專利名稱：高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法
技術領域：
本發明涉及一種碳酸氫銨的生產方法，特別涉及一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法。
背景技術：
目前，如何經濟地處理三聚氰胺尾氣是困擾三聚氰胺生產廠家的一大難題，特別是低壓氣相法生產三聚氰胺的尾氣處理更是令眾多產家頭痛不已。在低壓氣相法生產三聚氰胺的方法中，生產一噸三聚氰胺產品的同時還會副產約2. 05噸的尾氣；尾氣成分主要以二氧化碳和氨為主，兩者的比例約為I : I (wt% )，如何更好地回收利用尾氣，已成為能否提供三聚氰胺產品綜合競爭力的重要因素。
已知三聚氰胺尾氣處理方法有多種，應用較普遍的尾氣處理方法主要有聯產尿素方法、氨碳分離方法、聯產碳酸氫銨方法、聯堿方法及聯產硝基肥料方法等，其中聯產碳酸氫銨方法具有投資低、方法易于掌握及對三聚氰胺系統影響較小等優勢。傳統的碳酸氫銨生產方法主要是作為合成氨生產脫碳的一個工序，碳酸氫銨的生產原料為氨水和含有約30% (V) 二氧化碳的合成氣。有些企業采用三聚氰胺尾氣與合成氣相結合，能夠實現聯產碳酸氫銨；而有些企業利用煅燒石灰石得到約35% (V)的低濃度二氧化碳來聯產碳酸氫銨。上述兩種三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的方法，其二氧化碳純度低且含有一定量的雜質，存在如下問題I)聯產系統中含有相當部分的惰性氣體，導致動力消耗增加；2)有效氣體含量低，設備處理能力受到一定制約；3)進入碳化工段的氣體量大但有效氣體量低，反應慢且氣體鼓泡過于劇烈，不利于生產較大結晶的碳酸氫銨產品；4)氣體純度低，不可避免地含有一定量的雜質，產品質量也受到一定影響。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，該方法利用大氮肥裝置中的高純度二氧化碳氣體與三聚氰胺尾氣相結合聯產碳酸氫銨，使得碳酸氫銨生產中的稀母液循環利用，以實現碳酸氫銨的清潔生產。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是提供一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，所述方法包括以下步驟I)將大氮肥裝置中的二氧化碳氣體通過減壓裝置減壓到O. 4-0. 7MPa后，進入二氧化碳氣體緩沖罐；2)將三聚氰胺尾氣經預碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水，并引入主碳化塔待用；
3)將步驟I)所得的二氧化碳氣體從底部送入主碳化塔，在主碳化塔內與步驟2)所得的碳化氨水進行反應產生碳酸氫銨結晶；當主碳化塔中的碳化度達到140-160%時，將主碳化塔底部的結晶液壓入稠厚器進行處理，經離心分離、包裝后得到碳酸氫銨產品，碳化后的稀母液及離心后的廢液進入循環利用。作為優選方案，其中所述步驟I) 二氧化碳氣體的壓力為2.0-3. 2MPa，純度為70-98% (V) ο作為優選方案，其中所述步驟2)碳化氨水按質量分數計含有14-18% NH3及18-22% CO2。作為優選方案，其中所述步驟3)主碳化塔的反應條件為頂部壓力O. 2-0. 4MPa，底部壓力O. 3-0. 5MPa ;頂部溫度60_70°C，底部溫度40_50°C，中部溫度50_60°C。
作為優選方案，其中所述步驟3)碳酸氫銨產品的純度按質量分數計為97%以上。作為優選方案，其中所述步驟3)循環利用具體為將從塔底排出的廢液及離心后的稀母液由儲液槽泵入清洗回收塔后進行噴淋、吸收操作。作為優選方案，其中所述步驟3)的噴淋具體為補充新鮮水到清洗回收塔，對來自主碳化塔及預碳化塔頂部的尾氣進行噴淋處理。作為優選方案，其中所述步驟3)的吸收具體為采用噴淋后清洗回收塔的底部稀塔化液吸收預碳化塔中的三聚氰胺尾氣得到所述碳化氨水。本發明具有的有益效果如下I)采用較高純度的二氧化碳氣體，使得實際參與反應的有效二氧化碳濃度增加，對于同等規模的碳化設備，生產能力顯著提升；2)碳酸氫銨生產的稀母液及廢液循環利用，以實現清潔生產；3)因二氧化碳氣體純度較高，所含的雜質明顯減少，有利于產品質量的提高；4)因二氧化碳氣體純度較高，反應較快，可適當縮短反應時間，較少氣體鼓泡對碳酸氫銨結晶顆粒的不良碰撞，使得結晶粒度較大，添加劑的使用量減少，且有利于離心分離；同時較大顆粒的比表面積有所減小，產品中的水含量有所降低。
