一、三聚氰胺簡介1、三聚氰胺性質三聚氰胺(英文名Melamine)，是一種三嗪類含氮雜環有機化合物，重要的有機化工原料。簡稱三胺，又叫2，4，6一三氨基一1，3，5一三嗪、1，3，5一三嗪一2，4，6一三胺、2，4，6一三氨基脲、蜜胺、三聚氰酰胺.分子式C3N6H6或C3N3(NH2)3，分子量126.12。一、三聚氰胺簡介1、三聚氰胺性質1

比重：1.573（20℃）

熔點：354℃，在常壓下，與熔點附近能直接生華。

在水中的溶解度

溫度（℃）19.931.949.864.171.583.594.599溶解度0.3210.591.0451.702.373.154.595.05（克/100克水）

比重：1.573（20℃）

熔點：354℃，在常壓下，21.2化學性質

三聚氰胺具有一個對稱的三氮雜苯結構，它的主要化學反應來自氨基團，但在某些情況下，三氮雜苯的氮原子也可能起一些作用。

A)熱穩定性：三聚氰胺非常穩定，在200℃以上加熱，可脫氨生成蜜伯胺、蜜勒胺、蜜弄。

B)水解反應：在酸性條件下，長時間加熱能水解生成酰胺，在用尿素合成過程中，當主反應條件不能滿足或進反應器氨氣中水分含量高時，也應生成酰胺類雜質。

C）與酸的反應：由于三聚氰胺是一種弱堿，能與數種有機酸和無機酸反應，生成相應的三聚氰胺的鹽。

D）與醛類的反應：在所有的可能反應中，三聚氰胺與醛類的反應是最重要的。

1.2化學性質

三聚氰胺具有一個對稱的三氮雜苯結3二.三聚氰胺用途三聚氰胺是一種有機化學中間產品,主要用于甲醛縮合,制成三聚氰胺-甲醛樹脂,三聚氰胺樹脂具有耐熱、耐水耐老化,耐化學藥劑,耐電弧,高光澤、高硬度等優良特性,是木材、塑料、顏料、造紙、紡織等工業的一種重要的化工原料。三聚氰胺的最終用途見下表:二.三聚氰胺用途三聚氰胺是一種有機化學中間產品,主要用于甲醛4三聚氰胺課件資料53.1反應機理

以尿素為原料生產三聚氰胺的反應機理目前沒有統一的說法,但通常認為為以下兩種反應歷程:

a尿素先生成異氰酸,異氰酸環化成三聚氰酸,三聚氰酸的羥基被氨基取代,生成三聚氰胺CO(NH2)2HOCN+NH33HOCNNH3+H2O

CO(NH2)2

+H2O2NH3+CO2三、三聚氰胺的生產方法3.1反應機理

以尿素為原料生產三聚氰胺的反應機理目前沒6b.尿素分解生成異氰酸和氨,異氰酸分解成氰酸氨和二氧化碳,氰酸氨環化生成三聚氰胺

CO(NH2)2HOCN+NH3

2HOCNNH2CN+CO2

3NH2CN

總反應方程式:

6CO(NH2)2C3N6H6+6NH3+3CO2-Q

凈吸熱:415Kcal/Kg尿素b.尿素分解生成異氰酸和氨,異氰酸分解成氰酸氨和二氧化碳,73.2.三聚氰胺轉化的最佳反應條件：

（1）溫度:反應的效率主要有三聚合反應的平衡來決定,所有其它反應的轉化似乎是完全.溫度降低有利于放熱的三聚合反應的平衡向右移動—即向生成三聚氰胺的方向移動.在選定的壓力下要保持溫度和露點之間有一定的安全系數，因此最低溫度應在380℃以上。選擇操作溫度為390士5℃；提高溫度不會提高收率，相反會:1)增加氨的分解，導致循環氣中惰性氣體排放量增加，2)增加反應器壁和內部構件的氮化腐蝕。3.2.三聚氰胺轉化的最佳反應條件：

（1）溫度8（2）壓力:選擇0.4－0.6MPa，由平衡反應可知，提高壓力反應效率會大大提高。但隨著壓力的提高三聚氰胺的露點也相應提高，這意味著要提高NH3/尿素比,或者說要增加動力消耗.根據經驗選擇反應壓力為0.4-0.7MPa。（3）水份：在氣相催化工藝中，三聚氰胺收率與進入反應器的液尿質量特別是含水量、含油量及甲醛含量有很大的關系。在三聚氰胺反應中，只要有水分，尿素會水解成氨和二氧化碳而不分解成中間產物異氰酸.CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3從反應式看出，每含1kg水便會水解掉3.3kg尿素，最終影響到三聚氰胺的收率，因此生產三聚氰胺的尿素含水量應盡量低。另外在有水的情況下三聚氰胺會水解生成三聚氰酸一酰胺，三聚氰酸二酰胺，三聚氰酸等，從以上可以清楚地看到，引入三聚氰胺反應器的水量應盡可能的少。（2）壓力:選擇0.4－0.6MPa，由平衡反應可知，提高壓9含油量：含有各類油分的尿素進入高溫無氧的三聚氰胺反應器內．油分會長期在催化劑內外表面上形成結焦和積炭．從而堵塞催化劑小孔，使催化劑比表面積下降，從而降低催化劑的活性，使得三聚氰胺的收率降低，所以應盡量減少油份進入反應器內。甲醛含量：含有甲醛的尿素進入反應器內合成三聚氰胺。在無氧的情況下，同樣也會出現在催化劑內表面上形成積炭。減小催化劑的比表面積，使其活性大大降低，直接影響三聚氰胺收率。含油量：含有各類油分的尿素進入高溫無氧的三聚氰胺反103.3.生產方法

