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三聚氰胺生产中催化剂的选型

[日期:2012-06-15] 来源:《中氮肥》2012年第3期  作者:顾俊华 [字体: ]

(盘锦中润化工有限公司,辽宁 盘锦124022

 

[中图分类号] TQ 25[文献标识码]B[文章编号]1004-9932201203-0033-02

 

 

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我国是世界上最大的三聚氰胺生产国,年生产能力已突破1 000 kt,全部采用尿素法生产,生产工艺主要有欧技高压法、荷兰DSM法(低压)及我国自主开发的干捕法和气相淬冷法(常压)。高压法工艺不需要催化剂,干捕法、气相淬冷法和DSM法需要使用催化剂,催化剂的优劣会直接影响到装置的生产能力、产品质量、原材料消耗和运行周期。

长期以来,国内三聚氰胺装置大多采用传统的粗孔微球硅胶作为催化剂,因该催化剂强度差、活性低、易中毒,导致装置消耗高、产品收率低、运行周期短。

国内催化剂厂研制的三聚氰胺硅铝胶催化剂问世后,在多套干捕法和气相淬冷法装置进行了应用。实际应用情况表明,硅铝胶催化剂活性高、选择性好、强度高,装置催化剂消耗和尿素消耗降低,生产能力提高,产品质量提高,运行周期延长。

本文结合我公司的生产实际,讨论硅铝胶催化和硅胶催化剂这2种催化剂对三聚氰胺产能和消耗的影响。

1 我公司三聚氰胺装置概况

我公司是国内较早生产三聚氰胺的厂家之一。1990年采用国内技术上了11 kt/a三聚氰胺装置,但装置产能低、消耗高、技术落后。1997年采用华东理工大学的气相淬冷法工艺建设了1套设计能力为6 kt/a的三聚氰胺装置,采用硅胶作为催化剂。该装置存在的主要问题是产能不达标,产品质量不稳定,常常出现产品中带块现象,各种消耗高。2006年又新上了28 kt/a 三聚氰胺装置,均采用当时国内开发的先进的气相淬冷工艺,设计也是采用硅胶作为催化剂,投运后原6 kt/a三聚氰胺装置停运。经1 a多的运行,期间虽经工艺改进,但装置的各种消耗仍然较高,产能不达标,直到改用硅铝胶催化剂后,上述问题才得到了解决。

2 催化机理

当催化剂存在时,尿素在常压氨气流中就可以顺利地反应生成三聚氰胺。据文献报道,很多物质,如氧化钛、氧化铝、硅藻土、氧化铝、硅铝胶、硅胶等,对尿素反应生成三聚氰胺有催化作用。工业上大多采用硅铝胶、硅胶催化剂。

单独的氧化铝和氧化硅酸性很弱,活性低,而由氧化铝和氧化硅组成的硅酸铝催化剂,两者在相结合时形成的硅铝氧四面体活性结构是硅酸铝催化剂的酸性中心,表现出很强的酸性。因为硅是正4价的,它和氧原子形成硅氧四面体结构,硅原子周围的4个氧原子各以1个负价和硅化合,电性恰好中和。当氧化铝和氧化硅结合时可以看成是铝原子取代了硅氧四面体中的硅原子,由于铝原子只有正3价,这样就在铝原子附近出现了1个多余的负价,由于水分子很容易被带负电的铝氧四面体极化生成质子,这样铝原子

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本文评论       全部评论
  不全啊   (小楼 ,07/05/2013 11:08:52 )
  好   (冯尚武 ,06/09/2013 11:03:46 )
  内容咋看完呢   (袁雷晴 ,02/01/2013 10:45:14 )
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