Процесс получения меламина разделением и восстановлением co2 и nh3 - RU2016119933A

1. Способ получения меламина из мочевины с разделением и выделением высокочистого СО₂ и высокочистого NH₃, включающий следующие производственные стадии:

a) синтез меламина в основном реакторе путем пиролиза потока (301) расплавленной мочевины в присутствии NH₃ (319) с получением потока (303) расплавленного неочищенного меламина и потока (302) отходящего газа, содержащего NH₃ и СО₂;

b) возможно, обработка потока (303) расплавленного неочищенного меламина, выходящего из основного реактора в постреакторе в присутствии газообразного аммиака (304), для завершения реакции пиролиза мочевины с получением потока (306) расплавленного неочищенного меламина, по существу не содержащего непрореагировавшей мочевины и CO₂, и потока (305) отходящего газа, в основном состоящего из NH₃ и содержащего весь СО₂, образующийся в реакции;

c) перегонка потока (302) отходящего газа со стадии а) и, если таковой присутствует, потока (305) отходящего газа со стадии b) в присутствии водного растворителя (329, 318) для экстракции с получением газообразного потока (314) высокочистого CO₂ и потока (315) водного аммиака, содержащего CO₂;

d) отпарка потока (315) водного аммиака со стадии с) для удаления еще имеющегося CO₂;

e) охлаждение и растворение потока (303) расплавленного неочищенного меламина, полученного на стадии а), и потока (306) со стадии b), если таковой присутствует, посредством приведения в контакт с потоком (315) водного аммиака со стадии с) с получением водно-аммиачного раствора (330), содержащего растворенный меламин, примеси поликонденсатов и ОАТ;

f) очистка водно-аммиачного раствора (330), содержащего меламин, со стадии е) посредством отстаивания в присутствии NH₃ для превращения поликонденсатов в меламин;

g) кристаллизация меламина, присутствующего в очищенном водном растворе (307), выходящем со стадии f), и отделение кристаллов меламина от указанного раствора с получением влажного осадка (309) меламина и потока (310) кристаллизационного маточного раствора, содержащего только ОАТ, растворенные остатки меламина и NH₃;

h) перегонка маточного раствора, выходящего со стадии g), с получением потока (317) высокочистого NH₃ и водного потока (322), не содержащего аммиака и содержащего ОАТ и остатки меламина, впоследствии выделяемые или удаляемые в специально для этого предназначенных секциях способа ниже по потоку, например, в секции деструкции/отпарки;

i) сушка влажного осадка (309) меламина со стадии g) горячим воздухом с получением высушенных кристаллов меламина высокой степени чистоты и потока отработанного воздуха, содержащего аммиак;

причем в указанном способе необходимо стадию с) экстракционной перегонки потока (302) отходящего газа со стадии а) и, если таковой присутствует, потока (305) отходящего газа со стадии b) проводить в присутствии водного растворителя для экстракции при давлении от 5,5 до 25 МПа (от 55 до 250 бар), предпочтительно от 7 до 17 МПа (от 70 до 170 бар).

2. Способ по п. 1, в котором водный растворитель для экстракции представляет собой воду или водный раствор (329), не содержащий аммиака, более предпочтительно подаваемый рециклом водный раствор (318), не содержащий аммиака.

3. Способ по п. 1, в котором водный растворитель для экстракции присутствует в количестве от 3 до 6, предпочтительно от 4 до 5 т растворителя на 1 т полученного меламина.

4. Способ по п. 1, в котором стадию с) экстракционной перегонки проводят в устройстве для разделения, предпочтительно в перегонной колонне или колонне Distex, выполненном из материалов, способных выдержать необходимые рабочие условия, например из сплава, по существу состоящего из сочетания никеля, хрома и молибдена или металлов, таких как цирконий, титан или из сочетания указанных материалов.

5. Способ по п. 1, в котором поток (317) высокочистого NH₃ со стадии h) подают в реактор для синтеза на стадии а) как (319), в постреактор на стадии b) как (304) и на стадию очистки е) как (320).

6. Способ по п. 1, в котором поток (317) высокочистого NH₃ со стадии h) и поток (314) высокочистого CO₂ со стадии с) вводят в способ синтеза мочевины.

