2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶項目工藝原理及產排污環(huán)節(jié)分析

1、氨基-4,6-二甲氧基嘧啶項目工藝原理及產排污環(huán)節(jié)分析1 反應原理以丙二腈、甲醇為原料，經氯化氫成脒鹽后與單氰胺進行氰基化，再在甲苯溶液中環(huán)合得到2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。主要反應方程式如下：成鹽反應主要副反應：（2）氰基化反應主要副反應：（3）環(huán)合2 工藝流程（1）成鹽 打開反應釜放空，加入甲苯，打開真空泵，把烘房融化的丙二腈抽入釜內，然后放入甲醇，通氮氣至微正壓。把釜內物料降溫到10度時，開始緩慢通入HCL，通過夾套冷凍鹽水、HCl進氣量控制反應溫度在1218度之間，釜內壓力不超過0.05以內。反應12小時后取樣分析。（2）脫氣轉料 當反應合格后，把物料升溫到20度，開脫氣真空泵脫氣

2、，脫除未反應的HCl，同時反應釜形成負壓狀態(tài)，當真空度達到-0.07MP后繼續(xù)脫氣2小時。開啟真空泵把預存釜抽成負壓，夾套通冷凍鹽水降溫；把反應釜旁通閥打開，充氮氣到0.050.07MP，調整轉料管道上的閥門在正常開關狀態(tài)，最后打開底閥轉料，轉料完成后，將物料降溫到0-3度備用。（3）氰基化反應在配堿釜中加入水和小蘇打，配置一定量的堿液。打開真空泵給中和釜抽真空，把配堿釜堿液抽入中和釜，開攪拌，開冷凍鹽水降溫，當溫度降到0度時，用真空抽入單氰氨，繼續(xù)降溫控制溫度0-3度。 中和釜抽真空，將預存釜充氮氣至0.050.07MP，打開轉料閥開始轉料滴加，轉料時先快后慢，控制PH值6.06.8，溫度0

3、4度。后期PH值低于6.0時應停止加料，待PH值漲至正常水平在進行滴加；如果PH值長期處于低值，需適量補加堿液，在進行滴加，直至滴加完畢，整個滴加過程控制在11.5小時。加料完畢后迅速加水，靜置10分鐘，充氮氣0.050.07MP，打開底閥開始分液和反應釜進料閥，下層為水層，分至氰基化合成釜，有機層為甲苯層，分液時注意觀察玻璃視通，若水層中夾帶有甲苯時，應關小分液閥；當分至有乳化層夾帶甲苯無法分清時，關閉分液閥，開攪拌同時加入水，攪拌5分鐘停攪拌靜置10分鐘再次分液，分液完后將中和釜內甲苯壓入甲苯蒸餾釜。將中和釜水層分到反應釜后，開攪拌，并開溫鹽水升溫到202度，保溫3小時取樣，合格后開冷凍鹽

4、水降溫到10度。反應產生的二氧化碳尾氣送酸性放空尾氣吸收塔堿循環(huán)吸收處理后高空排放。（4）分層回收甲苯調整閥門到回流狀態(tài)，開蒸汽升溫（蒸汽壓力34公斤），觀察玻璃分水器，放掉水，當溫度大于110度，玻璃分水器內無水珠下落時，調整閥門將甲苯蒸至甲苯回收罐，回收甲苯共用15小時。（5）壓濾打漿降溫至10左右，將物料用壓濾泵打入到板框壓濾機中壓濾、洗滌。洗滌完畢后，進行干燥（閃蒸）8小時，干燥物料進入打漿釜。向打漿釜中加入甲苯，開人孔，開攪拌，加入催化劑N-,N-二甲苯胺，關人孔，室溫攪拌15分鐘備用。（6）環(huán)合通過抽濾溶劑接收罐向關環(huán)釜加入甲苯，開攪拌，升溫至回流。用氮氣將打漿釜的物料壓入關環(huán)釜中

5、，過程控制關環(huán)釜溫度在110130，并回流分水，控制加料速度在1.52小時加完。加料中后期甲苯半開采出，采出溶劑到環(huán)合脫溶接收罐，加料完畢繼續(xù)回流至玻璃分水器甲苯澄清后，停攪拌，靜置半小時以上，用氮氣將料液壓入到精餾釜。（7）精餾向精餾釜加入穩(wěn)定劑。 a、低真空脫溶精餾冷凝器通熱水，出口的閥門切換到精餾溶劑接收罐，開啟精餾溶劑接收罐上冷凝器（冰鹽水），開攪拌，開蒸汽升溫（蒸汽壓力約3公斤），開啟羅茨真空泵一級泵，控制抽氣流量（避免流量過大造成噴料）當釜溫度升到130度，真空度-0.094MP時，脫溶結束，用時8小時。 b、高真空精餾 精餾冷凝器至結晶釜的夾套管、結晶釜真空夾套管、精餾冷凝器通熱

