Sodio zianuroaren azken ekoizpen prozesuak

1. Sarrera

Sodio zianuroa (NaCN) konposatu kimiko erabakigarria da, hainbat industriatan asko erabiltzen dena, hala nola urre-meatzaritzan, galvanizazioan eta sintesi kimikoan. Sodio zianuroaren ekoizpen -prozesuak etengabe eboluzionatzen ari dira eraginkortasuna hobetzeko, kostuak murrizteko eta ingurumenarekiko errespetua hobetzeko. Artikulu honek sodio zianuroaren ekoizpen-prozesu berrienetako batzuk aurkeztuko ditu.

2. Amoniako - Sodio metodoa

2.1 Prozesuaren printzipioa

Amoniako-sodio metodoan, sodio metalikoa eta petrolio-kokea lehenik erreaktore batera gehitzen dira proportzio jakin batean. Ondoren, tenperatura 650 °C-ra igotzen da, eta amoniako gasa sartzen da. Tenperatura 800 °C-ra igotzen denean, erreakzio bat gertatzen da 7 orduz, eta bitartean sodio metalikoa erabat sodio zianuro bihurtzen da . Ondoren, erreaktiboak 650 °C-ko tenperaturan iragazten dira soberako petrolio-kokea kentzeko. Ondoren, produktu urtua isurtzen da eta nahi den forma ematen zaio sodio zianuro produktuak lortzeko.

2.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Prozesu honek erreakzio-printzipio nahiko sinplea du, eta sodioa eta amoniakoa lehengaiak nahiko ohikoak dira industria kimikoan.

• Desabantailak : Tenperatura altuko erreakzio-baldintzek energia-kontsumo handia eskatzen dute. Gainera, sodio metalikoaren erabilerak segurtasun-arrisku batzuk ditu, erreaktibotasun handia duelako.

3. Zianuroaren urtze-metodoa

3.1 Prozesuaren printzipioa

Zianuro urtua eta berun oxidoa erauzketa-tangetara gehitzen dira. Zianuro urtuaren eta berun oxidoaren arteko proportzio tipikoa (500 - 700) da: 1. Berun oxidoa gehitzeak desulfurazioan laguntzen du, berun sulfuro prezipitatu bat sortuz. Ondoren, erauzketa-likidoa finkatzen uzten da, eta sortzen den likido garbiak 80 - 90 g/L NaCN dauka. Sorgailu batean, likido honek azido sulfuriko kontzentratuarekin erreakzionatzen du hidrogeno zianuro gasa sortzeko. Ura kentzeko kondentsatu ondoren, hidrogeno zianuro gasa xurgapen-erreaktore batera sartzen da eta alkali likidoarekin (sodio hidroxido disoluzioa) erreakzionatzen du sodio zianuroa sortzeko.

3.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Prozesu honek sufre ezpurutasunak eraginkortasunez kentzen ditu berun oxidoa gehituz, eta hori onuragarria da azken produktuaren kalitatea hobetzeko.

• Desabantailak : Berun oxidoaren erabilerak berunarekin lotutako ingurumen-kutsadura arazoak sor ditzake. Gainera, prozesuak hainbat urrats ditu, hala nola erauzketa, erreakzioa eta xurgapena, eta horrek eragiketaren konplexutasuna areagotzen du.

4. Andrussow Prozesua (Anshig Metodoa)

4.1 Prozesuaren printzipioa

Andrussow prozesuak gas naturala, amoniakoa eta airea erabiltzen ditu lehengai gisa. Lehenik, gas naturala ur-garbigailu dorre batean garbitzen da sufre inorganikoa eta sufre organikoaren zati bat kentzeko. Iragazi ondoren, findutako gas naturalak ≤1 mg/m³-ko sufre edukia izan behar du eta C₂-tik gorako hidrokarburoen edukia %2 baino txikiagoa izan behar da. Amoniako likidoa lurrundu egiten da lurrungailu batean, eta airea iragazki baten bidez iragazten da. Ondoren, hiru lehengaiak nahasgailu batean nahasten dira amoniako:metano:aire = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80) proportzioan. Gas nahasia oxidazio erreaktore batera sartzen da platino-rodio aleazio batekin katalizatzaile gisa. 1070 - 1120 °C-ko tenperaturan, erreakzio bat gertatzen da % 8.5 hidrogeno zianuroa duen gas nahasi bat sortzeko.