a.生產方法分類3.3.生產方法

a.生產方法分類11

b、各種制取方法

b.1用硫氰化鉀和氯化銨共熔

b.2用硫氰化銨加熱到250℃

b.3用雙氰胺在氨氣加熱下聚合

b.4用雙氰胺和碳酸胍反應

b.5有不含氧原子的氰化物制成氰胺，在聚合而得

b.6尿素法

b、各種制取方法

b.1用硫氰12c、各種生產工藝簡述

c.1高壓法流程

c、各種生產工藝簡述

c.1高壓法流程

13c.2低壓法流程

c.2低壓法流程

14

c.3、常壓法流程

c.3、常壓法流程

15目前，國內外三聚氰胺基本上由尿素縮聚合成生產，這一過程的實際收率一般在90％左右，其余原料則分解成NH3和CO2混合氣體。當前，世界上具有代表性的三聚氰胺工藝主要有四種，它們分別是日本的日產法（NISSAN）、意大利的蒙特愛迪生（MONTEDISON）、荷蘭的斯塔米卡邦法（DSM）和德國的巴斯夫法（BASF）。其中NISSAN法和MONTEDISON法屬于高壓法。高壓法采用高溫高壓液相均相反應，生產設備體積小，但工藝條件苛刻，材質要求高，而且易得到副產物，產品需液氨熟化和精制，工藝流程長。DSM法和BASF法屬于低壓法，采用以Al2O3或硅鋁膠作催化劑的流化床反應器。DSM法采用濕法捕集產品，BASF法采用干法捕集。干法捕集產品可避免三聚氰胺分解，減少設備腐蝕，并且所得產品不需精制。另外，低壓法對設備材質的要求不高，一般選用碳鋼或普通不銹鋼。目前，國內外三聚氰胺基本上由尿素縮聚合成生產，這一過程的實際16四.本裝置工藝流程本項目整個生產過程由反應合成、成品制備、液尿洗滌及壓縮、熔鹽供熱、包裝、煙氣除塵脫硫系統，輔助蒸汽伴熱及冷凝水系統、尾氣回收等。現分述如下：4.1反應合成工段

液尿泵（三臺，兩開一備）將濃度為99.7%(重量)，溫度約140℃的熔融尿素送入反應器的尿素噴咀。溫度為約150℃的氨氣將尿素霧化。為了將尿素均勻地分配到十二個噴咀，調整每個噴咀的開度一樣,十二個噴嘴在同一平面上均勻分布，四.本裝置工藝流程本項目整個生產過程由反應合成、成品制備、液17它們都是斜著裝的，這樣它們噴出的“霧狀尿素”便不會互相干擾。為了檢查反應器是否運行正常，在反應器上裝有4套壓力測定裝置和二十對熱電偶，這些儀表均是記錄式的。這些儀表裝在反應器不同的位置和不同的高度上.。

載氣在液尿洗滌塔洗滌凈化，經氣液分離器及載氣分離器和載氣緩沖罐后去載氣風機，經升壓后，載氣的壓力由0.3MPa被壓縮到0.5－0.6MPa。

載氣風機系透平式兩級壓縮機，轉速8159轉/分，帶有一套油冷卻系統和電加熱系統，以及輔助潤滑油泵和防喘振裝置。用液位開關和電加熱器自動測量油位和油溫，低溫時電加熱器自動啟動，即可將油預熱到需要的溫度，油預熱時，用輔助油泵打循環，以便整個油路均勻升溫，油箱設計有排氣口。它們都是斜著裝的，這樣它們噴出的“霧狀尿素”便不會互相干擾。18

對于每一臺壓縮機，都具有特定的性能曲線，而管網性能曲線往往也是一定的，因此，每臺壓縮機都有特定的工作范圍，但是，為了盡量避免壓縮機在運轉過程中發生喘振，使壓縮機有較寬的工況范圍，本壓縮機設計帶有入口調節閥。當關小閥門時，閥門流體壓力降低，這相當于壓縮機轉速n不變時，壓縮機進口壓力下降，相應地出口壓力也降低，于是，進氣節流后壓縮機的出口壓力降低。這樣一來就可以擴大壓縮機的操作范圍。

為了防止載氣風機（C0102）發生喘振，毀壞機組，進口裝有流量表，用它來控制壓縮機出口上的防喘陣閥，在氨壓機進口流量減少到某一值時，此閥會自動打開，從液尿洗滌塔進入壓縮機的進口。對于每一臺壓縮機，都具有特定的性能曲線，而管網19

