專利名稱：：一種異氰尿酸的生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種異氰尿酸的生產方法，特別涉及一種采用全封閉連續性四級蒸汽壓差反應生產異氰尿酸的方法。
背景技術：
：異氰尿酸，又名氰尿酸、三聚氰酸，化學名稱為2，4，6_三羥基-1，3，5_三嗪，分子式C3H3N303，分子量129.1，外觀為白色結晶性粉末，無味，微溶于水，能溶于熱醇、吡啶、濃鹽酸及熱的硫酸，不溶于冷甲醇、醚、丙酮、苯及氯仿，比重1.768(含兩個結晶水)，熔點330°C(分解)，飽和溶液的pH值>4.0，用于制造氰尿酸溴化物、氯化物、溴氯化物、碘氯化物及其氰尿酸鹽類、酯類，主要用于合成新型殺菌消毒劑、水處理劑、漂白劑、氯化劑、溴化劑、抗氧化劑、油漆涂料、選擇性除草劑和金屬氰化緩和劑，還可以直接用作游泳池氯穩定劑，尼龍、塑料、聚酯阻燃劑及化妝品添加劑，專用樹脂的合成等方面。目前異氰尿酸的工業生產方法有固相法和液相法兩類，均以尿素為主要原料，我國大多數廠家采用固相法生產。1.固相法尿素在無溶劑下直接加熱解聚成異氰尿酸的方法稱為固相法。固體尿素在工業窯、爐或帶有攪拌器的反應裝置中于200290°C下熔融熱解，形成含有多種異氰尿酸胺鹽、氨基甲酸酯及縮二脲的粗異氰尿酸(含異氰尿酸約60%70%)，而后經破碎、酸洗、分離和干燥后得到含量98%的產品。2.液相法液相法是把尿素懸浮于環丁砜、二甲基亞砜、鄰異丙基酚等高沸點溶劑中，在反應釜內加熱聚合后，脫去溶劑，再經水洗、干燥等工序，制得高純度產品。現在國內異氰尿酸的生產普遍采用的“燃煤加熱法”生產粗品和“間歇敞開式直通蒸汽加熱法”生產精品，能耗高，污染嚴重，對尿素縮合產生的氨氣及異氰尿酸精制過程中產生的稀硫酸，僅采用一級簡單吸收低空排放，吸收效率低，過剩稀硫酸用石灰乳中和后排放，一方面造成了資源的浪費，另一方面也污染了環境，不符合清潔生產及環保要求，產品濃縮采用簡單釜式蒸餾，蒸汽消耗量大。
發明內容本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種節能減排、低成本高效率的異氰尿酸生產方法。本發明是通過如下技術方案實現的一種異氰尿酸的生產方法，其特殊之處在于將異氰尿酸細料與質量百分比為25%的硫酸混合均勻后由動力泵打入一級加壓反應釜，同時通入蒸汽為料液加熱，一級加壓反應釜內壓力為0.4MPa，溫度為135°C140°C，料液在此條件下瞬間水解，待一級加壓反應釜滿后，在動力泵的作用下，料液進入二級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時二級加壓反應釜內壓力為0.3MPa，溫度為130°C135°C，待二級加壓反應釜滿后，料液進入三級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時三級加壓反應釜內壓力為0.2MPa，溫度為125°C130°C，待三級加壓反應釜滿后，料液進入四級加壓反應釜繼續發生水解反應，四級加壓反應釜內壓力為0.IMPa，溫度為120°C125°C，此時水解反應完畢，料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻，壓力降為常壓，待料液溫度<30°C時，放入濾池。在異氰尿酸生產中采用全封閉連續性四級蒸汽壓差反應法取代間歇敞開式直通蒸汽加熱法以及縮合爐煙氣取代熱風爐干燥副產品硫酸銨的新工藝，不但實現了節能減排，而且使產品合格率達到98%以上，成本大幅降低，產量大幅提升。采用全封閉連續性四級蒸汽壓差反應法取代間歇敞開式直通蒸汽加熱法，在冷卻反應釜內，蒸汽壓力減弱為常壓，溫度小于等于30°C，熱能損失非常低，這樣就大大降低了蒸汽使用量；以縮合爐煙氣取代熱風爐干燥副產品硫酸銨，實現了節能減排；對尿素縮合產生的氨氣及異氰尿酸精制過程中產生的稀硫酸，采用飽和器循環吸收一塔式廢水尾氣吸收+兩效模式蒸發工藝，大大提高了副產品硫酸銨溶液的飽和度，使生產中產生的廢水全部循環利用，無廢液排放，尾氣中含氨量也大大降低。