三聚氰胺生产设计

目录一、总论…………………………………………………………………………………1、三聚氰胺的性质和用途…………………………………………………………二、需求预测…………………………………………………………………………1、国内外市场情况预测…………………………………………………………2、产品价格分析………………………………………………………………………三、产品生产方案和生产规模………………………………………………………1、产品方案……………………………………………………………………………2、生产规模……………………………………………………………………………四、生产方法和工艺流程……………………………………………………………1、生产方法比较……………………………………………………………………2、工艺流程简述……………………………………………………………………3、深度水解处理三聚氰胺工艺废水、尾气吸收……………………………………五、工艺计算…………………………………………………………………………1、计算依据……………………………………………………………………………2、物料衡算……………………………………………………………………………3、主设备的选择………………………………………………………………………六、设计评述一.总论1、三聚氰胺的性质和用途①、物理性质：化学名：2，4，6-三氨基-1，3，5 -三嗪，简称三胺，别名蜜胺、氰尿酰胺、三聚酰胺。

分子式：C3H6N6，化学结构（图1）分子量126.12，它是一种纯白色单斜棱晶体，无味，相对密度1 570 kg/m3，堆积密度700 ～900 kg/m3 [4]。

②．化学性质：三聚氰胺在一般情况下较稳定，但在高温下可能会分解放出氰化物。

一般含有的食具会标明“不可放进微波炉使用”。

受热升华或燃烧时，分解生成含氢化氰、氮氧化物和氨等有毒和刺激性烟雾[5]。

溶于热水，微溶于冷水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。

三聚氰胺遇强酸或强碱水溶液水解，胺基逐步被羟基取代，先生成三聚氰酸二胺，进一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰酸。

③．用途：以三聚氰胺为原料或添加剂的许多化工产品，都有良好的经济效益。

最主要的用途是作为生产三聚氰胺-甲醛树脂(MF)的原料，该树脂具有阻燃、耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、绝缘性能好、光泽度和机械强度好等优点，与其它原料混配，还可以生产织物整理剂、皮革鞣润剂、上光剂和抗水剂、橡胶粘合剂、高效水泥减水剂、钢材氮化剂等。

广泛应用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业，还可用于制造药物胶囊[7]。

三聚氰酸还与氯类消毒剂共用于游泳池消毒，以三聚氰酸和三聚氰酸钠盐形式存在，它可以减缓起消毒作用的氯气被阳光分解的速度[8]。

由于食品和饲料工业蛋白质含量测试方法的缺陷，三聚氰胺也常被不法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”，还可用三聚氰胺板制优质面板。

三聚氰胺板色漆涂装的工艺过程：砂磨三聚氰胺面板---溶剂擦拭喷涂表面---喷底漆---砂磨---喷底漆---砂磨---喷面漆。

④．检测方法：标准规定了高效液相色谱法（H P L C ）、气相色谱- 质谱联用法（G S - M S ）、液相色谱- 质谱/ 质谱法（LC-MS/MS）3 种方法为三聚氰胺的检测方法。

a．HPLC 法NY/T 1372-2007标准中将三聚氰胺用三氯乙酸溶液提取，提取液离心后经混合型阳离子交换固相萃取柱净化，洗脱物吹干后用甲醇溶液溶解，用HPLC法（C 8 柱，检测波长为240 nm）测定。

国标GB/T 22388-2008标准中试样用三氯乙酸溶液- 乙腈提取，经阳离子交换固相萃取柱净化后，用HPLC 进行测定（C8 或C18 柱，检测波长240 nm），外标法定量。

同NY/T 1372-2007标准方法基本相似。

在添加浓度2～10 mg/kg 范围内，回收率为80 %～110 %，RSD<10 %。

b .GC-MS 法NY/T 1372-2007标准中三聚氰胺用三氯乙酸溶液提取，提取液离心后经混合型阳离子交换固相萃取柱净化，用N , O - 双三甲基硅基三氟乙酰胺（BSTFA ）衍生化，以GC-MS 法进行定性和定量。

