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衡阳成大化工技术服务有限公司是一家由湖南省化工行业知名专家及工程技术人员组建的民营科技公司,主要从事化肥行业的节能技术改造、新产品开发及技术服务等。拥有国内领先的氨回收分离工艺技术、新型甲醇精馏工艺以及三聚氰胺生产技术。
公司拥有许多长期从事合成氨、尿素及三聚氰胺生产、技术管理的专家及工程技术人员,可为您解决有关合成氨、尿素以及三聚氰胺生产中的各种难题。
公司可提供1—10万吨/年的甲醇生产技术,以及甲醇的下游产品开发,包括甲醛、二甲醚、季戊四醇等生产技术。
公司拥有各种三聚氰胺生产技术,其中三聚氰胺与碳铵联产工艺技术已申请国家发明专利(专利申请号:200410022875.8),现已建成多套装置。国内常压法三聚氰胺生产技术中的关键设备流化床反应器内部结构已申请实用新型专利(专利申请号:200420035269.5),并已建成多套装置,为我国化肥企业调整产品结构,开发高附加值产品,提高市场竞争力创造了条件。
衡阳成大化工技术服务有限公司
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联系人:尹明大
三聚氰胺项目简介
1
三聚氰胺产品简介
1.1
项目背景:
三聚氰胺是一种重要的有机化学中间产品,其主要工业用途为与甲醛缩聚制造三聚氰胺甲醛树脂。2002年1月开始,国家质量监督检验检疫总局联合有关部门,颁布了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》国家标准(GB50325-2001)和《室内装饰装修材料有害物质限量》10项强制性国家标准,规定从2002年7月1日起,不符合国家标准的产品一律禁止销售。原来用于室内装饰材料的尿醛树脂,因游离甲醛含量严重超标,一些省市已禁止使用。由于三聚氰胺甲醛树脂中游离甲醛含量低于国家标准,三聚氰胺需求量大幅度增加,市场前景较好。
目前三聚氰胺的生产方法均采用尿素法生产,三聚氰胺装置最适合于在化肥厂建设,这样可以充分利用尿素或碳铵生产的有利条件,简化工艺流程,减少设备投资,而且可以充分回收尾气,降低三聚氰胺生产成本。
1.2
产品简介
1.2.1
产品名称与性质
商品名称:三聚氰胺、蜜胺
英文名:Melamine
化学名称:2、4、6──三氨基均三嗪
分子式:C3N6H6
分子量:126.12
外观:白色细粉,镜检为白色单斜或菱形结晶。
性质:比重1.573(25℃);堆积比重0.5-0.8,熔点354℃,具升华性,急剧过热则分解,不燃。能溶于甘油、吡啶、乙酸、甲醛,微溶于乙醇、丙酮,不溶于乙醚。三聚氰胺微溶于水,100℃时,100克水能溶解5.14克三聚氰胺,20℃时只溶解0.33克三聚氰胺,三聚氰胺水溶液呈弱碱性,能与酸生成相应的盐。长时间加热其溶液则水解脱氨,生成三聚氰胺酰胺衍生物,高温空气中,加热三聚氰胺也可脱氨缩合生成高聚物。
1.2.2
产品规格
产品为白色粉末,其规格符合GB/T9567-1997国家标准。
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指
标
名
称
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优
级
品
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一
级
品
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外观
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白色粉末无外来杂物
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三聚氰胺含量
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≥99.8%
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≥99.0%
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水份含量
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≤0.10%
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≤0.20%
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灰份含量
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≤0.03%
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≤0.05%
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色度(铂─钴号)
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≤20
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≤30
