2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶项目工艺原理及产排污环节分析

1、氨基-4,6-二甲氧基嘧啶项目工艺原理及产排污环节分析1 反应原理以丙二腈、甲醇为原料，经氯化氢成脒盐后与单氰胺进行氰基化，再在甲苯溶液中环合得到2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。主要反应方程式如下：成盐反应主要副反应：（2）氰基化反应主要副反应：（3）环合2 工艺流程（1）成盐 打开反应釜放空，加入甲苯，打开真空泵，把烘房融化的丙二腈抽入釜内，然后放入甲醇，通氮气至微正压。把釜内物料降温到10度时，开始缓慢通入HCL，通过夹套冷冻盐水、HCl进气量控制反应温度在1218度之间，釜内压力不超过0.05以内。反应12小时后取样分析。（2）脱气转料 当反应合格后，把物料升温到20度，开脱气真空泵脱气

2、，脱除未反应的HCl，同时反应釜形成负压状态，当真空度达到-0.07MP后继续脱气2小时。开启真空泵把预存釜抽成负压，夹套通冷冻盐水降温；把反应釜旁通阀打开，充氮气到0.050.07MP，调整转料管道上的阀门在正常开关状态，最后打开底阀转料，转料完成后，将物料降温到0-3度备用。（3）氰基化反应在配碱釜中加入水和小苏打，配置一定量的碱液。打开真空泵给中和釜抽真空，把配碱釜碱液抽入中和釜，开搅拌，开冷冻盐水降温，当温度降到0度时，用真空抽入单氰氨，继续降温控制温度0-3度。 中和釜抽真空，将预存釜充氮气至0.050.07MP，打开转料阀开始转料滴加，转料时先快后慢，控制PH值6.06.8，温度0

3、4度。后期PH值低于6.0时应停止加料，待PH值涨至正常水平在进行滴加；如果PH值长期处于低值，需适量补加碱液，在进行滴加，直至滴加完毕，整个滴加过程控制在11.5小时。加料完毕后迅速加水，静置10分钟，充氮气0.050.07MP，打开底阀开始分液和反应釜进料阀，下层为水层，分至氰基化合成釜，有机层为甲苯层，分液时注意观察玻璃视通，若水层中夹带有甲苯时，应关小分液阀；当分至有乳化层夹带甲苯无法分清时，关闭分液阀，开搅拌同时加入水，搅拌5分钟停搅拌静置10分钟再次分液，分液完后将中和釜内甲苯压入甲苯蒸馏釜。将中和釜水层分到反应釜后，开搅拌，并开温盐水升温到202度，保温3小时取样，合格后开冷冻盐

4、水降温到10度。反应产生的二氧化碳尾气送酸性放空尾气吸收塔碱循环吸收处理后高空排放。（4）分层回收甲苯调整阀门到回流状态，开蒸汽升温（蒸汽压力34公斤），观察玻璃分水器，放掉水，当温度大于110度，玻璃分水器内无水珠下落时，调整阀门将甲苯蒸至甲苯回收罐，回收甲苯共用15小时。（5）压滤打浆降温至10左右，将物料用压滤泵打入到板框压滤机中压滤、洗涤。洗涤完毕后，进行干燥（闪蒸）8小时，干燥物料进入打浆釜。向打浆釜中加入甲苯，开人孔，开搅拌，加入催化剂N-,N-二甲苯胺，关人孔，室温搅拌15分钟备用。（6）环合通过抽滤溶剂接收罐向关环釜加入甲苯，开搅拌，升温至回流。用氮气将打浆釜的物料压入关环釜中

5、，过程控制关环釜温度在110130，并回流分水，控制加料速度在1.52小时加完。加料中后期甲苯半开采出，采出溶剂到环合脱溶接收罐，加料完毕继续回流至玻璃分水器甲苯澄清后，停搅拌，静置半小时以上，用氮气将料液压入到精馏釜。（7）精馏向精馏釜加入稳定剂。 a、低真空脱溶精馏冷凝器通热水，出口的阀门切换到精馏溶剂接收罐，开启精馏溶剂接收罐上冷凝器（冰盐水），开搅拌，开蒸汽升温（蒸汽压力约3公斤），开启罗茨真空泵一级泵，控制抽气流量（避免流量过大造成喷料）当釜温度升到130度，真空度-0.094MP时，脱溶结束，用时8小时。 b、高真空精馏 精馏冷凝器至结晶釜的夹套管、结晶釜真空夹套管、精馏冷凝器通热