圖I是本發明的方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步描述。一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，如圖I所示，所述方法包括以下步驟I)將大氮肥裝置中的二氧化碳氣體(壓力3. OMPa，純度為96% (V))通過減壓裝置減壓到O. 6MPa后，進入二氧化碳氣體緩沖罐(設置緩沖罐的作用是為了保持氣流的平穩，不會產生氣流脈沖現象)；2)將三聚氰胺尾氣經預碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水(含NH314-18%，C0218-22% )，并引入主碳化塔頂部待用；3)將步驟I)所得的二氧化碳氣體從底部送入主碳化塔，在主碳化塔(其中主碳化塔的頂部壓力為O. 2-0. 4MPa，底部壓力為O. 3-0. 5MPa ;頂部溫度為60_70°C，底部溫度為40-50°C，中部溫度為50-60°C)內與步驟2)所得的碳化氨水進行反應產生碳酸氫銨結晶，隨著反應的進行，碳酸氫銨結晶越來越多；當主碳化塔中的碳化度達到150%時，將主碳化塔底部的晶體液靠主塔頂的壓力壓入稠厚器進行處理，經離心分離后，用自動包裝機包裝(50kg塑編袋)，得到所述碳酸氫銨產品(純度達到97%以上)，其各項指標滿足GB3559-2001農業用碳酸氫銨的優等品質量指標要求，碳化后的稀母液及離心后的廢液進入循環利用；4)將步驟3)所得從塔底排出的稀母液及離心后的廢液由儲液槽送入清洗回收塔后，補充新鮮水到清洗回收塔，然后對來自主碳化塔及預碳化塔頂部的尾氣進行噴淋處理，并采用清洗回收塔的底部稀塔化液吸收預 碳化塔中的三聚氰胺尾氣，以得到上述碳化氨水。上述高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法中，碳酸氫銨生產裝置采用一個主碳化塔，并與三聚氰胺裝置的兩個尾氣吸收塔串聯，把原三聚氰胺的第一吸收塔作為碳酸氫銨裝置的預碳化塔，把三聚氰胺的第二吸收塔作為清洗回收塔，使得碳酸氫銨裝置與三聚氰胺尾氣吸收裝置結合，實現碳酸氫銨生產中稀母液的循環利用，循環利用碳酸氫銨生產中的稀母液，使得以實現碳酸氫銨裝置清潔生產的目的。本實施例僅是個例，目的旨在表述利用高純度的二氧化碳氣體作為原料的三聚氰胺聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，只要是利用高純度二氧化碳(體積分數為70% -98% )實現三聚氰胺聯產碳酸氫銨，且稀母液在本發明所述的清潔回收塔進行循環利用的等效修飾或變化，均同理皆應屬于本發明專利的保護范圍。
權利要求
1.一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 1)將大氮肥裝置中的二氧化碳氣體通過減壓裝置減壓到O.4-0. 7MPa后，進入二氧化碳氣體緩沖罐； 2)將三聚氰胺尾氣經預碳化塔吸收冷凝形成碳化氨水，并引入主碳化塔待用； 3)將步驟I)所得的二氧化碳氣體從底部送入主碳化塔，在主碳化塔內與步驟2)所得的碳化氨水進行反應產生碳酸氫銨結晶；當主碳化塔中的碳化度達到140-160%時，將主碳化塔底部的結晶液壓入稠厚器進行處理，經離心分離、包裝后得到碳酸氫銨產品，碳化后的稀母液及離心后的廢液進入循環利用。
2.如權利要求I所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟I) 二氧化碳氣體的壓力為2. 0-3. 2MPa，純度為70-98% (V)。
3.如權利要求I所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟2)碳化氨水按質量分數計含有14-18% NH3及18-22% C02。
4.如權利要求I所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟3)主碳化塔的反應條件為頂部壓力O. 2-0. 4MPa，底部壓力O.3-0. 5MPa ;頂部溫度60-70°C，底部溫度40-50°C，中部溫度50_60°C。
5.如權利要求I所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟3)碳酸氫銨產品的純度按質量分數計為97%以上。
6.如權利要求I所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟3)循環利用具體為將從塔底排出的稀母液及離心后的廢液由儲液槽泵入清洗回收塔后進行噴淋、吸收操作。
7.如權利要求6所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟3)的噴淋具體為補充新鮮水到清洗回收塔，對來自主碳化塔及預碳化塔頂部的尾氣進行噴淋處理。
8.如權利要求6所述的高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，其特征在于，所述步驟3)的吸收具體為采用噴淋后清洗回收塔的底部稀塔化液吸收預碳化塔中的三聚氰胺尾氣得到所述碳化氨水。
全文摘要
本發明涉及一種高純度二氧化碳結合三聚氰胺尾氣聯產碳酸氫銨的清潔生產方法，將大氮肥裝置中的二氧化碳氣體減壓后與經吸收冷凝的三聚氰胺尾氣在主碳化塔內進行反應，然后經稠厚器處理、離心分離和包裝后得到碳酸氫銨產品，碳化后的稀母液及離心后的廢液進入循環利用。本發明采用高純度的二氧化碳氣體，使得實際參與反應的有效二氧化碳濃度增加，對于同等規模的碳化設備，生產能力顯著提升；碳酸氫銨生產的稀母液循環利用，以實現清潔生產；因二氧化碳氣體純度較高，所含的雜質明顯減少，有利于產品質量的提高。
文檔編號C01C1/26GK102897796SQ20111020855
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者常懷春, 楊世東, 汪子昌, 宋建智, 位洪朋, 侯志揚, 任宇環, 邱新征 申請人:山東華魯恒升化工股份有限公司