硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研究與應用
【專利說明】
[0001](一)
技術領域
本發明涉及氰尿酸，具體涉及硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用。
[0002](二)
【背景技術】
氰尿酸為白色結晶，約在330°C解聚為氰酸和異氰酸。從水中析出者含有2分子結晶水，相對密度1.768 (0°C)，在空氣中失去水分而風化；從濃鹽酸或硫酸中析出者為無水結晶。Ig能溶于約200ml水，無氣味，味微苦。該品還以酮式(或異氰尿酸)形式存在。用于合成氯代衍生物，三氯異氰脲酸；二氯異氰脲酸鈉或鉀；用于合成氰脲酸-甲醛樹脂；環氧樹脂；抗氧劑；涂料；粘合劑；農藥除草劑；金屬氰化緩蝕劑；高分子材料改性劑等；用于藥物鹵三羥嗪的生產。制造氰脲酸氯化物、油漆、涂料、鹽類、脂類；主要用于合成新型漂白劑、抗氧劑、油漆涂料、農業除草劑，和金屬氰化緩蝕劑，可用于游泳池氯穩定劑、殺菌、去污；還可直接用于尼龍、賽克，燃劑及化妝品添加劑等。近年來，氰尿酸的生產工藝、品種開發迅速發展，充分顯示它巨大市場潛力而受到人們重視。
[0003]因此，目前，氰尿酸主要使用固相法制備。然而，固相法雖然比液相法有許多優點，但仍存在不足:其主要問題是反應時間長，一般8-9小時，生產效率低，并且尿素縮合過程要求溫度較高，一般為270°C _280°C，導致尿素升華，蒸汽的利用率過低，造成資源的浪費，反應時間長，硫酸消耗量大的不足。上述問題一直是本領域技術人員研宄的重要課題之
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[0004](三)
【發明內容】
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，操作方便，過程易于控制，反應時間短，產物純度高，有利于工業化生產。
[0005]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，其特殊之處在于:包括以下步驟:
(1)將尿素和氯化銨、碳酸銨混合均勻置入縮合爐中的瓷盆中，尿素與氯化銨和碳酸銨混合物的摩爾比為6:0.1，氯化銨和碳酸銨的摩爾比為2:1，控制縮合爐溫度為175-195°c，加熱縮合時間為0.4-1小時，得到氰尿酸粗品及煙道氣，煙道氣經凈化器凈化進入氨氣吸收塔；
(2)按1.2-1.4噸氰尿酸粗品粉碎物，需要25%的硫酸溶液1400-1500L的比例加入至配料槽內，混合均勻得到料液；
(3)將料液依次打入多級反應Il進行反應，反應Il內同時通入蒸汽加熱，其中一級釜內壓力為0.35-0.4Mpa，反應溫度為135-140°C，二級釜內壓力為0.25-0.3Mpa，反應溫度為130-135°C，三級釜內壓力為0.2-0.25Mpa，反應溫度為125-130°C，四級釜內壓力為0.15Mpa，反應溫度為120-125?，然后料液進入冷卻器冷卻，待溫度降至反應溫度，進入濾池抽濾，得固體物料及廢酸液，固體物料經水洗、離心烘干后得產品，在廢酸液中加入硫酸形成25%的硫酸液，與氨氣吸收塔中的氨氣反應制備硫酸銨。
[0006]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，步驟(3)中的25%的硫酸液加入步驟(2)中。
[0007]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，步驟(3)中所述的蒸汽是200_550°C廢氣通過加熱盛水裝置內的水得到，所述蒸汽進入主蒸汽輪機，在主蒸汽輪機中驅動發電機，主蒸汽輪機連接凝汽器，凝汽器與除氧器連接，除氧器連接盛水裝置，其中蒸汽通過凝汽器變成水，經凝結水泵加壓通過管道連接除氧器，給除氧器供水，除完氧之后的水經管道與鍋爐給水泵相連，主蒸汽輪機設置多級抽汽口，抽汽口上各加裝了背壓式膨脹機和輔助抽汽加熱器配置，其中4個抽汽口抽出的蒸汽用管道連接背壓式膨脹機，將每個背壓式膨脹機的排汽各接入一臺輔助抽汽加熱器來加熱凝結水或鍋爐給水，蒸汽還連接抽汽加熱器，加熱輔助抽汽加熱器的水。
[0008]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，每個背壓式膨脹機分別連接相應的多級反應釜。
[0009]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，所述廢氣為從轉化塔出口的440°C的三氧化硫，三氧化硫進入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸。
[0010]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，所述廢氣為從轉化塔出口的440°C的三氧化硫。
[0011]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，三氧化硫進入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸。
