三胺工藝原理

由尿素生成三聚氰胺分二步，第一步首先轉(zhuǎn)化為異氰酸，第二步由異氰酸到三聚氰胺，有的學(xué)者認(rèn)為異氰酸環(huán)化成三聚氰酸，然后脫水與氨加成，依次經(jīng)三聚氨酸一酰胺，三聚氨酸二酰胺而最終生成三聚氰胺，有的學(xué)者則認(rèn)為分解的異氰酸可能直接脫水和加成氨生成氰胺(HN-C^N)或稱碳化二亞胺(HN=C=NH)聚合為三聚氰胺。據(jù)上2我們可以示意如下：(NH2)2CO(NH2)2CO(N=46.6%)異氰酸異氰酸三聚氰6%)-HO2三聚氰酸一酰43.7%)三聚氰酸(ns5I%)三聚氰胺(N=66.6%)+NH3NHzCN 1克分子2克分子3克分子氰胺簡(jiǎn)化反應(yīng)如下：尿素分解反應(yīng)： 6C0(NH)=6HNCO+6NH-Q(強(qiáng)吸熱反應(yīng))22 3異氰酸的聚合反應(yīng)：6HNC0=CNH+3C0 (微放熱反應(yīng))366223NH?f/NC總反應(yīng)： 6C0(NH)23NH?f/NC22366凈吸熱： 415kcal/kg尿素三聚氰胺具有如圖所示的對(duì)稱結(jié)構(gòu)：1.2、反應(yīng)特點(diǎn)三聚氰胺的反應(yīng)是在流化床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，由熔鹽系統(tǒng)提供反應(yīng)所需的熱量。尿素通過(guò)十二個(gè)噴嘴以氨氣作為霧化氣噴入流化床反應(yīng)器。循環(huán)工藝氣使催化劑在流化床反應(yīng)器中處于流化狀態(tài)。反應(yīng)生成的氣態(tài)三聚氰胺連同工藝氣、霧化氣、催化劑細(xì)粉以及三聚氰胺副產(chǎn)物一起經(jīng)過(guò)六組內(nèi)旋風(fēng)分離后出反應(yīng)器。1.3、反應(yīng)條件1?3?1、反應(yīng)溫度選擇為390士5°C;溫度降低有利于平衡向右移動(dòng),也就是向生成三胺的方向移動(dòng)。但是在選定的壓力下要保持溫度和點(diǎn)之間有一定的安全系數(shù)，因此最低溫度應(yīng)在380C以上。而且溫度的增高不會(huì)提高收率，相反會(huì)增加氨的分解，導(dǎo)致循環(huán)氣中惰性氣體排放量增加，且加劇了反應(yīng)器壁和內(nèi)部構(gòu)件的氮化腐蝕，因此選擇反應(yīng)溫度在390C左右。1?3?2、反應(yīng)壓力選擇0.30-0?40MPa,由平衡反應(yīng)可知，提高壓力反應(yīng)效率會(huì)大大提高。但隨著壓力的提高三聚氰胺的露點(diǎn)也相應(yīng)提高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇反應(yīng)壓力為0?30-0?40MPa。1?3?3、含水量：在氣相催化工藝中，三聚氰胺收率與進(jìn)入反應(yīng)器的液尿質(zhì)量特別是含水量、含油量及甲醛含量有很大的關(guān)系。在三聚氰胺反應(yīng)中，只要有水分，尿素一加熱，優(yōu)先和水發(fā)生如下反應(yīng)：CO(NH)+HO=CO+2NH22 2 2 3從反應(yīng)式看出，每含1kg水便會(huì)水解掉3?3kg尿素，最終影響到三聚氰胺的收率，因此生產(chǎn)三聚氰胺的尿素含水量應(yīng)盡量低。另外，在有水的情況下三聚氰胺會(huì)水解生成三聚氰酸一酰胺，三聚氰酸二酰胺，三聚氰酸等從以上可以清楚地看到，引入三聚氰胺反應(yīng)器的水量應(yīng)盡可能的少。1.3.4、含油量：含有各類油分的尿素進(jìn)入高溫?zé)o氧的三聚氰胺反應(yīng)器內(nèi)．油分會(huì)長(zhǎng)期在催化劑內(nèi)外表面上形成結(jié)焦和積炭．從而堵塞催化劑小孔，使催化劑比表面積下降，從而降低催化劑的活性，使得三聚氰胺的收率降低，所以應(yīng)盡量減少油份進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)。1.3.5、甲醛含量：含有甲醛的尿素進(jìn)入反應(yīng)器