本發明異氰尿酸的生產方法，包括如下步驟(1)縮聚將尿素和催化劑氯化銨按10001比例加入瓷盆中，將瓷盆按上下層排放在小車上，將聚合爐用塊煤加熱到一定溫度，加熱的同時將加熱裝置產生的煙道氣，引入到副產品硫酸銨車間烘干工段進行余熱利用，再用千斤頂將載入物料的小車頂入聚合爐內，小車上的物料在爐內270-280°C溫度條件下，停留反應10小時后出爐，產生的氨氣則通過收集輸送到副產品硫酸銨車間去生產硫酸銨使用；(2)粉碎出爐后的物料經粗粉碎即為異氰尿酸粗品，粗品在投入一級加壓反應釜之前，要進行超細粉碎，粉碎為異氰尿酸細料，一般為60100目；(3)配制將原料按照異氰尿酸細料1.2噸、質量百分比為25%的硫酸1400升的比例放入第一配料槽和第二配料槽內，然后連接配料槽，將兩者混合均勻；(4)四級水解由動力泵將上述混合均勻的料液打入一級加壓反應釜，同時通入蒸汽為料液加熱，一級加壓反應釜內壓力為0.4MPa，溫度為135°C140°C，料液在此條件下瞬間水解，待一級加壓反應釜滿后，在動力泵的作用下，料液進入二級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時二級加壓反應釜內壓力為0.3MPa，溫度為130°C135°C，待二級加壓反應釜滿后，料液進入三級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時三級加壓反應釜內壓力為0.2MPa，溫度為125°C130°C，待三級加壓反應釜滿后，料液進入四級加壓反應釜繼續發生水解反應，四級加壓反應釜內壓力為0.IMPa，溫度為120°C125°C，此時水解反應完畢，料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻，壓力降為常壓，待料液溫度<30°C時，放入濾池；(5)抽濾料液進入濾池前，先將濾池放入一定量池底水，水位一般控制在高于濾布10厘米，放料畢，將料液抽濾，固體進入下一工序繼續操作，液體為高濃度酸水，通過管道進入副產品硫酸銨車間去生產硫酸銨使用；(6)水洗洗料采用泡洗法洗料次數為5-6遍。第1遍洗料水硫酸濃度為18%_20%，并且含有少量的異氰尿酸，所以直接回用于配料槽參與水解反應，第2-3遍洗料廢水硫酸濃度為12%-16%回用于副產品硫酸銨的生產。第4-6遍洗料水濃度為2%_6%，作為配制25%硫酸的水回用于異氰尿酸水解反應；(7)離心將物料洗好后離心處理得到濕料，此時濕料可以作為二氯、三氯原料；(8)烘干離心完后將物料干燥即為成品異氰尿酸。本發明中除有特殊說明外，硫酸的濃度百分比均為質量百分比。生產異氰尿酸的反應原理為①尿素高溫脫氨生成異氰尿酸粗品主反應(95.8%的尿素)3尿素一異氰尿酸+3氨<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>②副反應(4.2%的尿素):6尿素一三聚氰胺+3二氧化碳+6氨<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>③三聚氰胺加水在硫酸作用下生成異氰尿酸和氨三聚氰氨+3水一異氰尿酸+3氨C3N3(NH2)3+3H20H2S°4>C3N303H3+3NH3個④氨氣尾氣吸收2氨氣+硫酸一硫酸銨2NH3+H2S04—(NH4)2S04異氰尿酸產品質量標準執行行業標準異氰尿酸的質量標準<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發明異氰尿酸生產方法的有益效果，一是利用尿素縮合爐產生的高溫煙道氣對另一道工序的硫酸銨進行烘干，充分利用了煙道氣余熱，既有效的利用了能源，又大大減少了煙氣排放量，再則將粗制過程中產生的廢氨氣與精制過程中產生的廢酸水在硫