三聚氰胺生产工艺

三聚氰胺生产工艺按原料不同分为双氰胺法和尿素法。双氰胺法是以双氰胺和氨作为三聚氰胺生产原料，在甲醇溶液中控制压力10 MPa、温度200℃下，双氰胺与氨反应生成三聚氰胺，再通过精制得到三聚氰胺成品。最初我国三聚氰胺生产主要采用双氰胺法，但由于双氰胺法生产成本高、效益差，逐渐被淘汰。尿素法是以熔融尿素分解生成氨和异氰酸，异氰酸在催化剂作用下缩合生成三聚氰胺，生产三聚氰胺产品的同时，还副产甲铵溶液和含有CO2、NH3的尾气；其中，尿素分解生成氨和异氰酸为吸热反应，异氰酸缩合生成三聚氰胺为放热反应，但总反应为吸热反应，需外部提供反应所需的热量。

目前，国际上主流的三聚氰胺生产方法有日本新日产高压法、意大利欧技高压法、荷兰DSM低压法、德国BASF常压法以及我国自主研发的干捕再精制法、改良气相淬冷法、北京烨晶加压气相淬冷法。我国三聚氰胺装置普遍采用高压法或低压法并与尿素装置联产，主要生产工艺为高压液相淬冷法和加压气相淬冷法。

2.1 高压液相淬冷法

1962年美国联合信号公司建设了世界上第一套用尿素生产三聚氰胺的装置，该工艺称为Allied signal法，后来联合信号公司将高压法专利技术转让给意大利欧技公司，演变为意大利欧技高压液相淬冷法。意大利欧技高压液相淬冷工艺曾在温度400℃、压力14 MPa、不使用催化剂、不加氨的操作工况下完成反应；现该工艺在温度380℃、压力8 MPa、不使用催化剂、以氨气为载体的工况下，将浓度为99.7%熔融尿素与液氨在反应器中反应生成三聚氰胺熔体，反应物经骤冷、液氨水解、活性炭处理、重结晶等工序得到成品，压力2.2 MPa、温度140℃的反应尾气（含NH3、CO2、H2O）回收至尿素装置甲铵液中，实现尿素与三聚氰胺联产。

意大利欧技高压液相淬冷法的优点主要有：采用高压液相反应、无需催化剂，装置无复杂设备、自动化程度高、生产安全可靠，可长周期稳定运行300 d以上；生产过程中无固体污染物和废水外排，排放气体中仅含有微量氨，符合现行环保排放要求；在装置的大型化和与尿素装置联产方面优于低压法；产品质量可达国际标准，具有一定的品牌优势。目前，意大利欧技高压液相淬冷法已在全球拥有23套装置应用业绩，其中我国有12套，双反应器并联装置的最大产能已达80 kt／a，专利许可下的三聚氰胺装置总产能已超过730 kt／a。

2.2 加压气相淬冷法

北京烨晶科技有限公司在消化吸收国外各先进工艺技术的基础上，开发出了三聚氰胺加压气相淬冷工艺。该工艺以粒状尿素或液体尿素为原料、硅铝胶为催化剂，以工艺气作为循环流化载气，以低温循环工艺气为结晶冷源，在高温低压（温度380～390℃、压力0.40～0.45 MPa）条件下一步气相催化反应合成三聚氰胺。

加压气相淬冷法的优点主要有：生产过程中无精制单元，一步气相催化反应即可合成三聚氰胺，工艺流程短；装置占地面积小、建设投资低、建设周期短；原料消耗低，运行成本低；设备基本上都属于低压设备，除与尿素和成品接触部位需采用不锈钢外，设备其他部分均可采用碳钢，设备可全部国产化；生产操作方便、易控制，开停车容易；生产过程中无废水排放。

2.3 国内3种主流生产工艺技术的对比

2.3.1 工艺技术特点的对比

意大利欧技公司的高压液相萃冷工艺、我国的加压气相淬冷工艺和瑞士卡萨利公司正在中国推广的高压液相萃冷工艺，是目前国内三聚氰胺的主流生产工艺，其技术特点的对比见表1。

表1 国内3种主流三聚氰胺生产工艺技术特点的对比

2.3.2 原料、动力消耗的对比

对于上述3种国内主流三聚氰胺生产工艺，通过走访各工艺技术应用企业以及与各技术供应商进行技术交流，较为详细地了解了各工艺技术的原料、能耗等数据，经粗略计算，在未考虑三胺尾气与尿素装置联产部分成本的情况下，原料、动力消耗以瑞士卡萨利公司的高压液相萃冷工艺最高，国产加压气相淬冷工艺最低，但最高与最低消耗数据相差不大。

2.3.3 工艺技术的主要缺点

2.3.3.1 国产加压气相萃冷法

（1）运行稳定性较差，运行周期一般只有30～90 d，就需要停车清堵2～3 d（调研的生产企业运行2个月停车检修1次，每次从停车到再次开车运行需要5～6 d），且装置实际产能往往达不到设计产能——50 kt／a三聚氰胺装置实际产量不到40 kt／a。

（2）副反应产生三聚氰酸、缩聚物、氰尿酸等副产物，随稀甲铵液返回尿素装置，对联产尿素装置中的不锈钢设备等造成较为明显的腐蚀；为避免对尿素装置中设备的腐蚀，三胺尾气可与碳铵装置联产，但联产碳铵与联产尿素相比，联产碳铵价值低，经济上不合算。

（3）环保方面，由于设备密封不严密，生产现场有较大氨味，且生产中有过滤残渣固废产生（主要成分为蜜伯胺、蜜勒胺、催化剂细粉）。

（4）北京烨晶科技有限公司2010年被四川金象化工产业集团收购后不再进行技术转让，只在金象集团内部进行三聚氰胺装置的建设；其他国内加压气相淬冷工艺属个人研发技术。总的来说，国产加压气相萃冷工艺技术的获取需做更多的调研工作。

2.3.3.2 欧技公司高压液相萃冷法

（1）三聚氰胺装置建设投资、生产运行成本、原料和动力消耗较国产加压气相萃冷法高。

（2）关键设备——反应器、离心机、干燥机、关键阀门等需要进口，无法实现国产化。

2.3.3.3 卡萨利公司高压液相淬冷法

（1）生产中产生的废水需外送至污水处理单元处理。

（2）由于尾气压力等方面的问题，与尿素装置联产的改造量大，三聚氰胺装置建设投资高、建设周期长。