Gasa hoztu eta amoniako xurgapen-dorre batera sartzen da, non hondar-amoniakoa azido sulfurikoak xurgatzen duen. Ondoren, urak hozten du eta hidrogeno zianuroa tenperatura baxuko urak xurgatzen du. Bueltako gasa alkali-garbiketa dorre batek garbitu ondoren isurtzen da. Urak xurgatutako hidrogeno zianuro disoluzioa bero-trukaketan sartzen da eta gero desortzio-dorre batera sartzen da. Desortzio-dorrearen goialdean, % 98ko purutasuna duen hidrogeno zianuroa lortzen da. Hidrogeno zianuro honek alkali-disoluzio batekin erreakzionatzen du sodio zianuro disoluzio bat sortzeko, eta hori gehiago prozesatzen da lurrunketaren, kristalizazioaren, lehortzearen eta moldaketaren bidez, azken sodio zianuro produktua lortzeko.

4.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Gas naturalaren baliabide ugari dituzten eskualdeetan, lehengaien kostua nahiko baxua da. Prozesua nahiko heldua izan da industria-aplikazioetan, eta ekoizpen-eskala nahiko handia izan daiteke.

• Desabantailak : Gas naturalaren baliabiderik gabeko eremuetan, gas naturalaren eskasia, politikak eta prezioak bezalako faktoreek eraginda, ekoizpen-kostua nabarmen alda daiteke. Tenperatura altuko erreakzio-baldintzek tenperatura altuko erresistentzia duten ekipoak behar dituzte eta energia kantitate handia kontsumitzen dute.

5. Sugar Prozesua

5.1 Prozesuaren printzipioa

Gas naturala, oxigenoa eta amoniakoa erabiltzen dira lehengai gisa. Hiru gas hauek bereiz iragazten dira ezpurutasunak kentzeko eta gero nahasgailu batera sartzen dira egonkortu eta neurtu ondoren. Oxigenoaren zati bat nahasgailura sartzeko oxigeno nagusi gisa erabiltzen da, eta beste zatia zuzenean toberara sartzen da pizteko. Hiru lehengaiak proportzio jakin batean konbinatzen dira eta errekuntza-erreakzio bat jasaten dute hidrogeno zianuroa sintetizatzeko 1500 °C-ko tenperaturan.

Erreakzio-gasa ura ihinztatuz itzaltzen da eta ondoren hozkailu batean hozten da. Ondoren, amoniako xurgapen-dorre batera sartzen da, non erreakzio-gasean geratzen den amoniakoa % 15-20ko azido sulfurikoak xurgatzen duen, eta amonio sulfatoa berreskura daiteke. Hidrogeno zianuroa duen erreakzio-gasa urez hozten da eta gero tenperatura baxuko urez xurgatzen da % 1.5eko hidrogeno zianuro disoluzio bat osatzeko. Disoluzio hau destilazio-dorre batean destilatzen da % 98-99ko edukia duen hidrogeno zianuroa lortzeko. Azkenik, disoluzio alkalino batek xurgatzen du, eta lurrundu, kristalizatu, lehortu eta moldatu ondoren, sodio zianuro produktua lortzen da.

5.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Prozesu honek hidrogeno zianuroaren ekoizpen nahiko purua lor dezake. Amonio sulfatoa azpiproduktu gisa berreskuratzeak zenbait onura ekonomiko ekar ditzake.

• Desabantailak : Tenperatura altuko errekuntza-erreakzioek energia-sarrera handia behar dute. Prozesuak eragiketa konplexuak ere baditu, hala nola gasen nahasketa, errekuntza, itzaltzea eta xurgapena, eta horiek prozesuaren kontrol maila altua behar dute.

6. Olio arinen pirolisi metodoa

6.1 Prozesuaren printzipioa

Olio arina eta amoniakoa atomizatzaile batean proportzio jakin batean nahasten dira eta 280 °C-ra berotzen dira aldez aurretik. Ondoren, nahasketa arku elektrikoko labe batera sartzen da pirolisi erreakzio bat egiteko. Petrolio-kokea erabiltzen da eramaile gisa, eta nitrogenoa babes-gas gisa, ingurune itxi batean oxidazioa saihesteko. 1450 °C-ko tenperaturan, erreakzio bat gertatzen da hidrogeno zianuro gasa sortzeko. Ondoren, gasa hautsa kentzen da, hozten da eta gehiago prozesatzen da amoniakoa kentzea, urarekin garbitzea, xurgapena eta destilazioa bezalako urratsen bidez hidrogeno zianuro purua lortzeko. Azkenik, hidrogeno zianuroak disoluzio alkalino batekin (sodio hidroxidoa) erreakzionatzen du sodio zianuroa sortzeko.