6、水（水温90度），出口的阀门切换到一个结晶釜，结晶釜通冰盐水水，开启罗茨真空泵二级泵，精馏釜温度保持在135140度（蒸汽压力约4公斤），保温精馏。精馏结束后关闭罗茨真空泵，通氮气放空。用时10小时。（9）结晶将精馏溶剂接收罐的甲苯压入结晶釜，并开蒸汽升温到120度保温半小时，直至釜内固体物料全部溶解澄清，开搅拌继续溶解10分钟后，关闭蒸汽，开循环水降温（当温度降至70至50度时采用点试降温，控制温度每小时降5度），当温度降到50度后，用氮气把夹套循环水排掉，通冷冻盐水继续降温到10度。 （10）抽滤开结晶釜底阀，将料液放入抽滤器中。料液中的溶剂直接用真空抽入抽滤溶剂接收罐。抽滤器放满料后，先

7、空抽20分钟，再用精馏溶剂接收罐的甲苯或者原料甲苯淋洗抽滤器中物料，接着抽滤1小时。将产品转入烘干工序。（11）烘干 将湿品用电动葫芦投入双锥干燥机中，开启真空泵，先用30度水旋转烘干2小时，然后将热水温度升高到50度，真空度在-0.08MP烘干3小时后取样分析，合格后关闭真空泵，出料包装。2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的反应周期为75h。生产工艺均为连续生产，即一釜清料后，继续投料生产，批次所用时长为工艺中耗时最长工段，本产品最长耗时工段为环合后精馏工段，时长为18h，本项目由年运行小时数为7200h，则年生产批次为394批次，每批次产品约为5.08t。图 2.2.3-1 2-氨基-4,6-

8、二甲氧基嘧啶工艺流程3产排污环节根据2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生产工艺，在项目运营期间，各类污染物产生环节见表2.2-1：表2.2.3-1 各生产过程产物环节污染物类别污染源名称主要污染物处理方式废气催化氧化废气G2-1HCl降膜吸收+碱吸收+25m高排气筒氰基化合成反应废气G3-2 CO220m高排气筒排放甲苯回收蒸馏不凝气G3-3甲苯回转窑焚烧炉蒸馏不凝气G3-4甲苯、甲醇、单氰胺干燥废气G3-5甲苯、甲醇环合回流反应不凝气G3-6甲苯真空精馏不凝气G3-7甲苯产品干燥废气G3-8TSP、甲苯废水洗涤压滤工艺产生废水W3-1NaCl、NH4Cl、一亚胺盐、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒、

9、丙二酸二甲酯蒸馏分离回用水废碱液NaCl、NaOH三效蒸发去盐后，进入厂区污水处理站固废甲苯回收蒸馏残液L3-1副产物一亚胺盐、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒和丙二酸二甲酯，少量主产物1,3-二甲基苯二脒二酸盐回转窑焚烧炉蒸馏残液L3-2氯化钠和氯化铵，少量有机物中间体、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒、中间体、一亚胺盐、小苏打高真空精馏釜残L3-1高沸点有机物结晶盐NaCl、NaOH外售4原辅料消耗 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生产的原辅料消耗定额见表表2.2.3-2 原辅料消耗一览表表（t/批次）序号名称规格单耗t/t年消耗t/a包装方式来源1甲苯99.9%0.067134罐装乌海及周边地区2

10、99.9%0.571135桶装3甲醇99.9%0.651300罐装4小苏打99.9%0.851698袋装5单氰胺溶液50%1.533057桶装3液碱32%0.0240桶装4水99.9%1.392792桶装蒸汽冷凝水6新鲜水99.9%4.258499-园区7HCl99%1.22407罐装厂区自产5生产设备清单2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生产的设备清单定见下表：表2.2.3-3 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶车间设备一览表 序号设备名称规格型号材质单位数量1通HCL反应釜6300L搪瓷只82NaHCO3配制釜3000L搪瓷只13滴加反应釜10000L搪瓷只34分层反应釜6300L搪瓷只65冷凝器

11、只36甲苯打浆釜6300L搪瓷只27冷凝器50m2螺旋板不锈钢只18磁力泵组合件台19环合釜（含分水设备）6300L搪瓷只210冷凝器只211精馏塔不锈钢套212塔釜2000L不锈钢只213冷凝器不锈钢只214接收槽不锈钢只215重结晶釜5000L搪瓷套216冷凝器套217水环式真空泵组合件套418缓冲罐只419罗茨真空泵机组组合件套120缓冲罐只121冷凝器只122在线PH仪套323板框压滤机（含泵）100m2组合件套324闪蒸干燥机组合件套125双锥干燥机组合件套126冷冻机组组合件套16 物料平衡1.各阶段收率溶剂黄114生产各工段分步产率及总产率见表表2.2.3-4 各工段分步产率及总

