三聚氰胺生產項目的研究

胡美娟

（新疆化工設計研究院有限責任公司，新疆烏魯木齊 830006）

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

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，汽車運輸至生產區。

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

1 工藝方案節能評估

1.1 工藝技術方案

本項目建設60kt/a三聚氰胺生產裝置一套，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，生產高品質、高純度的三聚氰胺，廢水、廢氣經回收處理后達標排放。

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

生產過程中產生的尾氣經尾氣處理裝置后去尿素生產系統，產生的廢水經廢水處理單元后回用。

本技術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、結晶及晶體的分離、干燥包裝、氨的回收利用、水處理及循環利用、煙氣余熱回收等工序等，輔助的生產有動力站、循環水及供配電等。

1.2 與行業規劃、準入條件及相關節能設計標準的符合性題編制意義

本項目60kt/a三聚氰胺生產采用高壓非催化生產工藝。工藝技術以尿素、液氨為主要原料生產高純度、高品質三聚氰胺。工藝方案選用國內外比較成熟的工藝技術，規模在國內屬于較大規模，可符合行業的準入條件。

以尿素為原料的大型化三聚氰胺生產裝置，比較成熟的生產規模為單套5萬噸/年低壓法工藝生產裝置和單套60kt/a高壓法工藝生產裝置。從目前國內外已經投產和擬建的三聚氰胺裝置的規模來看，基本都在30kt/a以上，裝置規模逐步在向大型化、節能及環保等方向發展，低于30kt/a的生產企業由于規模相對較小，工藝技術落后，能耗高，環境污染嚴重，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、余熱回收等多項節能降耗措施，能夠按照節能設計的相關標準規范進行設計，項目的建設符合合國家、地方及行業的節能相關法律法規、標準規范的要求。

1.3 工藝方案節能評估

本項目采用意大利歐技公司的高壓非催化法生產工藝，利用熔融尿素和氨氣等原料生產三聚氰胺。

采用尿素法生產三聚氰胺的生產工藝技術根據熔融尿素熱解的壓力不同，分為高壓法（7～10MPa）、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，高壓法工藝副產的尾氣回收較容易。

本項目動力站產生蒸汽后外供給蒸汽主管，三聚氰胺主生產裝置根據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、鍋爐進水預熱、污水處理裝置、全廠采暖等。

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

國內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，以循環氣作為流化載氣，產品不需要精制。具有流程短、設備少、消耗低、易控制、高度連續化、自動化、系統一次出精品等優點，但目前裝置運行周期不穩定，電耗較高，裝置大型化受到制約。

日本日產化學公司Nissan技術屬于較早的高壓法技術，它吸收了低壓法的一些優點，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，不向外轉讓。

歐技公司高壓法采用高壓液相反應，設備體積較小，無催化劑對產品質量產生影響，與尿素裝置聯產時對尿素裝置影響較小；無需外來化學品，對環境影響較小；運行穩定且周期長，生產安全、可靠，產品質量優良。

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

（1）工藝技術安全可靠，能耗低，反應無需催化劑，不用擔心催化劑中毒和對產品的污染問題，操作穩定，產品優等品率高。

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

（3）本項目產生的廢水，通過高壓熱分解將其中的OAT等固體物質水解成氨、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，同時節約了水資源。

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

（5）高溫設備進、出口換熱系統：本項目熔鹽爐和導熱油爐采用了進出口換熱系統，用加熱爐出口的高溫煙道氣來預熱進爐空氣，節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熱進口物料的熱交換器，充分利用了反應熱，減少了熱量消耗。

（6）在整個生產系統內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，副產蒸汽；合理利用工藝余熱來副產蒸汽。

綜上所述，本項目的高壓非催化三聚氰胺生產的工藝技術方案，在規模、設備、技術水平和節能方面達到國內同類技術的相同規模，在技術水平上已達到國內先進水平，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能措施是節能的重點。

2 結束語

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

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