三聚氰胺生產(chǎn)項目的研究

胡美娟

（新疆化工設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830006）

供熱主要依靠動力站180t/h循環(huán)流化床鍋爐，動力站產(chǎn)生蒸汽后外供給蒸汽主管，三聚氰胺主生產(chǎn)裝置根據(jù)需要從蒸汽主管引接，多余的蒸汽外供給全廠其他用熱設(shè)施。

動力站的主要燃料為燃料煤，燃料煤來自周邊的煤礦，通過外購，汽車運輸至生產(chǎn)區(qū)。

本項目主要用能工序為三聚氰胺生產(chǎn)的整個工序，主要有熔融鹽加熱、導(dǎo)熱油加熱、三聚氰胺合成及尾氣、廢水處理等生產(chǎn)過程，工序主要耗能物質(zhì)為電力、蒸汽、天然氣、冷卻循環(huán)水、脫鹽水、氮氣和壓縮空氣等。

1 工藝方案節(jié)能評估

1.1 工藝技術(shù)方案

本項目建設(shè)60kt/a三聚氰胺生產(chǎn)裝置一套，裝置以尿素、液氨為主要原料，采用意大利歐技公司的高壓非催化工藝技術(shù)，生產(chǎn)高品質(zhì)、高純度的三聚氰胺，廢水、廢氣經(jīng)回收處理后達標排放。

本技術(shù)方案工藝基本過程為：來自高溫熔融爐的尿素在反應(yīng)器中發(fā)生自身分解縮聚反應(yīng)，生成的三聚氰胺、氨氣和二氧化碳混合氣依次經(jīng)過淬水急冷、汽提除CO2、碳床吸附過濾等凈化過程后產(chǎn)生純凈的三聚氰胺溶液，凈化三聚氰胺溶液再經(jīng)過冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥破碎后包裝入庫。

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)尾氣處理裝置后去尿素生產(chǎn)系統(tǒng)，產(chǎn)生的廢水經(jīng)廢水處理單元后回用。

本技術(shù)方案的主要工藝過程有：原料尿素的高溫熔解、三聚氰胺合成和急冷、尾氣的急冷、汽提和分離、三聚氰胺溶液的凈化、結(jié)晶及晶體的分離、干燥包裝、氨的回收利用、水處理及循環(huán)利用、煙氣余熱回收等工序等，輔助的生產(chǎn)有動力站、循環(huán)水及供配電等。

1.2 與行業(yè)規(guī)劃、準入條件及相關(guān)節(jié)能設(shè)計標準的符合性題編制意義

本項目60kt/a三聚氰胺生產(chǎn)采用高壓非催化生產(chǎn)工藝。工藝技術(shù)以尿素、液氨為主要原料生產(chǎn)高純度、高品質(zhì)三聚氰胺。工藝方案選用國內(nèi)外比較成熟的工藝技術(shù)，規(guī)模在國內(nèi)屬于較大規(guī)模，可符合行業(yè)的準入條件。

以尿素為原料的大型化三聚氰胺生產(chǎn)裝置，比較成熟的生產(chǎn)規(guī)模為單套5萬噸/年低壓法工藝生產(chǎn)裝置和單套60kt/a高壓法工藝生產(chǎn)裝置。從目前國內(nèi)外已經(jīng)投產(chǎn)和擬建的三聚氰胺裝置的規(guī)模來看，基本都在30kt/a以上，裝置規(guī)模逐步在向大型化、節(jié)能及環(huán)保等方向發(fā)展，低于30kt/a的生產(chǎn)企業(yè)由于規(guī)模相對較小，工藝技術(shù)落后，能耗高，環(huán)境污染嚴重，市場競爭力差，都逐漸被市場淘汰。

工藝方案采取冷熱物料相互交叉換熱、余熱回收等多項節(jié)能降耗措施，能夠按照節(jié)能設(shè)計的相關(guān)標準規(guī)范進行設(shè)計，項目的建設(shè)符合合國家、地方及行業(yè)的節(jié)能相關(guān)法律法規(guī)、標準規(guī)范的要求。

1.3 工藝方案節(jié)能評估

本項目采用意大利歐技公司的高壓非催化法生產(chǎn)工藝，利用熔融尿素和氨氣等原料生產(chǎn)三聚氰胺。

采用尿素法生產(chǎn)三聚氰胺的生產(chǎn)工藝技術(shù)根據(jù)熔融尿素?zé)峤獾膲毫Σ煌?，分為高壓法?～10MPa）、低壓法（0.5～1MPa）和常壓法（0.3MPa以下）三種。常壓法和低壓法生產(chǎn)三聚氰胺需使用催化劑，高壓法則無需使用催化劑，另外，高壓法工藝副產(chǎn)的尾氣回收較容易。

本項目動力站產(chǎn)生蒸汽后外供給蒸汽主管，三聚氰胺主生產(chǎn)裝置根據(jù)需要從蒸汽主管引接，動力站多余蒸汽外供尿素裝置、鍋爐除氧器、鍋爐進水預(yù)熱、污水處理裝置、全廠采暖等。

