本发明专利技术提供了一种在高压反应器中通过脲高温分解而生产三聚氰胺的方法，所述反应器具有竖直中心管，在中心管中，三聚氰胺由下部向上流入反应器，并在反应器的下部与从下部引入反应器中的脲熔体和选择性加入的ＮＨ＃－［３］混合，由中心管的上部从中心管中冒出，一部分三聚氰胺向下流经中心管与反应器壁间的环形空间，其余部分被排出进行进一步处理，从反应器的项部排出废气，本发明专利技术还提供了实施该方法的反应器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使脲进行高温分解而生产三聚氰胺的方法和装置。在生产三聚氰胺的高压法中，通过吸热液相反应使脲反应而得到三聚氰胺。根据反应器中的压力和温度条件不同，液体三聚氰胺还包含不同数量的溶解NH3和CO2，缩合副产物和未反应的脲。将所获得的三聚氰胺固化，例如通过水或氨冷却，通过升华并随后凝华，或者通过在特定条件下释放压力。所采用的反应器通常是釜式反应器，其具有中心管和围绕在中心管外的加热元件，加热元件为反应提供了必要的热量。这些加热元件为与中心管平行设置的管束，盐熔体在其中循环。脲和NH3从反应器的底部引入，涌向位于中心管下面的分布板，并在管束间的自由空间中反应，此中已经装有三聚氰胺，随着分解反应的进行和气体的释放，生成新的三聚氰胺。在WO99/00374中，图示描述了这种反应器，还指示了熔体的流动方向，来自中心管外的反应混合物从管束间向上流动，从而分离成为废气和液体三聚氰胺。废气从反应器的顶部除去，一部分三聚氰胺熔体经溢流从反应器中排出，另一部分三聚氰胺熔体在中心管内借助重力向下流动。但是，这种以前采用的反应器存在一些缺点，管束腐蚀相当迅速，特别是在脲的投料量相对较高的情形下，因此必须频繁地进行更换。出人意料地，现已发现，如果使脲与三聚氰胺的混合和脲的分解不在外部进行而是在中心管内进行，可显著地降低盐熔体对管束的腐蚀速度。与最初在WO99/00374中指示三聚氰胺熔体的流动方向的假定不同，而且还发现，在按照本专利技术的设置中三聚氰胺熔体的流动方向恰恰相反，事实上，熔体在中心管内向上流动，而在中心管外向下流动。吸热反应所需的热量由沿安装在中心管外的加热管向下流动的熔体提供，从而在反应器的下端的温度比上端高大约3-30℃，优选5-15℃。与WO99/00374的设置相比，在反应器上部通过溢流排出的三聚氰胺熔体，比下部的熔体温度低，这是另一个优点，因为在后续处理阶段三聚氰胺熔体无需更多地冷却，在低温下熔体的平衡位置向三聚氰胺方向移动，从而形成更少的副产物。因此，本专利技术涉及一种在高压反应器中通过脲高温分解而生产三聚氰胺的方法，所述反应器具有竖直的中心管，能够形成三聚氰胺熔体，其特征在于，- 在反应器中循环的三聚氰胺熔体在反应器的下部区域与从下部引入反应器中的脲熔体和选择性加入的NH3混合，- 所形成的基本上由三聚氰胺、NH3、CO2和选择性存在的反应中间体组成的反应混合物由中心管的下面向上流动，- 形成的反应混合物经过中心管从中心管的上部冒出，- 在中心管上面的反应器顶部进行三聚氰胺与废气的分离，- 一部分在顶部冒出的来自中心管的三聚氰胺向下流经中心管与反应器壁间的环形空间，其余部分被排出进行进一步处理，- 从反应器的顶部排出废气。为实施本专利技术的方法，脲从下部引入三聚氰胺反应器，采用的脲优选为来自脲洗涤器的被氨饱和的脲熔体，其温度大约为135-250℃。NH3可选择性地与脲一起引入反应器，选择性地加至三聚氰胺反应器中的NH3与加入的脲的摩尔比大约为0-10，优选大约0-5，更优选0-2。三聚氰胺反应器中的压力取决于所选择的温度范围，通常大约为50-350巴，优选大约80-250巴。三聚氰胺反应器中的温度取决于所选择的压力范围，通常大约为320-450℃，优选约320-400℃，更优选约330-380℃。三聚氰胺反应器是一种具有竖直中心管的釜式反应器。由下面加入中心管的脲熔体和选择性加入的NH3优选流向安装于中心管的下部的分布板，然后进一步经过分布板或经过设置于停留装置中的开口或喷嘴，例如在脲和NH3的入口管上用于连接分布板的停留板，通过中心管方向上的分布板。在中心管中的反应物与在反应器中循环的三聚氰胺熔体以及从下部流入中心管的三聚氰胺熔体混合。冷脲熔体与热的循环的三聚氰胺熔体在中心管中的充分混合，对反应物进行加热，在整个反应器中脲高温分解得到三聚氰胺和废气，废气的主要组成为NH3和CO2。由于形成三聚氰胺是吸热反应，在反应器中循环的三聚氰胺的量必须很大，这样即便在反应物混合过程和脲的高温分解过程中三聚氰胺温度会下降，也不会存在三聚氰胺固化的危险。可以通过控制脲的投料量、盐熔体的温度以及在双夹套管中盐熔体的循环方向来确立反应器中所希望的温度分布。此外，可以在反应器的底部或在中心管中设置装配板、分布板或导流板等，这可以适当缓和往返于环形空间流与中心管之间的三聚氰胺熔体的流动，更好地分布熔体流和使得中心管中的气泡尺寸比较适中，也可更好地分离反应器顶部的从中心管冒出的三聚氰胺熔体与废气。在反应器的上部，进行废气与液体三聚氰胺的分离。三聚氰胺熔体可在中心管的上端冒出，也可以通过中心管的侧面开口进入中心管与反应器内壁间的环形空间。部分三聚氰胺向下流入环形空间，其余的三聚氰胺熔体从反应器中经溢流排出以进一步加工。废气连续从反应器顶部除去，优选在脲洗涤器方向上。有利地，在废气与液体三聚氰胺间的分离区域中，设置挡板或栅板作为静置区，用于改善分离作用。在中心管与反应器壁间的环形区域通常装有竖直加热管，这些加热管被用来向反应器供应吸热反应所需的热量。由于具有更高的密度，部分三聚氰胺熔体由中心管溢流向下流入环形空间，再次在中心管区域的下部中与引入的脲混合，这导致反应器中的内部循环。其余的三聚氰胺不断地在反应器顶部经溢流排除，并以任何所需的方式进行加工及固化。例如，可在略高于取决于压力的熔点温度下，释放用氨气饱和的三聚氰胺的压力实施、在流化床中固化或通过用水、用液体或气体氨冷却，或通过升华和随后的从气相中凝华。本专利技术的另一个目的是一种通过脲高温分解而生产三聚氰胺的反应器，该反应器由以下部件组成竖直的反应器体，其具有中心管，在反应器下部的脲和选择性NH3的进料管，在反应器上部设置的排出形成的三聚氰胺及基本由NH3和CO2组成的废气的排放管，加热部件和测量与控制部件，特别是温度、压力、流量和熔体高度的测量和控制部件，其特征在于，用于供应脲熔体和选择性NH3的一个或多个出口开口设置在中心管内部。在中心管的下部，优选安装用于分布加入的脲和选择性加入的NH3的分布板。分布板可设置成平板，或者为了更好地分布向上流动的脲流及同样向上流动的三聚氰胺流，分布板可设置成任何一种所需的几何形状，例如，金字塔形，半碟形或优选锥形。特别优选使分布板(3)与用于脲熔体及选择性的NH3入口管的出口开口间的间隙尽可能小，例如，3-13mm截面或开口或喷嘴的环间隙可设置于保留装置中，例如，在所述保留装置中使分布板与脲及选择性的NH3的入口管相连的保留板。开口或喷嘴可具有任一种所需的几何形状，例如，为圆形，环形或环隙形。开口或喷嘴的尺寸应使在开口或喷嘴处的冒出速度为0.2-10米/秒，优选1-5米/秒，更优选0.5-1米/秒，因此，三聚氰胺中的反应物是微细分散的。通过这种设置，可实现脲和选择性的NH3更高的冒出率，这使得反应物与向外流出的三聚氰胺熔体可更好，更充分甚至更均匀地混合。在由入口管冒出后，脲物流优选沿中心管的方向转移，从而其与三聚氰胺以相同的流动方向流动。在反应器中循环的三聚氰胺熔体由反应器壁与中心管间的环形空间流进与脲熔体及选择性加入的NH3的混合区是可能的，例如，可通过在中心管的下部区域中的侧开口实现。一种可能的反应器的实施方案如附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在高压反应器中通过脲高温分解而生产三聚氰胺的方法，所述反应器具有竖直的中心管，能够形成三聚氰胺熔体，其特征在于， －在反应器中循环的三聚氰胺熔体在反应器的下部区域与从下部引入反应器中的脲熔体和选择性加入的ＮＨ↓［３］混合， －所形成的基本上由三聚氰胺、ＮＨ↓［３］、ＣＯ↓［２］和选择性存在的反应中间体组成的反应混合物由中心管的下面向上流动， －形成的反应混合物经过中心管从中心管的上部冒出， －在中心管上面的反应器顶部进行三聚氰胺与废气的分离， －一部分在顶部从中心管冒出的三聚氰胺向下流入中心管与反应器壁间的环形空间，其余部分被排出进行进一步处理， －从反应器的顶部连续排出废气。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：哈特穆特布卡，格哈德曹法尔，费迪南德科格尔格鲁伯尔，
申请(专利权)人：阿格罗林茨蜜胺有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]
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