6.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Prozesu-teknologia nahiko heldua da. Petrolio arina erabil dezake, industria petrokimikoan nahiko ohikoa den lehengaia.

• Desabantailak : Zailtasunak daude hidrogeno zianuroaren desulfurazioan eta ezpurutasunak kentzean. Produktuak energia-kontsumo handia du, eta "hiru hondakinen" (hondakin-gasa, hondakin-ura eta hondakin-hondakinak) tratamendua zaila da. Ekoizpen-kostua nahiko altua da.

7. Akrilonitriloaren azpiproduktuaren metodoa

7.1 Prozesuaren printzipioa

Propilenoaren amoxidazioaren bidez akrilonitriloa ekoizteko prozesuan, hidrogeno zianuro gasa sortzen da azpiproduktu gisa (kantitate hori akrilonitriloaren ekoizpenaren % 4-10aren baliokidea da). Hidrogeno zianuroa duen gasa alkali disoluzio batek xurgatzen du. Lurrundu, kontzentratu, bereizi eta lehortu ondoren, sodio zianuro produktua lortzen da.

7.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Azpiproduktuen erabilera-prozesu bat da, baliabideak guztiz aprobetxatu eta ekoizpen-kostuak neurri batean murriztu ditzakeena.

• Desabantailak : Sodio zianuroaren ekoizpena akrilonitriloaren ekoizpen-eskalak mugatzen du. Azpiproduktu den hidrogeno zianuroaren kalitatea akrilonitriloaren ekoizpen-prozesu nagusiak eragin dezake, kontrol eta arazketa zorrotza behar baitu.

8. Metanolaren amoxidazio metodoa

8.1 Prozesuaren printzipioa

Airea iragazki batetik eta aurreberogailu batetik igarotzen da eta gero erreakzio-labe batera sartzen da. Amoniako likidoa lurrundu egiten da eta metanola lurrundu. Nahasketa-aurreberogailu batera sartzen dira eta gero airearekin erreakzionatzen dute erreakzio-labean. Batez ere Fe-Mo oxidoz osatutako katalizatzaile baten eraginez, erreakzioak hidrogeno zianuroa sortzen du. Hidrogeno zianuro gasa desamoniako dorre batera sartzen da amoniakoa kentzeko eta gero hidrogeno zianuroa lortzeko. Azkenik, disoluzio alkalino batek xurgatzen du sodio zianuroa prestatzeko.

8.2 Abantailak eta desabantailak

• Abantailak : Metanola eta amoniakoa lehengai gisa erabiltzea nahiko ohikoa da, eta katalizatzailea birziklatu eta neurri batean berrerabili daiteke. Prozesua ekoizpen beharren arabera egokitu daiteke.

• Desabantailak : Katalizatzailea erreakzio-baldintzekiko sentikorra da, eta tenperaturaren, presioaren eta lehengaien proportzioaren aldaketa txikiek katalizatzailearen jardueran eta selektibitatean eragina izan dezakete, eta horrela produktuaren errendimenduan eta kalitatean eragina izan dezakete.

9. Ondorioa

Sodio zianuroaren ekoizpen-prozesu bakoitzak bere ezaugarriak ditu. Ekoizpen-prozesuaren aukera hainbat faktoreren araberakoa da, hala nola lehengaien erabilgarritasuna, kostua, ingurumen-eskakizunak eta ekoizpen-eskala. Teknologiaren etengabeko garapenarekin, etorkizunean ekoizpen-prozesu berriak ager daitezke, sodio zianuroaren ekoizpenaren eraginkortasuna eta ingurumen-errendimendua are gehiago hobetzeko helburuarekin. Industria ezberdinetan sodio zianuroaren eskaria hazten jarraitzen duen heinean, ekoizpen-prozesuen optimizazioak eta berrikuntzak funtsezko zeregina izango dute merkatuaren beharrak asetzeko, garapen iraunkorra bermatuz.