雙氰胺生產的節能改造與過程優化

韓煥波，趙林茂，茹秀玲

（1.阿拉善慶華高新技術有限公司，內蒙古阿拉善 750336；2.阿拉善職業技術學院，內蒙古阿拉善 750336）

雙氰胺生產的節能改造與過程優化

韓煥波1，趙林茂1，茹秀玲2

（1.阿拉善慶華高新技術有限公司，內蒙古阿拉善 750336；2.阿拉善職業技術學院，內蒙古阿拉善 750336）

隨著雙氰胺產品市場競爭加劇和生產原料成本逐年上升，以及國家地方等環保部門對環境保護嚴格要求，公司目前雙氰胺生產工藝已越來越不能滿足市場和環保需要。因此必須對雙氰胺生產工藝進行節能改造，以提高資源利用率；對生產過程進行過程優化，提高產品質量，滿足市場需求。

雙氰胺；節能改造；過程優化

雙氰胺（又名二氰二胺）呈白色結晶粉末，13℃在水中溶解度為2.26%，水溫越高溶解度越大，在50℃熱水中完全溶解，當水溫達到80℃時，雙氰胺會逐漸分解放出氨氣[1]。雙氰胺易溶于液氨、乙醇、丙酮水合物、二甲基甲酰胺等有機無機物，難溶于乙醚，不溶于苯和氯仿。25℃密度1.40g/cm3，熔點209.5℃。干燥時性質穩定不易燃燒。雙氰胺應用廣泛，作為化工中間體被應用于制造農藥、醫藥和水處理，作為原料生產胍鹽，還可作為環氧樹脂膠黏劑的固化劑、膠黏劑等[2]。生產雙氰胺的傳統方法是以石灰氮（化學名稱氰氨化鈣）為原料經水解、碳化、聚合和結晶工序，生產純度為99.50%的雙氰胺。

但隨著雙氰胺產品市場競爭加劇和生產原料逐年上升，以及國家地方等環保部門對環境保護嚴格要求，公司雙氰胺生產工藝已越來越不能滿足市場和環保需要，必須對其進行節能改造，以提高資源能源利用率，降低生產成本；對生產過程進行優化，降低產品雙氰胺濁度和三聚氰胺，以提高產品質量，滿足市場需要。

1 節能改造

1.1 利用液態CO2代替窯氣

公司原雙氰胺生產碳化工藝采用普通石灰窯生產的CO2進行碳化，工藝流程為原料石灰石和無煙煤按比例搭配加入到白灰窯中，用無煙煤燃燒放出的熱量分解石灰石放出CO2氣體，然后對氣體進行收集、水洗、壓縮，通入到碳化反應塔中進行碳化反應。由于石灰窯窯氣CO2含量低，只有10%～20%左右，碳化過程只有8%～10%左右的CO2氣體被吸收，有近90%的CO2氣體直接排放到大氣中，產生大量的溫室氣體。隨著我國和地方政府對排入大氣中CO2的嚴格控制和對環境保護的嚴格要求，開發資源節約型、環境友好型的碳化工藝已勢在必行。

隨著我國現代煤化工的快速發展，在煤制油、煤制天然氣和煤制烯烴等[3]眾多煤化工生產工藝中排放大量高濃度CO2，有時濃度達到90%以上。對排放高濃度CO2進行收集、凈化、脫硫，采用變溫吸附和脫附工藝進一步提純CO2濃度達到99.5%以上，然后對其加壓成為液態二氧化碳進行存儲、運輸到雙氰胺生產廠區，再經減壓氣化通入碳化反應塔中進行碳化反應，利用氣體循環式反應塔碳化過程沒有被吸收利用的CO2氣體循環利用，吸收率達到90%以上，從而有效提高CO2吸收率，大大減少CO2排放，以公司年產2萬t雙氰胺為例，改造前后年CO2生產成本、CO2減排量和資源節約量見表1。

表1 改造前后CO2生產成本、CO2減排和資源節約量

由表1可以看出，利用液態二氧化碳代替原來窯氣生產雙氰胺，不但可以每年節約26.31萬元生產成本，而且每年還可以節約9.68萬t石灰石和1.64萬t無煙煤，同時可以減少向大氣排放53.024萬tCO2。

1.2 利用新型帶式過濾機代替原來過濾機

目前公司雙氰胺生產使用的水平膠帶式過濾機是我國在,20世紀90年代開發生產的固液分離設備。該過濾機主要由驅動裝置、橡膠大皮帶、濾布和真空盒等部件組成，由于旋轉部件多，大皮帶、真空盒等部件經常因磨損出現故障造成停產，再加上雙氰胺液呈堿性對設備真空盒、橡膠帶和濾布均具有腐蝕性，真空盒每年更換一套、橡膠大皮帶3a更換一次、濾布每季度更換一次，除濾布更換比較方便外，對真空盒和大橡膠帶的更換需要3～5d，嚴重影響生產的正常運行。針對以上問題，公司使用新型節能大包角水平帶式過濾機，旋轉部件只有濾布，旋轉部件少功率小，功率只有原設備功率的一半；與溶液接觸部件均使用高強度、耐酸堿的工程塑料，有效避免了設備腐蝕問題，而且該設備更換濾布方便，有效提高了過濾設備運轉率，以公司年產2萬t雙氰胺需要4臺30m2的帶式過濾機計算，每年節約成本約為37.04萬元。

2 過程優化

隨著市場對雙氰胺產品質量要求的提高，為了有效降低公司雙氰胺產品濁度和三聚氰胺含量，提高公司產品市場競爭力，分別采取降低碳化塔冷卻水盤管降低反應溫度，減少反應過程中三聚氰胺的生成；采取在溶液過濾部分加裝精密過濾機（過濾精度小于0.05μm），降低產品濁度；采用日本進口高效水洗離心機，同時降低產品濁度和三聚氰胺的三項過程優化措施后，生產出的雙氰胺產品質量有了明顯提高，各項指標均能滿足雙氰胺優極品標準，過程優化前后雙氰胺產品成分分析見表2

Energy Saving and Dicyandiamide Production Process Optimization

Han Huan-bo，Zhao Lin-mao，Ru Xiu-ling

with dicyandiamine products market competition and raw materials production costs increased year by year，and the national and local environmental protection departments such as strict requirements on environmental protection，the company currently dicyandiamide production process has been increasingly unable to meet the market needs and environmental protection.So we must carry out conservation of production process，dicyandiamide，in order to improve the utilization efficiency of energy and resource；process optimization of the production process，improve the quality of products to meet market demand.

energy saving；dicyandiamide；process optimization

TQ226.3

A

1003–6490（2016）09–0091–02

2016–09–19

韓煥波（1980—），男，河北滄州人，工程師，主要研究方向為化工工程。