傳統工藝難兩全
目前,世界三聚氰胺生產普遍采用尿素原料路線,通常可分為高壓液相淬冷法、低壓液相淬冷法和低壓氣相淬冷法3種。
其中,高壓液相淬冷法無需催化劑,工藝設備效率高、體積較小,長周期運行穩定,產品質量穩定,但缺點是生產過程中會產生大量工藝廢水,能耗和投資都比較高。低壓液相淬冷法操作條件相對溫和,投資低於高壓法,但缺點是精製工藝複雜,高含水尾氣利用途徑和價值有限。低壓氣相淬冷法流程簡單、占地小、投資較省,也不產生工藝廢水,尾氣易於回收利用,但其缺點是效率低,不容易長周期穩定運行,且產品質量不穩定。為此,四川金象在低壓氣相淬冷法的基礎上,研發出加壓氣相法三聚氰胺新工藝,解決了三聚氰胺生產環保與經濟難兩全的問題。目前,該工藝已在國內多家生產企業投入應用,相關技術還出口到德國、俄羅斯等國家。
自研技術提升增效
為解決氣相法反應效率低、副產物多的問題,四川金象專門針對三聚氰胺催化反應的特點,自主研發了高轉化率、高收率的新型流化床反應係統。
該係統巧妙利用大量的熔鹽加熱盤管作為直徑流化床反應器內構件,並對流化床內的濃相段催化劑顆粒循環流場進行了科學設計,強化顆粒和氣體有序流動,確保催化劑活性穩定,即便在370℃~375℃反應溫度的條件下ラ三聚氰胺單程收率也可達95%。相比之下,世界其他同類技術反應溫度達390℃~400℃,而收率僅為82%~90%。該技術解決了現有工藝中尿素轉化率低、產生副產物過多的技術缺陷,降低了未反應物和副產物的回收能耗。通過一係列工藝參數優化設計和設備調整,四川金象強化了各工藝裝備單位容積產能,減少了各工藝裝備體積,實現了生產裝置單線產能進一步大型化,還降低單位三聚氰胺產品的硬件投資和人工消耗。據統計,該工藝技術可達單線年產5萬噸以上的規模,每噸三聚氰胺的硬件投資僅為現有技術的54%~72%。
優化流程節能減排
為實現生產過程節能高效,四川金象通過技術創新,將現有同類工藝技術反應壓力從目前不足0.2兆帕提升到不低於0.5兆帕,增加了反應器內的化學反應速度,也降低了流化床反應器所需的氣體壓縮功,從而降低係統能耗。現有工藝技術的單位產品電耗在1060~1560千瓦時,而采用該工藝的單位產品電耗不高於600千瓦時。
同時,四川金象還開發了大型高效熔鹽加熱係、超大型氣固旋風分離器、三聚氰胺專用大型新型耐高溫玻璃纖維氣固過濾係統及其濾芯的在線高效清洗技術等工藝,進一步降低工藝流程能耗。據統計,該工藝單位產品綜合能耗僅為國外先進技術的30%~60%,單位產品投資額僅為國外先進技術的22%~60%。
此外,該流程產出的高於0.3兆帕無水三聚氰胺尾氣,既可以配合該公司自主研究的催化分解淨化技術和硝基複合肥生產工藝聯產硝酸銨及複合肥產品,也可以根據已有產業鏈靈活聯產其他產品,提升三聚氰胺尾氣的經濟性,拓展三聚氰胺尾氣的應用領域。