GB/T 22388-2008标准中试样经超声提取、固相提取净化后，进行硅烷化衍生，衍生产物采用选择离子监测质谱扫描模式（SIM）或多反应监测质谱扫描模式（M R M ），用化合物的保留时间和质谱碎片的丰度比定性，外标法定量。

c. LC-MS 法GB/T 22388-2008标准中试样用三氯乙酸溶液提取，经阳离子交换固相萃取柱净化后，用LC-MS/MS 法测定和确证，外标法定量。

在添加浓度0.01～0.5 mg/kg 范围内，回收率为80 %～110 %，RSD ＜10 %。

二.需求预测A。

国内外市场情况预测1.国内过去几年中, 国内三聚氰胺年需求增长20%以上, 预计在未来几年对三聚氰胺消费的年增长率仍将保持在10% ～15%, 三聚氰胺的主要消费市场分析如下。

①建材目前国内三聚氰胺最重要的应用领域是木材加工的黏合剂、高密度层压板的贴面材料和水泥添加剂, 特别是2002年7月1日正式实施装饰材料控制游离甲醛含量的强制性标准后, 迫使木材加工企业使用三聚氰胺黏合剂, 近年来仅强化木地板市场, 三聚氰胺消费量每年同比增长30%以上。

预计到2010 年, 人造板产量将达4800 万m3 , 年均增幅超过9%。

今后由于原木的砍伐和利用将越来越有限, 为保护日益减少的森林资源, 大量的木材将被三聚氰胺复合材料代替, 由此促使三聚氰胺的市场持续扩大。

此外, 目前国内水泥年产量约12亿t, 只有不足20%的混凝土使用外加剂, 三聚氰胺用作高效混凝土减水剂前景十分广阔。

②环保蜜胺泡沫塑料除了比其他的泡沫塑料具有低的容重和耐化学品腐蚀外, 更具有突出的吸音尤其是对低频噪音的吸收特性, 突出的热稳定性和耐老化性, 优良的阻燃低烟和安全环保性。

(1) 蜜胺泡沫塑料可用于高速公路的隔音降噪, 消除家用电脑、工作站各种驱动器及风扇产生的噪音。

(2) 蜜胺泡沫塑料能满足对声学性、阻燃防火安全性、材料的功能性和装饰性多方面要求极高的公共场所需求。

(3) 蜜胺泡沫塑料还可用于对机场候机楼、录音室和广播大厅进行声学处理。

(4) 蜜胺泡沫塑料由于其良好的隔热、隔音性能, 特别是耐火、热稳定性等综合性能, 使之有在电热水器、电冰箱、消毒柜等家用电器方面替代聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫塑料的可能而得到广泛应用。

(5) 经介电材料浸渍或复合后, 可作为无线电波、雷达、微波能的吸收和屏蔽材料, 将广泛用于信息产业和军事工业。

③化纤(1) 江苏常州新区能源设备厂、天津工业大学等在本世纪初开展了研究蜜胺纤维方面的技术工作, 并得到相对“高旦”、“脆性”的蜜胺纤维细丝, 在包括树脂体系、纺丝工艺、关键设备等方面在内的蜜胺纤维核心技术已有所突破,并拥有自主的知识产权。

(2) 北京三嗪兴达化学研究所是国内较早从事蜜胺纤维研究开发工作的单位之一, 该所开发出的蜜胺纤维生产工艺已建成10 t级规模的“单头”纺丝装置, 生产长丝纤维和短切纤维,其纤维的纤度、伸长率、色度、拉伸强度、模量及难燃性、耐热性等主要指标已达到和超过国外同类产品指标。