從壓縮機出來的載氣，其壓力為0.5－0.6MPa，溫度約為188℃，然后進入反應器載氣預熱器E0201，用熔鹽將其溫度升高到約390℃。從反應器（R0201）底部分三支進入，通過氣體分布器分布后，對催化劑進行流化并同時與熔鹽盤管組換熱，氣體分布器為多管式分布器。反應器內裝有組分為91%SiO2和8%Al2O3催化劑，催化劑靜床高在11m-12m之間，尿素轉化為三聚氰胺的反應在催化劑顆粒表面進行。催化劑加強了熔鹽盤管與反應物之間的傳熱，催化劑的充分循環使固體顆粒能夠同熔融尿素充分混合。

為了把帶出的催化劑降至最低，在反應器內，在氣體出口管前設置了六組兩個串聯的旋風分離器。

從壓縮機出來的載氣，其壓力為0.5－0.6MPa20

反應所需的熱量由循環熔鹽提供，熔鹽從熔鹽槽來，用熔鹽泵經過熔鹽爐加熱后送入反應器內的熔鹽盤管內，從反應器出來后，流經載氣預熱器和倒吹氨氣加熱器設備，分別加熱載氣和氨氣后流回熔鹽槽。

三聚氰胺、氨和二氧化碳的氣態混合物在反應器內上行，經破泡板后通過催化劑旋風分離器,在大約385℃溫度下從分離器頂部排出。

離開三聚氰胺反應器R的氣體成分是：

三聚氰胺（NCNH2）3

氨NH3

二氧化碳CO2

密伯胺

HNCO氨基氰

反應所需的熱量由循環熔鹽提供，熔鹽從熔鹽槽來，用熔鹽21該氣體離開反應器去熱氣冷卻器靠殼程的液體導生汽化將工藝氣的溫度由385℃左右降至320℃，工藝氣中的三聚氰胺高溫副產物由氣體冷卻為固體，然后去熱氣過濾器。被氣化的道生氣（溫度約310℃，壓力約0.3MPa）通過道生冷凝器冷凝成為液態道生，冷凝的道生液利用位差流回流到熱氣冷卻器中循環使用；道生冷凝器管程加入脫鹽水，管程的脫鹽水吸收導生氣的熱量產生壓力為2.20MPa的蒸汽進入蒸汽緩沖罐，脫鹽水的液位和出口蒸汽壓力分別通過調節閥自動控制。該氣體離開反應器去熱氣冷卻器靠殼程的液體導生汽化將工藝氣的溫224.2成品制備工段

從熱氣冷卻器出來的約320℃左右工藝氣先去熱氣旋風分離器分離部分固體（固體即催化劑細粉、三聚氰胺的高溫副產物），分離后的固體排入一、二次副產品排渣罐；熱氣旋風分離器除塵后的氣體進入熱氣過濾器（三臺，兩開一備），每臺過濾器內有476根過濾管，通過過濾管束后把三聚氰胺的高溫副產物和催化劑細粉過濾下來。為了延長熱氣過濾器的使用周期,將476根過濾管分為八組,進行反吹，每隔1－2小時左右用加熱后的約320℃尾氣對過濾管束分別依次倒吹一次，倒吹時間3－5秒，兩臺過濾器輪流反吹。4.2成品制備工段

從熱氣冷卻器出來的約320℃左右工藝氣先23

過濾后的溫度為320℃工藝氣進入結晶器頂部，由結晶器頂部下行，從液尿洗滌系統來的140℃的冷氣（主要含氨氣、二氧化碳）從結晶器下部側面通過16個噴頭向上噴出與上部熱氣混合，使三聚氰胺氣體降溫凝華為三聚氰胺固體。為保證出結晶器的氣體溫度為210℃，在結晶器的冷氣進口設有調節閥，調節進結晶器的冷氣量。從結晶器出來的混合氣體進入一級捕集器，分離出大部分三聚氰胺，通過一級捕集器底部的兩個壓力螺旋，排入成品緩沖罐和成品輸送罐，從一級捕集器頂部出來的含有少量三聚氰胺的氣體進入二級捕集器，分離出的三聚氰胺進入二次成品收集罐。成品經氣力輸送往西園區成品料倉輸送，中間進行冷卻，在包裝倉庫進行包裝。過濾后的溫度為320℃工藝氣進入結晶器頂部，由結晶器244.3液尿洗滌壓縮工段

從二級捕集器（V10401A/B）來的約210℃的工藝氣，通過冷氣風機（C0101）加壓到約0.33MPa后,從塔頂進入液尿洗滌塔（T0101），與來自液尿循環泵的溫度約140℃左右、循環量約1100m3/h的循環液尿進行并流接觸洗滌，液尿分兩層從塔的上部和頂部進入，每層有九個液尿噴嘴，每個噴嘴的進口安裝有閥門來調節進噴嘴的液尿量，使液尿均勻的噴入洗滌塔內，以凈化工藝氣，除去工藝氣中未結晶下來的三胺及低溫副產物，并使工藝氣降溫。從冷氣風機來的循環氣的熱量通過液尿洗滌塔內筒體內壁的四組換熱管換熱,換熱管內充滿熱水，在頂部汽包產生0.2MPa的蒸汽，210℃的工藝氣和液尿從上至下依次經過塔內的四組換熱管，對工藝氣進行換熱，使工藝氣降溫到140℃，在洗滌塔內洗滌后的工藝氣和部分液尿進入氣液分離器（V0102A/B/C/D/E/F）中以除4.3液尿洗滌壓縮工段

