專利名稱：蜜胺制備工藝的制作方法
蜜胺制備工藝
本發(fā)明涉及蜜胺制備工藝，所述工藝通過氨基甲酸鹽濃縮單元與尿素 制備工藝連接，所述氨基甲酸鹽濃縮單元包括解吸塔，在所述解吸塔中生 成包含氨、二氧化碳和水的氣體流，所述尿素制備工藝包括熱交換器，在 所述熱交換器中存在含尿素的流。
蜜胺的制備用尿素作為初始物料。并非所有尿素均轉(zhuǎn)化為蜜胺，并且 以副產(chǎn)物的形式形成包含二氧化碳、氨和水的流。該流可以是氣態(tài)的，或 者是二氧化碳和氨的水溶液。溶液中的二氧化碳和氨的一部分轉(zhuǎn)化為氨基 甲酸銨。二氧化碳和氨可以用作尿素制備工藝的初始物料。因此，將蜜胺 制備工藝與尿素制備工藝相連接是常見的。
由于含二氧化碳和氨的流包含大量的水，而在尿素形成過程中水的存 在不利于二氧化碳至尿素的轉(zhuǎn)化，因此必須在該流被轉(zhuǎn)移至尿素制備工藝 之前將其在氨基甲酸鹽濃縮單元中濃縮。
氨基甲酸鹽濃縮單元被定義為這樣一個單元在其中，水被從蜜胺制 備工藝所產(chǎn)生的包含二氧化碳、氨和水的流中去除。氨基甲酸鹽濃縮單元 可以包括解吸器和/或冷凝器和/或氣/液分離器。
尿素制備工藝可以是常規(guī)尿素工藝或尿素汽提工藝。常規(guī)尿素包含在 高壓部分中，通常僅在尿素反應(yīng)器中。在尿素反應(yīng)器中形成的尿素溶液在 離開反應(yīng)器后立即降低壓力，并先后在中壓循環(huán)階段以及低壓循環(huán)階段被 進一步處理。
在常規(guī)尿素裝置中，反應(yīng)器通常在180-25(TC的溫度和15-40 MPa的
壓力下操作。在常規(guī)尿素裝置中，氨和二氧化碳被直接進料至合成反應(yīng) 器。在中壓尿素循環(huán)階段膨脹、分解和冷凝之后，常規(guī)尿素裝置中未被轉(zhuǎn) 化為尿素的原材料在1.5-10 MPa的壓力下被分離并作為氨基甲酸銨流返回 尿素合成階段。然后，在低壓尿素循環(huán)階段中，在通常0.1-0.8 MPa的較 低壓力下，幾乎全部殘余的未轉(zhuǎn)化的氨和二氧化碳被從尿素合成溶液去除，得到尿素水溶液。然后，在減壓下，在蒸發(fā)器中，該尿素水溶液被轉(zhuǎn) 化為濃縮的尿素熔體。
尿素汽提裝置在其高壓部分通常包括反應(yīng)器、汽提器、冷凝器和可選 的洗滌器。
在尿素汽提裝置中，未轉(zhuǎn)化為尿素的氨和二氧化碳的排出主要發(fā)生在 基本上等于反應(yīng)器壓力的壓力下。在尿素汽提裝置中，反應(yīng)器、汽提器和 冷凝器通常一起形成高壓合成段。
無論是否添加汽提氣體，未轉(zhuǎn)化的氨基甲酸銨的分解和過量的氨的排 出主要發(fā)生在汽提器中。在汽提工藝中，二氧化碳和/或氨可用作汽提氣 體，然后這些組分被進料至反應(yīng)器。這里還可以采用"熱汽提"，這是指 僅通過供熱來分解氨基甲酸銨，并將存在的氨和二氧化碳從尿素溶液中去 除。汽提可以以一個或更多個步驟進行。例如以下工藝是已知的首先僅 進行熱汽提，然后通過供給更多的熱來進行C02汽提步驟。汽提器釋放的 氣體流含有氨和二氧化碳，將其可選地通過高壓冷凝器返回反應(yīng)器。
尿素汽提裝置的合成反應(yīng)器通常在160-240。C的溫度下、優(yōu)選在170-220。C的溫度下操作。合成反應(yīng)器中的壓力為12-21 MPa，優(yōu)選12.5-19.5 MPa。在汽提器的下游，經(jīng)汽提的尿素合成溶液在尿素循環(huán)段的一個或更 多個壓力階段中被膨脹至較低的壓力并被蒸發(fā)，得到濃縮的尿素熔體并且 低壓氨基甲酸銨流被返回高壓合成段。該氨基甲酸銨可根據(jù)工藝在不同壓 力下操作的若干個工藝步驟中或在單個工藝步驟中被回收。