以目前掌握的工程技术数据, 国内建设一套“多头多位”千吨级蜜胺纤维纺丝工业化实验生产装置的条件已经具备。

2。

国外目前, 世界三聚氰胺市场需求以年约415%的速率增长, 2006 年全球三聚氰胺消费量约1300kt, 增长的主要动力来自生活品质和环保标准的提高。

除了传统的应用领域外, 高效水泥减水剂、三聚氰胺阻燃剂、蜜胺泡沫塑料、蜜胺合成纤维等新的应用领域的开拓也将使三聚氰胺的市场容量进一步扩大。

从长远发展来看, 世界主要的三聚氰胺供应商为了维护自己的市场地位, 正在强化开发新的三聚氰胺生产工艺以降低成本, 如DSM公司近期开发的短流程高压法。

同时, 世界三聚氰胺生产巨头已开始把三聚氰胺生产装置向中东和中美洲等富油气产地转移。

俄罗斯也在利用其能源优势, 寻求德国鲁奇公司提供的先进的三聚氰胺生产技术, 并尽快形成100kt/ a的生产能力。

B。

产品价格分析由于新华社北京9 月18 日发布三鹿牌婴幼儿奶粉事件，党中央、国务院高度重视，作出了重大部署。

按照对奶制品进行全面检查的要求，国家质检总局在完成婴幼儿奶粉三聚氰胺全国专项监督检查后，又紧急组织开展了全国液态奶三聚氰胺专项检查。

当日检测出以上厂家除了三元股份生产的乳制品不含三聚氰胺外其他四家都掺入超标三聚氰胺。

也于当日市场消费者对国内乳业信心大跌，其价格也随之下降。

三、产品生产方案和生产规模1、产品方案尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法；根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线分为高压法(7～10 MPa)、中压法(0.5～1 MPa)和常压法(0.3 MPa 以下)3 种。

其中高压法工艺技术代表有美国ACC 工艺、意大利的ETCE 工艺和日本的NISSAN 工艺；低压法工艺技术代表有荷兰的DSM工艺和奥地利的OSW 工艺；常压法有德国的BASF 工艺和我国自行开发的改良型低压法工艺。

2、生产规模1万吨/a三聚氰胺。

四、生产方法和工艺流程1、生产方法比较三聚氰胺作为现阶段的清洁化工原料，与人们的生活密切相关，市场潜力很大，各个技术开发公司正积极改进技术，扩大规模，降低产品成本，增强市场占有率。

下面分述各工艺技术的特点以及其现状。

1 高压法高压法生产三聚氰胺属于液相反应，温度范围为370～450℃。

其特点为：(1)工艺为液相反应，不易结晶堵塞；但在高温高压下，反应介质腐蚀性强，设备材料等级要求较高，控制系统复杂，一次性投资大。

(2)反应无需催化剂，不用担心催化剂的中毒和对产品的污染问题，操作稳定，产品质量好。

(3)装置操作弹性大，一次开车产出合格成品时间较短。

(4)操作压力高，规模较大，能耗低，运行费用低。

(5)副产的尾气因压力较高，利用方便，易于联产尿素，降低产品成本。

其代表技术有意大利欧技公司的ETCE 和日本NEWNISSON 等。

ETCE 工艺流程：将从尿素装置送来的尿素溶液提浓后，得到145℃熔融尿素，加压至8.5 MPa 与8.5 MPa、420℃的氨混合后进入三聚氰胺反应器，反应压力为8.0 MPa、温度380℃，在反应器内尿素直接转化为三聚氰胺，从反应器出来的含二氧化碳、氨、三聚氰胺和少量的缩聚物的液相物料减压至2.5 MPa进入急冷工段，在急冷塔内将绝大部分的氨和二氧化碳闪蒸出来，以甲胺的形式送出另作处理，从急冷塔底部出来的三聚氰胺溶液被送到汽提塔内将残余的氨和二氧化碳彻底汽提出来，然后经过缩聚物分解、脱出固体杂质和吸附脱色后，结晶、离心分离、干燥得到三聚氰胺产品，收率为85～90%；离心分离产生的母液经过氨回收和废水处理，将氨和工艺水重新加以回收利用，达到回收利用的目的。