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浊度(高岭土)
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≤20
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≤30
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PH值
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7.5-9.5
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7.5-9.5
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*水溶性
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<20℃
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<25℃
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注:水溶性是企业内控标准。
1.3
三聚氰胺的用途
三聚氰胺是一种重要的有机化学中间产品,其主要工业用途为与甲醛缩聚制造三聚氰胺甲醛树脂,是氨基树脂里较好的品种。
三聚氰胺甲醛树脂因三聚氰胺的三个氨基均衡与甲醛的羟基结合形成网状结构,其制品具有良好的耐热、耐水、耐老化及耐冲击性,并且介电、阻燃、防酸碱,从而使其在现代生活中得到广泛的应用。
⑴.水泥增塑剂:三聚氰胺甲醛树脂经磺酸化处理后,可作超强塑剂,能使水泥节少用水而达到更液体化,便于远距离输送,并可提高其抗压缩能力,广泛应用于重点基础工程,如机场、高速公路及水电站的混凝土工程。
⑵.薄板、贴面板及饰面板:用经过三聚氰胺甲醛树脂浸透过的纸板制成的薄板,可用来做厨房柜台的面板、桌子面板、护墙板、厕所、浴室贴面板以及公共场所,如火车、飞机、汽车、轮船、商场等的内装饰板,具有美观耐用、高硬度、耐热、耐老化及阻燃的特点。一些发达国家已立法规定公共场所内装饰不能使用可燃油漆制品,薄板是最好的替代品之一。
⑶.模塑粉:蜜胺餐具是用三聚氰胺模塑粉压制而成的,具有美观、耐用、高强度等特性,有“不碎瓷”之称。三聚氰胺模塑粉还被广泛应用于制造机电产品、电器及机械零件、工艺品等。
⑷.纺织工业:用三聚氰胺甲醛树脂处理过的织物可防缩水,防皱及防火等。
⑸.造纸工业:用三聚氰胺甲醛树脂作纸张的增强剂及抗湿剂,可显著提高纸的品质。
⑹.胶水及粘合剂:以三聚氰胺制成的胶具有防潮、耐水、透明等特性,用此种胶和碎木片、纤维压制而成的板材防潮并阻燃,硬度高、密度大、弹性强、游离甲醛含量低,是尿醛胶板及实木板的最佳替代品,是一种环保产品。
⑺.油漆及涂料:以三聚氰胺经过化学交联作用生产的油漆和涂料具有硬度高、光泽度高、防水性强等特点,被广泛用于汽车及轻型彩钢薄板等。
1.4
三聚氰胺市场前景
三聚氰胺最重要用途是用于生产三聚氰胺甲醛树脂(MF)。这种树脂被大量用于生产三合板、高密度板、贴面板及防火板的粘合剂。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,市场对三合板,中、高密度板的需求量越来越大,尤其是国家实行住房制度改革后,房地产和装璜业迅速发展。随着人民生活条件的改善,对住房要求也会越来越高,使得三合板,中、高密度板的需求量呈爆炸式的增长。比如复合地板,以安装方便、价廉物美、耐用、环保的优势,大有替代实木地板的势头。另外,特别是厨房装璜被称之为厨房革命,大量防火板已被千家万户所接受,防火板还被应用于宾馆、商场、公共场所及新型列车等。因传统的三合板,中、高密度板是用脲醛树脂作粘合剂,脲醛树脂含有大量的游离甲醛,这就使得三合板,中、高密度板在热压成型及使用过程中散发出大量的致癌物质──游离甲醛,对人体及环境造成严重的危害。随着人们环保意识的提高,对自身的生活质量有了更高的要求,特别是对住房装修提出了更适合身体健康的绿色装璜材料。三聚氰胺制品将是良好的替代品,由于三聚氰胺含有三个氨基,它可以与甲醛牢固的结合在一起,在使用过程中几乎不释放出游离甲醛,并且它比脲醛树脂有更好的耐水性和阻燃性,是替代脲醛树脂的一种环保型产品,现国家已在大力推广这种产品并出台相关措施限制高游离甲醛制品的生产,这对三聚氰胺来说将是一个良好的机遇。
2003年,我国三聚氰胺总生产能力为32万吨/年,实际产量为24万吨,国内总消费量为20万吨。随着中国加入WTO以后,我国的三聚氰胺以它的低投入、低成本、高质量,很快会被越来越多的外商所接受,出口量将大幅度增加。2002年1月,国家颁布了《室内装饰装修材料有害物质限量》等国家强制性标准。三聚氰胺以其独特的阻燃及环保优势取代了脲醛树脂用于装饰材料,其用量迅速增加。
2
国内外三聚氰胺生产技术概况
三聚氰胺的工业生产方法有双氰胺法和尿素法,由于双氰胺法成本高、装置小,现基本已被淘汰,目前世界上均采用尿素法合成三聚氰胺。其化学反应式为:
6CO(NH2)2
C3N6H6+6NH3+3CO2
