[發明專利]用于生產三聚氰胺的反應器、系統及方法

有效

• 申請號: 201010150302.9
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101822960A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 易江林;唐印;龔元德;熊錫焜;陳勇恩;付源夔;匡向東
• 申請（專利權）人: 北京燁晶科技有限公司
• 主分類號: B01J8/28
• 分類號: B01J8/28;C07D251/60
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;汪永生

技術領域

本發明屬于化工產品三聚氰胺生產領域。具體涉及使用一種多 層流化床制備三聚氰胺的工藝技術和裝備。

背景技術

目前，三聚氰胺的生產普遍采用尿素原料路線。三聚氰胺的催 化合成反應方程式如下：

生成的三聚氰胺可能進一步縮合生成蜜勒胺、蜜白胺等副產 物，其反應方程式如下：

2C₃H₆N₆→C₆H₆N₁₀+2NH₃??(3)

生成蜜勒胺、蜜白胺等副產物的反應是可逆的，其反應方程式 如下：

C₆H₆N₁₀+2NH₃→C₃H₆N₆???(4)

國內典型氣相催化淬冷三聚氰胺生產工藝過程如圖-1所示，描 述如下：熔融尿素加入到一個溫度在355-455℃，壓力在0.1-0.7MPa 的以氧化鋁或硅鋁膠或硅膠作催化劑，氨和二氧化碳混合物為載氣 的流化床反應器2中，在此發生反應方程式(1)、(2)和(3)的化 學反應。

反應過程所需熱量由熔鹽爐8過來的高溫熔鹽流經流化床反應 器內部的加熱盤管15提供，為了在流化床反應器2內獲得富含氨 的氣氛，氣氨作為霧化氣通過尿素噴嘴進入到流化床反應器中。

由氣態三聚氰胺、少量的蜜勒胺、蜜白胺、未反應的尿素(以 其分解產物異氰酸和氨的形式)、氨和二氧化碳(一部分是新生成 的，一部分是在流化氣體里)及少量夾帶催化劑細顆粒組成的反應 生成氣從流化床反應器2頂部排出的。流化床反應器2排出的反應 生成氣(熱氣)在熱氣冷卻器9中被冷卻到300-355℃，使得蜜勒 胺、蜜白胺等副產物從氣相中結晶出來，同時降溫產生的熱量通過 熱氣冷卻器殼程的道生油移出到道生冷卻器10，用于生產2.2MPa 蒸汽。

蜜勒胺、蜜白胺等副產物結晶粉末連同夾帶的細催化劑顆粒隨 氣流進入熱氣過濾器11，在熱氣過濾器中進行氣固分離，固相由熱 氣過濾器底部排除，含氣態三聚氰胺、未反應的尿素(以其分解產 物異氰酸和氨的形式)、氨和二氧化碳氣相產物進入結晶器12。

過濾后的氣相物流從結晶器12頂部進入，在結晶器12里與 125-165℃的逆流而上的激冷氣體(冷氣)接觸混合，溫度下降到 180-230℃，超過99％的三聚氰胺從氣相中結晶析出。含三聚氰胺 結晶的氣固混合物進入捕集器13進行氣固分離，粉狀三聚氰胺從 捕集器底部排出，作為產品直接送去存儲，不需進行處理，產品的 最低純度99.9％，粒徑5至50微米。

幾乎不含三聚氰胺的氣相物流從捕集器13頂部出來后進入尿 素洗滌塔1，用125-155℃的熔融尿素洗滌，以除去氣相中少量的三 聚氰胺粉塵和未反應的尿素(以其分解產物異氰酸和氨的形式)， 同時將氣相物流降溫到125-155℃。洗滌后的氣相物流離開尿素洗 滌塔1，部分回送到流化床反應器2作流化氣體(載氣)，部分回送 結晶器13作為激冷氣體(冷氣)，剩余的氣體(尾氣)輸送到尾氣 處理系統。

上述三聚氰胺生產工藝存在一些不足。一方面，尿素在反應器 中的轉化率較低，一般在80-92％之間，這樣總有較高比例的尿素 在系統中循環，增加了生產過程的能耗，降低了裝置的產量。另一 方面，反應器中有大量的副產物(蜜勒胺、蜜白胺等)需要從過濾 器中收集后，作為副產物排除。

發明內容

本發明的目的是提供新的用于生產三聚氰胺的反應器，以克服 現有技術中尿素轉化率低、產生副產物過多缺陷。

本發明的另一目的是提供與上述反應器相適應的反應系統，以 及相關的生產方法。

根據本發明的反應器為一個兩段式筒形反應器，包括反應段和 冷卻段、介于所述反應段和所述冷卻段之間的氣體分布器以及設置 在所述冷卻段的旋風分離器，所述反應段和冷卻段設有催化反應 床。