常規(guī)尿素裝置和尿素汽提裝置例如描述在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996)第A27巻第339-350頁中。
蜜胺制備工藝可以是氣相工藝，也可以是高壓工藝。氣相工藝是低壓 工藝，其中蜜胺反應(yīng)器在0.1-3 MPa的壓力下操作。蜜胺制備工藝例如描 述在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996)第A16巻第 174-179頁中。
與尿素制備工藝連接的蜜胺制備工藝例如描述在US 3344146中。此 專利文獻中描述了一種與尿素制備工藝連接的蜜胺制備工藝。這兩種工藝 通過包括解吸器和至少一個冷凝器的氨基甲酸鹽濃縮單元連接。尿素工藝
包括數(shù)個熱交換器。其中一個熱交換器是蒸發(fā)器，在其中，通過蒸發(fā)存在 于尿素溶液中的水來將該溶液濃縮，得到基本上不含水的尿素熔體。得到 的尿素熔體被送至蜜胺制備工藝。
經(jīng)過充分的研究后發(fā)現(xiàn)，可以顯著減少用于該工藝的蒸汽的量。
這通過以下方法實現(xiàn)將在氨基甲酸鹽濃縮單元的解吸塔中得到的包 含氨、二氧化碳和水的氣體流送至尿素制備工藝中的熱交換器，在其中與 含尿素的流交換熱量，以使包含氨、二氧化碳和水的氣體流被冷卻并至少 部分冷凝，從而得到氨基甲酸銨溶液，該溶液被送至尿素制備工藝。
以此方式，將存在于包含氨、二氧化碳和水的氣體流中的熱量用于與 熱交換器中的含尿素的流進行熱交換。在尿素制備工藝中，可以存在一個 或更多個熱交換器。包含氨、二氧化碳和水的氣體流可用于所存在的這些 熱交換器中的一個或全部。
優(yōu)點在于，不必單獨用蒸汽加熱熱交換器，因而節(jié)省蒸汽和能量。因 此，整個工藝的操作成本可以更低。
在蒸發(fā)器管中冷凝包含氨、二氧化碳和水的氣體混合物之后，可將得 到的氨基甲酸銨溶液直接返回尿素制備工藝。
例如，可以將該溶液引入尿素制備工藝的高壓部分，或引入較低壓力 下的多個尿素循環(huán)段中的一個。
優(yōu)選地，在氨基甲酸銨溶液被送至尿素制備工藝之前，首先將其在冷 凝器中處理，以從該溶液中去除盡可能多的水。
更優(yōu)選地，氨基甲酸銨溶液被送至尿素制備工藝的尿素反應(yīng)器。
熱交換器優(yōu)選為尿素制備工藝中的蒸發(fā)器。
優(yōu)選地，在氨基甲酸銨溶液被送至尿素反應(yīng)器之前，將其加熱。通過 加熱該溶液，部分氨基甲酸銨分解為氨和二氧化碳，并得到氣/液混合物。 通過引入氣/液混合物，尿素反應(yīng)器中的尿素轉(zhuǎn)化率大大提高。 本發(fā)明還涉及通過包含解吸塔的氨基甲酸鹽濃縮單元與包含熱交換器 的尿素制備工藝連接的蜜胺制備裝置。這樣的裝置例如描述在上面提到的
US 3344146中。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當存在連接解吸塔與熱交換器的管線時，可以節(jié)省蒸汽和
能量，從而可使裝置在更低的成本下操作。 優(yōu)選地，熱交換器是蒸發(fā)器。

圖1更詳細地描述了本發(fā)明的工藝。 圖l示出了本發(fā)明的蜜胺制備裝置的各個單元。
將在尿素反應(yīng)區(qū)(UR)生成的尿素(U)進料至蜜胺反應(yīng)區(qū)
(MR)。在尿素(u)離開尿素反應(yīng)區(qū)(UR)之后，將其在尿素純化區(qū)
