[发明专利]一种三聚氰胺流化床结晶器

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种结晶器，其是一种流化床结晶器，尤其是用于三聚氰胺结晶的流化床结晶器。

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360～420℃。

高压法三聚氰胺生产工艺一般采用液氨、氨水或母液等作为液相淬冷剂进行淬冷，需精制后才能得到三聚氰胺产品。

高压法的优点是尾气(氨和二氧化碳)压力高，可直接返回尿素装置，能有效降低原料损耗；其缺点是需引入液相淬冷剂进行淬冷再精制，工艺流程长，蒸汽消耗高(每吨产品需消耗蒸汽6～10吨)，且生产过程中有废水产生。

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350～450℃。

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。

低压法的优点是工艺流程短，设备投资少，无废水产生；其缺点：一是尾气压力低，不能直接送往尿素装置利用。二是由于系统压力低，电耗高(每吨产品需耗电800～1500度)。三是由于系统压力低，设备外形尺寸大，不利于装置的大型化。

现有的低压法气相淬冷工艺存在以下缺点：

①热能利用率低。

三聚氰胺通过冷气淬冷结晶，其热量经尿素洗涤系统产生0.1～0.3MPa蒸汽。由于蒸汽压力低，品位低，无法利用，一般采用空冷器冷却以移走热量，造成了大量热量的浪费(每吨三聚氰胺约产生4吨蒸汽)。

②电耗高。

低压法气相淬冷工艺需要大量冷气结晶，其冷气量约为载气量的4倍，冷气风机的运行功率超过载气压缩机的运行功率，每吨三聚氰胺冷气风机的电耗约为300度。

低压法气相淬冷工艺需要大量液尿循环洗涤，每吨三聚氰胺液尿循环泵电耗约为50度。

③尾气不能直接送往尿素装置利用。

因低压法气相淬冷工艺系统压力低，尾气处理困难，只能用水吸收，不能直接送往尿素装置利用，其尾气处理成本高。

④装置大型化困难。

低压法气相淬冷工艺中，由于系统压力低，设备外形尺寸大，装置大型化困难。

针对低压法气相淬冷工艺的缺陷，国内一些研发机构提出一种循环流化床结晶器技术(中国专利95104455.9)。该技术的特点是循环流化床采用主床加伴床的结构，并设置内旋风分离器及换热管束。利用换热管内液体的相变将大量的结晶热移走，以维持结晶温度在220℃左右。

该循环流化床结晶器内的三聚氰胺在主床与伴床之间循环流动。由于三聚氰胺固体粉末的流动性差，内旋风分离器的下料管容易堵塞，造成装置无法运行。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种可同时进行冷却结晶的流化床结晶器。

本发明的另一个目的在于提供一种可长期安全且正常使用的流化床结晶器。

本发明的另一个目的在于提供一种可提高热量回收效率的流化床结晶器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种流化床结晶器，其特征在于包括壳体、位于壳体底部的未结晶气进口、位于壳体底部空间的气体分配器、位于气体分配器上方的冷却装置、及位于壳体顶部的结晶气出口；所述结晶器还设有位于壳体外部的外部旋风分离器。

所述的冷却装置上方还设置有挡气除尘器。挡气除尘器优选设有两层以上挡气除尘层，更优选三层以上挡气除尘层。

该结晶器适合用于载气中的产品气相凝华结晶，在生产过程中，未结晶的气体(通常为载气+产品气，其组成(wt％)：氨40～50％，二氧化碳40～50％，三聚氰胺5～10％)通过底部的未结晶气进口进入壳体内，通过气体分配器分布至挡气除尘器下方的空间，在该空间中进行结晶。