到平衡。本發(fā)明的方法對(duì)結(jié)晶器材質(zhì)要求不高，可以用低合金鋼制造，省去了現(xiàn)有技術(shù)中的淬冷結(jié)晶器和尿素洗滌系統(tǒng)，而尿素洗滌系統(tǒng)需要價(jià)格昂貴的耐腐不銹鋼制造?？梢?jiàn)本工藝的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在節(jié)約設(shè)備投資和節(jié)約能量消耗上。
本發(fā)明的工藝中所述的尿素可在一尿素熔化罐中熔化后，進(jìn)入流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器中用霧化噴嘴噴射液態(tài)尿素，霧化噴嘴最好用舌形霧化噴嘴，參見(jiàn)本發(fā)明人的另一專(zhuān)利CN89207064.9，該噴嘴有霧化氣進(jìn)口管、液態(tài)尿素進(jìn)口管、金屬靶、混合室和噴頭，混合室管徑50～80mm，長(zhǎng)400～600mm，噴嘴噴頭采用舌形喉道結(jié)構(gòu)。這種噴嘴噴出物料顆粒度小，物流發(fā)散，在流化床內(nèi)分布面積大、分散性好，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和設(shè)備的生產(chǎn)能力。
本發(fā)明的工藝中所用的一種特別優(yōu)選的循環(huán)流化床結(jié)晶器設(shè)有在上部相通的主床殼體和伴床殼體，主床殼體下方設(shè)物料氣進(jìn)口，該進(jìn)口上方有氣體分布器，分布器側(cè)面的殼體上設(shè)二次風(fēng)入口，該分布器上方是流化床區(qū)，該區(qū)上方設(shè)有氣固快分裝置，伴床殼體上部設(shè)旋風(fēng)分離器，該分離器下部有換熱管束，換熱管束側(cè)面的殼體上設(shè)產(chǎn)品排料口，在換熱管束下部側(cè)面的殼體上設(shè)與主床殼體相通的循環(huán)物料斜管，換熱管束下方是伴床氣體分布器，該分布器下方設(shè)伴床氣體進(jìn)口。其中氣固快分裝置特別選用本發(fā)明人的另一專(zhuān)利CN87205749.6，這種裝置為同軸雙錐型噴射分離器，由錐形噴嘴和倒錐形集氣筒構(gòu)成，其內(nèi)部為氣固物流噴射端，呈上細(xì)下粗的錐形，外部為上粗下細(xì)的錐形，同軸安裝，接于結(jié)晶器主床的出口端。本循環(huán)流化床通過(guò)二次風(fēng)流量控制三聚氰胺循環(huán)量，通過(guò)伴床中換熱蒸汽量控制三聚氰胺溫度，從而達(dá)到控制流化床結(jié)晶器內(nèi)物料溫度的目的，使物料氣出口溫度保持在170～180℃，既讓絕大部分的三聚氰胺得以結(jié)晶捕集，又使高沸點(diǎn)的尿素和聚合物不結(jié)晶下來(lái)，保證捕集的三聚氰胺不進(jìn)行精制即可達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。
在本發(fā)明工藝中，從循環(huán)流化床結(jié)晶器出來(lái)的氣體可以經(jīng)過(guò)一個(gè)冷凝器，使氣體進(jìn)一步冷卻，以充分回收尾氣中含有的三聚氰胺和未反應(yīng)的尿素，回收的物料可以重新加入反應(yīng)器生產(chǎn)系統(tǒng)中去，使尿素消耗保持在較低的水平上。所述冷凝器也可用洗滌裝置代替。
從而，本發(fā)明的方法所用的設(shè)備包括流化床反應(yīng)器、除塵器、循環(huán)流化床結(jié)晶器、尾氣處理裝置、透平式風(fēng)機(jī)及其連接管線(xiàn)，還可進(jìn)一步包括尿素熔化罐、冷凝器，反應(yīng)器和除塵器之間還可連有換熱器。反應(yīng)器中還可內(nèi)設(shè)霧化噴嘴，特別是舌形霧化噴嘴。所述除塵器特別選用過(guò)濾管式除塵器。所述循環(huán)床結(jié)晶器設(shè)有主床殼體和伴床殼體，內(nèi)設(shè)氣固快分裝置、旋風(fēng)分離器和換管束等。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的方案，本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)將會(huì)更清楚。
