[發明專利]利用工業廢熱生產氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置

無效

• 申請號: 201310035192.5
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103086990A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 陳世豪;陳鼎東;黃兵;鄒福旺;吳元金;黃繩煬
• 申請（專利權）人: 福建省邵武市榕豐化工有限公司
• 主分類號: C07D251/32
• 分類號: C07D251/32;F27B9/00;F27B9/36
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種利用工業廢熱生產氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置，屬于固相法氰脲酸生產技術領域。

背景技術

氰尿酸CA（又名異氰脲酸或三聚氰酸）為環狀三酰亞胺，環上的N、C、O都可以起化學反應，其產品可形成多種氰尿酸衍生物和作為耐高溫、阻燃與潤滑合成材料的原料。國內生產廠家及用戶上百家，最大生產能力超萬噸，約50%產量（部分加工成氰尿酸衍生物）出口國外。近年來，氰尿酸及其衍生物的生產工藝、品種開發迅速發展，常見產品有：二氯異氰尿酸鈉（優氯凈）、三氯異氰尿酸、噻克（THEIC）、呔嗶克(TGIC)、交聯劑（TAIC）、抗氧劑3114、阻燃劑MCA、油漆等，充分顯示它巨大市場潛力而受到人們重視。

傳統的氰尿酸生產工藝是尿素熱裂解（尿素熱解法），即以尿素與裂解助劑為原料，經燃煤煙道氣高溫脫氨、聚合而得粗品氰脲酸;粗品氰脲酸經強酸精制、冷卻、固液分離、干燥而得成品。這種工藝尿素裂解能耗高（國內氰脲酸行業固相法工藝其單位消耗燃煤0.45噸），粗品中氰尿酸含量低，含量55～65%,這就導致粗品精制酸耗高，蒸汽消耗大，成品純度低且不穩定，整項工藝收得低（70～75%）缺陷。

尿素轉化成氰脲酸的化學方程式：

?????6（NH₂）₂CO??→?C₃N₆H₆（氰脲酸）?＋?3CO₂?＋?6NH₃↑

目前，在冶金高爐、加熱爐、煉焦；玻璃、陶瓷爐窯以及熱電廠、鋼鐵廠、石油化工、焦化廠等工廠排放的溫度超200℃廢氣，大都直接排入大氣，不僅將廢氣熱源白白浪費，還造成熱輻射污染。

另外，在硫酸企業生產的二氧化硫900℃氣體，工藝要求必須將多余的熱量移走，現有方法是采用余熱鍋爐將二氧化硫氣體降至450℃后進轉化塔，二氧化硫氣體所釋放的大量熱能，只轉化成鍋爐蒸汽，熱能利用價值低。轉化塔出口的三氧化硫450℃中溫氣體，工藝要求需進行降溫至100℃以下進入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸，現大多數企業采用列管空氣降溫形式將三氧化硫氣體熱源外排而白白浪費掉，且造成熱輻射污染。

發明內容

為了解決傳統的固相法氰尿酸生產工藝存在尿素裂解能耗高，粗品中氰尿酸含量低，成品純度低且不穩定，工藝收得低等缺陷，提出利用工業廢熱生產氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置，將以上問題加以解決。

本發明的技術方案在于：一種利用工業廢熱生產氰尿酸的方法，該方法是利用工業廢熱替代燃煤煙道氣作為尿素裂解時的熱源來生產氰脲酸粗品。

具體地說就是：工業廢熱通過隧道式裂解爐裝置轉化為尿素裂解時的熱源。其中隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管，所述中間套管的進料端設置有尿素及裂解助劑輸送裝置，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管的出料端設置有氰脲酸粗品輸出裝置；所述中間套管的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管進料端一側的外套層上連接有工業廢熱輸入管，位于中間套管出料端一側的外套層上連接有工業廢熱輸出管。

這里需要說明的是：所述工業廢熱包括冶金高爐、加熱爐和煉焦產生的廢氣廢熱；包括玻璃、陶瓷爐窯產生的廢氣廢熱；包括熱電廠、鋼鐵廠、石油化工或焦化廠等工廠外排的廢氣廢熱；包括硫酸企業生產時的二氧化硫和三氧化硫高、中溫氣體所釋放化學能而形成廢氣廢熱。所述廢氣廢熱的溫度超過200℃。所述工業廢熱中的高、中溫氣體是指高溫氣體450~900℃，中溫氣體200~450℃。

本發明的另一技術方案在于：一種隧道式裂解爐裝置，包括具有外套層的中間套管，所述中間套管的進料端設置有尿素及裂解助劑輸送裝置，以利輸入尿素及裂解助劑；所述中間套管的出料端設置有氰脲酸粗品輸出裝置；所述中間套管的中部連接有若干根氨氣排出管路；位于中間套管進料端一側的外套層上連接有工業廢熱輸入管，位于中間套管出料端一側的外套層上連接有工業廢熱輸出管。

所述中間套管橫截面為圓形環或矩形環。所述外套層由中間套管和外套管共同構成，所述外套管的橫截面為圓形或矩形，所述外套管的外側設置有保溫層。

利用工業廢熱生產氰尿酸的方法及隧道式裂解爐裝置也適用于部分化工產品可參照類式方式將工業廢熱轉化為吸收反應的熱源并取得同樣效果。