双氰胺生产节能改造

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1、龚学礼等双氰胺生产节能改造双氰胺生产节能改造龚学礼，王金玉(宁夏英力特化工股份有限公司氰胺分公司，宁夏石嘴山753202)摘要：本公司双氰胺生产线平均月生产双氰胺850吨，生产中聚合、沙滤、洗涤等多个工艺工序控制点需要消耗蒸汽和热水，所用的热量采用机车锅炉生产高压蒸汽，通过保温管道输送到各热交换器转换，而且所有蒸汽余热及冷凝水无回收装置，全部外排，造成极大的浪费。生产每吨双氰胺消耗烟煤1．15吨，烟煤消耗量较高。通过对生产工艺和设备的改造。提高了资源的利用率，降低了生产消耗。关键词：工艺改进；消耗能源；节能改造1原生产工艺概述双氰胺生产是

2、水解、聚合、结晶、烘干等几个工序连续控制的生产过程，生产工序中有放热反应，也有加热反应。第一道工序在水解工段用氰胺化钙(石灰氮)和二氧化碳反应生成单氰胺液，其液体主要成份是单氰胺和碳酸钙组成的悬浮液，再通过沙滤池过滤分离出单氰胺液和碳酸钙废渣，抽滤后废渣中含有一定量的有效成份，需用热水洗涤充分提取废渣中的单氰胺。洗涤热水是用钢制容器内加入冷水通过蒸汽加热到90℃，随着水温上升吸热效率下降，在达到70℃以上时热交换量减少，大量蒸汽从排空管排出，接近90℃时热水吸热饱和蒸汽排空量更大，此工艺控制点是双氰胺生产所有工序中热能消耗浪费最大的地方，

3、也是日常生产管理监控中的重要工艺控制点。第二步工序双氰胺聚合工艺，通过聚合单氰胺生成双氰胺，在聚合釜内将40℃的单氰胺液加热到68—72℃。聚合生成双氰胺液，聚合釜金属夹套通入蒸汽热传导，用一次蒸汽通入传导热加温聚合液，装置设计的流程尾气无法回收利用，排出的蒸汽热能全部浪费。因此，通过部分设备、工艺改造，导热油锅炉烟气尾气余热，导热油回油管余热、聚合釜热水恒温循环。通过热能替代利用，提高了设备的利用率，降低了生产·收稿日期：2010-05—13运行成本。2改造实施方案2．1双氰胺水解放料工艺改造2．1．1原生产状况双氰胺原运行的水解反应塔

4、塔体高9m，采用分批次投料放料，即每批次投料1．1t经水解搅拌后用打料泵打入碳化塔，与来自石灰窑的窑气进行反应，待碳化反应完(水解液)再全部放料。投入水解塔的固液量是3m3。水解反应是用浓度为28％的CO：气体和CaCN2水溶液反应生成单氰胺，此反应是放热反应，操作中需控制反应温度，此过程在水解装置完成，水解脱钙反应释放的热量，是通过水解塔塔体夹套内冷却水来降低反应温度，并通过调整pH值控制放料时间。因在水解反应过程中产生副反应，先生成单氰胺，再生成双氰胺。在碱性条件下，温度达到68～72℃时单氰胺聚合生成双氰胺。水解反应温度经统计200

5、9年8月份平均温度为68℃，水解反应温度越低，越有利于生产。因此，必须将反应温度控制在68℃以下，以避免水解高温反应提前生成双氰胺，减少水解副反应。而且双氰胺在80℃以上分解成气态氨释放，造成生产消耗上升。反应温度应控制在68℃以下，溶液的pH值应在9．5左右，2第六届宁夏青年科学家论坛论文集以避免双氰胺的生成。水解反应方程式t2CaCN2+2H20=Ca(HCN2)2+Ca(OH)2Ca(HEN2)2+2H20=2H2CN2+Ca(OH)2同时副反应：CaCN2+3H20=2NH3+CaC03J，H2CN2+H20=(NH2)2CO在沙

6、滤水洗时，因双氰胺存在，且双氰胺溶解度低于单氰胺，延长水洗时间，不能彻底洗涤，造成一定量双氰胺与废渣一起沉淀后排出，造成浪费。因此，水解反应放料温度要求控制在68℃以下或更低，反应时控制料液以单氰胺的状态存在，是生产工艺操作要求的重要指标。裹1双氰胺在水中的溶解度温度℃双氰胺克／100克水单氰胺溶解度：在43qC能够完全溶解于水中。2．1．2改造方案本次改造将水解塔塔体由9米加高至11．5米，水解塔塔体增高，相应增高气体(co：)与物料反应区间段，将原来的分批次间断投放料改为连续投放料方式，使用pH自动控制仪监测放料指标，原来分批次间断投

7、料使用pH试纸检测，控制范围基本在9．5±0．5之间，改造后使用pH自动控制仪监测，使pH值更加精确。通过增加塔体高度，相应增加冷却段距离，从而使反应温度从原来的分批次间断投放料的68℃下降到58～60℃，从而降低因水解反应温度过高造成双氰胺分解成气态氨。采用连续投放料工艺生产，石灰氮在配浆槽配浆后，再输送到搅拌槽充分水解反应，用连续加料配浆，石灰氮可在搅拌槽内充分水解，提高了氰胺化钙转化率，延长搅拌时间，同时还有利于水解反应热量释放，输入水解塔内的母液温度将比原来降低。改变工艺后，脱钙反应连续把母液从上塔加入，反应达到pH值要求，合格后

8、从塔体下部放料口排出，减少了反应热集聚和双氰胺气态氨分解流失。反应时间比原工艺缩短，减少了人工和设备问歇作业时间。双氰胺水解反应温度的降低，抑制了双氰胺的生成，固液过滤时，废渣中残存的有效成份