(川化股份有限公司,四川 成都610301)
[中图分类号] TQ 110.9 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2012)04-0035-03
0 引言
三聚氰胺生产过程中会产生大量尾气,而目前三胺尾气综合利用的各种工艺路线大多存在着能耗高的问题:氨碳分离工艺存在蒸汽、电能消耗,吨氨分离成本高达上千元;将三胺尾气回收生产尿素,与氨碳分离工艺一样,同样存在着能耗高的问题;而利用三胺尾气生产硝酸铵或硝基复合肥,无论是能耗和产品的升值都优于其他尾气联产路线,因此近年来国内化工企业三聚氰胺生产装置尾气系统与硝铵联产的生产工艺发展速度较快。在三聚氰胺生产装置尾气系统与硝铵联产的生产工艺过程中,由于三聚氰胺尾气中含有50.8%(质量分数,下同)的CO2,会导致中和反应吸收效率降低,但三胺尾气生产硝酸铵工艺的原料利用率高,不仅不需要消耗大量热能,还可以利用中和反应热及尾气显热来蒸发浓缩硝铵溶液,因此通过该联产方式对三胺尾气进行有效回收利用已成为企业提高经济效益和稳定发展的趋势。
1 三胺尾气的特性
三聚氰胺生产产生的尾气进入尾气处理工序时的温度为140 ℃,压力10~20 kPa,尾气组分含量为:CO2 50.8%,NH3 48.4%,N2 0.7%,异氰酸0.1%。三胺尾气在降温过程中,其中的氨和CO2结合生成氨基甲酸铵,尾气遇水时氨和CO2溶解在水中生成碳化氨水并放出热量,尾气遇酸时氨与酸发生强烈的中和反应并放出大量的热量。
2 联产流程
来自三聚氰胺装置的三胺尾气(140 ℃、10~20 kPa)进入尾气系统的一吸塔顶部,与稀硝酸并流而下,尾气中的气氨与稀硝酸(浓度40%~45%)在塔内发生中和反应生成硝铵,反应放出的热量产生大量的水蒸气,硝铵溶液被提浓(浓度达到60%~65%),通过一塔泵,一部分硝铵溶液被送往硝铵工段,另一部分则送到一吸塔顶部喷嘴(打循环)。在循环管线上安装有1台pH检测仪,用于检测硝铵溶液的pH,通过控制加入一吸塔中的硝酸量使其控制在微酸性。中和反应产生的水蒸气与未参与反应的气体(CO2、N2)以及夹带的硝铵溶液通过一吸塔、二吸塔联通管送到二吸塔中,二吸塔中上部设置有高效除沫器,用以除去气体中夹带的硝铵液,水蒸气与CO2从二吸塔顶部放空。
3 三胺尾气中NH3与硝酸的反应
三胺尾气中的气氨与浓度40%~45%的稀硝酸在一吸塔内接触反应,生成稀硝铵溶液。中和反应方程式如下: