專(zhuān)利名稱(chēng)：利用三聚氰胺和酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)純堿、氯化銨的方法，該方法充分利用三聚氰胺和生物酒精
尾氣來(lái)替代合成氨，經(jīng)濟(jì)，環(huán)保。
背景技術(shù)：
近十年來(lái)，地球環(huán)境的眾多問(wèn)題中最令人矚目的是地球逐漸變暖的問(wèn)題，即溫室 效應(yīng)。二氧化碳是一種溫室氣體，導(dǎo)致全球氣候變暖，對(duì)環(huán)境和社會(huì)造成廣泛的消極影響， 如海平面上升、生物物種滅絕、農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降、生物大規(guī)模遷移等，因此如何控制溫室氣體 的排放已經(jīng)引起世界范圍的廣泛關(guān)注。而在三聚氰胺、生物酒精生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的 尾氣(C02)，其尾氣的綜合利用在國(guó)內(nèi)外始終是個(gè)難題，妨礙了其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模。此外，尾 氣的綜合利用，直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的投資、生產(chǎn)成本及環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決了三聚氰胺、生物酒精尾氣綜合處理利用問(wèn)
題，響應(yīng)了國(guó)家"可再生能源"的要求，將兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物作為原料，進(jìn)行純堿的生產(chǎn)，減
少了溫室氣體的排放，達(dá)到了三聚氰胺和酒精兩個(gè)產(chǎn)業(yè)尾氣雙向治理的目的。 本發(fā)明利用三聚氰胺尾氣和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的生產(chǎn)方法，它可通
過(guò)下述步驟制得 —、純堿的制備 (1)母11液通過(guò)高位吸氨器將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的尾氣60 70%吸收，
并經(jīng)過(guò)澄清器、冷卻器后儲(chǔ)存在氨II桶內(nèi)，高位吸氨器應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的高度為30
米以上，便具有大于0. 3MPa靜壓轉(zhuǎn)化為30米以上液位具有的位能，使得液體下降較快，在
高位吸氨器內(nèi)造成負(fù)壓抽吸氣氨。由于氨的溶解度大，氣氨不斷被吸收，而使氣氨的壓力降
低。母II液吸氨的化學(xué)式如下 <formula>formula see original document page 3</formula>
由于三聚氰胺尾氣溫度高，再加上上述反應(yīng)的反應(yīng)熱，使得其溫度升高，在進(jìn)入制 堿塔前要用冷卻器冷卻； (2)酒精發(fā)酵過(guò)程中C02的生成量理論上為酒精產(chǎn)量的95. 5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。在 間歇式的發(fā)酵生產(chǎn)中實(shí)際能夠回收的C02為理論產(chǎn)量的50% 70%，而采用連續(xù)發(fā)酵方 式生產(chǎn)時(shí)，由于在完全密閉的設(shè)備里，所以0)2幾乎可以全部回收，且純度可達(dá)99.0% 99. 5%。將這部分(A，經(jīng)凈化、冷卻后與來(lái)自重堿煅燒爐的凈化爐氣混合進(jìn)入壓縮機(jī)，升壓 至0. 25 0. 4MPa，然后進(jìn)入制堿塔底部，作為對(duì)三聚氰胺尾氣中C02不足的補(bǔ)充； (3)氨n液由氨n泵經(jīng)換熱器送入制堿塔頂部，同壓縮機(jī)送來(lái)的壓縮氣逆流接觸
進(jìn)行碳化反應(yīng)吸收C02，生產(chǎn)NaHC03結(jié)晶，該反應(yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)，使得制堿塔中部溫度升高。塔下半部經(jīng)冷卻器降溫，使得更多的NaHC03結(jié)晶析出，同時(shí)吸收更多的C02， NaHC03結(jié)晶逐 漸長(zhǎng)大，未被吸收的二氧化碳和氨進(jìn)入副塔底部，從頂部出來(lái)經(jīng)氣液分離器，將夾帶的氨鹽 水分離后，送到副塔或用作真空過(guò)濾機(jī)的洗水，分離后的氣體放空； (4)從制堿塔出來(lái)的重堿漿靠自壓流入碳化稠厚器，再經(jīng)過(guò)真空過(guò)濾機(jī)后得到粗 重堿，煅燒后制得純堿，濾液及稠厚器清液作為母I液送往氯化銨制備過(guò)程。
二、氯化銨的制備 (1)母I液通過(guò)高位吸氨器將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的尾氣30 40%吸收， 并進(jìn)入熱氨I桶內(nèi)，高位吸氨器應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的高度為30米以上，便具有大于 0. 3MPa靜壓轉(zhuǎn)化為30米以上液位具有的位能，使得液體下降較快，在高位吸氨器內(nèi)造成負(fù) 壓抽吸氣氨。由于氨的溶解度大，氣氨不斷被吸收，而使氣氨的壓力降低。母I液吸氨反應(yīng) 式如下 NH3 (g) +H20 (1) = NH4OH (aq) +34780J/mol
H20(l)+C02(g) = H2C03(aq)+20152J/mol 2NaHC03 (aq) +2NH40H (aq) = Na2C03 (aq) +NH4COONH2 (aq) +3H20 (1) +60769J/mol
(NH4) 2C03 (aq) +NH4OH(aq) = NH4COONH2 (aq) +2H20 (1) +30362. 4J/mol
NH4C00NH2(aq)+2H20(l) = (NH4) 2C03 (aq)-792. 4J/mol 上述反應(yīng)均為可逆反應(yīng)，母I液吸氨后，尾氣中有一部分(A被吸收生成 (NH》2C(V溫度由35 4(TC升高至47 52°C ，該溫度比正常溫度高5"左右，主要是因?yàn)?三聚氰胺尾氣溫度較高及反應(yīng)熱的緣故。 (2)用泵將氨I液送入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器共設(shè)置6臺(tái)，其中前兩個(gè)為水冷卻 器，其余4臺(tái)為與母II換熱的換熱器，冷卻后，其溫度接近氯化銨的結(jié)晶臨界點(diǎn)后，流入冷 析結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行氯化銨的結(jié)晶； (3)氯化銨的結(jié)晶由冷析和鹽析兩部分完成，先將氨I液送入冷析結(jié)晶器，與來(lái) 自外冷器內(nèi)進(jìn)入分配箱上的循環(huán)母液一起流入冷析結(jié)晶器的中應(yīng)循環(huán)管內(nèi)，下行至結(jié)晶器 底，再折回向上穿過(guò)懸漿層，使晶體成長(zhǎng)，而溶液中的氯化銨過(guò)飽和度也隨之消失，如此周 而復(fù)始地循環(huán)，成長(zhǎng)后的晶體經(jīng)晶漿管取出。在冷析結(jié)晶器內(nèi)冷析后的半母II液，靠自壓流 入鹽析結(jié)晶器的中心循環(huán)管頂部入口處，借軸流泵的驅(qū)動(dòng)在中心循環(huán)管內(nèi)向下流動(dòng)，洗鹽 及濾液在中心循環(huán)管的中部加入，晶漿在結(jié)晶器底部流出，經(jīng)懸浮的晶漿段、澄清段，再進(jìn) 入中心循環(huán)管的頂部入口 ，這樣洗鹽隨溶液的循環(huán)而不斷溶解，同離子效應(yīng)使得氯化銨不 斷析出、成長(zhǎng)，成長(zhǎng)后的晶漿由取出管流入鹽析稠厚器，其清液與鹽析結(jié)晶器上清液即為母 II液，流入母II桶中，經(jīng)換熱器換熱后返回純堿的制備過(guò)程； (4)鹽析稠厚器流出的晶漿，流入冷析結(jié)晶器內(nèi)的中心循環(huán)管內(nèi)，在冷析稠厚器內(nèi) 進(jìn)一步增稠至離心機(jī)分離，分離出氯化銨，冷析稠厚清液和離心機(jī)濾液溢流到濾液桶，用泵 送入鹽析結(jié)晶器中心循環(huán)管。 本發(fā)明所述用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方法，其特 征在于氨II液中的13值一般控制在1.01 1.08之間。 所述用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方法，其特征在于 氨I液中的a值一般控制在2. 1 2. 4之間。 所述的用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方法，其特征在
4于母II液中的Y值一般控制在1. 5以上。 本發(fā)明所提供的這種利用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿 方法，它是利用三聚氰胺、生物酒精尾氣來(lái)替代合成氨，采用一次加鹽、兩次吸氨和一次碳 酸化的循環(huán)流程，與傳統(tǒng)的制堿方法相比，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、流程短等特點(diǎn)，該方法將兩 個(gè)產(chǎn)業(yè)的尾氣作為原料，進(jìn)行純堿的生產(chǎn)，減少了溫室氣體的排放，為兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的尾氣利用 找到了好的出路，達(dá)到了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)尾氣雙向治理的目的，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)在環(huán)境效益和經(jīng) 濟(jì)效益上的雙贏(yíng)。


