双氰胺生产的节能改造与过程优化

韩焕波，赵林茂，茹秀玲

（1.阿拉善庆华高新技术有限公司，内蒙古阿拉善 750336；2.阿拉善职业技术学院，内蒙古阿拉善 750336）

双氰胺生产的节能改造与过程优化

韩焕波1，赵林茂1，茹秀玲2

（1.阿拉善庆华高新技术有限公司，内蒙古阿拉善 750336；2.阿拉善职业技术学院，内蒙古阿拉善 750336）

随着双氰胺产品市场竞争加剧和生产原料成本逐年上升，以及国家地方等环保部门对环境保护严格要求，公司目前双氰胺生产工艺已越来越不能满足市场和环保需要。因此必须对双氰胺生产工艺进行节能改造，以提高资源利用率；对生产过程进行过程优化，提高产品质量，满足市场需求。

双氰胺；节能改造；过程优化

双氰胺（又名二氰二胺）呈白色结晶粉末，13℃在水中溶解度为2.26%，水温越高溶解度越大，在50℃热水中完全溶解，当水温达到80℃时，双氰胺会逐渐分解放出氨气[1]。双氰胺易溶于液氨、乙醇、丙酮水合物、二甲基甲酰胺等有机无机物，难溶于乙醚，不溶于苯和氯仿。25℃密度1.40g/cm3，熔点209.5℃。干燥时性质稳定不易燃烧。双氰胺应用广泛，作为化工中间体被应用于制造农药、医药和水处理，作为原料生产胍盐，还可作为环氧树脂胶黏剂的固化剂、胶黏剂等[2]。生产双氰胺的传统方法是以石灰氮（化学名称氰氨化钙）为原料经水解、碳化、聚合和结晶工序，生产纯度为99.50%的双氰胺。

但随着双氰胺产品市场竞争加剧和生产原料逐年上升，以及国家地方等环保部门对环境保护严格要求，公司双氰胺生产工艺已越来越不能满足市场和环保需要，必须对其进行节能改造，以提高资源能源利用率，降低生产成本；对生产过程进行优化，降低产品双氰胺浊度和三聚氰胺，以提高产品质量，满足市场需要。

1 节能改造

1.1 利用液态CO2代替窑气

公司原双氰胺生产碳化工艺采用普通石灰窑生产的CO2进行碳化，工艺流程为原料石灰石和无烟煤按比例搭配加入到白灰窑中，用无烟煤燃烧放出的热量分解石灰石放出CO2气体，然后对气体进行收集、水洗、压缩，通入到碳化反应塔中进行碳化反应。由于石灰窑窑气CO2含量低，只有10%～20%左右，碳化过程只有8%～10%左右的CO2气体被吸收，有近90%的CO2气体直接排放到大气中，产生大量的温室气体。随着我国和地方政府对排入大气中CO2的严格控制和对环境保护的严格要求，开发资源节约型、环境友好型的碳化工艺已势在必行。

随着我国现代煤化工的快速发展，在煤制油、煤制天然气和煤制烯烃等[3]众多煤化工生产工艺中排放大量高浓度CO2，有时浓度达到90%以上。对排放高浓度CO2进行收集、净化、脱硫，采用变温吸附和脱附工艺进一步提纯CO2浓度达到99.5%以上，然后对其加压成为液态二氧化碳进行存储、运输到双氰胺生产厂区，再经减压气化通入碳化反应塔中进行碳化反应，利用气体循环式反应塔碳化过程没有被吸收利用的CO2气体循环利用，吸收率达到90%以上，从而有效提高CO2吸收率，大大减少CO2排放，以公司年产2万t双氰胺为例，改造前后年CO2生产成本、CO2减排量和资源节约量见表1。

表1 改造前后CO2生产成本、CO2减排和资源节约量

由表1可以看出，利用液态二氧化碳代替原来窑气生产双氰胺，不但可以每年节约26.31万元生产成本，而且每年还可以节约9.68万t石灰石和1.64万t无烟煤，同时可以减少向大气排放53.024万tCO2。

1.2 利用新型带式过滤机代替原来过滤机

目前公司双氰胺生产使用的水平胶带式过滤机是我国在,20世纪90年代开发生产的固液分离设备。该过滤机主要由驱动装置、橡胶大皮带、滤布和真空盒等部件组成，由于旋转部件多，大皮带、真空盒等部件经常因磨损出现故障造成停产，再加上双氰胺液呈碱性对设备真空盒、橡胶带和滤布均具有腐蚀性，真空盒每年更换一套、橡胶大皮带3a更换一次、滤布每季度更换一次，除滤布更换比较方便外，对真空盒和大橡胶带的更换需要3～5d，严重影响生产的正常运行。针对以上问题，公司使用新型节能大包角水平带式过滤机，旋转部件只有滤布，旋转部件少功率小，功率只有原设备功率的一半；与溶液接触部件均使用高强度、耐酸碱的工程塑料，有效避免了设备腐蚀问题，而且该设备更换滤布方便，有效提高了过滤设备运转率，以公司年产2万t双氰胺需要4台30m2的带式过滤机计算，每年节约成本约为37.04万元。

2 过程优化

随着市场对双氰胺产品质量要求的提高，为了有效降低公司双氰胺产品浊度和三聚氰胺含量，提高公司产品市场竞争力，分别采取降低碳化塔冷却水盘管降低反应温度，减少反应过程中三聚氰胺的生成；采取在溶液过滤部分加装精密过滤机（过滤精度小于0.05μm），降低产品浊度；采用日本进口高效水洗离心机，同时降低产品浊度和三聚氰胺的三项过程优化措施后，生产出的双氰胺产品质量有了明显提高，各项指标均能满足双氰胺优极品标准，过程优化前后双氰胺产品成分分析见表2

Energy Saving and Dicyandiamide Production Process Optimization

Han Huan-bo，Zhao Lin-mao，Ru Xiu-ling

with dicyandiamine products market competition and raw materials production costs increased year by year，and the national and local environmental protection departments such as strict requirements on environmental protection，the company currently dicyandiamide production process has been increasingly unable to meet the market needs and environmental protection.So we must carry out conservation of production process，dicyandiamide，in order to improve the utilization efficiency of energy and resource；process optimization of the production process，improve the quality of products to meet market demand.

energy saving；dicyandiamide；process optimization

TQ226.3

A

1003–6490（2016）09–0091–02

2016–09–19

韩焕波（1980—），男，河北沧州人，工程师，主要研究方向为化工工程。