從二級捕集器（V1040125去氣體中夾帶的液尿，經分離后的液尿利用位差流回液尿洗滌塔的塔釜；分離后的氣體匯總到氣液分離器下面的集氣環管，從該集氣環管上分出兩路氣體管，一路經冷氣分離器（V0101）后又分為兩路，一路去結晶器，另一路為尾氣管線去尾氣壓縮機，從集氣環管出來的另一路經載氣分離器（V0103）和載氣緩沖罐（V0104）后去載氣風機（C0102）。循環氣經過載氣風機（C0102）升壓后進入載氣分氣缸(V0105)，循環氣在此分為兩路：一路進入載氣預熱器(E0201)加熱后進入反應器(R0201)作流化氣，一路去液尿洗滌工段作載氣壓縮機（C0102）的防喘振回路.去氣體中夾帶的液尿，經分離后的液尿利用位差流回液尿洗滌塔的塔264.4熔鹽供熱工段

煤在煤場通過皮帶輸送機輸送到熔鹽爐的煤倉內，燃燒所需的空氣，經鼓風機升壓后通過空氣預熱器由煙道氣加熱。在熔鹽爐內通過煤的燃燒，將熱量供給循環的熔鹽。出熔鹽爐的煙道氣溫度在500－550℃，對其熱量進行回收利用，余熱回收系統有保溫氣加熱器、余熱鍋爐、空氣預熱器、熱水換熱器組成，煙道氣依次經過上述換熱設備，使煙氣溫度降到約130℃，降溫后的煙氣通過除塵器除塵，再經過引風機和脫硫吸收塔脫硫后排至煙囪;熔鹽槽中的熔鹽溫度大約405℃，用液下式熔鹽泵(兩開一備）把熔鹽打入熔鹽爐加熱后（430－450℃）送入反應器的熔鹽盤管內，提供反應所需熱量；4.4熔鹽供熱工段

煤在煤場通過皮帶輸送機輸送27從反應器流出的熔鹽經載氣預熱器和倒吹氨氣加熱器，繼續對載氣和倒吹氨氣加熱，此時熔鹽溫度降至約405℃－410℃，流回熔鹽槽，從而完成一個熔鹽循環。

在正常操作狀態下，盤管中的壓力低于反應器的壓力。若是某組盤管出現泄露，只要對熔鹽槽取樣，在熔鹽槽內就會發現有NH3和催化劑存在。

為了防止空氣進入熔鹽系統，減緩運行中熔鹽由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽的速度，應盡可能將熔鹽系統密封好，并在鹽槽內充二氧化碳氣體進行保護，以免熔鹽的熔點溫度升高。從反應器流出的熔鹽經載氣預熱器和倒吹氨氣加熱器，繼續對載氣和28熔鹽的成分如下：

40%（重量）NaNO2

7%（重量）NaNO3

53%（重量）KNO3

由于熔鹽分解的特點，因此要求在操作過程中嚴格控制熔鹽爐出口的加熱溫度，以免熔鹽的溫度過高，同時在熔鹽槽內通入二氧化碳進行保護，避免熔鹽與氧氣接觸。經過上述兩項保護措施后，一般來說，熔鹽的分解放緩，熔點的升高也是非常緩慢的，熔鹽的成分如下：

40%（重量）N29

工藝流程示意圖

結晶器過濾器熱氣旋風熱氣冷卻器捕集器冷氣風機液尿洗滌旋風分離載氣風機渣成品料倉包裝熔鹽槽反應器熔鹽爐載氣預熱器外來尿素尾氣系統

工藝流程示意圖

結晶30

五.本裝置生產能力及消耗

A）生產能力：200噸/天

B）每噸三聚氰胺的消耗：

名稱單位設計值期望值尿素噸3.153.05－3.0氨氣噸0.200.10催化劑千克102－5電Kw.h700650不含尾氣壓縮機五.31

六、安全注意事項6.1概述該生產裝置是一個高溫、有壓、易燃、易爆、易中毒、易窒息、容易發生堵塞的工藝環境，所用物料介質有氣氨、氨水、尿素熔融物、高溫熔鹽(硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉的混合物)、高溫道生(聯苯和聯苯醚的混合物)、蒸汽、冷凝液、高溫催化劑、高溫工藝氣等，他們可能給人們帶來危害，為了順利安全的試車、開車成功，杜絕各類事故發生，我們必須認真執行操作規程，嚴格遵守各種規章制度和有關安全規定，并熟悉和掌握有關防護知識。

六、安全注意事項32

6.2.工藝物料特性

1)氨

2)尿素

3)道生液:

道生是的26.5%聯苯醚與73.5%的聯苯共熔混合物，常態沸點257℃，結晶點l2℃，著火點l27℃，自燃溫度620℃，密度1058Kg/m3。

在生產使用中，應該避免重復或持續地讓皮膚與導生接觸，當皮膚上沾有導生后，應使用肥皂和水沖洗。

從管線、閥門或接頭處泄漏的導生會浸入保溫層，由于保溫材料的虹吸作用和空氣較大的接觸面積，這種泄

6.2.工藝物料特性

1)氨

2)尿素

3)33漏是造成火災的潛在危險。在這種狀態下，同時又伴隨高溫，許多有機介質都是可以自燃的。所以泄漏應盡快修復，并使用接受污染的保溫層。

室溫下導生有微弱的蒸氣壓，不會對呼吸造成危害，當被加熱升溫后，就要采取措施避免空氣中介質蒸汽濃度增高而對人體呼吸的危害。

6.4熔鹽

熔鹽是40％亞硝酸鈉、7％硝酸鈉和53％硝酸鉀組成三元混合物，常壓下它被應用的溫度范圍為l50—550℃。

熔鹽的熔點為142.3℃，少量的水份雜質能明顯降低它的熔點。

熔鹽是強氧化劑，木屑、紙和其它有機物同熔鹽發生劇烈作用，并且由于有機物的燃燒，不允許與熔鹽接觸。也不允許熔化了的熔鹽同鎂和鋁接觸，漏是造成火災的潛在危險。在這種狀態下，同時又伴隨高溫，許多有346.3.安全及操作注意事項防止并避免熔鹽、液尿高溫燙傷,易燃物遠離熔鹽,防止發生火災.進入設備檢查、清理時,要進行有毒氣體分析,同時打開所有人孔通風,帶好防毒面具,需要時用盲板將設備隔離出來.出現熔鹽泵跳車時,要及時停熔鹽爐的鼓、引風機和爐排減速機,防止燒壞爐內盤管.剛開車時要將液尿洗滌塔夾套的水用蒸汽加熱到液尿熔點溫度以上,防止液尿結晶在塔內列管上.熱氣過濾器內的溫度在300℃以上時,才能向反應器內投尿素,防止堵塞過濾管.6.3.安全及操作注意事項防止并避免熔鹽、液尿高溫燙傷,35一、三聚氰胺簡介1、三聚氰胺性質三聚氰胺(英文名Melamine)，是一種三嗪類含氮雜環有機化合物，重要的有機化工原料。簡稱三胺，又叫2，4，6一三氨基一1，3，5一三嗪、1，3，5一三嗪一2，4，6一三胺、2，4，6一三氨基脲、蜜胺、三聚氰酰胺.分子式C3N6H6或C3N3(NH2)3，分子量126.12。一、三聚氰胺簡介1、三聚氰胺性質36

比重：1.573（20℃）

熔點：354℃，在常壓下，與熔點附近能直接生華。

在水中的溶解度

溫度（℃）19.931.949.864.171.583.594.599溶解度0.3210.591.0451.702.373.154.595.05（克/100克水）

比重：1.573（20℃）

熔點：354℃，在常壓下，371.2化學性質

三聚氰胺具有一個對稱的三氮雜苯結構，它的主要化學反應來自氨基團，但在某些情況下，三氮雜苯的氮原子也可能起一些作用。

A)熱穩定性：三聚氰胺非常穩定，在200℃以上加熱，可脫氨生成蜜伯胺、蜜勒胺、蜜弄。

B)水解反應：在酸性條件下，長時間加熱能水解生成酰胺，在用尿素合成過程中，當主反應條件不能滿足或進反應器氨氣中水分含量高時，也應生成酰胺類雜質。

C）與酸的反應：由于三聚氰胺是一種弱堿，能與數種有機酸和無機酸反應，生成相應的三聚氰胺的鹽。

D）與醛類的反應：在所有的可能反應中，三聚氰胺與醛類的反應是最重要的。

1.2化學性質

三聚氰胺具有一個對稱的三氮雜苯結38二.三聚氰胺用途三聚氰胺是一種有機化學中間產品,主要用于甲醛縮合,制成三聚氰胺-甲醛樹脂,三聚氰胺樹脂具有耐熱、耐水耐老化,耐化學藥劑,耐電弧,高光澤、高硬度等優良特性,是木材、塑料、顏料、造紙、紡織等工業的一種重要的化工原料。三聚氰胺的最終用途見下表:二.三聚氰胺用途三聚氰胺是一種有機化學中間產品,主要用于甲醛39三聚氰胺課件資料403.1反應機理

以尿素為原料生產三聚氰胺的反應機理目前沒有統一的說法,但通常認為為以下兩種反應歷程:

a尿素先生成異氰酸,異氰酸環化成三聚氰酸,三聚氰酸的羥基被氨基取代,生成三聚氰胺CO(NH2)2HOCN+NH33HOCNNH3+H2O

CO(NH2)2

+H2O2NH3+CO2三、三聚氰胺的生產方法3.1反應機理

以尿素為原料生產三聚氰胺的反應機理目前沒41b.尿素分解生成異氰酸和氨,異氰酸分解成氰酸氨和二氧化碳,氰酸氨環化生成三聚氰胺

CO(NH2)2HOCN+NH3

2HOCNNH2CN+CO2

3NH2CN

總反應方程式:

6CO(NH2)2C3N6H6+6NH3+3CO2-Q

凈吸熱:415Kcal/Kg尿素b.尿素分解生成異氰酸和氨,異氰酸分解成氰酸氨和二氧化碳,423.2.三聚氰胺轉化的最佳反應條件：

（1）溫度:反應的效率主要有三聚合反應的平衡來決定,所有其它反應的轉化似乎是完全.溫度降低有利于放熱的三聚合反應的平衡向右移動—即向生成三聚氰胺的方向移動.在選定的壓力下要保持溫度和露點之間有一定的安全系數，因此最低溫度應在380℃以上。選擇操作溫度為390士5℃；提高溫度不會提高收率，相反會:1)增加氨的分解，導致循環氣中惰性氣體排放量增加，2)增加反應器壁和內部構件的氮化腐蝕。3.2.三聚氰胺轉化的最佳反應條件：

（1）溫度43（2）壓力:選擇0.4－0.6MPa，由平衡反應可知，提高壓力反應效率會大大提高。但隨著壓力的提高三聚氰胺的露點也相應提高，這意味著要提高NH3/尿素比,或者說要增加動力消耗.根據經驗選擇反應壓力為0.4-0.7MPa。（3）水份：在氣相催化工藝中，三聚氰胺收率與進入反應器的液尿質量特別是含水量、含油量及甲醛含量有很大的關系。在三聚氰胺反應中，只要有水分，尿素會水解成氨和二氧化碳而不分解成中間產物異氰酸.CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3從反應式看出，每含1kg水便會水解掉3.3kg尿素，最終影響到三聚氰胺的收率，因此生產三聚氰胺的尿素含水量應盡量低。另外在有水的情況下三聚氰胺會水解生成三聚氰酸一酰胺，三聚氰酸二酰胺，三聚氰酸等，從以上可以清楚地看到，引入三聚氰胺反應器的水量應盡可能的少。（2）壓力:選擇0.4－0.6MPa，由平衡反應可知，提高壓44含油量：含有各類油分的尿素進入高溫無氧的三聚氰胺反應器內．油分會長期在催化劑內外表面上形成結焦和積炭．從而堵塞催化劑小孔，使催化劑比表面積下降，從而降低催化劑的活性，使得三聚氰胺的收率降低，所以應盡量減少油份進入反應器內。甲醛含量：含有甲醛的尿素進入反應器內合成三聚氰胺。在無氧的情況下，同樣也會出現在催化劑內表面上形成積炭。減小催化劑的比表面積，使其活性大大降低，直接影響三聚氰胺收率。含油量：含有各類油分的尿素進入高溫無氧的三聚氰胺反453.3.生產方法

a.生產方法分類3.3.生產方法

a.生產方法分類46

b、各種制取方法

b.1用硫氰化鉀和氯化銨共熔

b.2用硫氰化銨加熱到250℃

b.3用雙氰胺在氨氣加熱下聚合

b.4用雙氰胺和碳酸胍反應

b.5有不含氧原子的氰化物制成氰胺，在聚合而得

b.6尿素法

b、各種制取方法

b.1用硫氰47c、各種生產工藝簡述

c.1高壓法流程

c、各種生產工藝簡述

c.1高壓法流程

48c.2低壓法流程

c.2低壓法流程

49

c.3、常壓法流程

c.3、常壓法流程

50目前，國內外三聚氰胺基本上由尿素縮聚合成生產，這一過程的實際收率一般在90％左右，其余原料則分解成NH3和CO2混合氣體。當前，世界上具有代表性的三聚氰胺工藝主要有四種，它們分別是日本的日產法（NISSAN）、意大利的蒙特愛迪生（MONTEDISON）、荷蘭的斯塔米卡邦法（DSM）和德國的巴斯夫法（BASF）。其中NISSAN法和MONTEDISON法屬于高壓法。高壓法采用高溫高壓液相均相反應，生產設備體積小，但工藝條件苛刻，材質要求高，而且易得到副產物，產品需液氨熟化和精制，工藝流程長。DSM法和BASF法屬于低壓法，采用以Al2O3或硅鋁膠作催化劑的流化床反應器。DSM法采用濕法捕集產品，BASF法采用干法捕集。干法捕集產品可避免三聚氰胺分解，減少設備腐蝕，并且所得產品不需精制。另外，低壓法對設備材質的要求不高，一般選用碳鋼或普通不銹鋼。目前，國內外三聚氰胺基本上由尿素縮聚合成生產，這一過程的實際51四.本裝置工藝流程本項目整個生產過程由反應合成、成品制備、液尿洗滌及壓縮、熔鹽供熱、包裝、煙氣除塵脫硫系統，輔助蒸汽伴熱及冷凝水系統、尾氣回收等。現分述如下：4.1反應合成工段

