【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 代建設(shè)的棲霞山樹(shù)脂廠、山東海化魁星；2000年以后由清大華業(yè)設(shè)計(jì)的河南濮陽(yáng)、河北滄州、山東濰坊、廣州建韜等常壓循環(huán)法，南京規(guī)劃院設(shè)計(jì)的金陵石化、 萬(wàn)噸裝置常壓循環(huán)法，這些裝置均已停產(chǎn)。5） 目前正在運(yùn)行的常壓循環(huán)法裝置有：丁澤華先生設(shè)計(jì)的河南正陽(yáng)1 套 ；丁澤華先生于 2003年發(fā)明的三聚氰胺、聯(lián)堿聯(lián)產(chǎn)專利并設(shè)計(jì)的三聚氰胺裝置，有河南金山 4 套 、某豐喜1套1萬(wàn)噸、（已運(yùn)行1套）；、河南駿馬2套、宜興三木1套；；其它裝置大多數(shù)為小型裝置，間斷生產(chǎn)，需精制，能耗高，污染較嚴(yán)重。 6）最近幾年開(kāi)發(fā)的加壓氣相淬冷法，具有單套裝置能力大、電耗低、投資省等優(yōu)點(diǎn)，已建成的5萬(wàn)噸以上規(guī)模的加壓氣相淬冷法三聚氰胺裝置就有10套，但由于在一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上與常壓法比沒(méi)有取得技術(shù)進(jìn)步， 甚至有些問(wèn)題比常壓法裝置更嚴(yán)重，如運(yùn)行周期、催化劑消耗、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備故障率、尾氣的利用等方面，導(dǎo)致裝置的實(shí)際產(chǎn)能不到名牌產(chǎn)能的50%。而丁澤華先生開(kāi)發(fā)的加壓氣相淬冷法三聚氰胺與尿素聯(lián)產(chǎn)工藝，將原來(lái)在常壓法三聚氰胺工藝中的一些突出問(wèn)題作了專題試驗(yàn)研究，并完成了一套日產(chǎn)70噸三聚氰胺的加壓工業(yè)試驗(yàn)，該裝置運(yùn)行近1年，運(yùn)行周期、產(chǎn)品質(zhì)量、物料消耗和裝置正常率等各項(xiàng)指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，尤其開(kāi)發(fā)的低能耗三聚氰胺尾氣制碳銨工藝，是氣相淬冷工藝在尾氣利用上取得的一次成本突破，將推動(dòng)三聚氰胺生產(chǎn)技術(shù)的更新?lián)Q代，也將促成三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)的重新洗牌。 .2三聚氰胺工藝技術(shù)方案的確定 通過(guò)比較，確定采用具有投資省、運(yùn)行成本低、操作穩(wěn)定的加壓氣相淬冷法為三聚氰胺生產(chǎn)工藝。尿素經(jīng)斗提機(jī)進(jìn)入熔融釜內(nèi)，與來(lái)自尿洗塔138℃左右的回流液尿接觸（或用蒸汽間接加熱）融化為液體尿素（液尿），靠高度差流入液尿貯罐，再經(jīng)液尿泵分兩路分別送至液尿塔頂部噴嘴和反應(yīng)器噴嘴。送至液尿塔頂部噴嘴的液尿（約占液尿循環(huán)總量的99％左右）與冷氣風(fēng)機(jī)送來(lái)的混合氣順流接觸，除去氣體中夾帶的三聚氰胺及低溫副產(chǎn)物，再經(jīng)柱狀旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣液分離，氣體進(jìn)入集氣箱，由集氣箱出來(lái)的氣體一部分經(jīng)載氣旋風(fēng)到載氣壓縮機(jī)做循環(huán)氣源，一部分經(jīng)冷氣除沫器去結(jié)晶器與過(guò)濾器來(lái)得320℃的三聚氰胺工藝氣逆向混合淬冷結(jié)晶出固態(tài)三聚氰胺，過(guò)剩的氣體去尾氣處理系統(tǒng)；分離得到的液尿進(jìn)入液尿貯罐，由液尿泵送入尿洗塔循環(huán)使用；送入反應(yīng)器的液尿，經(jīng)兩支噴頭（約占液尿循環(huán)總量的1％左右）在霧化氣的作用下噴入390177。5℃處于流化狀態(tài)的流化床。反應(yīng)器內(nèi)的熱量由熔鹽鍋爐提供。反應(yīng)生成的三聚氰胺和副產(chǎn)的CONH3等氣體經(jīng)內(nèi)旋風(fēng)分離夾帶的催化劑后進(jìn)入熱氣冷卻器，在此利用道生油的氣、液相變將工藝氣體冷卻至320177。5℃，再進(jìn)入熱氣旋風(fēng)分離，在此除去氣體中夾帶的催化劑細(xì)粉和部分高溫副產(chǎn)物，熱氣再進(jìn)入熱氣過(guò)濾器在此除去未分離的催化劑細(xì)粉和高溫副產(chǎn)物；穿過(guò)濾布的氣體集結(jié)到集氣室從過(guò)濾器的頂部出來(lái)去結(jié)晶器。進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)的320℃左右工藝氣體與冷氣除沫器來(lái)的135℃左右冷工藝氣體混合，溫度降至210177。5℃，在此固態(tài)的三聚氰胺成品析出?？坷錃怙L(fēng)機(jī)的作用，工藝氣體經(jīng)過(guò)成品旋風(fēng)分離器分離出三聚氰胺成品；分離出的三聚氰胺產(chǎn)品自分離器下部的螺旋送料器出到小料斗，再由送料風(fēng)機(jī)送至成品一、二級(jí)旋風(fēng)后經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩篩分進(jìn)入包裝罐。