7. Способ по п. 1, в котором поток (317) высокочистого NH₃ со стадии h) и поток (314) высокочистого CO₂ со стадии с) выделяют в качестве сырьевых материалов для использования в других промышленных производственных процессах.

8. Способ по п. 1, в котором часть газообразного потока (314) высокочистого CO₂ со стадии с) используют для нейтрализации водного потока (322), не содержащего аммиака, со стадии h).

9. Способ по п. 1, в котором стадия h) дополнительно включает отделение продувочного потока (329), содержащего CO₂, от потока кристаллизационного маточного раствора, причем указанный продувочный поток подвергают экстракционной перегонке на стадии с).

10. Способ по п. 1, в котором поток отработанного воздуха, содержащий аммиак, со стадии i) приводят в контакт с водным промывающим потоком в скруббере с образованием водного потока (316) аммиака и очищенного потока воздуха.

11. Способ по п. 10, в котором водный поток (316) аммиака из скруббера подают в секцию гасителя стадии е) для охлаждения и растворения расплавленного неочищенного потока меламина.

12. Способ по п. 1, в котором CO₂, возможно присутствующий в кристаллизационном маточном растворе, отделяют в виде водно-аммиачной смеси (329) CO₂ в секции отделения аммиака и направляют для выделения путем экстракционной перегонки на стадию с) совместно с потоком (302) отходящего газа со стадии а) и потока (305) отходящего газа, возможно выходящего из стадии b).

13. Способ по любому из п.п. 1-12, в котором на перегонку на стадии с) подают поток отходящих газов из способов получения меламина, проводимых на других предприятиях по производству меламина.

14. Система, предназначенная для разделения и выделения высокочистого CO₂ и высокочистого NH₃ из потоков отходящего газа, поступающих с установки получения меламина, где указанная система включает следующие элементы: первую перегонную колонну для экстракции CO₂, подходящую для работы с водным растворителем для экстракции, например водой; вторую разделительную колонну для разделения, подходящую для удаления из ее верхней части CO₂ и NH₃, содержащихся в потоке, выходящем из нижней части первой колонны экстракционной перегонки; третью разделительную колонну, подходящую для выделения из ее верхней части NH₃, присутствующего в потоке, выходящем из верхней части второй колонны, причем указанные элементы подходят для осуществления стадий разделения и выделения высокочистого CO₂ и высокочистого NH₃ из указанных потоков отходящего газа.

15. Система по п. 14 для модернизации существующих предприятий по производству меламина и/или для объединения предприятий по производству меламина с предприятиями по производству мочевины.

16. Цикл разделения и выделения высокочистого CO₂ и высокочистого NH₃ из потоков отходящего газа с установки получения меламина путем пиролиза мочевины, включающий:

- зону реакции, состоящую из основного реактора и постреактора, где пиролиз с высокой степенью конверсии мочевины в меламин происходит с разделением безводного потока отходящего газа, полученного из NH₃, CO₂ и паров меламина;

- экстракционную перегонную колонну или колонну Distex, находящуюся в соединении с зоной реакции, из которой в нее поступает указанный безводный поток отходящего газа, причем на указанной колонне Distex в верхней ее части отделяют продукт, состоящий из высокочистого CO₂, путем перегонки при предпочтительном уровне давления от 7 до 17 МПа (от 70 до 170 бар), а из нижней части колонны отделяют водный поток, состоящий из NH₃ и остаточного меламина, при использовании в качестве растворителя для экстракции, предпочтительно водных растворов, не содержащих аммиака, исходящих из цикла очистки и выделения меламина; секцию отпарки для удаления остаточного CO₂ из водного раствора, не содержащего аммиака;

- секцию гасителя и секцию очистки для выделения и очистки меламина, подаваемого с водными потоками аммиака, исходящими из цикла получения, возможно с добавкой NH₃;

- секцию осаждения путем кристаллизации очищенного меламина, объединяющую разделение и сушку меламинового продукта;

- секцию отделения аммиака для получения аммиака высокой степени чистоты путем перегонки из кристаллизационных маточных растворов;

- секцию обработки маточных растворов, не содержащих аммиака, выходящих из секции отделения аммиака.

17. Цикл по п. 16, в котором экстракционная перегонная колонна или колонна Distex представляет собой первую колонну системы по п. 14, предназначенной для разделения и выделения высокочистого CO₂ и высокочистого NH₃ из потоков отходящего газа с установки получения меламина.