一種三聚氰胺流化床結(jié)晶器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于化工領(lǐng)域，涉及一種流化床結(jié)晶器，尤其是三聚氰胺流化床結(jié)晶器，包括殼體(1)、位于殼體(1)底部的未結(jié)晶氣進(jìn)口(1a)、位于殼體(1)底部空間的氣體分配器(2)、位于氣體分配器(2)上方的冷卻裝置(3)、及位于殼體(1)頂部的結(jié)晶氣出口(1c)；所述結(jié)晶器還設(shè)有位于殼體(1)外部的外部旋風(fēng)分離器(5)。本發(fā)明專利技術(shù)的三聚氰胺流化床結(jié)晶器具有熱能利用率高、電耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于化工領(lǐng)域，涉及一種結(jié)晶器，其是一種流化床結(jié)晶器，尤其是用于三聚氰胺結(jié)晶的流化床結(jié)晶器。
技術(shù)介紹
目前，三聚氰胺通常以尿素為原料生產(chǎn)，其生產(chǎn)方法可分為低壓法和高壓法兩種。高壓法三聚氰胺生產(chǎn)工藝屬于液相反應(yīng)，無(wú)催化劑。反應(yīng)壓力一般為7～20MPa，反應(yīng)溫度為360～420℃。高壓法三聚氰胺生產(chǎn)工藝一般采用液氨、氨水或母液等作為液相淬冷劑進(jìn)行淬冷，需精制后才能得到三聚氰胺產(chǎn)品。高壓法的優(yōu)點(diǎn)是尾氣(氨和二氧化碳)壓力高，可直接返回尿素裝置，能有效降低原料損耗；其缺點(diǎn)是需引入液相淬冷劑進(jìn)行淬冷再精制，工藝流程長(zhǎng)，蒸汽消耗高(每噸產(chǎn)品需消耗蒸汽6～10噸)，且生產(chǎn)過(guò)程中有廢水產(chǎn)生。低壓法三聚氰胺生產(chǎn)工藝屬于氣相催化反應(yīng)，一般以氧化鋁、硅鋁膠或硅膠作催化劑。反應(yīng)壓力一般為0.1～0.7MPa，反應(yīng)溫度為350～450℃。低壓法三聚氰胺生產(chǎn)工藝一般采用氣相淬冷工藝對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行后處理，即以氨和二氧化碳的混合氣為淬冷劑完成產(chǎn)品的結(jié)晶與提純。低壓法的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短，設(shè)備投資少，無(wú)廢水產(chǎn)生；其缺點(diǎn)：一是尾氣壓力低，不能直接送往尿素裝置利用。二是由于系統(tǒng)壓力低，電耗高(每噸產(chǎn)品需耗電800～1500度)。三是由于系統(tǒng)壓力低，設(shè)備外形尺寸大，不利于裝置的大型化。現(xiàn)有的低壓法氣相淬冷工藝存在以下缺點(diǎn)：①熱能利用率低。三聚氰胺通過(guò)冷氣淬冷結(jié)晶，其熱量經(jīng)尿素洗滌系統(tǒng)產(chǎn)生0.1～0.3MPa蒸汽。由于蒸汽壓力低，品位低，無(wú)法利用，一般采用空冷器冷卻以移走熱量，造成了大量熱量的浪費(fèi)(每噸三聚氰胺約產(chǎn)生4噸蒸汽)。②電耗高。低壓法氣相淬冷工藝需要大量冷氣結(jié)晶，其冷氣量約為載氣量的4倍，冷氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率超過(guò)載氣壓縮機(jī)的運(yùn)行功率，每噸三聚氰胺冷氣風(fēng)機(jī)的電耗約為300度。低壓法氣相淬冷工藝需要大量液尿循環(huán)洗滌，每噸三聚氰胺液尿循環(huán)泵電耗約為50度。③尾氣不能直接送往尿素裝置利用。因低壓法氣相淬冷工藝系統(tǒng)壓力低，尾氣處理困難，只能用水吸收，不能直接送往尿素裝置利用，其尾氣處理成本高。④裝置大型化困難。低壓法氣相淬冷工藝中，由于系統(tǒng)壓力低，設(shè)備外形尺寸大，裝置大型化困難。針對(duì)低壓法氣相淬冷工藝的缺陷，國(guó)內(nèi)一些研發(fā)機(jī)構(gòu)提出一種循環(huán)流化床結(jié)晶器技術(shù)(中國(guó)專利95104455.9)。該技術(shù)的特點(diǎn)是循環(huán)流化床采用主床加伴床的結(jié)構(gòu)，并設(shè)置內(nèi)旋風(fēng)分離器及換熱管束。利用換熱管內(nèi)液體的相變將大量的結(jié)晶熱移走，以維持結(jié)晶溫度在220℃左右。