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蒸发结晶技术之双氰胺的生产工艺
发表日期:2018/4/1 14:12:52 浏览次数:71

1双氰胺生产原理及主要反应方程式

⑴电石和氮气反应生产石灰氮

CaC2+N2=CaCN2+C

⑵石灰氮水解反应

2CaCN2+2H2O=Ca(HCN2)2+Ca(OH)2

Ca(HCN2)2+2H2O=2H2CN2+Ca(OH)2

⑶氰胺氢钙液脱钙

Ca(HCN2)2+2H2O+CO2=2H2CN2+CaCO3

⑷氰胺聚合

2H2CN2=(H2CN2)2

2 生产工艺流程

石灰氮由石灰氮车间气流输送至双氰胺车间石灰氮贮斗,经加料螺旋加入立式水解槽,与母液在卧式水解槽内水解反应完全后放入水解液中间罐,再经过滤、洗涤分离,滤液由泵打入脱钙塔。而湿渣(含湿量70%)则排至渣场,供下一步综合利用。

水解滤液与二氧化碳气体在脱钙塔内进行脱钙反应,至脱钙液PH值达到7.5~8。放料至脱钙液中间溶解罐,加入粉灰,调节脱钙液PH值在10~11,静置后再进行过滤和洗涤,滤液及洗涤液放入氰氨液罐,滤渣则排入渣场。

用泵将氰氨液打入聚合罐,通过夹套蒸汽进行加热,控制聚合反应温度在65~75℃,然后用泵将聚合液打入结晶罐进行冷却结晶。结晶罐冷冻水由冷水机组提供。

结晶液放入结晶中间罐,由离心机进行甩干脱水,母液用泵打至母液高位槽。湿成品则送入湿成品贮槽,烘干后包装入库。

3国内双氰胺生产工艺技术比较

双氰胺生产有“三步法”与“四步法”两种工艺,四步法指双氰胺生产操作按流程分为水解、脱钙、聚合和结晶四个主要工序,则三步法则将水解与脱钙两个工序合并同时进行。与四步法生产工艺相比,区别在于:⑴三步法虽然流程短,但水解脱钙过程均为入热反应,反应放热量大,有可能增加副反应而影响产品质量。⑵三步法只能采用间歇操作方式,产量较低。⑶四步法工艺中,水解工序产生的生产废渣为石灰氮渣,其主要成份为氢氧化钙,而脱钙工序产生的生产废渣主要成份为碳酸钙。而三步法中,生产废渣主要成份为碳酸钙。

目前国内大部分生产企业均采用四步法生产工艺。在双氰胺技术改造中,主要对二、三工段进行改、扩建,同时也针对水解和脱钙工序废渣不同物性,开发研究废渣的环保综合利用问题。

渣的过滤洗涤是目前双氰胺生产首要的瓶颈问题。生产1吨双氰胺约产生7吨的水解渣(主要成份为氢氧化钙)和3吨的脱钙渣(主要成份为碳酸钙)。由于双氰胺生产废渣粒度细、碱性高,粘度大,特别是水解渣中的氢氧化钙易在空气中与二氧化碳反应而结钙,堵塞过滤介质,因此长期以来双氰胺渣的过滤洗涤一直是双氰胺生产中的难题。

目前国内双氰胺生产系统中,水解渣和脱钙渣过滤均采用砂滤槽真空抽滤方式,存在主要问题是:⑴装置过滤能力不足;⑵分离效果差,滤渣的含湿量超过55%;⑶洗涤效果差,水解渣中氰氨残余量达1.63%(湿基)、脱钙渣中氰氨残余量达1.83%(湿基)。渣过滤洗涤效果差,严重影响双氰胺产品的消耗和产品收率,渣中残余的双氰胺及氰胺造成氨氮超标,同时渣挥发出强烈的刺激性气味,制约着双氰胺渣的环保综合应用。


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