(UP)中純化，并在蒸發(fā)器(EV)中濃縮?？蛇x地，還可將氨(NH3)進 料至蜜胺反應(yīng)區(qū)(MR)。該氨可從外部源進料或從冷凝器(CO)循環(huán)。
將生成的蜜胺(m)送至蜜胺純化區(qū)(MP)，在其中，蜜胺(m)與 副產(chǎn)物分離。將作為含氨基甲酸鹽的流的形式的該副產(chǎn)物送至包括解吸塔
(DE)的氨基甲酸鹽濃縮單元，在其中，從含氨基甲酸鹽的流中去除水。 然后，將含氨基甲酸鹽的流送至冷凝器，隨后送至尿素反應(yīng)單元(UR)， 在其中，氨基甲酸鹽在高溫高壓下轉(zhuǎn)化為尿素(u)。在氨基甲酸鹽進入 冷凝器(CO)之前，將其與來自尿素純化單元(UP)的尿素在蒸發(fā)器
(EV)中進行熱交換。在該蒸發(fā)器(EV)中，含氨基甲酸鹽的流被冷 卻，而尿素被加熱。
將在尿素反應(yīng)單元(UR)中形成的尿素送至尿素純化單元(UP)， 在其中，未轉(zhuǎn)化的氨基甲酸鹽與尿素分離，并循環(huán)至尿素反應(yīng)單元
(UR)。如果需要，可將來自外部源的尿素添加至送至蒸發(fā)器(EV)的 尿素流(u)。在蒸發(fā)器(EV)中，尿素被加熱，而水被蒸發(fā)并去除。
權(quán)利要求
1.蜜胺制備工藝，所述工藝通過氨基甲酸鹽濃縮單元與尿素制備工藝連接，所述氨基甲酸鹽濃縮單元包括解吸塔，在所述解吸塔中生成包含氨、二氧化碳和水的氣體流，所述尿素制備工藝包括熱交換器，在所述熱交換器中存在含尿素的流，其特征在于所述包含氨、二氧化碳和水的氣體流被送至所述熱交換器，在其中與所述含尿素的流進行熱交換，以使所述包含氨、二氧化碳和水的氣體流被冷卻并至少部分冷凝，從而得到氨基甲酸銨溶液，所述氨基甲酸銨溶液被送至所述尿素制備工藝。
2. 如權(quán)利要求1的工藝，其特征在于在所述氨基甲酸銨溶液被送至 所述尿素制備工藝之前，首先將其在冷凝器中處理。
3. 如權(quán)利要求1或2的工藝，其特征在于所述熱交換器是蒸發(fā)器。
4. 如權(quán)利要求1-3中任何一項的工藝，其中所述尿素制備工藝包括尿 素反應(yīng)器，其特征在于所述氨基甲酸銨溶液被送至所述尿素制備工藝中 的所述尿素反應(yīng)器。
5. 如權(quán)利要求4的工藝，其特征在于在所述氨基甲酸銨溶液被送至 所述尿素制備工藝中的所述尿素反應(yīng)器之前，對其進行加熱。
6. 蜜胺制備裝置，所述裝置通過包括解吸塔的氨基甲酸鹽濃縮單元與 包括熱交換器的尿素制備工藝連接，其特征在于存在連接所述解吸塔與 所述熱交換器的管線。
7. 如權(quán)利要求6的裝置，其特征在于所述熱交換器是蒸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及蜜胺制備工藝，所述工藝通過氨基甲酸鹽濃縮單元與尿素制備工藝連接，所述氨基甲酸鹽濃縮單元包括解吸塔，在所述解吸塔中生成包含氨、二氧化碳和水的氣體流，所述尿素制備工藝包括熱交換器，在所述熱交換器中存在含尿素的流，其中所述包含氨、二氧化碳和水的氣體流被送至所述熱交換器，在其中與所述含尿素的流進行熱交換，以使所述包含氨、二氧化碳和水的氣體流被冷卻并至少部分冷凝，從而得到氨基甲酸銨溶液，所述氨基甲酸銨溶液被送至所述尿素制備工藝。
文檔編號B01J19/00GK101115729SQ200680004054
公開日2008年1月30日 申請日期2006年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者約翰內(nèi)斯·亨利克斯·孟內(nèi) 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司