关于三聚氰胺生产若干问题的探讨

丁茂（中盐安徽红四方肥业股份有限公司，安徽肥东231602）

1 三聚氰胺两种生产工艺的比较

目前，全国三聚氰胺生产装置年生产能力20 余万吨，年实际生产量在15万吨，大大超过了国内的生产需求和出口能力。各三聚氰胺生产厂家纷纷停产和限产，当前三聚氰胺的主要原料尿素价格已上涨至1700 元/吨，而三聚氰胺的售价仍然徘徊在7500元/吨，这说明三聚氰胺的产能过剩，必须要有一部分厂家退出该生产领域市场才能维持平衡。我认为当前主要竞争存在于类似我公司的“两步法”生产厂家和“一步法”生产厂家，而竞争的实质是产品成本之间的竞争。现将两种生产工艺的制造成本列表（主要）对照如表1：

表1 “两步法”与“一步法”工艺制造成本对照表

上表只是列出主要消耗的成本对照表。一步法生产工艺的原料成本要比两步法生产工艺的原料成本低570元，同时有的一步法生产厂家的尿素消耗能够达到3.0～3.1 吨尿素/吨三聚氰胺。所以降低原料成本是两步法工艺厂家在市场上能否立足的关键。

2 降低两步法生产工艺原料成本的设想

尿素消耗是三聚氰胺生产中的关键，根据近年来的摸索和实践，两步法生产厂家普遍采用醋酸法生产工艺，摒弃了离交法生产工艺。我公司根据现有的设备状况采用连续溶解、风冷结晶的醋酸法生产工艺，尿素单耗由3.8 吨降到3.4 吨，产品质量能够达到国标一级品以上标准。在此基础上如果采取相应措施尿素单耗还能够进一步降低到3.4 吨尿素/吨三聚氰胺以下。

2.1 流化床的选型

流化床是两步法生产工艺的主反应器，其选型的好坏直接关系到尿素单耗的高低。根据大多数生产厂家以及我公司的生产实践：流化床的长径比选择在6～8：1，流化床的直径选择在不超过4.5m 最佳直径控制在4m 以下，空床流速控制在0.06～0.10m/s，进气方式采用‘泡罩式’，这样流化床能够控制较佳的流化状态，达到良好的传热和传质效果。根据多年的生产实践针对现有设备暂定主要工艺指标如下：

流化床载气流量：3600～4000m/s(状态流量：表压0.10～0.15MPa，温度40～60℃)

流化床反应温度：370～400℃

催化剂静床高度：5.5～6.0m（催化剂总量为45～50吨）

氨冷干燥温度：≤0℃

2.2 催化剂的使用

催化剂使反应按生成三聚氰胺的主反应的方向进行，并最大限度地抑制付反应的发生，减少付产物的生成。可以作为尿素低压催化合成三聚氰胺的催化剂的物质很多，如铝胶、硅胶、硅铝胶、钛锆钍等金属的氧化物、高岭土、膨润土、铁矾土、硅藻土等，在工业上获得应用的只有三种：铝胶、硅胶、硅铝胶。我国目前三聚氰胺装置采用的催化剂主要有两种：硅胶和硅铝胶。

硅铝胶因其比重较大（0.6～0.7g/ml）不适用于“两步法”生产工艺，所以目前主要使用粗孔微球硅胶作为“两步法”工艺的催化剂，硅胶的质量要求严格按照国标进行控制，特别是强度和堆积比重。硅胶的堆积比重未使用前一般为450～500g/l，在使用过程中，堆积比重逐渐增大。当堆积比重≥650g/l时，硅胶的活性明显下降，应对硅胶进行活化再生或更换。

硅胶堆积比重增大的主要原因有：硅胶表面被难挥发或难解析的物质分子或积碳所覆盖；硅胶的表面及孔道被反应物、生成物或其它物质覆盖；硅胶破碎严重等。一般可通过以下这些现象来判断硅胶堆积比重是否增大：（1）三聚氰胺的尿素单耗增大，（2）三聚氰胺产品质量下降（如浊度变大）。

控制或减缓硅胶堆积比重增大可通过如下途径来实现：（1）严格控制流化床反应的工艺指标，（2）硅胶负荷控制：50～60 克尿素/公斤硅胶•小时，（3）控制循环氨气的带油量、采用无油润滑或离心式压缩机，（4）定期进行氨气活化并补充部分新鲜硅胶：在连续生产一周或稍长一段时间采用流化床停止投料、增大循环气量及温度的方法来使硅胶表面和孔道中吸附的物质解析出来，并补充部分新鲜硅胶以维持流化床内的硅胶总量和静床高度。

2.3 氨冷温度的控制

循环气在经过CO2吸收塔洗涤后含有大量的水分（可根据气体分压表查得），在经过氨冷降温、旋风分离后循环气中的水分含量大幅下降，所以根据生产实践一般控制在≤0℃。

2.4 精制的生产控制

两步法生产工艺精制的重点是压滤器控制和母液的循环利用。现就这两点分别加以说明。

2.4.1 压滤器的使用

就精制生产而言压滤器的使用效果好坏是关系产品质量和消耗的关键。控制质量主要指压滤器在正常使用时要加强监控，在压滤器的出口每隔一定时间就要取样分析一次，发现问题应及时将压滤器切换下来进行检查，以消除缺陷。

2.4.2 压滤器母液回收和废渣的综合利用

在压滤器使用一段时间后，因滤饼增厚压滤器的阻力增大，就要对压滤器进行切换。通常的做法是将切换下来的压滤器排空，然后加清水热煮再排空，依次循环直至压滤器清煮干净。然而这样做会流失部分三聚氰胺，因为切换下来的压滤器中是三聚氰胺的饱和溶液，压滤器的容积一般在2.5m3，切换排空一次要损失三聚氰胺约65kg。另外滤饼中亦有部分未溶解的三聚氰胺会在压滤器清煮过程中损失掉。按照正常的生产负荷，年产5000吨的装置须配备六台压滤器，五开一备，每台压滤器作业周期为40小时，每八个小时切换一台，一天切换三台，则每天损失的三聚氰胺为约195kg，一年按作业300 天计算则要损失约58.5 吨。因此采取相应的措施回收这部分三聚氰胺对于降低消耗有着非常重要的意义。

对于压滤器中三聚氰胺的回收，我们采取了以下三个步骤进行回收：

（1）将切换下来的压滤器中含有的饱和三聚氰胺溶液直接放入母液池中作为母液使用。

（2）排空后的压滤器加水清煮3～4小时后将压滤器内的清煮液排放至过滤池中，过滤的滤液回收至母液池作为母液使用。

（3）排空后的压滤器再加水清煮3～4小时后将压滤器内的清煮液排放至沉降池中，待充分沉降后将沉降池中的上层清液回收作为压滤器的清煮补水使用。

对压滤器内三聚氰胺的回收利用可使每吨三聚氰胺的水耗降到了10吨以下，尿素消耗降到3.4吨以下。同时，两步法工艺每吨三聚氰胺还副产4.5吨高浓度碳化氨水，价值在800元左右，这样两步法工艺的制造成本就能够降低到6500元以下，完全具备了与一步法工艺竞争的实力。