圖1是本發(fā)明利用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方法工 藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，首先介紹純堿的制備部分將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置1產(chǎn)生的尾氣的 60 % 70 %經(jīng)高位吸氨器3用母II液吸收制取氨II液并儲(chǔ)存于氨II桶4內(nèi)，其高位吸氨 器應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的高度為30米以上，并且氨II液中的13值一般控制在1.01 1. 08之間，用氨II泵5先經(jīng)過(guò)冷卻器6冷卻后再送入碳化塔7 ;從生物酒精生產(chǎn)裝置2副 產(chǎn)的二氧化碳，作為對(duì)尾氣中二氧化碳不足的補(bǔ)充，副產(chǎn)的二氧化碳經(jīng)凈化、冷卻后進(jìn)入壓 縮機(jī)13a升壓至0. 25 0. 4MPa，同時(shí)來(lái)自純堿煅燒爐14凈化爐氣經(jīng)壓縮機(jī)13b升壓至 0. 25 0. 4MPa，然后進(jìn)入碳化塔7的底部，利用氨II液在碳化塔7內(nèi)吸收氣體中的二氧化 碳，從碳化塔7出來(lái)的尾氣從下部進(jìn)入付塔8，吸收其中少量的氨氣和二氧化碳，凈化后的 氣體再經(jīng)過(guò)汽水分離器9達(dá)標(biāo)后放空；從碳化塔7出來(lái)的重堿晶漿靠自壓壓至稠厚器10， 然后流入連續(xù)式回旋真空過(guò)濾機(jī)11的堿槽內(nèi)，經(jīng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后，得到粗重堿送去煅燒爐14 經(jīng)煅燒得純堿，過(guò)濾液作為母I液經(jīng)泵15送往氯化銨制備過(guò)程作吸收液。
下面是氯化銨的制備用母I液通過(guò)高位吸氨器16將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置產(chǎn) 生的尾氣30 40%吸收，并進(jìn)入熱氨I桶17內(nèi)，高位吸氨器16應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的 高度為30米以上，母I液吸氨后，溫度由35 4(TC升高至47 52°C ，母I液應(yīng)滿(mǎn)足a值 一般控制在2. 1 2. 4之間；用氨I泵18將熱氨I液送入換熱器和母II液進(jìn)行換熱，換熱 器共設(shè)置6臺(tái)，其中前兩個(gè)為水冷卻器19，其余4臺(tái)為與母II液換熱的換熱器20，冷卻后的 氨I液溫度接近氯化銨的結(jié)晶臨界點(diǎn)，經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入冷析結(jié)晶器22中心管，與外冷器21的 循環(huán)母液一起到結(jié)晶器底分布上升，冷析結(jié)晶器上部母液經(jīng)軸流泵送入外冷器21底部列 管內(nèi)，與管間液氨換熱降溫而產(chǎn)生過(guò)飽和度，呈過(guò)飽和狀態(tài)的循環(huán)母液從上部集合槽經(jīng)中 心循還管返回結(jié)晶器底部，通過(guò)結(jié)晶漿層消失其飽和度，促使結(jié)晶生成和生長(zhǎng)，如此連續(xù)析 出氯化銨晶體，在冷析結(jié)晶器中析出一部分后，冷析結(jié)晶器清液溢流至鹽析結(jié)晶器23，借軸 流泵的驅(qū)動(dòng)在中心循環(huán)管內(nèi)向下流動(dòng)，分布上升并逐步溶解氯化鈉同時(shí)析出氯化銨晶體， 并制得合格的母II液流入到母II桶27，母II液用泵28送至換熱器換熱后到吸收，沉積于 母n液桶底的氯化銨晶漿用泵29送至鹽析結(jié)晶器23的中心循環(huán)管內(nèi)，回收其中的氯化銨； 鹽析結(jié)晶器內(nèi)晶漿取出到鹽析稠厚器25，清液溢流至母II桶，鹽析稠厚器底部的氯化銨晶 漿，流入冷析結(jié)晶器22內(nèi)，經(jīng)冷析稠厚器24 —起增稠后，從底部流出至離心機(jī)26過(guò)濾，分離出氯化銨，冷析稠厚器24的上清液與離心機(jī)26的濾液一起進(jìn)入濾液桶30，用泵31送回 鹽析結(jié)晶器23。
權(quán)利要求
