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与流程

文档序号:19812908发布日期:2020-01-31 18:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种通过尿素热解生产三聚氰胺的方法,其包括以下步骤:

a)通过在具体反应器(r)中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(6)和包含nh3、co2和三聚氰胺蒸气的无水废气的第一流(7);

b)将所述粗三聚氰胺的液体流(6)与无水气态nh3流(4)在具体的补充反应器(pr)中接触并形成贫含co2且部分纯化的三聚氰胺的液体流(8)和包含nh3、co2和三聚氰胺蒸气的无水气体的第二流(9);

c)将来自步骤a)的无水气体的第一流(7)与至少一个水性洗涤流(11)接触,形成包含三聚氰胺、nh3、co2的水性流(12)和包含nh3、co2和水蒸气的气态湿废气流(13);

d)将来自步骤b)的所述无水气体的第二流(9)与再循环水流(17)混合,并且形成其中溶解了无水气体流(9)中所含的三聚氰胺的氨水溶液(16),回收气体的显热和冷凝热;

e)从步骤c)的包含三聚氰胺、nh3、co2的水性流(12)中除去其中所含的co2的至少一部分并且形成包含所除去的co2的气态流(14)和包含三聚氰胺、nh3且贫含co2的水性流(15);

f)使来自所述补充反应器的所述贫含co2且部分纯化的三聚氰胺的液体流(8)通过与步骤d)中所获得的氨水溶液(16)接触来进行激冷-氨解处理,并且形成包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20);

g)借助于通过冷却结晶步骤并分离,回收来自步骤f)的所述包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20)中所含的三聚氰胺和来自步骤(e)的所述包含三聚氰胺且贫含co2的水性流(15)中所含的三聚氰胺,以形成结晶的三聚氰胺的流(31)和母液流(24)。

2.根据权利要求1的方法,其中在步骤d)中,将来自步骤b)的所述无水气体的第二流(9)与再循环水流(17)以及与通过汇合补充氨流(5)和再循环氨流(18)而获得的流(19)混合,形成氨水溶液(16)。

3.根据权利要求1的方法,其包括将补充氨流(5)进料到随后流(26)的脱氨处理,所述流26是母液流(24)未直接再循环的部分。

4.根据权利要求1的方法,其特征在于将步骤g)中所获得的所述母液流(24)的至少一部分作为水性流(25)用于所述贫含co2且部分纯化的液体三聚氰胺流(8)的激冷-氨解处理中。

5.根据权利要求3和4中的一项或多项的方法,其特征在于使步骤g)中所获得的所述母液流(24)的至少一部分进行脱氨处理,以形成基本上没有co2的nh3气态流(18)、包含co2的流(27)和脱氨母液的水性流(28)。

6.根据前述权利要求的方法,其特征在于将所述包含co2、氨和水的流(27)与含有h2o、co2和nh3且来自随后流(28)分解步骤的另外的流(33)汇合,以形成单一流(34),并且直接或在降低其水含量的处理之后再循环到尿素生产设备,或将所述含有co2、氨和水的流(27)送到无水废气(7)的洗涤步骤c)。

7.根据权利要求5的方法,其特征在于使所述脱氨母液的水性流(28)进行分解处理以回收nh3和co2,并且产生水性流(30)以及含有h2o、co2和nh3的流(33),所述水性流(30)作为水性洗涤流(11)部分再循环到所述步骤c)和作为水性流(17)部分再循环以有利于形成进料到步骤f)用于激冷-氨解处理的所述氨水流(16),所述流(33)与来自脱氨处理的所述包含co2、氨和水的流(27)汇合。

8.根据权利要求5的方法,其特征在于使来自脱氨处理的所述基本上没有co2的nh3气态流(18,19)与所述水性流(17)的一部分混合,以在步骤d)中回收其冷凝热。

9.根据前述权利要求中的一项或多项的方法,其特征在于使来自步骤e)的所述包含三聚氰胺、nh3且贫含co2的水性流(15)与所述包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20)汇合,以形成待进行所述步骤g)的单一流(21)。