成品旋風(fēng)頂部出來(lái)的工藝氣體，經(jīng)冷氣風(fēng)機(jī)進(jìn)入尿洗塔頂部與噴淋的液尿順流接觸，除去其中夾帶的三聚氰胺后，氣體被冷卻到135℃左右，再經(jīng)柱狀旋風(fēng)分離器進(jìn)入集氣箱，然后分三路輸送給不同的用戶。為確保廢氣達(dá)標(biāo)排放工藝上把尿素熔融釜放空氣、濃氨水槽放空氣等污染性氣體，統(tǒng)一回收送至廢氣吸收柱回收利用。柱狀旋風(fēng)分離器分離出來(lái)的液尿進(jìn)入液尿貯罐循環(huán)使用。圖41三聚氰胺生產(chǎn)工藝流程圖表41 三聚氰胺生產(chǎn)消耗表原料名稱及規(guī)格單位消耗單耗小時(shí)年尿素t98000硅膠催化劑t3 x10366煤t22110電Kwh560新鮮水t4000脫鹽水t540000循環(huán)水t2400 x106壓縮空氣Nm179。432000本裝置所用主要原料尿素、氨，其中氨為易燃易爆介質(zhì)，屬乙類危險(xiǎn)物質(zhì)。根據(jù)上述特征，在既確保安全，又便于操作，節(jié)省投資原則下，對(duì)生產(chǎn)裝置實(shí)行就地與集中相結(jié)合的控制方案，對(duì)需要現(xiàn)場(chǎng)操作的過(guò)程參數(shù)實(shí)行就地檢測(cè)與集中顯示為主，重要參數(shù)如：溫度、壓力、流量、液位、傳動(dòng)設(shè)備電流等引入操作室集中顯示、記錄、調(diào)節(jié)、報(bào)警。采用集散型控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 DCS） ，就地檢測(cè)，集中到車間控制室。根據(jù)防爆規(guī)程，控制系統(tǒng)均為隔爆型。DCS的功能主要表現(xiàn)為：通過(guò)下位機(jī)過(guò)程控制 I/O接口，采集主要的工藝參數(shù)的模擬量和開(kāi)關(guān)量，在機(jī)柜內(nèi)進(jìn)行初步運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通訊總線傳輸至上位機(jī)統(tǒng)一處理，操作站由 1 個(gè)工程師站、2 個(gè)操作站、1 個(gè)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)站，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)站對(duì)所有輸入、輸出數(shù)據(jù)形成定時(shí)儲(chǔ)存文件。采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)的三級(jí)梯階控制，既第一級(jí)為局部控制室，它直接控制整個(gè)裝置的各個(gè)生產(chǎn)單元，構(gòu)成各局部的小系統(tǒng)；第二級(jí)為階梯控制級(jí)，它對(duì)第一級(jí)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；第三級(jí)為協(xié)調(diào)控制級(jí)，根據(jù)全廠生產(chǎn)的總目標(biāo)對(duì)第二級(jí)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，完成生產(chǎn)管理、控制的總?cè)蝿?wù)。本方案緊急停車和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照一旦裝置發(fā)生故障，該系統(tǒng)將按起到安全保護(hù)的原則進(jìn)行。在系統(tǒng)故障或電源故障的情況下，該系統(tǒng)將使關(guān)鍵設(shè)備或生產(chǎn)裝置處于安全生產(chǎn)狀態(tài)下。本方案工藝參數(shù)越限報(bào)警由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。所有的報(bào)警信息（過(guò)程報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警）可在計(jì)算機(jī)的顯示器上實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，并通過(guò)打印機(jī)輸出。為保證操作人員和生產(chǎn)裝置的安全，本方案考慮了以下必要的安全技術(shù)措施：1）所有控制室位于安全區(qū)域，并考慮防火、防水、防塵、防雷等安全措施。2）設(shè)置必要的報(bào)警系統(tǒng)、緊急停車和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。3）安裝于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的儀表符合防爆要求。4）在可燃或有毒氣體可能泄露和聚積的場(chǎng)合，設(shè)置可燃?xì)怏w或有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器。5）儀表電源由不間斷電源供電。6）控制室的位置都應(yīng)選擇在非爆炸、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)，其位置應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB500162014)的規(guī)定。