該循環(huán)流化床結(jié)晶器內(nèi)的三聚氰胺在主床與伴床之間循環(huán)流動(dòng)。由于三聚氰胺固體粉末的流動(dòng)性差，內(nèi)旋風(fēng)分離器的下料管容易堵塞，造成裝置無(wú)法運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的之一在于提供一種可同時(shí)進(jìn)行冷卻結(jié)晶的流化床結(jié)晶器。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于提供一種可長(zhǎng)期安全且正常使用的流化床結(jié)晶器。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的在于提供一種可提高熱量回收效率的流化床結(jié)晶器。本專利技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本專利技術(shù)提供了一種流化床結(jié)晶器，其特征在于包括殼體、位于殼體底部的未結(jié)晶氣進(jìn)口、位于殼體底部空間的氣體分配器、位于氣體分配器上方的冷卻裝置、及位于殼體頂部的結(jié)晶氣出口；所述結(jié)晶器還設(shè)有位于殼體外部的外部旋風(fēng)分離器。所述的冷卻裝置上方還設(shè)置有擋氣除塵器。擋氣除塵器優(yōu)選設(shè)有兩層以上擋氣除塵層，更優(yōu)選三層以上擋氣除塵層。該結(jié)晶器適合用于載氣中的產(chǎn)品氣相凝華結(jié)晶，在生產(chǎn)過(guò)程中，未結(jié)晶的氣體(通常為載氣+產(chǎn)品氣，其組成(wt％)：氨40～50％，二氧化碳40～50％，三聚氰胺5～10％)通過(guò)底部的未結(jié)晶氣進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)，通過(guò)氣體分配器分布至擋氣除塵器下方的空間，在該空間中進(jìn)行結(jié)晶。在所述殼體內(nèi)部，氣體分配器間隔一定距離的上方，設(shè)置有用于阻隔固體顆粒的擋氣除塵器，該擋氣除塵器可以是開孔板(例如具有多個(gè)圓形、方形或其他形狀的孔)、或者網(wǎng)狀、篩狀的部件，優(yōu)選具有兩層或以上的呈相互上下分布的開孔板、或者網(wǎng)狀、篩狀的部件。當(dāng)結(jié)晶氣體連同固體顆粒經(jīng)過(guò)該擋氣除塵器時(shí)，氣體可繼續(xù)擴(kuò)散至擋氣除塵器上方的空間，而三聚氰胺固體顆粒受到較大的阻力從而大部分被阻擋在擋氣除塵器下方的空間，從而，擋氣除塵器下方直至氣體分配器上方的空間為結(jié)晶器中的固體顆粒密相區(qū)，三聚氰胺得到充分的利用，結(jié)晶冷卻以較高的速率進(jìn)行，而擋氣除塵器的上方空間形成另一個(gè)固體顆粒稀相區(qū)，以便于氣體進(jìn)一步最終與三聚氰胺的有效分離。通過(guò)該擋氣除塵器的設(shè)置，可以破除結(jié)晶器內(nèi)的大氣泡，同時(shí)將氣體中夾帶的大量三聚氰胺分離下來(lái)，使進(jìn)入結(jié)晶器殼體外部旋風(fēng)分離器的氣體中三聚氰胺濃度大大降低，減輕了旋風(fēng)分離器的負(fù)荷，提高了旋風(fēng)分離器的分離效果。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的擋氣除塵器為由多個(gè)爪狀交叉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的篩狀部件。爪狀交叉結(jié)構(gòu)形成了一定的上下重疊區(qū)，以及一定的鏤空區(qū)域，由此形成了成上下空間分布(三維分布)的篩狀結(jié)構(gòu)。擋氣除塵器具有兩層以上，每層擋氣除塵器的爪狀結(jié)構(gòu)呈垂直交錯(cuò)分布。需要特別指出的是，該擋氣除塵器的設(shè)置是非常有利的，尤其是在三聚氰胺的結(jié)晶工藝中。在三聚氰胺的結(jié)晶工藝中，載氣+三聚氰胺氣體從底部通過(guò)氣體分配器進(jìn)入密相區(qū)，該密相區(qū)由氣體分配器和擋氣除塵器兩者之間限定而成，由此形成的密相區(qū)中含有的固體比例高，從而可以形成高的傳熱系數(shù)，高的傳熱系數(shù)對(duì)于三聚氰胺的結(jié)晶來(lái)說(shuō)是非常重要的，這是因?yàn)椋瑐鳠嵯禂?shù)高，可以降低傳熱溫差，提高水側(cè)的汽化溫度，從而產(chǎn)生高品位的蒸汽。