銨車間重新合成硫酸銨，每年可副產硫酸銨95826噸，不但杜絕了廢氨氣排放污染，而且使廢酸水得到了充分回收利用，并拓展了產業鏈；二是節煤且生產效率大大提高原異氰尿酸精制生產工藝采用的“間歇敞開式直通蒸汽加熱法”，使得部分蒸汽白白在冷凝器中冷卻成水后排掉，浪費了大量熱能，而本發明采用全封閉連續性四級蒸汽壓差反應法，在冷卻反應釜內，蒸汽壓力減弱為常壓，溫度<30°C，這樣就能使熱能損失降至最低，大大減少了蒸汽使用量，噸產品蒸汽消耗由原來的1.6噸降為0.8噸，同時可實現連續性生產，反應時間由原來的11小時縮短為6小時，提高了生產效率；三是節電該發明使得異氰尿酸生產動力設備數量減少了35%，噸產品可節約耗電32度，該部分每年可節約用電160萬度。下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖1為本發明異氰尿酸的生產工藝流程圖；圖2為本發明異氰尿酸的物料平衡圖。具體實施例方式實施例1將1.5噸尿素和1.5千克氯化銨在聚合爐內發生縮聚反應，出爐后的物料經粗粉碎和細粉碎后得到異氰尿酸細料，將1.2噸異氰尿酸細料、1400升質量百分比為25%的硫酸分別放入第一配料槽和第二配料槽內，然后連接配料槽，將兩者混合均勻后由動力泵將料液打入3000升的一級加壓反應釜內，同時通入蒸汽為料液加熱，反應釜內壓力為0.4MPa，溫度為138°C，料液在此條件下瞬間水解，待一級加壓反應釜滿后，在動力泵的作用下，料液進入3000升二級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時二級加壓反應釜內壓力為0.3MPa，溫度為132°C，待二級加壓反應釜滿后，料液進入3000升三級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時三級加壓反應釜內壓力為0.2MPa，溫度為126°C，待三級加壓反應釜滿后，料液進入3000升四級加壓反應釜繼續發生水解反應，四級加壓反應釜內壓力為0.IMPa，溫度為122°C，此時水解反應完畢，料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻，待冷卻反應釜內壓力為常壓、料液溫度<30°C時，放入濾池進行水洗。放料前，濾池先放入一定量池底水，水位一般控制在高于濾布10厘米，放料畢，將料液抽濾，固體進入下一工序繼續操作，液體為高濃度酸水，通過管道進入副產品硫酸銨車間去生產硫酸銨使用。洗料采用泡洗法，洗畢，離心烘干即得到成品異氰尿酸。整個過程時間為5小時，得到異氰尿酸成品1.07噸，蒸汽用量1.1232噸。比較例傳統異氰尿酸的生產方法，包括如下步驟1、配料將原料按照異氰尿酸細料1.2噸、質量百分比為25%的硫酸1400升的比例，加入3000升反應釜內，開啟攪拌；2、加熱打開排氣閥，開啟蒸汽閥，50分鐘后，釜內料液溫度達到120°C;3、保溫減小蒸汽閥門開度，減少給汽量，120°C保溫水解10-11小時，保溫期間要求攪拌間隔停止3小時；4、放料正常反應終止，停止通入蒸汽30分鐘后，打開罐口檢查料的成熟，合格后放料；5、洗料放料前，濾池先放入一定量池底水，水位控制在高于濾布10厘米。6、洗畢，離心烘干即得到成品異氰尿酸。整個過程反應時間為11-12小時，得到異氰尿酸成品1.02噸，蒸汽用量1.4356噸。通過與異氰尿酸的傳統生產方法進行比較，采用本發明的方法生產的異氰尿酸成品比傳統的多0.05噸，蒸汽用量減少0.3124噸，整個反應時間節約7小時。