Derniers procédés de production de cyanure de sodium

1. Introduction

Sodium cyanure (NaCN) est un composé chimique essentiel largement utilisé dans diverses industries, telles que l'extraction de l'or, la galvanoplastie et la synthèse chimique. Processus de production of Le cyanure de sodium ont constamment évolué pour améliorer leur efficacité, réduire leurs coûts et accroître leur respect de l'environnement. Cet article présente plusieurs des procédés de production les plus récents. Le cyanure de sodium.

2. Méthode ammoniac-sodium

2.1 Principe du processus

Dans la méthode ammoniac-sodium, le sodium métallique et le coke de pétrole sont d'abord ajoutés au réacteur dans une certaine proportion. La température est ensuite portée à 650 °C et de l'ammoniac gazeux est introduit. Lorsque la température est encore portée à 800 °C, une réaction se produit pendant 7 heures, au cours de laquelle le sodium métallique est entièrement converti en le cyanure de sodiumLes réactifs sont ensuite filtrés à 650 °C pour éliminer l'excès de coke de pétrole. Le produit fondu est ensuite déchargé et coulé selon la forme souhaitée pour obtenir des produits à base de cyanure de sodium.

2.2 avantages et inconvénients

• Avantages:Ce procédé a un principe de réaction relativement simple et les matières premières sodium et ammoniac sont relativement courantes dans l'industrie chimique.

• DésavantagesLes conditions de réaction à haute température nécessitent une consommation énergétique importante. De plus, l'utilisation de sodium métallique présente certains risques pour la sécurité en raison de sa forte réactivité.

3. Méthode de fusion au cyanure

3.1 Principe du processus

Du cyanure fondu et de l'oxyde de plomb sont ajoutés à un réservoir d'extraction. Le rapport typique entre le cyanure fondu et l'oxyde de plomb est de (500-700):1. L'ajout d'oxyde de plomb favorise la désulfuration en formant un précipité de sulfure de plomb. Le liquide d'extraction est ensuite décanté, et le liquide clair obtenu contient 80-90 g/L de NaCN. Dans un générateur, ce liquide réagit avec de l'acide sulfurique concentré pour produire du cyanure d'hydrogène gazeux. Après condensation pour éliminer l'eau, le cyanure d'hydrogène gazeux pénètre dans un réacteur d'absorption et réagit avec un alcali liquide (solution d'hydroxyde de sodium) pour former du cyanure de sodium.

3.2 avantages et inconvénients

• Avantages:Ce procédé peut éliminer efficacement les impuretés soufrées grâce à l'ajout d'oxyde de plomb, ce qui est bénéfique pour améliorer la qualité du produit final.

• DésavantagesL'utilisation d'oxyde de plomb peut entraîner des problèmes de pollution environnementale liés au plomb. De plus, le procédé comporte plusieurs étapes, telles que l'extraction, la réaction et l'absorption, ce qui accroît la complexité de l'opération.

4. Procédé Andrussow (méthode Anshig)

4.1 Principe du processus

The Andrussow process uses natural gas, ammonia, and air as raw materials. First, natural gas is washed in a water - washing tower to remove inorganic sulfur and part of the organic sulfur. After filtration, the refined natural gas should have a sulfur content of ≤1 mg/m³ and the content of hydroCarbons above C₂ should be less than 2%. Liquid ammonia is vaporized in a vaporizer, and air is filtered through a filter. The three raw materials are then mixed in a mixer at a ratio of ammonia:methane:air = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). The mixed gas enters an oxidation reactor with a platinum - rhodium alloy as the catalyst. At a temperature of 1070 - 1120 °C, a reaction occurs to generate a mixed gas containing 8.5% hydrogen cyanide.

Le gaz est refroidi puis pénètre dans une tour d'absorption d'ammoniac, où l'ammoniac résiduel est absorbé par l'acide sulfurique. Il est ensuite refroidi par l'eau et le cyanure d'hydrogène est absorbé par l'eau à basse température. Le gaz de queue est évacué après avoir été lavé par une tour de lavage alcalin. La solution de cyanure d'hydrogène absorbée par l'eau subit un échange thermique puis pénètre dans une tour de désorption. Au sommet de la tour de désorption, on obtient du cyanure d'hydrogène d'une pureté de 98 %. Ce cyanure d'hydrogène réagit ensuite avec une solution alcaline pour former une solution de cyanure de sodium, qui est ensuite traitée par évaporation, cristallisation, séchage et mise en forme pour obtenir le cyanure de sodium final.

4.2 avantages et inconvénients

• AvantagesDans les régions riches en gaz naturel, le coût des matières premières est relativement faible. Le procédé est relativement mature dans les applications industrielles et l'échelle de production peut être relativement grande.

• DésavantagesDans les régions dépourvues de ressources en gaz naturel, affectées par des facteurs tels que les pénuries, les politiques et les prix, les coûts de production peuvent fluctuer considérablement. Les conditions de réaction à haute température nécessitent des équipements résistants aux hautes températures et consomment beaucoup d'énergie.

5. Procédé de flamme

5.1 Principe du processus

Le gaz naturel, l'oxygène et l'ammoniac sont utilisés comme matières premières. Ces trois gaz sont filtrés séparément pour éliminer les impuretés, puis passent dans un mélangeur après avoir été stabilisés et dosés. Une partie de l'oxygène est utilisée comme oxygène principal pour entrer dans le mélangeur, tandis que l'autre partie est directement introduite dans la buse pour l'allumage. Les trois matières premières sont combinées dans une certaine proportion et subissent une réaction de combustion pour synthétiser du cyanure d'hydrogène à une température de 1500 XNUMX °C.

