三胺生产的催化剂.doc

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1、近几年来，常压法以尿素为原料生产三聚氰胺生产工艺，在国内几种生产工艺中日益占据重要位置，且工艺日趋成熟，但由于国内众多生产厂家在操作中存在着较大差别，因此其三聚氰胺的收率也不尽相同，相差较大。显然，生产中如何提高三聚氰胺的收率，对优化操作，降低成本具有重要意义。尿素合成三聚氯胺是一个较为复杂化学过程，目前，对其反应机理仍存在着众多的争议。结合国内众多厂家生产经验，综合研究整个生产工艺过程，可以将影响三聚氰胺收率的主要因素总结为以下几个方面：尿素质量、流化床反应器气体停留时间、尿素投入状态、载气成分及气料比、催化剂、反应温度等。分别详述如下： 

2、 1尿素的质量  在低压气相催化工艺中，三聚氰胺收率对尿素质量重点要求三个质量指标；即含水量、含油量及甲醛含量。  在三聚氰胺反应中，只要有水分，尿素－加热，优先和水发生如下反应：    CO（NH2）2＋H2O＝CO2＋2NH3  从反应式看出，每含1kg水便会水解掉3．3kg尿素，最终影响到三聚气氰胺的收率，因此生产三聚氰胺的尿素含水量应尽量低。  如果含有各类油分的尿素进入高温无氧的三聚氰胺反应器内，油分会长期在催化剂内外表面上形成结焦和积炭，从而堵塞催化剂小孔，使催化剂比表面积下降，从而降低催化剂的活性，使得王聚氰胺的收率降低，所以应

3、尽量减少油分进入反应器内。  含有甲醛的农用尿素进入反应器内合成三聚氰胺，在无氧的情况下，同样也会出现在催化剂内表面上形成积炭，减小催化剂的比表面积，使其活性大大降低，直接影响三聚氰胺收率。生产初期，国内部分厂家用含有甲醛的农用尿素合成三聚氰胺，便付出了沉重代价，致使整个流化床内的几十吨催化剂严重中毒，简单的活化无济于事，只有重新回炉培烧，才能恢复其原来活性。因此，禁止使用含有甲醇的农用尿素来合成三聚氰胺。  2流化床反应器中气作停留时间  从化学反应动力学的角度分析，在三聚氰胺工艺中，在多孔催化剂表面上进行气、固相催化剂反应，一般要经历如下

4、五个步骤：  （1）反应物从气流主体扩散至催化剂颗粒表面（反应物外扩散）；（2）反应物从颗粒外表面扩散至颗粒内表面（反应物内扩散）；（3）在颗粒内表面进行反应过程（又分吸附一反应一吸附）；（4）产物从颗粒内表面微孔内扩散出来（产物也扩散）；（5）产物从颗粒外表面返回气流主体（产物外扩散）。  三聚氰胺生产经验告诉我们，气体流量改变对反应结果往往影响很大，说明了三聚氰肢的催化剂反应属于外扩散控制。通常停留时间指的是反应物从进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。而气体在流化床内停留时间一定程度上反映了反应物与催化剂之间气相接触时间。一般

5、来说，当反应物与催化剂接触时间过短，可能尿素转化为三聚氰胺不完全，会产生中间物酰胺类物质；而接触时间过长，则会产生高分子聚合物，这样会使三聚氰胺收率受到影响。因此，生产实际中需控制好适当气体停留耐间。  3尿素投入状态  目前，国内外的低压法三聚氰胺生产工艺中，均采用硫化用床反应器，以满足尿素迅速加热分解的需要。在其他操作条件和反应器一定情况下，尿素的投入状态对其升温快慢和反应有一定的影响。从尿素分解机理可以知道，尿素升温快慢直接影响着尿素分解的路径及产物。因此尿素投入流化床反应器的状态，也会或多或少影响到尿素的转化率和消耗量。  现有的低压

6、法三聚氰胺生产装置，流化床反应器内的尿素投料分固相和气相两类。因相投料：尿素以颗粒形成用氨气吹送至流化床反应器内，为防止尿素在吹送过程中熔结而塔塞管路或没有吹送风，需采用冷氨气；另一方面颗粒尿素的气化及反应又大量吸热，因此在尿素进入反应器局部区域极有可能形成低温区，使尿素来不及气化或反应，把催化剂颗粒粘结成团，团决可以越来越大，甚至可以妨碍流化床内局部超负荷而引起催化剂结块。反应器内催化剂结块现象在国内许多固相下料的装置中较为常见。但固相投料操作较容易，装置较简单，至今仍有部分厂家采用。液相投料：尿素以高于其熔点的温度呈熔融状态，喷入流化床反

7、应器内，为了提高尿素的分散性，常使用氮气作雾化器的雾化喷嘴为进料装置。可有效的防止催化剂局部结块和低温，从而提高尿素转化率。雾化后的液态尿素，颗粒较细，容易被快速加热、气化和发生化学反应。但液相投料若操作不当，也会发生催化剂结块和熔盐盘管被腐蚀的问题。  4载气成分及气料比  在低压催化法生产王聚氨胺工艺中，流化床反应器常使用NH3或NH3郴CO2混合气体作载气。适当提高NH3气含量，有利于抑制三聚氰胺的脱氨副反应，从而提高反应的选择性。气料比定义为（单位为kg／h）R＝（载气中氨量＋雾化气中氨量）/投入反应器中的尿素最  实践证明，气料比R

8、值增大，有利于提高三聚氰胺反应的收率。但R值越大，则工艺生产设备投资越大，生产能耗增加。因此，工艺中选用合适的气料比，可以使反应保持良好状态，从而保证三聚氰胺具有较