Najnoviji proizvodni procesi natrijum cijanida

1. Uvod

natrij cijanid (NaCN) je ključni hemijski spoj koji se široko koristi u raznim industrijama, kao što su rudarstvo zlata, galvanizacija i hemijska sinteza. Proizvodni procesi of Natrijum cijanid se kontinuirano razvijaju kako bi poboljšali efikasnost, smanjili troškove i poboljšali ekološku prihvatljivost. Ovaj članak će predstaviti nekoliko najnovijih proizvodnih procesa Sodium Cyanide.

2. Metoda amonijaka i natrija

2.1 Princip procesa

Kod metode amonijak-natrij, metalni natrij i petrokok se prvo dodaju u reaktor u određenom omjeru. Temperatura se zatim podiže na 650 °C i uvodi se plinoviti amonijak. Kako se temperatura dalje povećava na 800 °C, reakcija se odvija tokom perioda od 7 sati, tokom kojeg se metalni natrij potpuno pretvara u natrijum cijanidNakon toga, reaktanti se filtriraju na temperaturi od 650 °C kako bi se uklonio višak petrolej koksa. Rastopljeni proizvod se zatim ispušta i lije u željeni oblik kako bi se dobili proizvodi natrijum cijanida.

2.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiOvaj proces ima relativno jednostavan princip reakcije, a sirovine natrijum i amonijak su relativno uobičajene u hemijskoj industriji.

• nedostaciReakcijski uslovi na visokim temperaturama zahtijevaju veliku potrošnju energije. Također, upotreba metalnog natrija predstavlja određene sigurnosne rizike zbog njegove visoke reaktivnosti.

3. Metoda topljenja cijanida

3.1 Princip procesa

Rastoljeni cijanid i olovni oksid se dodaju u rezervoar za ekstrakciju. Tipičan odnos rastoljenog cijanida i olovnog oksida je (500 - 700):1. Dodavanje olovnog oksida pomaže u desumporizaciji formiranjem taloga olovnog sulfida. Ekstrakcijska tečnost se zatim ostavi da se slegne, a rezultirajuća bistra tečnost sadrži 80 - 90 g/L NaCN. U generatoru, ova tečnost reaguje sa koncentrovanom sumpornom kiselinom da bi se stvorio gasoviti cijanovodonik. Nakon kondenzacije radi uklanjanja vode, gasoviti cijanovodonik ulazi u apsorpcioni reaktor i reaguje sa tečnom alkalijom (rastvor natrijum hidroksida) da bi se formirao natrijum cijanid.

3.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiOvaj proces može efikasno ukloniti nečistoće sumpora dodavanjem olovnog oksida, što je korisno za poboljšanje kvalitete konačnog proizvoda.

• nedostaciUpotreba olovnog oksida može dovesti do problema zagađenja okoliša povezanih s olovom. Osim toga, proces uključuje više koraka kao što su ekstrakcija, reakcija i apsorpcija, što povećava složenost rada.

4. Andrussowljev proces (Anshigova metoda)

4.1 Princip procesa

Andrussow proces koristi prirodni gas, amonijak i vazduh kao sirovine. Prvo, prirodni gas se pere u tornju za pranje vodom kako bi se uklonio neorganski sumpor i dio organskog sumpora. Nakon filtracije, rafinisani prirodni gas treba da ima sadržaj sumpora ≤1 mg/m³ i sadržaj hidrogenuhličitanata.ugljenTemperaturni sadržaj iznad C₂ treba biti manji od 2%. Tečni amonijak se isparava u isparivaču, a zrak se filtrira kroz filter. Tri sirovine se zatim miješaju u mikseru u omjeru amonijak:metan:zrak = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Mješani plin ulazi u oksidacijski reaktor s legurom platine i rodija kao katalizatorom. Na temperaturi od 1070 - 1120 °C, dolazi do reakcije u kojoj se stvara mješavina plina koja sadrži 8.5% cijanovodonika.

Plin se hladi, a zatim ulazi u toranj za apsorpciju amonijaka, gdje se preostali amonijak apsorbira sumpornom kiselinom. Nakon toga se hladi vodom, a cijanovodonik se apsorbira vodom niske temperature. Otpadni plin se ispušta nakon pranja u tornju za ispiranje alkalijama. Rastvor cijanovodonika apsorbiran vodom se podvrgava izmjeni topline, a zatim ulazi u toranj za desorpciju. Na vrhu tornja za desorpciju dobija se cijanovodonik čistoće od 98%. Ovaj cijanovodonik zatim reagira s otopinom alkalija i formira otopinu natrijum cijanida, koja se dalje obrađuje isparavanjem, kristalizacijom, sušenjem i oblikovanjem kako bi se dobio konačni proizvod natrijum cijanid.

4.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiU regijama s bogatim resursima prirodnog plina, cijena sirovina je relativno niska. Proces je relativno zreo u industrijskim primjenama, a obim proizvodnje može biti relativno velik.

• nedostaciU područjima koja nemaju dovoljno resursa prirodnog plina, a na koja utječu faktori poput nestašice prirodnog plina, politika i cijena, troškovi proizvodnje mogu značajno varirati. Visokotemperaturni reakcijski uvjeti zahtijevaju opremu otpornu na visoke temperature i troše veliku količinu energije.

5. Proces plamena

5.1 Princip procesa

Prirodni plin, kisik i amonijak koriste se kao sirovine. Ova tri plina se odvojeno filtriraju kako bi se uklonile nečistoće, a zatim ulaze u miješalicu nakon stabilizacije i mjerenja. Dio kisika se koristi kao glavni kisik za ulazak u miješalicu, a drugi dio se direktno dovodi u mlaznicu za paljenje. Tri sirovine se kombiniraju u određenom omjeru i podvrgavaju se reakciji sagorijevanja kako bi se sintetizirao vodikov cijanid na temperaturi od 1500 °C.