所選儀表及控制設(shè)備均是先進(jìn)的、可靠的，可以保證工藝裝置的長(zhǎng)期、安全生產(chǎn)和操作。1)溫度儀表：集中部分選用鎳鉻—鎳硅熱電偶，且為隔爆型，特殊場(chǎng)合的，如：測(cè)量爐壁溫度，采用鎧裝電熱偶，引出線需經(jīng)防爆接線盒，作為防爆措施，低溫場(chǎng)合選用 Pt100鎧裝電熱阻。 2) 壓力儀表：就地顯示一般選用不銹鋼壓力表；集中顯示部分選用 1151 智能型 壓力變送器，對(duì)于易結(jié)晶介質(zhì)，采用氨氣吹掃方式進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于液態(tài)尿素壓力測(cè)量，采用1151智能型單法蘭遠(yuǎn)傳壓力變送器測(cè)量。 3) 流量?jī)x表：就地選用金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)；集中部分，如：液態(tài)尿素流量測(cè)量，選用高溫型電磁流量計(jì)，載氣流量測(cè)量選用進(jìn)口熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。 4) 液位儀表：一般液體介質(zhì)選用1151智能型壓力變送器測(cè)量；含有沉淀物液體，氣相易結(jié)晶的采用進(jìn)口纜繩雷達(dá)液位計(jì)；對(duì)于粉狀成品物料，則采用音叉式料位計(jì)。 5) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：選用氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。即 DCS 輸出至電/氣閥門定位器或電磁閥（均為隔爆型） ，將氣源引至氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。DN40 以下常規(guī)介質(zhì)一般的選用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥；易結(jié)晶、DN40 以上口徑的選用活塞式輕型多功能調(diào)節(jié)閥；過(guò)濾器氨氣吹掃系統(tǒng)的大口徑閥，選用活塞式加長(zhǎng)型三通閥。 A、電源：由電氣專業(yè)提供220V/AC，50HZ，3KW的電源。 B、 氣源：由空分儀表空壓站提供凈化儀表空氣，工作壓力：， 供給量：400Nm3/h，露點(diǎn)：25℃，無(wú)塵，無(wú)油。1. 《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500582014 2. 《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T2050720143. 《控制室設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T205082014 4. 《儀表供氣設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T205102014；三聚氰胺生產(chǎn)裝置包括反應(yīng)、熱氣過(guò)濾、結(jié)晶分離、液尿洗滌四個(gè)部分，主要非標(biāo)設(shè)備有熔鹽加熱爐、反應(yīng)器、熱氣過(guò)濾器、結(jié)晶器、旋風(fēng)分離器及液尿洗滌塔等。由于采用了加壓法流程，主要設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力為低壓設(shè)備，對(duì)材質(zhì)無(wú)特殊要求，主要考慮高溫設(shè)備的氮化、和液尿設(shè)備的腐蝕。 (1) 反應(yīng)器 反應(yīng)器為立式圓筒流化床反應(yīng)器。反應(yīng)所需熱量由熔鹽加熱管供給，設(shè)備本體溫度在390~400℃，筒體按 420℃設(shè)計(jì)，根據(jù) 10多年的使用經(jīng)驗(yàn)16MnR 氮化腐蝕嚴(yán)重，所以反應(yīng)器筒體選用 0Cr18Ni9，熔鹽盤管選用0Cr18Ni10Ti比較適合。 (2) 液尿洗滌塔 ，塔總高約30米。根據(jù)操作條件，材質(zhì)選用00Cr17Ni14Mo2不銹鋼；液尿噴頭采用實(shí)心錐形噴霧噴嘴，材質(zhì)為316L不銹鋼。(3) 材料選用 本流程設(shè)備所接觸的介質(zhì)主要為尿素、三聚氰胺、氨、二氧化碳等，由于采用了加壓法流程，操作條件對(duì)材質(zhì)無(wú)特殊要求。所用材質(zhì)主要有：介質(zhì)為液尿的設(shè)備及部件，選用00Cr17Ni14Mo2；結(jié)晶分離部分，與三聚氰胺介質(zhì)接觸的設(shè)備，為保證產(chǎn)品純度，選用0Cr18Ni9不銹鋼；其余設(shè)備或部件則根據(jù)操作條件選用普通低碳鋼或低合金鋼(4) 大型超限設(shè)備 本裝置非標(biāo)設(shè)備中，大型超限設(shè)備有： A、反應(yīng)器：，總高約 米，重約 300 噸。 B、熱氣過(guò)濾器： 米，總高約 米，重約 150 噸。 C、結(jié)晶器：，總高約 20 米，重約 100 噸。 D、液尿洗滌塔： 米，總高約 30 米，重約 115 噸。 上述設(shè)備須采用分片或分段制造，現(xiàn)場(chǎng)組裝。