[0012]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，縮合爐內安裝套管，所述的廢氣先為縮合爐加熱，然后進入稀硫酸吸收塔吸收成98%硫酸或煙酸。
[0013]本發明的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，縮合爐內安裝套管，200-550°C廢氣通過加熱盛水裝置內的水得到的蒸汽先給縮合爐加熱，然后為步驟(3)提供蒸汽。
[0014]本發明的有益效果:本發明大大縮短了反應，降低了反應溫度，有效降低了尿素的升華，將超200°C以上的廢氣(200-550°C)加以利用，作為制備氰尿酸時的熱源，降低了資源的浪費，節約了生產成本，提高了產品市場競爭力，值得推廣，而且本發明，通過增加背式膨脹機將更多的熱量轉化為功，以及增加輔助抽汽加熱器，以獲得更多的溫度梯度來降低抽汽加熱器汽水兩側的溫差，利用蒸汽梯級發電。
[0015](四)【具體實施方式】實施例1
本實施例的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，包括以下步驟:
(I)將尿素和氯化銨、碳酸銨混合均勻置入縮合爐中的瓷盆中，尿素與氯化銨和碳酸銨混合物的摩爾比為6:0.1，氯化銨和碳酸銨的摩爾比為2:1，控制縮合爐溫度為195°C，加熱縮合時間為0.4小時，得到氰尿酸粗品及煙道氣，煙道氣經凈化器凈化進入氨氣吸收塔； (2)按1.2噸氰尿酸粗品粉碎物，需要25%的硫酸溶液1500L的比例加入至配料槽內，混合均勻得到料液；
(3)將料液依次打入多級反應Il進行反應，反應Il內同時通入蒸汽加熱，其中一級釜內壓力為0.35-0.4Mpa，反應溫度為135-140°C，二級釜內壓力為0.25-0.3Mpa，反應溫度為130-135°C，三級釜內壓力為0.2-0.25Mpa，反應溫度為125-130°C，四級釜內壓力為0.15Mpa，反應溫度為120-125?，然后料液進入冷卻器冷卻，待溫度降至反應溫度，進入濾池抽濾，得固體物料及廢酸液，固體物料經水洗、離心烘干后得產品，在廢酸液中加入硫酸形成25%的硫酸液，與氨氣吸收塔中的氨氣反應制備硫酸銨。
[0016]實施例2
本實施例的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，包括以下步驟:
(1)將尿素和氯化銨、碳酸銨混合均勻置入縮合爐中的瓷盆中，尿素與氯化銨和碳酸銨混合物的摩爾比為6:0.1，氯化銨和碳酸銨的摩爾比為2:1，控制縮合爐溫度為175-180°C，加熱縮合時間為0.4-1小時，得到氰尿酸粗品及煙道氣，煙道氣經凈化器凈化進入氨氣吸收塔；
(2)按1.4噸氰尿酸粗品粉碎物，需要25%的硫酸溶液1400-1500L的比例加入至配料槽內，混合均勻得到料液；
(3)將料液依次打入多級反應Il進行反應，反應Il內同時通入蒸汽加熱，其中一級!！內壓力為0.4Mpa，反應溫度為135-140°C，二級釜內壓力為0.3Mpa，反應溫度為130-135°C，三級釜內壓力為0.2Mpa，反應溫度為125-130°C，四級釜內壓力為0.15Mpa，反應溫度為120-125?，然后料液進入冷卻器冷卻，待溫度降至反應溫度，進入濾池抽濾，得固體物料及廢酸液，固體物料經水洗、離心烘干后得產品，在廢酸液中加入硫酸形成25%的硫酸液，與氨氣吸收塔中的氨氣反應制備硫酸銨，其中步驟(3)中的25%的硫酸液加入步驟(2)中。
[0017]步驟(3)中所述的蒸汽是200_550°C廢氣通過加熱盛水裝置內的水得到，所述蒸汽進入主蒸汽輪機，在主蒸汽輪機中驅動發電機，主蒸汽輪機連接凝汽器，凝汽器與除氧器連接，除氧器連接盛水裝置，其中蒸汽通過凝汽器變成水，經凝結水泵加壓通過管道連接除氧器，給除氧器供水，除完氧之后的水經管道與鍋爐給水泵相連，主蒸汽輪機設置多級抽汽口，抽汽口上各加裝了背壓式膨脹機和輔助抽汽加熱器配置，其中4個抽汽口抽出的蒸汽用管道連接背壓式膨脹機，將每個背壓式膨脹機的排汽各接入一臺輔助抽汽加熱器來加熱凝結水或鍋爐給水，蒸汽還連接抽汽加熱器，加熱輔助抽汽加熱器的水。
[0018]實施例3
本實施例的硫酸聯產氰尿酸生產及其蒸汽梯級利用發電工藝的研宄與應用，包括以下步驟:
(1)將尿素和氯化銨、碳酸銨混合均勻置入縮合爐中的瓷盆中，尿素與氯化銨和碳酸銨混合物的摩爾比為6:0.1，氯化銨和碳酸銨的摩爾比為2:1，控制縮合爐溫度為180°C，加熱縮合時間為0.5小時，得到氰尿酸粗品及煙道氣，煙道氣經凈化器凈化進入氨氣吸收塔；
(2)按1.3噸氰尿酸粗品粉碎物，需要25%的硫酸溶液1400L的比例加入至配料槽內，混合均勻得到料液；
(3)將料液依次打入多級反應Il進行反應，反應Il內同時通入蒸汽加熱，其中一級釜內壓力為0.35-0.4Mpa，反應溫度為135-140°C，二級釜內壓力為0.25-0.3Mpa，反應溫度為130-135°C，三級釜內壓力為0.2-0.25Mpa，反應溫度為125-130°C，四級釜內壓力為0.15Mpa，反