利用三聚氰胺和酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的生產(chǎn)方法其特征在于它可通過(guò)下述步驟制得一、純堿的制備(1)母Ⅱ液通過(guò)高位吸氨器將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的尾氣60～70％吸收，并經(jīng)澄清器、冷卻器后儲(chǔ)存在氨Ⅱ桶內(nèi)，高位吸氨器應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的高度為30米以上；(2)從生物酒精生產(chǎn)裝置獲得的副產(chǎn)物CO2，作為對(duì)三聚氰胺尾氣中CO2不足的補(bǔ)充，生物酒精副產(chǎn)的CO2經(jīng)凈化、冷卻后與來(lái)自重堿煅燒爐的凈化爐氣混合進(jìn)入壓縮機(jī)，升壓至0.25～0.4MPa，然后進(jìn)入制堿塔底部；(3)用泵將氨Ⅱ液送入制堿塔頂部制堿，從制堿塔出來(lái)的殘余混合氣進(jìn)入副塔，未被吸收的二氧化碳和氨進(jìn)入副塔底部，進(jìn)行副塔的預(yù)碳化，再經(jīng)氣液分離器，將夾帶的氨鹽水分離后，送到副塔或用作真空過(guò)濾機(jī)的洗水，分離后的氣體放空；(4)從制堿塔出來(lái)的重堿漿靠自壓流入碳化稠厚器，再經(jīng)過(guò)真空過(guò)濾機(jī)后得到粗重堿，煅燒后制得純堿，濾液及稠厚器清液作為母Ⅰ液送往氯化銨制備過(guò)程。二、氯化銨的制備(1)母Ⅰ液經(jīng)高位吸氨器將來(lái)自三聚氰胺生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的尾氣30～40％吸收，并進(jìn)入熱氨Ⅰ桶內(nèi)，高位吸氨器應(yīng)垂直安裝，其相對(duì)地面的高度為30米以上，母Ⅰ液吸氨后，溫度由35～40℃升高至47～52℃；(2)用泵將氨Ⅰ液送入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器共設(shè)置6臺(tái)，其中前兩個(gè)為水冷卻器，其余4臺(tái)為與母Ⅱ換熱的換熱器，冷卻后，其溫度接近氯化銨的結(jié)晶臨界點(diǎn)后流入氨Ⅱ桶內(nèi)，然后再用泵送至結(jié)晶器進(jìn)行氯化銨的結(jié)晶；(3)氯化銨的結(jié)晶由冷析和鹽析兩部分完成，先將氨Ⅰ液送入冷析結(jié)晶器，降溫結(jié)晶析出一部分氯化銨后，再溢流至鹽析結(jié)晶器，經(jīng)鹽析進(jìn)一步析出氯化銨，自鹽析結(jié)晶器下部取出的氯化銨懸浮液進(jìn)入稠厚器，經(jīng)離心機(jī)離心得氯化銨成品；濾液送回鹽析結(jié)晶器，鹽析結(jié)晶器上清液即為母Ⅱ液，母Ⅱ液進(jìn)入高位吸氨器吸收三聚氰胺尾氣，形成循環(huán)；(4)鹽析稠厚器流出的晶漿，流入冷析結(jié)晶器內(nèi)的中心循環(huán)管內(nèi)，在冷析稠厚器內(nèi)進(jìn)一步增稠至離心機(jī)分離，分離出氯化銨，離心機(jī)濾液和冷析稠厚器清液溢流到濾液桶，再用泵送入鹽析結(jié)晶器中心循環(huán)管。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方 法，其特征在于氨II液中的13值一般控制在1. 01 1. 08之間。
3. 按照權(quán)利要求1所述的用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方 法，其特征在于氨I液中的a值一般控制在2. 1 2.4之間。
4. 按照權(quán)利要求1所述的用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方 法，其特征在于母II液中的Y值一般控制在1. 5以上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了利用三聚氰胺和生物酒精尾氣生產(chǎn)純堿、氯化銨的新型制堿方法。該方法是將三聚氰胺、生物酒精尾氣充分利用，以取代合成氨，采用一次加鹽、兩次吸氨和一次碳酸化的循環(huán)流程，與傳統(tǒng)的制堿方法相比，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、流程短等特點(diǎn)，該方法響應(yīng)了國(guó)家“可再生能源”的要求，將兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物作為原料，進(jìn)行純堿的生產(chǎn)，減少了溫室氣體的排放，達(dá)到了三聚氰胺和酒精兩個(gè)產(chǎn)業(yè)尾氣雙向治理的目的，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)產(chǎn)業(yè)在環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益上的雙贏(yíng)；由于省去了合成氨，純堿和氯化銨的成本要比聯(lián)堿法低35％以上，因而設(shè)備投資少、效益高、操作控制簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C01D7/00GK101780965SQ20091013831
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者張亮, 藺官鎖 申請(qǐng)人:藺官鎖;張亮