12、产率表分步名称分步产率（%）阶段总产率（%）计算基准成盐反应70%以丙二腈为基准氰基化83%58.1以中间体为基准环合90%52.3以中间体为基准2.物料平衡2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶物料平衡如下表所示，全过程物料平衡图如下图所示：表2.2.3-5 项目工艺过程物料平衡表（t/批次）序号投入物料产出物料名称投入量名称产出量1甲苯0.34未反应的HCl气体G3-10.3122.88氰基化合成反应废气G3-21.643甲醇3.3甲苯蒸馏不凝气G3-30.074HCl3.36蒸馏固废S3-10.675小苏打4.31蒸馏不凝气G3-40.26单氰胺（50%的水溶液）7.76压滤废水W3-128.9

13、787水21.57蒸馏固废S2-25.758干燥废气G3-50.0129环合反应不凝气G3-60.0310低真空精馏不凝气G3-70.0411高真空蒸馏釜残L3-30.7212干燥废气G3-80.0213嘧啶产品5.08合计43.5243.52表2.3-2 项目工艺过程物料平衡表（t/a）序号投入物料产出物料名称投入量名称产出量1甲苯134未反应的HCl气体G3-112221135氰基化合成反应废气G3-26463甲醇1300甲苯蒸馏不凝气G3-3284HCl1323蒸馏固废S3-12645小苏打1698蒸馏不凝气G3-4796单氰胺（50%的水溶液）3057压滤废水W3-1114177水84

14、99蒸馏固废S2-222658干燥废气G3-559环合反应不凝气G3-61210低真空精馏不凝气G3-71611高真空蒸馏釜残L3-328412干燥废气G3-8813嘧啶产品2000合溶剂平衡2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生产过程中使用的溶剂主要为甲苯，不参与反应，全过程溶剂平衡表如下：表2.3-4 项目工艺过程溶剂衡表（t/a）序号投入物料产出物料名称投入量名称含甲苯量1成盐反应甲苯102甲苯蒸馏不凝气G3-327.6232蒸馏固废L3-1353蒸馏不凝气G3-40.84洗涤压滤废水W3-1375蒸馏固废L3-21.26干燥废气G3-50.47环合反应不凝气G3-6

15、128低真空精馏不凝气G3-7169干燥废气G3-84合计1341348 水平衡2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶水平衡如下表所示，全过程水平衡图如下图所示：表2.3-4 项目工艺过程水平衡表（t/a）序号投入物料产出物料名称投入水量名称含水量1加入水8499蒸馏冷凝废水W3-11025221528蒸馏废气G3-4763反应生成水418蒸馏釜残L3-21134干燥废气G2-34合计1044510445图 水平衡图9 源强计算1、废气（1）工艺废气成盐反应后，脱气工段脱除废气G3-1，该废气中主要物质为参加反应的HCl，根据反应参数，剩余用HCl的量为122t/a，该部分气体通过水冲泵抽真空吸收+碱

16、吸收处理后，经25m高排气筒高空排放，处理效率为99.9%，处理后的HCl的排放量为0.122t/a。根据工艺分析，脱气工艺时长约为4h/批次，年生产394批次，则年脱气时长为1576h/a，HCl的排放量为0.077kg/h。为了能够更好地达到废气处理的效率，要求企业合理的安排生产批次，使污染物的排放尽量匀速进行。氰基化合成反应废气G3-2，主要为反应产物CO2气体，根据物料平衡，氰基化合成反应废气的产生量为646t/a，经25m排气筒高空排放。根据工艺分析，氰基化合成反应时长约为5h/批次，年生产394批次，则年反应时长为1970 h/a，CO2气体的排放量为0.33t/h。甲苯回收蒸馏不