圖1是一種現(xiàn)有的三聚氰胺生產(chǎn)工藝示意圖。
圖2是一種本發(fā)明的三聚氰胺生產(chǎn)工藝示意圖。
圖3是本發(fā)明工藝中所用的一種循環(huán)流化床結(jié)晶器的示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為流化床反應(yīng)器，2為換熱器，3為過(guò)濾管除塵器，4為淬冷結(jié)晶器，5為產(chǎn)品捕集器，6為風(fēng)機(jī)，7為冷卻器，8為尿素洗滌塔，9為尿素儲(chǔ)罐，10為尿素熔化罐，11為尿素泵，12為尿素循環(huán)泵，13為氣液分離器，14為透平式風(fēng)機(jī)，15為循環(huán)流化床結(jié)晶器主床，16為循環(huán)流化床結(jié)晶器伴床，17為換熱管束，18為冷凝器，19為伴床氣體分布器，20為二次風(fēng)進(jìn)口，21為物料氣氣體分布器，22為產(chǎn)品排料口，23為循環(huán)物料斜管，24為氣固快分裝置，25為旋風(fēng)分離器，26為舌形霧化噴嘴，27為物料氣進(jìn)口，28為伴床氣體進(jìn)口，29為主床殼體，30為伴床殼體。
本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的三聚氰胺生產(chǎn)工藝過(guò)程為將尿素粒料加入尿素熔化罐〔10〕，在其中加熱熔化為液體，加入流化床反應(yīng)器〔1〕，經(jīng)兩個(gè)舌形霧化噴嘴〔26〕用霧化氣(本工藝的尾氣)霧化，從反應(yīng)器〔1〕出來(lái)的三聚氰胺物料氣經(jīng)過(guò)換熱器〔2〕，過(guò)濾管除塵器〔3〕后，經(jīng)物料氣進(jìn)口〔27〕進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器主床殼體〔29〕，經(jīng)過(guò)氣體分布器〔21〕與來(lái)自循環(huán)物料斜管〔23〕的冷三聚氰胺混合、換熱后，氣相中的三聚氰胺結(jié)晶析出，氣固兩相流經(jīng)過(guò)氣固快分裝置〔24〕分離后，固體物料進(jìn)入循環(huán)流化床伴床殼體〔30〕，氣體進(jìn)旋風(fēng)分離器〔25〕，將氣體中夾帶的三聚氰胺進(jìn)一步捕集下來(lái)，除塵后的氣體經(jīng)冷凝器〔18〕回收未反應(yīng)的尿素后，一部分用透平式風(fēng)機(jī)〔14〕送入流化床反應(yīng)器〔1〕，一部分多余氣體進(jìn)行尾氣處理，分離出的熱態(tài)的三聚氰胺在循環(huán)床伴床〔16〕中經(jīng)換熱管束〔17〕換熱后，一部分作為產(chǎn)品從排料口〔22〕排出，其余作為冷態(tài)的三聚氰胺從循環(huán)物料斜管〔23〕進(jìn)入循環(huán)床主床〔15〕循環(huán)使用，少量伴床氣體由伴床氣體進(jìn)口〔28〕進(jìn)入伴床殼體后，通過(guò)伴床氣體分布器〔19〕，使伴床內(nèi)的三聚氰胺物料呈流態(tài)化狀態(tài)，以提高床內(nèi)的換熱效果，少量的二次風(fēng)由二次風(fēng)進(jìn)口〔20〕進(jìn)入主床殼體〔29〕，以改善結(jié)晶器中的物料流動(dòng)特性并控制固體物料循環(huán)量。
權(quán)利要求
1.一種三聚氰胺生產(chǎn)方法，其特征是使尿素在流化床反應(yīng)器中反應(yīng)，出來(lái)的三聚氰胺物料氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵后，進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器，與冷的三聚氰胺固體顆粒相遇并混合后，三聚氰胺結(jié)晶析出，固體三聚氰胺與物料氣一起并流向上，經(jīng)氣固分離裝置將三聚氰胺顆粒捕集下來(lái)，氣體一部分作為流化氣進(jìn)入流化床反應(yīng)器，一部分進(jìn)尾氣處理裝置，捕集到的熱的三聚氰胺固體在循環(huán)床伴床內(nèi)經(jīng)換熱管束冷卻后，一部分作為產(chǎn)品從排料口排出一部分作循環(huán)冷料與進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器的物料氣接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述尿素在一尿素熔化罐中熔化后，進(jìn)入流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器中用霧化噴嘴噴射液態(tài)尿素。