欧洲技术工程承包公司

EurotecnicaContractorsandEngineersS.p.AViaG.B.Pergolesi25,20124Milan–[e-mail]:[phone]Fax:[phone]世界最主要的三聚氰胺技术在未来几年中，三聚氰胺市场的增长趋势对氨/尿素生产商打入新市场极为有力，不光能满足未来国内的需求而且能满足日益增长的出口需求。除此以外，尽管尿素及其它化肥市场变化多端，三聚氰胺价格发展稳定，因此是保证化肥生产商经济效益平稳发展的有效工具。全球范围内，40%的三聚氰胺生产使用了欧技公司的专利技术，因此它的高压工艺占有绝对领先地位。以下列出这一工艺的主要特征：•连续生产顶级三聚氰胺产品；•在每天24小时连续运行的工厂，两次正常维修间的运行时间超过500天；•无催化操作、无停车、无需流化床准备、没有质量变化、不用花费购买和处理催化剂的费用；•可在50%负荷下进行生产；•尾气中含有大量的中压氨和二氧化碳，可送至上游尿素厂或专门的尿素生产单元；•无化学品操作，无需烧碱或其它化学品，工厂只有尿素、氨及三聚氰胺，无需处理副产品；•环境保护的使者，没有排放到自然环境中的液体及固体废物。本文介绍了三聚氰胺市场、应用、存在的生产工艺，特别着重介绍了欧技公司的技术。3MELAMINE2产品概述2.1总则三聚氰胺有一个环形结构，可以用氨基氰三聚物或三聚氰酸酰胺来描述。其化学分子式为C3N3(NH2)3，，分子结构如下所示：，2.2物理特性生产和销售的三聚氰胺为精细、白色、粉状的物质。下表概述了其主要的物理特性：表面特征精细的白色晶体粉状物颜色白色摩尔重126.1320°C单位密度1.573溶点354°C(大气压下升华点)沸点300°C(减压下升华点)水溶性0.3g/100ml(20°C)2.3化学特性三聚氰胺在正常条件下极其稳定，被认为是一种非危险材料。其重要的化学特性是与甲醛反应生成蜜胺甲醛树脂，其分子中含有大量的氮（三聚氰胺是唯一含氮66.6%的化学物质）。在大多数三聚氰胺的应用中，其质量稳定，加上它的纯度和颜色都是考虑的重要因素。欧技公司三聚氰胺高压工艺工厂只生产顶级商业产品。4MELAMINE3最终用途3.1主要应用特点三聚氰胺在我们的生活中无处不在。胶合板、地板地、油漆、中密度纤维板、纺织物等等都是由于有这一化学产品的存在而拥有坚硬、耐用或防水的特性。三个主要特性使三聚氰胺成为独一无二的化学产品：1.稳定性，稳定性使其耐化学、热、物理老化；2.结构，使它可以与其它化学品或化学混合物组合，特别是与甲醛及其它单聚合物的组合，其化学及聚合反应范围广泛。3.含氮66%，被认为是释放氮的产品，当靠近高温热源时，具有抑制燃烧的优秀品质，它能释放氮，且不含有毒气体，经氧稀释，能抑制燃烧。3.2应用范围全球95%的三聚氰胺用于三聚氰胺树脂的生产，应用于各种工业领域，如：汽车、建筑、纺织业的生产。三聚氰胺树脂的主要应用在以下五个领域，表中列出了每一领域应用的比例，最后3%的消耗量是其它领域的应用（新用途）。装饰及保护胶合板49%木材粘合剂、特殊粘合剂、防水胶30%表面涂层、主要用于工业釉质消费品及汽车工业9%多种形状的模具产品，如家用日用品（盘子）、百货品，电器接线盒及开关盒6%纺织及造纸业的处理和涂层3%5MELAMINE其他应用ƒ混凝土添加剂ƒ轮胎线粘合剂ƒ火焰抑制剂ƒ特殊化肥ƒ离子交换树脂ƒ皮鞣剂ƒ荧光颜料ƒ玻璃纤维3%总计100%6MELAMINE4工艺路线4.1三聚氰胺合成三聚氰胺产品可从三种不同的原料中获得：尿素；双氰胺及氢化氰。在这三种不同原料中，只有基于尿素和双氰胺的工艺进入市场，尿素工艺是目前使用最普遍的工艺，因为其生产费用低廉。