(b)日本NISSAN工艺
NISSAN工艺:将固体尿素熔融后加压到9.8MPa,经高压洗涤塔吸收反应器释放的尾气中残余的三聚氰胺和未反应的尿素后进入三聚氰胺反应器,液氨加压到10.0MPa、加热到400℃进入反应器,在10.0MPa、380~400℃条件下,尿素转化为三聚氰胺,洗涤过的尾气经尾气回收装置吸收形成甲胺,送出界区另做处理。从反应器出来的液体物料与热氨气在氨解器内进一步反应,将缩聚物分解成三聚氰胺,进入急冷塔得到180℃、质量分数为20%-30%的三聚氰胺粗料浆,在汽提塔内将氨、二氧化碳汽提出来,再经过过滤,降至常压,三聚氰胺结晶成固体,经离心分离、干燥、粉碎得到三聚氰胺成品,收率为85%~90%。
NISSAN工艺技术属于较早的高压法技术,它吸收了低压法的一些优点,又改良了湿法工艺的缺点,基本上为人们所接受,但日本NISSAN公司只限于自己使用该技术,不积极向外转让。
(c)美国ACC技术
美国有三家拥有生产三聚氰胺技术的公司:美国氰胺公司、美国化学公司和联合信号公司。联合信号公司将高压法技术专利转让给意大利欧技公司后就不再拥有该项技术;氰胺公司和化学公司的技术均为高压法生产工艺。他们的技术主要是满足自己使用,目前发展很慢。
(2) 低压法
低压法生产三聚氰胺也属于液相反应,温度范围为380~440℃。三聚氰胺低压法工艺的特点:①在催化剂存在的情况下反应,选择性好、产品质量高、副产物少,技术开发较早,比较成熟;但工艺复杂,流程长。②工艺为液相。捕集,设备腐蚀较大,材料等级较高,设备多,占地面积大,一次投资较高。③操作难度大,易堵塞,能耗高。④压力低,尾气利用困难度较大。⑤开车后获得合格的三聚氰胺产品时间较长。其代表技术有荷兰DSM、意大利KTI(DSM改进型)和德国鲁奇等。
(a) 荷兰DSM工艺
DSM工艺:固体尿素熔融后,由高速氨气(150℃)通过两相喷雾器,从下侧喷入流化床反应器,尾气回收产生的纯氨气经压缩加热到反应温度,从底部高速进入反应器,使反应器内的催化剂呈流态化,雾化的尿素在催化剂的作用下生产三聚氰胺。反应器顶部有两个旋风分离器将夹带在反应气流中的催化剂粉尘分离下来后进入急冷器,在急冷器内与喷入的母液和冷淤浆直接骤冷,使三聚氰胺冷却而凝结成固体,形成过饱和溶液进入洗涤塔,通过喷入母液和自身循环料浆,使三聚氰胺从气、液、固三相混合物中分离出来。由塔底出来含10%三聚氰胺的粗料浆分两路输送:一路经泵返回到急冷器和洗涤塔作急冷液;另一路进入洗涤塔,洗涤塔顶部释放的氨、二氧化碳气体混合物去尾气回收工段。从洗涤塔出来的料浆通过旋风分离器或水力分离器的料浆被提浓到35%(质量分数),进入解吸塔,在解吸塔内物料中的氨、二氧化碳被汽提出来。
从解吸塔出来的料浆进入净化工段,在混合器内加入活性炭脱色,利用氨调节料浆的pH值除去缩聚物,脱色后的料浆进入过滤器除去杂质后去结晶二段,结晶器在真空下操作,通过水分蒸发和冷却使三聚氰胺结晶出来,经离心分离、干燥后得到三聚氰胺,收率约为85%。
到目前为止,DSM低压法工艺在世界范围内技术占有率最高,最大规模为20万t/a,但其生产规模和现有工艺的复杂性限制了他们的发展,目前正在开发高压一步法工艺,简化工艺流程,扩大生产规模。该工艺技术处在中试阶段。(见下一页)