10.根据前述权利要求中的一项或多项的方法,其特征在于在步骤e)中,从所述包含三聚氰胺、nh3和co2的水性流(12)中除去co2通过泄压或借助于汽提来进行。

11.根据前述权利要求中的一项或多项的方法,其特征在于在步骤e)中所获得的所述包含所除去的co2的流(14)在所述步骤g)之后的相同过程步骤中再循环以用于通过经冷却结晶并分离来回收三聚氰胺。

12.根据前述权利要求中的一项或多项的方法,其特征在于将来自步骤c)的所述包含nh3、co2和水蒸气的湿废气流(13)原样或在进行通过在水溶液中吸收的冷凝处理或另一类型的处理之后,再循环到用于生产尿素的设备。

13.根据权利要求5的方法,其特征在于将所述脱氨母液的水性流(28)分离成:

i)富含三聚氰胺的水性流,其作为水性洗涤流(11)部分地再循环到所述步骤c)和作为水性流(17)部分地再循环以有利于形成进料到步骤f)用于激冷-氨解处理的所述氨水流(16);

ii)富含oat的水性流,其适合于进行分解以回收nh3和co2。

14.一种设备,其用于实施根据权利要求1-13中任一项的通过尿素热解生产三聚氰胺的方法,所述设备包含:

i)分离区,用于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(6)和包含nh3、co2和三聚氰胺蒸气的无水废气的第一流(7),所述分离区连接到用于尿素热解的反应区(r)并从中接收所述两相液/气流出物,所述分离区在所述反应区(r)的内部或外部;

ii)汽提区或补充反应器(pr),用于使来自所述反应区(r)的所述粗三聚氰胺的液体流(6)与无水气态nh3流(4)接触并形成贫含co2且部分纯化的三聚氰胺的液体流(8)和包含nh3、co2和三聚氰胺蒸气的无水气体的第二流(9),所述汽提区(pr)连接到所述反应区(r)并从中接收所述粗三聚氰胺的液体流(6);

iii)洗涤区(q),用于使所述无水废气的第一流(7)与水性洗涤流(11)接触并形成包含三聚氰胺、nh3、co2的水性流(12)和包含nh3、co2和水蒸气的湿废气流(13),所述洗涤区(q)连接到所述分离区并从中接收所述无水废气的第一流(7);

iv)co2除去区(str),用于从所述包含三聚氰胺、nh3、co2的水性流(12)中除去其中所含的co2的至少一部分,和形成包含所除去的co2的气态流(14)和包含三聚氰胺、nh3且贫含co2的水性流(15),所述co2除去区(str)连接到所述洗涤区(q)并从中接收所述包含三聚氰胺、nh3、co2的水性流(12);

v)混合和热回收区(aa),用于使所述无水气体的第二流(9)与再循环水流(17)混合并形成其中溶解了无水废气流(9)中所含三聚氰胺的氨水溶液(16),和用于通过氨吸收来回收气体的显热和冷凝热二者,所述混合和热回收区(aa)连接到所述汽提区或补充反应器(pr)并从中接收所述无水气体的第二流(9),和连接到向其中进料氨水溶液(16)的所述激冷-氨解区(qal);

vi)激冷-氨解区(qal),用于将来自补充反应器(pr)的所述贫含co2且部分纯化的三聚氰胺的液体流(8)通过与来自混合和热回收区(aa)的所述氨水溶液(16)接触来进行激冷-氨解处理,并且形成包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20),所述激冷-氨解区(qal)连接到所述汽提区或补充反应器(pr)并从中接收所述贫含co2且部分纯化的三聚氰胺的液体流(8);

vii)至少一个三聚氰胺的回收区(cr,sls),用于通过经冷却结晶并分离来回收所述包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20)中所含的三聚氰胺以及所述包含三聚氰胺、nh3且贫含co2的水性流(15)中所含的三聚氰胺二者,以形成结晶的三聚氰胺流和母液流,所述三聚氰胺的回收区(cr,sls)连接到所述激冷-氨解区(qal)并从中接收所述包含纯化的三聚氰胺的氨水流(20),和连接到所述co2除去区(str)并从中接收所述包含三聚氰胺、nh3且贫含co2的水性流(15)。

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