4.2生产工艺及与化肥厂的联合生产三聚氰胺产品可由尿素通过无催化高压工艺或催化低压工艺生产，上述两种工艺都是由一或两步组成，整个反应过程描述如下：反应方程16+6+3ureamelamineammoniacarbondioxideoxygennitrogenhydrogencarbonheat一般情况下，三聚氰胺厂与化肥厂进行联合生产，也就是说：在两种工艺下，由三聚氰胺厂所产生的氨和二氧化碳可作为原料循环至尿素厂，因此这种工艺大大提高了经济效益，具体描述如下：ureamelamineammoniacarbondioxideoffgases++ureafromoffgasesheatreprocessinginureaplantoxygennitrogenhydrogencarbon7MELAMINE少量的副产品为三聚氰胺缩聚物和氧化氨基三嗪，其含量低于5%，可采用不同的净化技术除去，由此获得纯度高于99%的三聚氰胺产品。基于尿素工艺的三聚氰胺生产率理论值按照上述反应一般在90-95%范围。4.2.1高压工艺三聚氰胺高压合成工艺于1963年首次进入市场，在典型的高压工艺中，反应是在液相、无催化剂，压力范围为7-15Mpa，温度范围为370÷450°C条件下进行的。熔融尿液在高于7Mpa的压力下被送入反应塔，由此转化为三聚氰胺。吸热反应发生在温度范围为370°-450°的液相状态，这时大约高于95%的尿液转化为三聚氰胺，热量由外部供给，如熔盐热传导系统。离开反应塔的三聚氰胺为液相，通过水冷降压以便将一起产生的氨和二氧化碳从三聚氰胺产品中分开，之后可以采用不同的工艺选择去除三聚氰胺中的副产物，并结晶成最终的三聚氰胺产品。4.2.2低压工艺这是一个气相工艺，于1966年走进市场。在一个典型的气相工艺中，反应是在带催化剂（铝或硅铝），压力范围为0.5-1Mpa，温度范围为390÷440°C条件下进行的。在此反应条件下，尿液按下列反应步骤转化成三聚氰胺：反应是在一个带有流化床的反应塔中进行的。在反应中，流化气即可为氨也可为氨及二氧化碳的混合气。三聚氰胺以气相并与流化气一起离开反应塔，通过水冷（之后进入结晶段）或气冷反应(气化)，将氨和二氧化碳分离。根据采用的不同冷却方式分离副产品。4.2.3工艺特性比较高压工艺和低压工艺的技术可根据所采用的工艺特性、工厂设计、及操作情况进行下列比较。下表中，列举了一些关键特性的比较。高压低压无需使用催化剂使用催化剂操作弹性大操作灵活性受到局限尾气压力高，很容易与化肥厂联合生产尾气压力低，很难与化肥厂联合生产8MELAMINE三聚氰胺以液体进入结晶器从急冷段出来的三聚氰胺为浆液维修简单，操作极为灵活机械设备复杂，容易产生管子堵塞现象从一开始便生产符合产品质量规格的产品，且只生产最高质量产品需要谨慎控制工厂和产品质量，可生产三种不同质量的产品，2/3的产品质量属于国际标准中的低劣质量产品9MELAMINE5欧技公司三聚氰胺高压工艺欧技公司的三聚氰胺业务起源于1976年，当时公司赢得了一套生产能力为15,000MTPY的EPC合同，此项目建在科威特的Shuaiba，一家科威特三聚氰胺工业化生产设备厂。该工厂的设计是基于美国AlliedSignal公司（现在为Honeywell所属)的技术。在这之后，欧技公司又完成了其它基于美国技术的项目，直至1998年，公司购买了工艺专利所有权，并开发出产量为30,000MTPY新的反应塔。依靠强有力的研发活动的支持，并与客户建立密切的合作关系，使欧技公司三聚氰胺技术达到登峰造极的地步。目前在一个每天24小时运行的工厂，两次正常维修间的操作时间超过500天，所生产的产品从一开始便可达到质量规格要求。最大规模的工厂已经达到60,000MTPY，工厂可按50%正常生产能力进行生产。在环保和控制排放问题上公司给予了特别的重视，欧技公司的三聚氰胺高压工艺技术能够完全符合气体排放规格标准，实现液体和固体的零排放，污水可被用作冷却水的补充给水。简单的操作，优秀的产品质量，世界规模的工厂，极大的操作灵活性，固体、液体的零排放，如果拥有所有这些高质量因素，就不难懂得欧技公司的三聚氰胺高压工艺之所以成为世界上最广泛应用的工艺的原因所在了。