6、水（水溫90度），出口的閥門切換到一個結晶釜，結晶釜通冰鹽水水，開啟羅茨真空泵二級泵，精餾釜溫度保持在135140度（蒸汽壓力約4公斤），保溫精餾。精餾結束后關閉羅茨真空泵，通氮氣放空。用時10小時。（9）結晶將精餾溶劑接收罐的甲苯壓入結晶釜，并開蒸汽升溫到120度保溫半小時，直至釜內固體物料全部溶解澄清，開攪拌繼續(xù)溶解10分鐘后，關閉蒸汽，開循環(huán)水降溫（當溫度降至70至50度時采用點試降溫，控制溫度每小時降5度），當溫度降到50度后，用氮氣把夾套循環(huán)水排掉，通冷凍鹽水繼續(xù)降溫到10度。 （10）抽濾開結晶釜底閥，將料液放入抽濾器中。料液中的溶劑直接用真空抽入抽濾溶劑接收罐。抽濾器放滿料后，先

7、空抽20分鐘，再用精餾溶劑接收罐的甲苯或者原料甲苯淋洗抽濾器中物料，接著抽濾1小時。將產品轉入烘干工序。（11）烘干 將濕品用電動葫蘆投入雙錐干燥機中，開啟真空泵，先用30度水旋轉烘干2小時，然后將熱水溫度升高到50度，真空度在-0.08MP烘干3小時后取樣分析，合格后關閉真空泵，出料包裝。2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的反應周期為75h。生產工藝均為連續(xù)生產，即一釜清料后，繼續(xù)投料生產，批次所用時長為工藝中耗時最長工段，本產品最長耗時工段為環(huán)合后精餾工段，時長為18h，本項目由年運行小時數為7200h，則年生產批次為394批次，每批次產品約為5.08t。圖 2.2.3-1 2-氨基-4,6-

8、二甲氧基嘧啶工藝流程3產排污環(huán)節(jié)根據2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生產工藝，在項目運營期間，各類污染物產生環(huán)節(jié)見表2.2-1：表2.2.3-1 各生產過程產物環(huán)節(jié)污染物類別污染源名稱主要污染物處理方式廢氣催化氧化廢氣G2-1HCl降膜吸收+堿吸收+25m高排氣筒氰基化合成反應廢氣G3-2 CO220m高排氣筒排放甲苯回收蒸餾不凝氣G3-3甲苯回轉窯焚燒爐蒸餾不凝氣G3-4甲苯、甲醇、單氰胺干燥廢氣G3-5甲苯、甲醇環(huán)合回流反應不凝氣G3-6甲苯真空精餾不凝氣G3-7甲苯產品干燥廢氣G3-8TSP、甲苯廢水洗滌壓濾工藝產生廢水W3-1NaCl、NH4Cl、一亞胺鹽、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒、

9、丙二酸二甲酯蒸餾分離回用水廢堿液NaCl、NaOH三效蒸發(fā)去鹽后，進入廠區(qū)污水處理站固廢甲苯回收蒸餾殘液L3-1副產物一亞胺鹽、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒和丙二酸二甲酯，少量主產物1,3-二甲基苯二脒二酸鹽回轉窯焚燒爐蒸餾殘液L3-2氯化鈉和氯化銨，少量有機物中間體、N-氰基甲氧丙腈、二氰基丙脒、中間體、一亞胺鹽、小蘇打高真空精餾釜殘L3-1高沸點有機物結晶鹽NaCl、NaOH外售4原輔料消耗 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生產的原輔料消耗定額見表表2.2.3-2 原輔料消耗一覽表表（t/批次）序號名稱規(guī)格單耗t/t年消耗t/a包裝方式來源1甲苯99.9%0.067134罐裝烏海及周邊地區(qū)2

10、99.9%0.571135桶裝3甲醇99.9%0.651300罐裝4小蘇打99.9%0.851698袋裝5單氰胺溶液50%1.533057桶裝3液堿32%0.0240桶裝4水99.9%1.392792桶裝蒸汽冷凝水6新鮮水99.9%4.258499-園區(qū)7HCl99%1.22407罐裝廠區(qū)自產5生產設備清單2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生產的設備清單定見下表：表2.2.3-3 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶車間設備一覽表 序號設備名稱規(guī)格型號材質單位數量1通HCL反應釜6300L搪瓷只82NaHCO3配制釜3000L搪瓷只13滴加反應釜10000L搪瓷只34分層反應釜6300L搪瓷只65冷凝器

