化肥工业
第 24 卷
第4期
多 种 经营
乌洛托品及其生产方法
李广林 ( 山东省瑞星化学工业集团总公司
摘要 关键词
东平县
271500)
结合本公司的生产实践 , 讨论 液相法和气相法乌洛托品的生产工艺 , 以及经济效益 和发展趋势 。 乌洛托品 液相法 气相法
Urotropine and its Production Method
图1
液相法乌洛托品生产流程方框图
主要控制指标: 甲醛与氨的摩尔比: 3 2 反应温度: 50~ 70 浓料液中乌洛托品含量: 40% 液相法发展较早 , 我国大多数生产厂均采 用此法。
反 应 釜 : 1Cr18Ni9T i, DN2 000
( 3) 氨 回 收 塔: 1Cr18Ni9T i, DN1 200
氨( 100% ) 蒸汽 ( 0. 8 M Pa) 电( 380 V) 循环水 乌洛托品发展趋势 走联产扩大生产能力之路
0. 66 t 0. 85 t 350 kWh 180 t
我国乌洛托品生产装置有一定数量, 但规模 偏小, 而大部分生产厂的原料甲醛为外购, 生产 受原料市场影响大, 有时被迫减产或停产。在有 甲醇产品的合成氨等生产厂, 采用 甲醇 甲醛 乌洛托品 串联生产的方法, 淘汰一批规模小、 原 料无保证、 效益差的生产装置, 走联产扩大生产 能力之路是乌洛托品生产的趋势。 山东省瑞星化工集团总公司原 3 000 t / a 乌洛托品生产装置投资 650 万元, 其中设备投 资 450 万元。由于装置能力偏小, 固定支出大, 成本高 , 效益较差 , 有时出 现亏损。 1996 年 6 月进行了以扩大生产能力、 节能降耗为中心的 技术改造 , 增加投资 150 万元 , 生产能力扩大至 5 000 t/ a( 同时调整了部分设备, 使甲醇生产能 力超过 1 万 t / a, 甲醛生产能力 2 万 t / a) , 吨乌 洛托品成本下降 700 多元 , 年增利税 300 多万 元。生产实践证明, 甲醇、 甲醛、 乌洛托品联产, 更加适应市场变化。因此 , 乌洛托品生产装置 应向不低于 5 000 t/ a 生产能力发展 , 否则将影 响经济效益的提高。 3. 2 以气相法取代液相法生产 气相法较液相法生产工艺的最大优点是合 理利用乌洛托品的反应热和其它热量。我公司 改造后采用了气相法 , 年节省蒸汽达 2. 5 万 t , 节资 150 万元。 3. 3 向多品种、 高质量方向发展 由于乌洛托品生产的发展, 大晶粒的产品 已满足了市场需求, 有必要向结晶粉末、 微粉化 方向发展。在质量上向不含添加剂的医药级的 产品发展。 ( 收稿日期 1997 02 24) 53
Li Guanglin
Abstract In the light of t he production pract ice of t he company, t he liquid phase and
g as phase t echnological processes for urot ropine are discussed, as well as the economic benefit and development trend. Keywords urot ropine liquid phase process gas phase process 乌洛托品是一种重要的化工产品 , 可用作 酚醛塑料的固化剂、 氨基塑料的催化剂、 橡胶硫 化的促进剂( 促进剂 H) ; 在其它工业上 , 可作为 纺织品生产的防缩剂、 食品加工的防腐剂、 医药 上的利尿剂; 硝化处理后是一种重要的烈性炸 药; 农业上又可作为杀虫剂, 还可作为防毒面具 的光气吸收剂等。 乌洛托品的研究在我国起步较晚, 1956 年 开始工业化生产 , 1975 年产量突破 1 万 t , 目前 装置能力已达 3. 5 万 t / a, 实际年产约 2 万 t 。 据调查统计 , 国内现有 20 多个生产厂家, 大都 因规模小、 工艺落后、 效益差而停产, 只有兰化 公司化肥厂、 山东省瑞星化学工业集团总公司 生产能力在 5 000 t/ a 以上。随着塑料工业、 橡 胶工业的发展, 特别是矿山开采业的发展, 对乌 洛托品需求量将会增加, 预计在 九五 末, 国内 需求量将达到 3. 5 万 t/ a, 目前的装置能力可满 足国内需求。但由 于发达国家塑 料产量的 增 长, 促进了乌洛托品的消费, 在国际市场上仍很 紧俏, 是一种很好的出口创汇产品。为了使我 国在乌洛托品的国际市场上占有一定地位, 应 当进一步对现有装置进行技术改造 , 提高生产 能力 , 同时适当扩建一批先进的生产装置, 提高 出口能力, 以便获得更大的经济效益和社会效 益。 1 生产方法简述
乌洛托品质量指标
优级品 99. 3 0. 50 0. 03 澄清合格 0. 001 0. 015 0. 02 0. 001 一级品 99. 0 0. 5 0. 03 合格品 98. 0 1. 0 0. 08
2. 2
消耗指标 由于各厂生产装置和管理水平区别较大 ,
实际消耗指标差别也大。山东省瑞星化学工业 集团总公司的消耗指标如下( 以吨产品计) : 甲醛 ( 折 36. 5% ) 3. 50 t
- 6
工艺流程如图 1 示。将合格的甲醛水溶液
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和氨气送入管式反应器中 ( 或体外换热式反应 器) , 反应热由冷却器移除 , 然后将反应生成的 乌洛托品料液引入汽化器 , 使部分水汽化, 料液 被浓缩至乌洛托品含量约 40% 后送 入结晶器 中, 乌洛托品被进一步冷却结晶后送入离心机 , 在此分离出乌洛托品晶体 , 湿乌洛托品在干燥 器中用热风干燥 , 获得成品并包装入库。离心 过程中分离出的母液经过滤净化后返回结晶器 循环利用。
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液相法制 取乌洛托 品有成熟 的工艺和 设 备, 操作简单, 但能耗高 , 主要原因是氨的溶解 热、 乌洛托品的反应热未得到利用 , 而后工序还 需大量蒸汽浓缩母液 , 一般每吨产品耗蒸汽 6 t 以上。 气相法最大优点是工艺合理, 反应热得到 充分利用 , 不用外来蒸汽进行蒸发结晶 , 吨产品 综合耗蒸汽不高于 1 t , 故能耗低。 液相法是在甲醛水溶液中进行反应 , 故生 产出的母液浓度低, 浓缩时间长, 生产能力比气 相法低 ; 液相法因常出 现间歇, 各 批产品的 纯 度、 结晶粒度不均匀 ; 浓缩时要排放甲醇、 氨等 有害有毒物质, 对环境污染严重。 综上所述, 气相法较液相法具有能耗低、 成 本低、 生产能力大、 产品质量好且稳定、 对环境 污染少、 装置投资较低 ( 一般比液相法低 5% ) 的优点, 但气相法生产乌洛托品需和甲醛联产 , 故适合于联产甲醛的氮肥企业投产。 2 2. 1 质量指标和技术经济指标 质量指标 3
( 5) 尾气锅炉: DZL4 1. 3 MP a, 1 台
13A, Q= 4 t/ h, P =
气相法 气相法生产乌洛托品的反应方程式为: 6HCHO+ 4NH 3 ( CH 2) 6 N 4 + 6H 2O+ 745. 29kJ 1. 2 原料 : 52
气相法生产乌洛托品发展较晚, 目前国内 只有兰化公司化肥厂、 山东省瑞星化学工业集 团总公司采用。 1. 3 液相法和气相法的比较
目前国内 乌洛托品 的生产和 使用均执 行 GB 9015 88 标准( 见表 1) 。
表1
指 纯度 ( % , 水份 ( % , 灰份 ( % , 水溶液外观 重金属 ( 以 Pb2+ 计 , % ) 氯化物 ( 以 Cl 计 , % ) 硫酸盐 ( 以 SO 2 4 计, % ) 铵盐 ( 以 N H + 4 计, % ) 标 ) ) ) 名 称
甲醛气: 由甲醛氧化炉提供 氨 气: 99. 9% 山东省瑞星化学工业集团总公司 5 000t / a 乌洛托品生产装置采用气相法工艺 , 流程如图 2 所示。 由合成氨车间来的氨气经净化、 计量后与 甲醛氧化炉来的甲醛气 ( 经过滤、 计量) 一起进 入反应釜, 与釜内的循环母液发生缩合反应生 成乌洛托品 ; 生成的乌 洛托品母液 经浓缩、 结 晶、 分离, 分离后的湿乌洛托品由气流干燥获得 乌洛托品成品并包装入库 , 分离出的母液经净 化处理后再返回反应釜中循环利用。 反应后的混合气进入氨回收塔, 回收未反 应的氨和甲醛气夹带的甲醇等, 混合尾气经尾 气冷却器冷却并被真空泵抽成负压后再送入尾 气锅炉燃烧副产蒸汽。 主要控制指标: 反应温度 : 反应真空度: 反应母液 pH 值: 反应氨过量: 分离后乌洛托品含水量 : 干燥热风温度: 成品乌洛托品含水量 : 尾气氨含量: 主要设备 : ( 1) 7 300, 夹套换热面积 40 m 2 , 1 台 ( 2) 离心分离机 : 1Cr18Ni9T i, WH N= 17 kW, 2 台 5 830, 填料 ( 瓷 50 矩鞍环) 2 m 3 , 1 台 ( 4) 真空泵: SZ 4, N= 75 kW, 2 台 800, 60~ 75 33~ 40 kPa 8~ 9 0. 1% ~ 0. 3% < 2% 100~ 130 < 0. 3% 0. 10% ~ 0. 34%
乌格托品的工业制造方法分为液相法和气 相法 , 所用原料是甲醛气 ( 或甲醛水溶液 ) 、 氨气 ( 或液氨) 。所以, 在合成氨厂、 甲醇厂生产乌洛 托品有原料易得、 成本低的优势。 1. 1 液相法 液相法生产乌洛托品的反应方程式为: 6 HCHO+ 4NH 3 ( CH2) 6N4+ 6H2O+ 339. 15 kJ 原料 : 甲醛水溶液: 甲醛含量 甲醇含量 甲酸含量 氨: 99. 9% 51 37. 0% 2. 0% 150 10