5.1工艺概述欧技公司提供的技术基于三个要点：•单级、液相、无催化反应。反应塔如同热交换器一样简单、灵活、可靠。没有循环回路，没有空压机设备，无需考虑流化床和催化剂。反应塔内极高的压力保证下游设备的压力处于高压水平，送往尿素厂的尾气为汽化物，很大程度上简化了三聚氰胺工厂与化肥厂联合生产问题。•分离和净化是基于由反应塔出来的产品的本来特性，无需添加化学品。分离和净化生产单元基于欧技公司高深的技术，该技术保持了氨和从反应塔出来的其它产品之间的平衡。无需化学品，在三废中未发现积存的盐类物质。•零排放，产品和生成物全部回收。反应生成物以汽化物形式从工厂排出，之后回收变成三聚氰胺或经分解变成氨和二氧化碳，与尾气一起循环到尿素厂。无任何产品浪费，不存在固体、液体、气体污染物排放到大气中去。欧技公司三聚氰胺高压工艺在下面章节中被详细描述，请参见下面简单的工艺流程图。10MELAMINEAmmoniaC.W.WatertreatmentCondensateSteamSteamWasteWaterAirAirWatermake-upReactorQuencherCO2stripperPurificationAmmonolizerScrubberAbsorberCrystallizerStoragebinDryerCentrifugeAmmoniacolumnFlashdrumC.W.MelaminecrystalsTobaggingUreafeedAmmoniafeedOffgasestoureaplantWaterToCWmakeup5.1.1合成熔融尿液与加热至极高温度的氨一起被泵入高压反应塔，在反应塔内尿液热解生成三聚氰胺、氨、二氧化碳。尿液生成三聚氰胺的转化是在400°C和8Mpa反应条件下进行的。5.1.2急冷和尾气分离从反应塔出来的生成物进入急冷塔，由来自吸收塔的冷却水进行冷却。原生三聚氰胺被溶解在水中。从急冷塔出来的尾气为含氨、二氧化碳和水的汽化物，在穿越急冷塔时被喷淋冷却，之后作为压力为24bar的原材料被循环送至尿素厂。三聚氰胺水溶液进入CO2汽提塔去除CO2，经汽提后的三聚氰胺溶液被送往净化单元，从汽提塔出来的汽化物与循环水一起流入吸收塔。在吸收塔中，二氧化碳由水吸收，吸收的溶液进入急冷塔。11MELAMINE5.1.3净化由汽提塔出来的原生三聚氰胺水溶液被送到净化单元。原生三聚氰胺溶液与氨精馏塔出来的氨流一起被泵入氨解析塔，在这里一些杂质被分解并转化成为三聚氰胺。然后溶液经过过滤去除不溶物，穿过活性碳床除掉有色物质，经再次过滤进入三聚氰胺结晶单元。5.1.4结晶、离心和干燥经净化后的三聚氰胺溶液被送至结晶塔的循环回路循环，结晶塔以稍低的压力和温度运行，在这里三聚氰胺的结晶条件被严格控制。从结晶塔出来的三聚氰胺浆液被送至离心段，进行母液和三聚氰胺晶体的分离。从离心段出来的固体物质被输送到干燥器中，去除水份，最大含水量为0.1wt%。干燥器排出的气体进入洗涤塔，洗涤后的空气被直接排放到大气中。5.1.5氨精馏塔从离心段出来的母液被送入氨精馏塔。母液中所含的氨在塔顶被回收，在氨冷凝塔中氨被冷凝、收集，并在工艺段循环。在进料塔盘上方聚集的二氧化碳流经侧面出口被送到吸收塔。在氨塔底部收集的溶液含有一些三聚氰胺及三聚氰胺副产品（主要是OAT，他们被送到废水处理单元。5.1.6废水处理及循环由氨塔底部出来的溶液经闪蒸降压后，产生的汽化物送到CO2汽提塔，而液体被送到水处理单元,详见下面的工艺流程图：C.W.UltrafiltrationOATCrystallizerWastewaterdecomposerWastewatercolumndowthermWastewaterfromflashdrumVaporstoquenchtowerVapor