[发明专利]通过尿素热解生产高纯度三聚氰胺的氨消耗减少的低能耗方法及相关设备

说明书

描述了一种通过尿素热解生产高纯度三聚氰胺的具有低能耗和减少的氨消耗的方法和相关设备。

技术领域

本发明涉及一种通过尿素热解制备高纯度三聚氰胺的氨消耗减少的低能耗方法及相关设备。

背景技术

为了更好地理解本发明的目的，参考如下文中所述的现有技术。已知的是，将熔融尿素转化成三聚氰胺通过以下的总反应(1)来描述：

6 NH₂CONH₂→(CN)₃(NH₂)₃+6NH₃+3CO₂ (1)

尿素 三聚氰胺 氨 二氧化碳

其中每kg三聚氰胺形成1.86kg的NH₃和CO₂(统称为废气)。

一种特别广泛使用的基于尿素的高压热解的工业方法描述在专利EP2385043中。为了清楚地理解根据本发明方法的改进和优点，本专利申请的图1代表现有技术，并且显示了EP2385043中所述的三聚氰胺生产方法的实施方案的简化框图。

根据图1的方案，EP2385043的方法包括以下步骤：

a)通过在具体反应器中的尿素热解来生产三聚氰胺，和将尿素热解反应中所产生的两相液/气流出物分离成粗三聚氰胺的液体流和包含NH₃、CO₂和三聚氰胺蒸气的无水废气的第一流；

b)使上述粗三聚氰胺的液体流与无水气态NH₃流在具体的补充反应器中接触，形成贫含CO₂的粗三聚氰胺的液体流和包含NH₃、CO₂和三聚氰胺蒸气的无水废气的第二流；

c)使所述无水废气的第一和第二流与至少一个水性洗涤流接触以形成包含三聚氰胺、NH₃和CO₂的水性流和包含NH₃、CO₂和水蒸气的湿废气流：

d)从所述包含三聚氰胺、NH₃和CO₂的水性流中除去其中所含的CO₂的至少一部分，形成包含所除去的CO₂的流和贫含CO₂的包含三聚氰胺的水性流；

e)通过经冷却结晶并分离来回收所述贫含CO₂的粗三聚氰胺的液体流中所含的三聚氰胺和所述贫含CO₂的包含三聚氰胺的水性流中所含的三聚氰胺，以形成结晶的三聚氰胺流和母液流。

图1的框图显示根据EP2385043的方法用于生产三聚氰胺的设备的主要区和材料的主要流，在入口处用液体尿素流(流1)、液体氨流(流2)和补充水流(流32)来表示，和输出流用废气流(流13)、所生产的三聚氰胺流(流31)、碳酸盐流(流27)和纯化的水流(流29)(如果不在所述设备内重新使用的话)来表示。

将液体尿素流1和无水气态NH₃流3进料到处于比熔点(等于约133℃)高的温度下的反应区R。所述区R包含配备有合适的加热系统的反应器，其将试剂系统保持在约360-420℃的温度下；压力维持在高于70bar_相对的值。

将尿素热解反应所产生的液/气两相流出物在反应器R内部或在位于下游的一个或多个分离器(图1中未示出)中分离成包含未反应的尿素、NH₃、CO₂和杂质(例如OAT和缩聚物)的粗三聚氰胺的液体流6，和被三聚氰胺蒸气饱和的包含NH₃、CO₂的无水废气的第一流7。使粗三聚氰胺的液体流6和无水废气流7进行两种不同的处理以用于回收其中所含的三聚氰胺。