17、凝气G3-3，不凝气的产生量按回收溶剂的0.2%计算，不凝气的产生量为28t/a，主要为甲苯，收集后通入回转窑焚烧炉焚烧处置。根据工艺分析，甲苯回收时长约为15h/批次，年生产394批次，则年蒸馏时长为5910 h/a，不凝气的产生量为4.74kg/h。蒸馏不凝气G3-4，本项目洗涤工艺产生废水经蒸馏釜分离水跟有机组分后，水回用于分层和洗涤工艺，蒸馏出有机组分和剩余废水排入厂区污水处理厂，蒸发过程中产生不凝气体，主要成分为水蒸气，甲苯，甲醇和单氰胺。蒸馏不凝气的产生量按蒸发量的0.2%计算，不凝气的产生量为79t/a，其中甲苯含量0.8 t/a，甲醇含量0.4 t/a，单氰胺含量1.6 t/a

18、，管道收集后通入回转窑焚烧炉焚烧处置。根据工艺分析，蒸发时长约为5h/批次，年生产394批次，则年蒸馏时长为1970h/a，不凝废气产生量为40.1kg/h，主要为水蒸气，其中其中甲苯含量0.4 kg/h，甲醇含量0.2 kg/h，单氰胺含量0.8 kg/h。干燥废气G3-5，本次干燥采用闪蒸工艺，粉尘忽略不计，主要成分为甲苯、水、甲醇，干燥废气经冷凝后的产生量为5 t/a，其中水蒸气含量为4.2t，甲苯含量为0.4t，甲醇含量为0.4t。收集后通入回转窑焚烧炉焚烧处置。根据工艺分析，干燥时长约为5h/批次，年生产394批次，则年蒸馏时长为1970h/a，干燥废气产生量为2.54kg/h。环合

19、回流反应不凝气G3-6，主要成分为低沸点的甲苯，回流不凝气的产生量按溶剂的0.3%计算，不凝气的产生量为12t/a，管道收集后通入回转窑焚烧炉焚烧处置。根据工艺分析，环合反应时长约为6h/批次，年生产394批次，则年蒸馏时长为2364h/a，干燥废气产生量为5.08kg/h。真空精馏不凝气G3-7，主要成分为低沸点的甲苯，由于高真空精馏过程中，甲苯含量少，真空精馏不凝气只考虑低真空精馏不凝气的产生，产生量按溶剂的0.7%计算，不凝气的产生量为16t/a，收集后通入回转窑焚烧炉焚烧处置。根据工艺分析，低真空精馏时长约为8h/批次，年生产394批次，则年精馏时长为3152h/a，干燥废气产生量为5

20、.08kg/h。产品干燥废气G3-8，抽滤后产品中除杂质外含有部分溶剂甲苯，干燥废气主要为粉尘和甲苯，经效率为99%的布袋除尘器处理，冷凝回收液体后由管道通入回转窑焚烧炉焚烧处置，布袋除尘器收集粉尘作为产品，不外排。干燥废气产生量为8t/a。根据工艺分析，环合反应时长约为5h/批次，年生产4批次，则年干燥时长为1970h/a，干燥废气产生量为4.06kg/h。表 嘧啶工艺有组织废气产生量统计表名称废气量kg/h污染物种类产生量处理方式排放量kg/ht/akg/ht/aG3-11.53HCl1.531206四级降膜吸收+碱吸收塔+25m高排气筒0.760.603G3-20.33CO20.3364

21、625m高排气筒0.33646G3-34.74甲苯4.7428通入回转窑焚烧炉通入气体缓冲罐，气相进入回转窑焚烧炉焚烧，焚烧尾气后续计算，本工艺产出气体量为148 t/a ；61.6 kg/hG3-440.1甲苯0.40.8甲醇0.20.4单氰胺0.81.6G3-52.54甲苯0.20.4甲醇0.20.4G3-65.08甲苯5.0812G3-75.08甲苯5.0816G3-84.06甲苯2.034粉尘2.034（2）车间废气2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生产过程中，各种原料、中间体、成品在运行过程中均有可能发生无组织废气排放。无组织排放包括两部分，一部分为储运过程中发生的物料无组织泄漏，一部分为生产装置无组织排放。其中储运过程中发生的物料无组织泄漏在后续章节统一叙述，本章节单独分析生产装置无组织排放。本项目为常见釜式化工生产，在投料、输送方面，液体采用泵送，袋装为人孔投料，釜内为微负压，故基本无投料及输送过程污染物产生。生产装置无组织排放主要是指装置的密闭性泄漏，装置密闭性泄漏与工厂的管理水平及设备、管道管件的材质、耐压等级、物料性质、设备的运行状况等多种因素有关。在正常的运行状况下，明显的跑冒滴漏不应该发生，但随着运行时间的增加，设备零部件的腐蚀、损耗