液尿泵（三臺，兩開一備）將濃度為99.7%(重量)，溫度約140℃的熔融尿素送入反應器的尿素噴咀。溫度為約150℃的氨氣將尿素霧化。為了將尿素均勻地分配到十二個噴咀，調整每個噴咀的開度一樣,十二個噴嘴在同一平面上均勻分布，四.本裝置工藝流程本項目整個生產過程由反應合成、成品制備、液52它們都是斜著裝的，這樣它們噴出的“霧狀尿素”便不會互相干擾。為了檢查反應器是否運行正常，在反應器上裝有4套壓力測定裝置和二十對熱電偶，這些儀表均是記錄式的。這些儀表裝在反應器不同的位置和不同的高度上.。

載氣在液尿洗滌塔洗滌凈化，經氣液分離器及載氣分離器和載氣緩沖罐后去載氣風機，經升壓后，載氣的壓力由0.3MPa被壓縮到0.5－0.6MPa。

載氣風機系透平式兩級壓縮機，轉速8159轉/分，帶有一套油冷卻系統和電加熱系統，以及輔助潤滑油泵和防喘振裝置。用液位開關和電加熱器自動測量油位和油溫，低溫時電加熱器自動啟動，即可將油預熱到需要的溫度，油預熱時，用輔助油泵打循環，以便整個油路均勻升溫，油箱設計有排氣口。它們都是斜著裝的，這樣它們噴出的“霧狀尿素”便不會互相干擾。53

對于每一臺壓縮機，都具有特定的性能曲線，而管網性能曲線往往也是一定的，因此，每臺壓縮機都有特定的工作范圍，但是，為了盡量避免壓縮機在運轉過程中發生喘振，使壓縮機有較寬的工況范圍，本壓縮機設計帶有入口調節閥。當關小閥門時，閥門流體壓力降低，這相當于壓縮機轉速n不變時，壓縮機進口壓力下降，相應地出口壓力也降低，于是，進氣節流后壓縮機的出口壓力降低。這樣一來就可以擴大壓縮機的操作范圍。

為了防止載氣風機（C0102）發生喘振，毀壞機組，進口裝有流量表，用它來控制壓縮機出口上的防喘陣閥，在氨壓機進口流量減少到某一值時，此閥會自動打開，從液尿洗滌塔進入壓縮機的進口。對于每一臺壓縮機，都具有特定的性能曲線，而管網54

從壓縮機出來的載氣，其壓力為0.5－0.6MPa，溫度約為188℃，然后進入反應器載氣預熱器E0201，用熔鹽將其溫度升高到約390℃。從反應器（R0201）底部分三支進入，通過氣體分布器分布后，對催化劑進行流化并同時與熔鹽盤管組換熱，氣體分布器為多管式分布器。反應器內裝有組分為91%SiO2和8%Al2O3催化劑，催化劑靜床高在11m-12m之間，尿素轉化為三聚氰胺的反應在催化劑顆粒表面進行。催化劑加強了熔鹽盤管與反應物之間的傳熱，催化劑的充分循環使固體顆粒能夠同熔融尿素充分混合。

為了把帶出的催化劑降至最低，在反應器內，在氣體出口管前設置了六組兩個串聯的旋風分離器。

從壓縮機出來的載氣，其壓力為0.5－0.6MPa55

反應所需的熱量由循環熔鹽提供，熔鹽從熔鹽槽來，用熔鹽泵經過熔鹽爐加熱后送入反應器內的熔鹽盤管內，從反應器出來后，流經載氣預熱器和倒吹氨氣加熱器設備，分別加熱載氣和氨氣后流回熔鹽槽。

三聚氰胺、氨和二氧化碳的氣態混合物在反應器內上行，經破泡板后通過催化劑旋風分離器,在大約385℃溫度下從分離器頂部排出。

離開三聚氰胺反應器R的氣體成分是：

三聚氰胺（NCNH2）3

氨NH3

二氧化碳CO2

密伯胺

HNCO氨基氰

反應所需的熱量由循環熔鹽提供，熔鹽從熔鹽槽來，用熔鹽56該氣體離開反應器去熱氣冷卻器靠殼程的液體導生汽化將工藝氣的溫度由385℃左右降至320℃，工藝氣中的三聚氰胺高溫副產物由氣體冷卻為固體，然后去熱氣過濾器。被氣化的道生氣（溫度約310℃，壓力約0.3MPa）通過道生冷凝器冷凝成為液態道生，冷凝的道生液利用位差流回流到熱氣冷卻器中循環使用；道生冷凝器管程加入脫鹽水，管程的脫鹽水吸收導生氣的熱量產生壓力為2.20MPa的蒸汽進入蒸汽緩沖罐，脫鹽水的液位和出口蒸汽壓力分別通過調節閥自動控制。該氣體離開反應器去熱氣冷卻器靠殼程的液體導生汽化將工藝氣的溫574.2成品制備工段