密相區(qū)的下部空間需要是空的，而上部空間則設(shè)有冷卻裝置。空出來(lái)的空間實(shí)際上作為結(jié)晶區(qū)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，劇烈的結(jié)晶反應(yīng)在該下部空間發(fā)生，只有將該部分空間空置，才能防止結(jié)晶顆粒粘結(jié)到管壁上，保證結(jié)晶器的順利運(yùn)行。所述殼體底部還設(shè)有固體顆粒出口，以便在設(shè)備檢修時(shí)將固體顆粒排出設(shè)備。所述殼體壁上還設(shè)有投料入口，以便在結(jié)晶反應(yīng)開始前投入三聚氰胺固體顆粒，以有利于進(jìn)一步導(dǎo)入的三聚氰胺粉末的流化及結(jié)晶過(guò)程。為了特別適合于三聚氰胺的結(jié)晶，本專利技術(shù)在殼體外部設(shè)置了外部旋風(fēng)分離器例如外掛式旋風(fēng)分離器。事實(shí)上，本專利技術(shù)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)借鑒了專利號(hào)201410255842.1的中國(guó)專利中記載的甲烷化流化床反應(yīng)器。在三聚氰胺的結(jié)晶領(lǐng)域，從來(lái)沒有人采用過(guò)、也從來(lái)沒有人想象過(guò)采用氣-氣式反應(yīng)流化裝置用作氣-固式結(jié)晶裝置，這是因?yàn)槿矍璋返恼承院艽螅腆w顆粒流動(dòng)性差，冷卻結(jié)晶容易結(jié)壁，采用流化床結(jié)晶器結(jié)晶的工程化難度大。而本專利技術(shù)通過(guò)巧妙的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，流化床反應(yīng)裝置的原理可以用于三聚氰胺的結(jié)晶，其可使得三本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種流化床結(jié)晶器，其特征在于包括殼體(1)、位于殼體(1)底部的未結(jié)晶氣進(jìn)口(1a)、位于殼體(1)底部空間的氣體分配器(2)、位于氣體分配器(2)上方的冷卻裝置(3)、及位于殼體(1)頂部的結(jié)晶氣出口(1c)；所述結(jié)晶器還設(shè)有位于殼體(1)外部的外部旋風(fēng)分離器(5)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種流化床結(jié)晶器，其特征在于包括殼體(1)、位于殼體(1)底部的未結(jié)晶氣進(jìn)口(1a)、
位于殼體(1)底部空間的氣體分配器(2)、位于氣體分配器(2)上方的冷卻裝置(3)、
及位于殼體(1)頂部的結(jié)晶氣出口(1c)；所述結(jié)晶器還設(shè)有位于殼體(1)外部的外部
旋風(fēng)分離器(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于所述的冷卻裝置(3)上方還設(shè)置有擋氣除塵器
(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于，于所述氣體分配器(2)上方位置的殼體(1)
設(shè)有一分離固體入口(1b)；所述的外部旋風(fēng)分離器(5)的接入端與所述結(jié)晶氣出口(1c)
相連，外部分離器(5)的輸出端與設(shè)于分離固體入口(1b)相連。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于所述的冷卻裝置(3)下方、氣體分配器(2)上
方設(shè)有一空置空間；優(yōu)選地，所述冷卻裝置(3)為換熱裝置；優(yōu)選地，所述換熱裝置具
有多組并聯(lián)的換熱管。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹明大，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：尹明大，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44