理论上,6分子尿素合成1分子三聚氰胺,同时放出6分子氨和3分子二氧化碳,即2.86吨工业尿素生产1吨三聚氰胺。实际工业化生产中,由于各种副反应等影响,尿素转化率一般在70%至90%之间。
2.1
目前世界上三聚氰胺生产技术概况
目前世界上三聚氰胺生产技术大致有:
⑴.以欧技公司为代表的高压法技术
⑵.以DSM公司为代表的低压法技术
⑶.以BASF公司为代表的常压法技术
⑷.国内的从1000吨─6000吨/年的常压法生产技术
⑸.改进的国内生产技术,主要指三聚氰胺与碳铵联产技术
高压法大致工艺过程:
熔融尿素(99.8%)升压至8.0MPa送入反应器,液氨升至9.0MPa过热至400℃以气态进入反应器,在390℃下生成三聚氰胺。出反应器气体减压至2.5MPa在急冷器内用吸收塔来的甲铵液急冷至160℃,急冷器出口气经洗涤后冷凝成浓甲铵液以2.3MPa送往尿素装置。急冷后的三胺浆液到水解塔,使缩聚物水解成酰胺,然后减压至0.5MPa进汽提塔,用蒸汽汽提出残余的NH3和CO2,并被吸收成稀甲铵液送往急冷器。
汽提塔底的三胺加入45℃离心母液冷却并加30%NaOH使酰胺类产物可溶,然后过滤,脱色后进入结晶器,在37-43℃,真空(P=0.005MPa)下结晶。悬浮液由真空过滤机过滤,滤饼烘干粉碎得产品。滤液一部分去汽提塔加热变成蒸汽,一部分作冷却母液,多余的作废水排出。
DSM法大致工艺过程:
熔融尿素和氨在反应器里,于0.7MPa
,390℃,催化剂下反应生成三聚氰胺。反应气经旋风分离粉尘后进急冷器,用母液骤冷至160℃并在洗涤器中循环洗涤至120℃。洗涤器中浆液经预稠到35%后进入解吸塔,用蒸汽在165℃下汽提出NH3和CO2并进入洗涤器,从洗涤器顶出来的NH3和CO2进入尾气回收系统用母液先洗涤脱除CO2而得稀甲铵液,气相为NH3压缩成液氨回反应系统。稀甲铵液经中压解吸制浓甲铵液送往尿素装置。
解吸后的浆液加活性炭并通入氨使三胺水解产物成为可溶,同时加入母液并加热到165℃,经过滤除去杂质进入结晶器。结晶由离心分离后干燥即得产品。
BASF法大致工艺过程:
熔融尿素在尿素洗塔中将未反应尿素及未分离的三胺回收洗涤后进入流化床,在催化剂中常压下380℃左右,反应生成三聚氰胺。反应气出反应床后,被导热油冷却至330℃使付产物结晶,经过滤后进入结晶器,与由尿素洗塔来的冷气混合而降温至200℃,三聚氰胺结晶析出,经旋风分离得产品。
由尿素洗塔出来的尾气一部分由压缩机升压回流化床,一部分用水吸收成碳化氨水出售或加工成别的产品。
国内常压法技术大致工艺过程:
尿素和氨在流化床内反应(催化剂,常压,390℃)生成三聚氰胺,反应气经粗略过滤后,进入干捕器自然降温冷却,三聚氰胺析出。经过一段周期,停车卸出三胺即粗品。尾气用氨水洗涤CO2后,冷冻脱水,然后由压缩机升压循环。碳化氨水出售或用于生产碳酸氢铵,也可以解吸变成甲胺液用于生产尿素。
粗品用水溶解并过滤除杂质后重结晶,离心分离干燥后得产品。
三聚氰胺与碳铵联产技术大致工艺过程:
来自合成氨冷器的气氨(或来自铜洗氨冷器)进入流化床反应器作载气,尿素在流化床内,在催化剂作用下,于常压390℃反应生成三聚氰胺。反应气经粗略过滤后进入干捕器自然降温冷却,三聚氰胺析出。经过一段周期停车卸出三胺即粗品。尾气用氨水初步洗涤除尘降温后进入碳化工段高位吸氨器制成浓氨水,入碳化塔生产碳酸氢铵。
粗品加工与国内常压法方法相同。
2.2
几种三聚氰胺生产技术消耗指标比较

2.3
几种三聚氰胺生产技术的综合指标比较

3
国内三聚氰胺生产技术进展
我国三聚氰胺生产技术的开发起步较晚,在二十世纪九十年代初,只开发了国内常压法生产技术,且装置的规模小,单套装置的生产能力只有1000吨/年左右。近年来,由于国家有关室内装饰材料的环保要求等强制性标准的出台,三聚氰胺以其独特的阻燃及环保优势取代了脲醛树脂用于装饰材料,其用量迅速增加,国内三聚氰胺生产技术也随之得到了较快的发展。
三聚氰胺作为尿素的深加工产品,其装置最适合于在化肥厂建设,这样可以充分利用尿素或碳铵生产的有利条件,简化工艺流程,减少设备投资,而且可以充分回收尾气,降低三聚氰胺生产成本。
3.1
国内常压法三聚氰胺生产技术
目前,国内常压法三聚氰胺生产技术经过不断的改进和完善,在一些关键技术上已取得突破,尤其是流化床反应器的内部结构设计日趋完善,尿素及催化剂的消耗已接近国外先进水平。
由于该工艺采用硅胶作催化剂,价格低(硅胶的价格约为硅铝胶的1/4);该工艺流化载气量小,电耗低;该工艺投资小,财务费用低。因此采用国内常压法工艺,三聚氰胺的总成本较低。另外,国内常压法工艺的建设周期短(一般为6个月),投资回收期较短。
该工艺目前已开发出单套生产能力为6000吨/年的三聚氰胺生产装置,工艺技术已比较成熟。
3.2
三聚氰胺与碳铵联产技术
三聚氰胺与碳铵联产技术是近几年新开发的一种新的三聚氰胺生产工艺,该工艺是将三聚氰胺生产装置串联在合成氨装置中,即利用化肥厂生产碳酸氢铵的氨气作流化床反应的载气,尾气直接去吸氨装置制碳化氨水,用于生产碳酸氢铵。
该工艺因直接利用生产碳酸氢铵的氨气作流化床反应的载气,载气不循环,省去了尾气洗涤系统、冷冻脱水系统及气氨循环系统,具有工艺流程简单、投资小、电耗低等特点,其三聚氰胺生产成本比任何工艺都要低。
该工艺目前已开发出单套生产能力为6000吨/年的三聚氰胺生产装置,工艺技术已比较成熟。
3.3
国内常压法工艺流程示意图如下:
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