11、只36甲苯打漿釜6300L搪瓷只27冷凝器50m2螺旋板不銹鋼只18磁力泵組合件臺19環(huán)合釜（含分水設備）6300L搪瓷只210冷凝器只211精餾塔不銹鋼套212塔釜2000L不銹鋼只213冷凝器不銹鋼只214接收槽不銹鋼只215重結晶釜5000L搪瓷套216冷凝器套217水環(huán)式真空泵組合件套418緩沖罐只419羅茨真空泵機組組合件套120緩沖罐只121冷凝器只122在線PH儀套323板框壓濾機（含泵）100m2組合件套324閃蒸干燥機組合件套125雙錐干燥機組合件套126冷凍機組組合件套16 物料平衡1.各階段收率溶劑黃114生產各工段分步產率及總產率見表表2.2.3-4 各工段分步產率及總

12、產率表分步名稱分步產率（%）階段總產率（%）計算基準成鹽反應70%以丙二腈為基準氰基化83%58.1以中間體為基準環(huán)合90%52.3以中間體為基準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，全過程物料平衡圖如下圖所示：表2.2.3-5 項目工藝過程物料平衡表（t/批次）序號投入物料產出物料名稱投入量名稱產出量1甲苯0.34未反應的HCl氣體G3-10.3122.88氰基化合成反應廢氣G3-21.643甲醇3.3甲苯蒸餾不凝氣G3-30.074HCl3.36蒸餾固廢S3-10.675小蘇打4.31蒸餾不凝氣G3-40.26單氰胺（50%的水溶液）7.76壓濾廢水W3-128.9

13、787水21.57蒸餾固廢S2-25.758干燥廢氣G3-50.0129環(huán)合反應不凝氣G3-60.0310低真空精餾不凝氣G3-70.0411高真空蒸餾釜殘L3-30.7212干燥廢氣G3-80.0213嘧啶產品5.08合計43.5243.52表2.3-2 項目工藝過程物料平衡表（t/a）序號投入物料產出物料名稱投入量名稱產出量1甲苯134未反應的HCl氣體G3-112221135氰基化合成反應廢氣G3-26463甲醇1300甲苯蒸餾不凝氣G3-3284HCl1323蒸餾固廢S3-12645小蘇打1698蒸餾不凝氣G3-4796單氰胺（50%的水溶液）3057壓濾廢水W3-1114177水84

14、99蒸餾固廢S2-222658干燥廢氣G3-559環(huán)合反應不凝氣G3-61210低真空精餾不凝氣G3-71611高真空蒸餾釜殘L3-328412干燥廢氣G3-8813嘧啶產品2000合溶劑平衡2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生產過程中使用的溶劑主要為甲苯，不參與反應，全過程溶劑平衡表如下：表2.3-4 項目工藝過程溶劑衡表（t/a）序號投入物料產出物料名稱投入量名稱含甲苯量1成鹽反應甲苯102甲苯蒸餾不凝氣G3-327.6232蒸餾固廢L3-1353蒸餾不凝氣G3-40.84洗滌壓濾廢水W3-1375蒸餾固廢L3-21.26干燥廢氣G3-50.47環(huán)合反應不凝氣G3-6

15、128低真空精餾不凝氣G3-7169干燥廢氣G3-84合計1341348 水平衡2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶水平衡如下表所示，全過程水平衡圖如下圖所示：表2.3-4 項目工藝過程水平衡表（t/a）序號投入物料產出物料名稱投入水量名稱含水量1加入水8499蒸餾冷凝廢水W3-11025221528蒸餾廢氣G3-4763反應生成水418蒸餾釜殘L3-21134干燥廢氣G2-34合計1044510445圖 水平衡圖9 源強計算1、廢氣（1）工藝廢氣成鹽反應后，脫氣工段脫除廢氣G3-1，該廢氣中主要物質為參加反應的HCl，根據反應參數，剩余用HCl的量為122t/a，該部分氣體通過水沖泵抽真空吸收+堿

16、吸收處理后，經25m高排氣筒高空排放，處理效率為99.9%，處理后的HCl的排放量為0.122t/a。根據工藝分析，脫氣工藝時長約為4h/批次，年生產394批次，則年脫氣時長為1576h/a，HCl的排放量為0.077kg/h。為了能夠更好地達到廢氣處理的效率，要求企業(yè)合理的安排生產批次，使污染物的排放盡量勻速進行。氰基化合成反應廢氣G3-2，主要為反應產物CO2氣體，根據物料平衡，氰基化合成反應廢氣的產生量為646t/a，經25m排氣筒高空排放。根據工藝分析，氰基化合成反應時長約為5h/批次，年生產394批次，則年反應時長為1970 h/a，CO2氣體的排放量為0.33t/h。甲苯回收蒸餾不