從熱氣冷卻器出來的約320℃左右工藝氣先去熱氣旋風分離器分離部分固體（固體即催化劑細粉、三聚氰胺的高溫副產物），分離后的固體排入一、二次副產品排渣罐；熱氣旋風分離器除塵后的氣體進入熱氣過濾器（三臺，兩開一備），每臺過濾器內有476根過濾管，通過過濾管束后把三聚氰胺的高溫副產物和催化劑細粉過濾下來。為了延長熱氣過濾器的使用周期,將476根過濾管分為八組,進行反吹，每隔1－2小時左右用加熱后的約320℃尾氣對過濾管束分別依次倒吹一次，倒吹時間3－5秒，兩臺過濾器輪流反吹。4.2成品制備工段

從熱氣冷卻器出來的約320℃左右工藝氣先58

過濾后的溫度為320℃工藝氣進入結晶器頂部，由結晶器頂部下行，從液尿洗滌系統來的140℃的冷氣（主要含氨氣、二氧化碳）從結晶器下部側面通過16個噴頭向上噴出與上部熱氣混合，使三聚氰胺氣體降溫凝華為三聚氰胺固體。為保證出結晶器的氣體溫度為210℃，在結晶器的冷氣進口設有調節閥，調節進結晶器的冷氣量。從結晶器出來的混合氣體進入一級捕集器，分離出大部分三聚氰胺，通過一級捕集器底部的兩個壓力螺旋，排入成品緩沖罐和成品輸送罐，從一級捕集器頂部出來的含有少量三聚氰胺的氣體進入二級捕集器，分離出的三聚氰胺進入二次成品收集罐。成品經氣力輸送往西園區成品料倉輸送，中間進行冷卻，在包裝倉庫進行包裝。過濾后的溫度為320℃工藝氣進入結晶器頂部，由結晶器594.3液尿洗滌壓縮工段

從二級捕集器（V10401A/B）來的約210℃的工藝氣，通過冷氣風機（C0101）加壓到約0.33MPa后,從塔頂進入液尿洗滌塔（T0101），與來自液尿循環泵的溫度約140℃左右、循環量約1100m3/h的循環液尿進行并流接觸洗滌，液尿分兩層從塔的上部和頂部進入，每層有九個液尿噴嘴，每個噴嘴的進口安裝有閥門來調節進噴嘴的液尿量，使液尿均勻的噴入洗滌塔內，以凈化工藝氣，除去工藝氣中未結晶下來的三胺及低溫副產物，并使工藝氣降溫。從冷氣風機來的循環氣的熱量通過液尿洗滌塔內筒體內壁的四組換熱管換熱,換熱管內充滿熱水，在頂部汽包產生0.2MPa的蒸汽，210℃的工藝氣和液尿從上至下依次經過塔內的四組換熱管，對工藝氣進行換熱，使工藝氣降溫到140℃，在洗滌塔內洗滌后的工藝氣和部分液尿進入氣液分離器（V0102A/B/C/D/E/F）中以除4.3液尿洗滌壓縮工段

從二級捕集器（V1040160去氣體中夾帶的液尿，經分離后的液尿利用位差流回液尿洗滌塔的塔釜；分離后的氣體匯總到氣液分離器下面的集氣環管，從該集氣環管上分出兩路氣體管，一路經冷氣分離器（V0101）后又分為兩路，一路去結晶器，另一路為尾氣管線去尾氣壓縮機，從集氣環管出來的另一路經載氣分離器（V0103）和載氣緩沖罐（V0104）后去載氣風機（C0102）。循環氣經過載氣風機（C0102）升壓后進入載氣分氣缸(V0105)，循環氣在此分為兩路：一路進入載氣預熱器(E0201)加熱后進入反應器(R0201)作流化氣，一路去液尿洗滌工段作載氣壓縮機（C0102）的防喘振回路.去氣體中夾帶的液尿，經分離后的液尿利用位差流回液尿洗滌塔的塔614.4熔鹽供熱工段

煤在煤場通過皮帶輸送機輸送到熔鹽爐的煤倉內，燃燒所需的空氣，經鼓風機升壓后通過空氣預熱器由煙道氣加熱。在熔鹽爐內通過煤的燃燒，將熱量供給循環的熔鹽。出熔鹽爐的煙道氣溫度在500－550℃，對其熱量進行回收利用，余熱回收系統有保溫氣加熱器、余熱鍋爐、空氣預熱器、熱水換熱器組成，煙道氣依次經過上述換熱設備，使煙氣溫度降到約130℃，降溫后的煙氣通過除塵器除塵，再經過引風機和脫硫吸收塔脫硫后排至煙囪;熔鹽槽中的熔鹽溫度大約405℃，用液下式熔鹽泵(兩開一備）把熔鹽打入熔鹽爐加熱后（430－450℃）送入反應器的熔鹽盤管內，提供反應所需熱量；4.4熔鹽供熱工段

煤在煤場通過皮帶輸送機輸送62從反應器流出的熔鹽經載氣預熱器和倒吹氨氣加熱器，繼續對載氣和倒吹氨氣加熱，此時熔鹽溫度降至約405℃－410℃，流回熔鹽槽，從而完成一個熔鹽循環。

在正常操作狀態下，盤管中的壓力低于反應器的壓力。若是某組盤管出現泄露，只要對熔鹽槽取樣，在熔鹽槽內就會發現有NH3和催化劑存在。

為了防止空氣進入熔鹽系統，減緩運行中熔鹽由