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組裝的設(shè)備除應(yīng)符合有關(guān)設(shè)計(jì)的規(guī)定外，還應(yīng)符合 GB502362011《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定。片或段的劃分，根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)及有關(guān)運(yùn)輸規(guī)定確定。三聚氰胺裝置主要設(shè)備（）表42 三聚氰胺裝置主要設(shè)備一覽表編號(hào)設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)尺寸備注1壓縮機(jī)12冷風(fēng)機(jī)13反應(yīng)器1φ520004催化劑貯罐φ52005熔鹽爐11700萬(wàn)Kcal/h6氮?dú)忸A(yù)熱器、載氣預(yù)熱器1余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器+風(fēng)機(jī)、鹽槽、鹽泵。7熔鹽槽1φ2000,60m38600m3熔鹽泵2某設(shè)備9液尿洗滌塔1φ3200/240010600m3液尿泵2某設(shè)備11400 m3液尿泵2某設(shè)備12尿素熔融罐1φ320013尿素斗提機(jī)114柱狀旋風(fēng)4φ160015循環(huán)流化床熱氣冷卻器1φ460016過(guò)濾器2φ580017熱氣循環(huán)風(fēng)機(jī)118壓縮機(jī)電機(jī)變頻1冷風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻19結(jié)晶器1φ540020成品旋風(fēng)2φ320021壓力螺旋輸送機(jī)422成品風(fēng)送風(fēng)機(jī)+旋風(fēng)223成品料倉(cāng)2φ4000某設(shè)備24成品中間罐2φ1000某設(shè)備25星型下料器2某設(shè)備26自動(dòng)包裝機(jī)227往復(fù)泵4某設(shè)備28熱水循環(huán)泵2291某設(shè)備30液尿泵2600m3/h31尿洗塔空冷器13233+閃蒸罐34+閃蒸罐本項(xiàng)目各裝置中所需用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備均選用標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品。非標(biāo)設(shè)備的制造應(yīng)符合設(shè)備制作的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這樣既有利于標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用，又提高了材料及配件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1. 《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼和鋼帶》GB91220082. 《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》 GB/T32802015 3. 《不銹鋼熱軋鋼板》 GB/T423720154. 《輸送流體用無(wú)縫鋼管》 GB816320085. 《高壓化肥設(shè)備無(wú)縫鋼管》 GB647920136. 《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》 GB531020087. 《鋼制對(duì)焊管件》 GB/T1245920058. 《化工配管用無(wú)縫及焊接鋼管尺寸選用系列》 HG/T 2055320119. 《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》 HG20592～20635200910.《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》 HG/T 20581201111.《化工裝置管道材料[合訂本]》 HG/~1.《壓力容器 [合訂本]》 GB ～GB 2.《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 TSG R000420093.《熱交換器》 GB1512014 4.《鋼制焊接常壓容器》 NB/T (JB/T )5.《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)[合訂本]》 NB/T ～1. 《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)則》 TSG R10012008；2. 《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程工業(yè)管道》 TSG D00012009 ；3. 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB5016020084. 《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB503162000（2008版）5. 《化工