17、凝氣G3-3，不凝氣的產生量按回收溶劑的0.2%計算，不凝氣的產生量為28t/a，主要為甲苯，收集后通入回轉窯焚燒爐焚燒處置。根據工藝分析，甲苯回收時長約為15h/批次，年生產394批次，則年蒸餾時長為5910 h/a，不凝氣的產生量為4.74kg/h。蒸餾不凝氣G3-4，本項目洗滌工藝產生廢水經蒸餾釜分離水跟有機組分后，水回用于分層和洗滌工藝，蒸餾出有機組分和剩余廢水排入廠區(qū)污水處理廠，蒸發(fā)過程中產生不凝氣體，主要成分為水蒸氣，甲苯，甲醇和單氰胺。蒸餾不凝氣的產生量按蒸發(fā)量的0.2%計算，不凝氣的產生量為79t/a，其中甲苯含量0.8 t/a，甲醇含量0.4 t/a，單氰胺含量1.6 t/a

18、，管道收集后通入回轉窯焚燒爐焚燒處置。根據工藝分析，蒸發(fā)時長約為5h/批次，年生產394批次，則年蒸餾時長為1970h/a，不凝廢氣產生量為40.1kg/h，主要為水蒸氣，其中其中甲苯含量0.4 kg/h，甲醇含量0.2 kg/h，單氰胺含量0.8 kg/h。干燥廢氣G3-5，本次干燥采用閃蒸工藝，粉塵忽略不計，主要成分為甲苯、水、甲醇，干燥廢氣經冷凝后的產生量為5 t/a，其中水蒸氣含量為4.2t，甲苯含量為0.4t，甲醇含量為0.4t。收集后通入回轉窯焚燒爐焚燒處置。根據工藝分析，干燥時長約為5h/批次，年生產394批次，則年蒸餾時長為1970h/a，干燥廢氣產生量為2.54kg/h。環(huán)合

19、回流反應不凝氣G3-6，主要成分為低沸點的甲苯，回流不凝氣的產生量按溶劑的0.3%計算，不凝氣的產生量為12t/a，管道收集后通入回轉窯焚燒爐焚燒處置。根據工藝分析，環(huán)合反應時長約為6h/批次，年生產394批次，則年蒸餾時長為2364h/a，干燥廢氣產生量為5.08kg/h。真空精餾不凝氣G3-7，主要成分為低沸點的甲苯，由于高真空精餾過程中，甲苯含量少，真空精餾不凝氣只考慮低真空精餾不凝氣的產生，產生量按溶劑的0.7%計算，不凝氣的產生量為16t/a，收集后通入回轉窯焚燒爐焚燒處置。根據工藝分析，低真空精餾時長約為8h/批次，年生產394批次，則年精餾時長為3152h/a，干燥廢氣產生量為5

20、.08kg/h。產品干燥廢氣G3-8，抽濾后產品中除雜質外含有部分溶劑甲苯，干燥廢氣主要為粉塵和甲苯，經效率為99%的布袋除塵器處理，冷凝回收液體后由管道通入回轉窯焚燒爐焚燒處置，布袋除塵器收集粉塵作為產品，不外排。干燥廢氣產生量為8t/a。根據工藝分析，環(huán)合反應時長約為5h/批次，年生產4批次，則年干燥時長為1970h/a，干燥廢氣產生量為4.06kg/h。表 嘧啶工藝有組織廢氣產生量統(tǒng)計表名稱廢氣量kg/h污染物種類產生量處理方式排放量kg/ht/akg/ht/aG3-11.53HCl1.531206四級降膜吸收+堿吸收塔+25m高排氣筒0.760.603G3-20.33CO20.3364

21、625m高排氣筒0.33646G3-34.74甲苯4.7428通入回轉窯焚燒爐通入氣體緩沖罐，氣相進入回轉窯焚燒爐焚燒，焚燒尾氣后續(xù)計算，本工藝產出氣體量為148 t/a ；61.6 kg/hG3-440.1甲苯0.40.8甲醇0.20.4單氰胺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粉塵2.034（2）車間廢氣2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶生產過程中，各種原料、中間體、成品在運行過程中均有可能發(fā)生無組織廢氣排放。無組織排放包括兩部分，一部分為儲運過程中發(fā)生的物料無組織泄漏，一部分為生產裝置無組織排放。其中儲運過程中發(fā)生的物料無組織泄漏在后續(xù)章節(jié)統(tǒng)一敘述，本章節(jié)單獨分析生產裝置無組織排放。本項目為常見釜式化工生產，在投料、輸送方面，液體采用泵送，袋裝為人孔投料，釜內為微負壓，故基本無投料及輸送過程污染物產生。生產裝置無組織排放主要是指裝置的密閉性泄漏，裝置密閉性泄漏與工廠的管理水平及設備、管道管件的材質、耐壓等級、物料性質、設備的運行狀況等多種因素有關。在正常的運行狀況下，明顯的跑冒滴漏不應該發(fā)生，但隨著運行時間的增加，設備零部件的腐蝕、損耗