BASF低壓法三聚氰胺生產(chǎn)技術(shù)的最大優(yōu)點是流程簡單，不需精制，以反應(yīng)尾氣返回作流化載氣，補充氨較少，系統(tǒng)全為干法，排出尾氣不含水，腐蝕情況較輕；缺點是與尿素聯(lián)產(chǎn)困難，需配備能承受較高溫度和較高壓力的尾氣壓縮機，同時設(shè)備體積龐大，生產(chǎn)過程易結(jié)晶堵塞，生產(chǎn)操作和控制要求較高。

國內(nèi)燁晶公司氣相淬冷工藝是以粒狀尿素或液體尿素作原料，硅鋁膠作為催化劑，以循環(huán)氣作為流化載氣，產(chǎn)品不需要精制。具有流程短、設(shè)備少、消耗低、易控制、高度連續(xù)化、自動化、系統(tǒng)一次出精品等優(yōu)點，但目前裝置運行周期不穩(wěn)定，電耗較高，裝置大型化受到制約。

日本日產(chǎn)化學(xué)公司Nissan技術(shù)屬于較早的高壓法技術(shù)，它吸收了低壓法的一些優(yōu)點，又改良了濕法工藝的一些缺點，基本上為人們所接受，但日本Nissan公司只限于自己使用該技術(shù)，不向外轉(zhuǎn)讓。

歐技公司高壓法采用高壓液相反應(yīng)，設(shè)備體積較小，無催化劑對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)時對尿素裝置影響較小；無需外來化學(xué)品，對環(huán)境影響較??；運行穩(wěn)定且周期長，生產(chǎn)安全、可靠，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。

采用世界上先進的意大利歐技公司的高壓法工藝技術(shù)，其先進性主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）工藝技術(shù)安全可靠，能耗低，反應(yīng)無需催化劑，不用擔(dān)心催化劑中毒和對產(chǎn)品的污染問題，操作穩(wěn)定，產(chǎn)品優(yōu)等品率高。

（2）本項目尾氣通過聯(lián)產(chǎn)尿素的方式處理回收、免去了傳統(tǒng)的三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)單獨處理尾氣的投資和運行投入，極大降低了產(chǎn)品成本，降低了單位產(chǎn)品的綜合能耗。

（3）本項目產(chǎn)生的廢水，通過高壓熱分解將其中的OAT等固體物質(zhì)水解成氨、二氧化碳而除去，廢水得以回用，減少了廢水和固體排放，真正做到了清潔生產(chǎn)，同時節(jié)約了水資源。

（4）設(shè)置調(diào)溫水系統(tǒng)，通過調(diào)溫水的閉路循環(huán)，將不適于生產(chǎn)蒸汽的工藝物流的熱量通過調(diào)溫水系統(tǒng)進行回收，再用于加熱裝置內(nèi)的某些冷物流，最大限度地利用了裝置余熱。

（5）高溫設(shè)備進、出口換熱系統(tǒng)：本項目熔鹽爐和導(dǎo)熱油爐采用了進出口換熱系統(tǒng)，用加熱爐出口的高溫?zé)煹罋鈦眍A(yù)熱進爐空氣，節(jié)約能耗的同時減少了熱污染；廢水分解器也采用了出口物料預(yù)熱進口物料的熱交換器，充分利用了反應(yīng)熱，減少了熱量消耗。

（6）在整個生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)最大限度地回收蒸汽冷凝液，以減少脫鹽水量；不同等級的冷凝水分級回收，副產(chǎn)蒸汽；合理利用工藝余熱來副產(chǎn)蒸汽。

綜上所述，本項目的高壓非催化三聚氰胺生產(chǎn)的工藝技術(shù)方案，在規(guī)模、設(shè)備、技術(shù)水平和節(jié)能方面達到國內(nèi)同類技術(shù)的相同規(guī)模，在技術(shù)水平上已達到國內(nèi)先進水平，但與國外同類項目還有一定的差距。本項目能耗主要來源于蒸汽，因此從降低蒸汽消耗上考慮節(jié)能措施是節(jié)能的重點。

2 結(jié)束語

項目在可研階段汲取了國內(nèi)外企業(yè)的成功經(jīng)驗，采取了很多節(jié)能措施，優(yōu)化了能源管理方案，取得較好的節(jié)能效果。能評階段建議對部分符合變動較大機電設(shè)備采用變頻技術(shù)，對部分間歇性操作的設(shè)備進行及時的停機，優(yōu)化加熱爐的操作制度，減少天然氣的用量，并加強能源管理，多項措施預(yù)計具有一定的節(jié)能量，可降低項目總能耗。

綜上所述，本項目符合國家、地方及行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及能源利用政策，項目未使用國家明令禁止和淘汰的落后工藝及設(shè)備，滿足國家及地方的能耗指標要求，從節(jié)能評估的角度該項目是可行的。