6實施例2將3噸尿素和6千克氯化銨在聚合爐內發生縮聚反應，出爐后的物料經粗粉碎和細粉碎后得到異氰尿酸細料，將2.4噸異氰尿酸細料、2800升質量百分比為25%的硫酸分別放入第一配料槽和第二配料槽內，然后連接配料槽，將兩者混合均勻后由動力泵將料液打入6000升的一級加壓反應釜內，同時通入蒸汽為料液加熱，反應釜內壓力為0.4MPa，溫度為135°C，料液在此條件下瞬間水解，待一級加壓反應釜滿后，在動力泵的作用下，料液進入6000升二級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時二級加壓反應釜內壓力為0.3MPa，溫度為133°C，待二級加壓反應釜滿后，料液進入6000升三級加壓反應釜繼續發生水解反應，此時三級加壓反應釜內壓力為0.2MPa，溫度為128°C，待三級加壓反應釜滿后，料液進入6000升四級加壓反應釜繼續發生水解反應，四級加壓反應釜內壓力為0.IMPa，溫度為123°C，此時水解反應完畢，料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻，待冷卻反應釜內壓力降為常壓、料液溫度<30°C時，放入濾池進行水洗。放料前，濾池先放入一定量池底水，水位一般控制在高于濾布10厘米，放料畢，將料液抽濾，固體進入下一工序繼續操作，液體為高濃度酸水，通過管道進入副產品硫酸銨車間去生產硫酸銨使用。洗料采用泡洗法，洗畢，離心烘干即得到成品異氰尿酸。整個過程時間為6小時，得到異氰尿酸成品2.14噸，蒸汽用量2.2465噸。權利要求一種異氰尿酸的生產方法，其特征在于將異氰尿酸細料與質量百分比為25％的硫酸混合均勻后由動力泵打入一級加壓反應釜，同時通入蒸汽為料液加熱，一級加壓反應釜內壓力為0.4MPa，溫度為135℃～140℃，待一級加壓反應釜滿后，動力泵將料液推入壓力為0.3MPa，溫度為130℃～135℃的二級加壓反應釜反應，待二級加壓反應釜滿后，料液進入壓力為0.2MPa，溫度為125℃～130℃的三級加壓反應釜反應，待三級加壓反應釜滿后，料液進入壓力為0.1MPa，溫度為120℃～125℃的四級加壓反應釜，水解反應完畢，料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻。2.根據權利要求1所述的異氰尿酸的生產方法，其特征在于異氰尿酸細料與質量百分比為25%硫酸的質量比為34;冷卻反應釜內最終料液溫度彡30°C，壓力為常壓。3.根據權利要求1所述的異氰尿酸的生產方法，其特征在于包括如下步驟(1)縮聚將尿素和催化劑氯化銨放入爐內縮聚；(2)粉碎包括粗粉碎和細粉碎；(3)配制將異氰尿酸細料和質量百分比為25%的硫酸混合均勻；(4)四級水解將上述料液依次通過封閉的四級加壓反應釜充分發生水解反應，反應完畢后料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻；(5)抽濾將料液固液分離；(6)水洗采用泡洗法；(7)離心得到異氰尿酸濕料；(8)烘干即為成品異氰尿酸。4.根據權利要求3所述的異氰尿酸的生產方法，其特征在于步驟(1)中加熱裝置產生的高溫煙道氣引入到硫酸銨車間烘干工段進行余熱利用；步驟(1)中產生的廢氨氣與步驟(5)中產生的高濃度酸水合成硫酸銨。5.根據權利要求3所述的異氰尿酸的生產方法，其特征在于步驟(1)中尿素和催化劑氯化銨的重量配比為900-11001-2。6.根據權利要求3所述的異氰尿酸的生產方法，其特征在于步驟(1)中縮聚反應的溫度為270-280°C，反應時間為10小時。全文摘要本發明公開了一種異氰尿酸的生產方法，特別公開了一種采用全封閉連續性四級蒸汽壓差反應生產異氰尿酸的方法。該異氰尿酸的生產方法，其特殊之處在于將異氰尿酸細料與質量百分比為25％的硫酸混合均勻后依次通過封閉的四級加壓反應釜在蒸汽加熱的作用下發生水解反應，反應完畢后料液進入冷卻反應釜進行降溫冷卻。因此，本發明異氰尿酸的生產方法的有益效果是，既有效的利用了能源，節約了成本，又大大減少了煙氣排放量，節煤節電且生產效率大大提高。文檔編號C07D251/32GK101830859SQ20101017339公開日2010年9月15日申請日期2010年5月14日優先權日2010年5月14日發明者劉東杰,楊一言申請人:菏澤沃藍化工有限公司