Reakcijski plin se gasi prskanjem vode, a zatim hladi u hladnjaku. Nakon toga ulazi u toranj za apsorpciju amonijaka, gdje se preostali amonijak u reakcijskom plinu apsorbira pomoću 15% - 20% sumporne kiseline, a amonijum sulfat se može regenerirati. Reakcijski plin koji sadrži cijanovodonik se hladi vodom, a zatim apsorbira vodom niske temperature da bi se formirao 1.5%-tni rastvor cijanovodonika. Ovaj rastvor se destilira u destilacijskom tornju da bi se dobio cijanovodonik sa sadržajem od 98% - 99%. Konačno, apsorbira se pomoću alkalnog rastvora, a nakon isparavanja, kristalizacije, sušenja i oblikovanja, dobija se proizvod natrijum cijanid.

5.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiOvim procesom se može postići proizvodnja cijanovodonika relativno visoke čistoće. Oporavak amonijum sulfata kao nusproizvoda može donijeti određene ekonomske koristi.

• nedostaciReakcija sagorijevanja na visokoj temperaturi zahtijeva veliku količinu unosa energije. Proces također uključuje složene operacije kao što su miješanje plinova, sagorijevanje, gašenje i apsorpcija, koje zahtijevaju visok nivo kontrole procesa.

6. Metoda pirolize lakog ulja

6.1 Princip procesa

Lako ulje i amonijak se miješaju u atomizeru u određenom omjeru i prethodno zagrijavaju na 280 °C. Smjesa zatim ulazi u elektrolučnu peć za reakciju pirolize. Naftni koks se koristi kao nosač, a dušik kao zaštitni plin kako bi se spriječila oksidacija u zatvorenom okruženju. Na temperaturi od 1450 °C dolazi do reakcije stvaranja plinovitog vodikovog cijanida. Plin se zatim uklanja prašinom, hladi i dalje obrađuje kroz korake kao što su uklanjanje amonijaka, pranje vodom, apsorpcija i destilacija kako bi se dobio čisti vodikov cijanid. Konačno, vodikov cijanid reagira s alkalnom otopinom (natrijum hidroksidom) i formira natrijum cijanid.

6.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiTehnologija procesa je relativno zrela. Može koristiti lako ulje, relativno uobičajenu sirovinu u petrohemijskoj industriji.

• nedostaciPostoje poteškoće u odsumporavanju i uklanjanju nečistoća cijanovodonika. Proizvod ima visoku potrošnju energije, a tretman "tri vrste otpada" (otpadni plin, otpadna voda i ostaci otpada) je težak. Troškovi proizvodnje su relativno visoki.

7. Metoda za nusproizvod akrilonitrila

7.1 Princip procesa

U procesu proizvodnje akrilonitrila amoksidacijom propilena, kao nusproizvod se proizvodi plinoviti vodikov cijanid (količina je ekvivalentna 4% - 10% proizvodnje akrilonitrila). Plin koji sadrži vodikov cijanid apsorbira se alkalnim rastvorom. Nakon isparavanja, koncentriranja, odvajanja i sušenja, dobija se proizvod natrijev cijanid.

7.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiOvo je proces iskorištavanja nusproizvoda, koji može u potpunosti iskoristiti resurse i do određene mjere smanjiti troškove proizvodnje.

• nedostaciProizvodnja natrijum cijanida je ograničena obimom proizvodnje akrilonitrila. Na kvalitet nusproizvoda, vodonik cijanida, može uticati glavni proces proizvodnje akrilonitrila, koji zahtijeva strogu kontrolu i prečišćavanje.

8. Metoda amoksidacije metanola

8.1 Princip procesa

Zrak prolazi kroz filter i predgrijač, a zatim ulazi u reakcijsku peć. Tečni amonijak isparava, a metanol isparava. Oni ulaze u miješajući predgrijač, a zatim reagiraju sa zrakom u reakcijskoj peći. Pod djelovanjem katalizatora koji se uglavnom sastoji od Fe-Mo oksida, reakcija stvara vodikov cijanid. Plin vodikov cijanid ulazi u toranj za deamonijak radi uklanjanja amonijaka, a zatim se dobija vodikov cijanid. Konačno, apsorbira se u alkalnu otopinu za pripremu natrijum cijanida.

8.2 Prednosti i nedostaci

• prednostiUpotreba metanola i amonijaka kao sirovina je relativno uobičajena, a katalizator se može reciklirati i ponovo koristiti do određene mjere. Proces se može prilagoditi prema potrebama proizvodnje.

• nedostaciKatalizator je osjetljiv na reakcijske uvjete, a male promjene temperature, pritiska i omjera sirovina mogu utjecati na aktivnost i selektivnost katalizatora, što utječe na prinos i kvalitetu proizvoda.

9. zaključak

Proizvodni procesi natrijum cijanida imaju svoje karakteristike. Izbor proizvodnog procesa zavisi od različitih faktora kao što su dostupnost sirovina, troškovi, ekološki zahtjevi i obim proizvodnje. S kontinuiranim razvojem tehnologije, u budućnosti se mogu pojaviti novi proizvodni procesi, s ciljem daljnjeg poboljšanja efikasnosti i ekoloških performansi proizvodnje natrijum cijanida. Kako potražnja za natrijum cijanidom u različitim industrijama nastavlja rasti, optimizacija i inovacija proizvodnih procesa igrat će ključnu ulogu u zadovoljavanju potreba tržišta, uz osiguranje održivog razvoja.