Le gaz de réaction est refroidi par pulvérisation d'eau, puis refroidi dans un refroidisseur. Il pénètre ensuite dans une tour d'absorption d'ammoniac, où l'ammoniac résiduel est absorbé par de l'acide sulfurique à 15-20 % et le sulfate d'ammonium est récupéré. Le gaz de réaction contenant du cyanure d'hydrogène est refroidi par de l'eau, puis absorbé par de l'eau à basse température pour former une solution de cyanure d'hydrogène à 1.5 %. Cette solution est distillée dans une tour de distillation pour obtenir du cyanure d'hydrogène à 98-99 %. Enfin, il est absorbé par une solution alcaline et, après évaporation, cristallisation, séchage et mise en forme, le cyanure de sodium est obtenu.

5.2 avantages et inconvénients

• AvantagesCe procédé permet de produire du cyanure d'hydrogène d'une pureté relativement élevée. La récupération du sulfate d'ammonium comme sous-produit peut apporter certains avantages économiques.

• DésavantagesLa réaction de combustion à haute température nécessite un apport énergétique important. Le processus implique également des opérations complexes telles que le mélange des gaz, la combustion, la trempe et l'absorption, qui nécessitent un contrôle rigoureux du procédé.

6. Méthode de pyrolyse de l'huile légère

6.1 Principe du processus

L'huile légère et l'ammoniac sont mélangés dans un atomiseur selon une certaine proportion et préchauffés à 280 °C. Le mélange est ensuite introduit dans un four à arc électrique pour une réaction de pyrolyse. Le coke de pétrole est utilisé comme vecteur et l'azote comme gaz protecteur pour prévenir l'oxydation en milieu fermé. À une température de 1450 XNUMX °C, une réaction se produit pour générer du cyanure d'hydrogène gazeux. Le gaz est ensuite dépoussiéré, refroidi et traité par des étapes telles que l'élimination de l'ammoniac, le lavage à l'eau, l'absorption et la distillation pour obtenir du cyanure d'hydrogène pur. Enfin, le cyanure d'hydrogène réagit avec une solution alcaline (hydroxyde de sodium) pour former du cyanure de sodium.

6.2 avantages et inconvénients

• Avantages:La technologie du procédé est relativement mature. Elle permet d'utiliser du pétrole léger, une matière première relativement courante dans l'industrie pétrochimique.

• DésavantagesLa désulfuration et l'élimination des impuretés du cyanure d'hydrogène posent des difficultés. Ce produit consomme beaucoup d'énergie et le traitement des « trois déchets » (gaz résiduaires, eaux usées et résidus) est complexe. Son coût de production est relativement élevé.

7. Méthode des sous-produits de l'acrylonitrile

7.1 Principe du processus

Lors de la production d'acrylonitrile par ammoxydation du propylène, du gaz cyanure d'hydrogène est produit comme sous-produit (la quantité équivaut à 4 à 10 % de la production d'acrylonitrile). Le gaz contenant du cyanure d'hydrogène est absorbé par une solution alcaline. Après évaporation, concentration, séparation et séchage, on obtient du cyanure de sodium.

7.2 avantages et inconvénients

• Avantages:Il s’agit d’un processus d’utilisation des sous-produits, qui peut exploiter pleinement les ressources et réduire les coûts de production dans une certaine mesure.

• DésavantagesLa production de cyanure de sodium est limitée par l'échelle de production de l'acrylonitrile. La qualité du sous-produit, le cyanure d'hydrogène, peut être affectée par le procédé principal de production de l'acrylonitrile, qui nécessite un contrôle et une purification stricts.

8. Méthode d'ammoxydation du méthanol

8.1 Principe du processus

L'air traverse un filtre et un préchauffeur, puis pénètre dans un four de réaction. L'ammoniac liquide est vaporisé et le méthanol évaporé. Ils pénètrent dans un préchauffeur de mélange et réagissent ensuite avec l'air dans le four de réaction. Sous l'action d'un catalyseur principalement composé d'oxyde de fer et de molybdène, la réaction génère du cyanure d'hydrogène. Le gaz cyanuré pénètre dans une tour de désammoniac pour éliminer l'ammoniac et obtenir ainsi du cyanure d'hydrogène. Enfin, il est absorbé par une solution alcaline pour produire du cyanure de sodium.

8.2 avantages et inconvénients

• AvantagesL'utilisation du méthanol et de l'ammoniac comme matières premières est relativement courante, et le catalyseur peut être recyclé et réutilisé dans une certaine mesure. Le procédé peut être adapté aux besoins de la production.

• Désavantages:Le catalyseur est sensible aux conditions de réaction, et de petits changements de température, de pression et de rapport de matière première peuvent affecter l'activité et la sélectivité du catalyseur, affectant ainsi le rendement et la qualité du produit.

9. Conclusion

Les procédés de production de cyanure de sodium présentent chacun leurs propres caractéristiques. Le choix du procédé dépend de divers facteurs tels que la disponibilité des matières premières, le coût, les exigences environnementales et l'échelle de production. Grâce au développement continu des technologies, de nouveaux procédés pourraient voir le jour, visant à améliorer encore l'efficacité et la performance environnementale de la production de cyanure de sodium. Face à la demande croissante de cyanure de sodium dans différents secteurs, l'optimisation et l'innovation des procédés de production joueront un rôle crucial pour répondre aux besoins du marché tout en garantissant un développement durable.