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在所述循環(huán)流化床結(jié)晶器中用二次風(fēng)調(diào)節(jié)固體三聚氰胺循環(huán)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在所述循環(huán)流化床結(jié)晶器中用伴床氣體使伴床內(nèi)的三聚氰胺物料呈流態(tài)化狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)流化床結(jié)晶器中的換熱管束的換熱量來(lái)控制物料氣出口溫度為170～180℃。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征是從循環(huán)流化床結(jié)晶器出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)冷凝器或洗滌裝置。
7.一種三聚氰胺的生產(chǎn)設(shè)備，其特征是包括流化床反應(yīng)器、除塵器、循環(huán)流化床結(jié)晶器、尾氣處理裝置、透平式風(fēng)機(jī)及其連接管線(xiàn)。
8.如權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征是所述除塵器與流化床反應(yīng)器相連，循環(huán)流化床結(jié)晶器與除塵器相連，尾氣處理裝置與循環(huán)流化結(jié)晶器相連，透平式風(fēng)機(jī)與循環(huán)流化床結(jié)晶器和流化床反應(yīng)器相連。
9.如權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征是進(jìn)一步包括與流化床反應(yīng)器相連的尿素熔化罐，流化床反應(yīng)器和除塵器之間連有換熱器，循環(huán)流化床結(jié)晶器與尾氣處理裝置、透平式風(fēng)機(jī)之間連有冷凝器或洗滌裝置，流化床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)霧化噴嘴。
10.如權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征是所述循環(huán)流化床結(jié)晶器有主床殼體和伴床殼體，主床殼體下部設(shè)物料氣進(jìn)口、二次風(fēng)進(jìn)口、物料氣氣體分布器，殼體上部設(shè)氣固快分裝置，旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器下方的伴床殼體內(nèi)設(shè)有換熱管束，換熱管束側(cè)面的伴床殼體上設(shè)排料口、循環(huán)物料斜管，換熱管束下方設(shè)有伴床氣體分布器、伴床氣體進(jìn)口。
全文摘要
本發(fā)明涉及三聚氰胺生產(chǎn)方法及設(shè)備，本方法中尿素在流化床反應(yīng)器中反應(yīng)后，出來(lái)的三聚氰胺物料氣除塵后進(jìn)入循環(huán)流化床結(jié)晶器，與冷的三聚氰胺固體相遇并混合后，三聚氰胺結(jié)晶析出，經(jīng)氣固分離后，氣體進(jìn)入流化床反應(yīng)器，三聚氰胺固體一部分作循環(huán)冷料，一部分作為產(chǎn)品排出。本發(fā)明的工藝流程緊湊、控制方便，氣體循環(huán)量小，設(shè)備投資少、能耗低。
文檔編號(hào)C07D251/60GK1124236SQ9510445
公開(kāi)日1996年6月12日 申請(qǐng)日期1995年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月14日
發(fā)明者蔣大洲, 金涌, 俞芷青, 易江林 申請(qǐng)人:蔣大洲