Новейшие процессы производства цианида натрия

1. Введение

Соль цианид (NaCN) — важнейшее химическое соединение, широко используемое в различных отраслях промышленности, таких как добыча золота, гальваника и химический синтез. Производственные процессы of Цианид натрия постоянно развиваются для повышения эффективности, снижения затрат и улучшения экологичности. В этой статье будут представлены несколько новейших производственных процессов Цианид натрия.

2. Аммиачно-натриевый метод

2.1 Принцип процесса

В аммиачно-натриевом методе металлический натрий и нефтяной кокс сначала добавляются в реактор в определенной пропорции. Затем температура повышается до 650 °C, и вводится газообразный аммиак. При дальнейшем повышении температуры до 800 °C в течение 7 часов происходит реакция, в течение которой металлический натрий полностью превращается в цианид натрия. После этого реагенты фильтруются при температуре 650 °C для удаления избытка нефтяного кокса. Расплавленный продукт затем выгружается и отливается в нужную форму для получения продуктов цианида натрия.

2.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Этот процесс имеет относительно простой принцип реакции, а сырьевые материалы натрий и аммиак относительно распространены в химической промышленности.

• Недостатки бонуса без депозита: Условия реакции при высокой температуре требуют большого потребления энергии. Кроме того, использование металлического натрия представляет определенные риски безопасности из-за его высокой реакционной способности.

3. Метод плавления цианида

3.1 Принцип процесса

Расплав цианида и оксид свинца добавляются в экстракционный резервуар. Типичное соотношение расплава цианида и оксида свинца составляет (500 - 700):1. Добавление оксида свинца способствует десульфурации, образуя осадок сульфида свинца. Затем экстракционной жидкости дают отстояться, и полученная прозрачная жидкость содержит 80 - 90 г/л NaCN. В генераторе эта жидкость реагирует с концентрированной серной кислотой, образуя цианистый водород. После конденсации для удаления воды цианистый водород поступает в абсорбционный реактор и реагирует с жидкой щелочью (раствором гидроксида натрия), образуя цианистый натрий.

3.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Этот процесс позволяет эффективно удалять примеси серы за счет добавления оксида свинца, что способствует улучшению качества конечного продукта.

• Недостатки бонуса без депозита: Использование оксида свинца может привести к проблемам загрязнения окружающей среды, связанным со свинцом. Кроме того, процесс включает несколько этапов, таких как извлечение, реакция и абсорбция, что увеличивает сложность операции.

4. Процесс Андрусова (метод Аншига)

4.1 Принцип процесса

В процессе Андруссова в качестве сырья используется природный газ, аммиак и воздух. Сначала природный газ промывается в промывочной башне для удаления неорганической серы и части органической серы. После фильтрации очищенный природный газ должен иметь содержание серы ≤1 мг/м³, а содержание углеводородов выше C₂ должно быть менее 2%. Жидкий аммиак испаряется в испарителе, а воздух фильтруется через фильтр. Затем три вида сырья смешиваются в смесителе в соотношении аммиак:метан:воздух = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Смешанный газ поступает в реактор окисления с платинородиевым сплавом в качестве катализатора. При температуре 1070 - 1120 °C происходит реакция с образованием смешанного газа, содержащего 8.5% цианистого водорода.

Газ охлаждается, а затем поступает в аммиачную абсорбционную башню, где остаточный аммиак поглощается серной кислотой. После этого он охлаждается водой, а цианистый водород поглощается низкотемпературной водой. Остаточный газ выгружается после промывки щелочной промывочной башней. Раствор цианистого водорода, поглощенный водой, подвергается теплообмену, а затем поступает в десорбционную башню. В верхней части десорбционной башни получается цианистый водород с чистотой 98%. Затем этот цианистый водород реагирует с раствором щелочи, образуя раствор цианида натрия, который далее обрабатывается путем выпаривания, кристаллизации, сушки и формования для получения конечного продукта цианида натрия.

4.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: В регионах с богатыми ресурсами природного газа стоимость сырья относительно низкая. Процесс относительно зрелый в промышленных применениях, и масштаб производства может быть относительно большим.

• Недостатки бонуса без депозита: В районах, где не хватает ресурсов природного газа, на которые влияют такие факторы, как нехватка природного газа, политика и цены, себестоимость производства может значительно колебаться. Условия высокотемпературной реакции требуют высокотемпературного оборудования и потребляют большое количество энергии.

5. Пламенный процесс

5.1 Принцип процесса

В качестве сырья используются природный газ, кислород и аммиак. Эти три газа фильтруются отдельно для удаления примесей, а затем после стабилизации и дозирования поступают в смеситель. Часть кислорода используется в качестве основного кислорода для поступления в смеситель, а другая часть напрямую подается в сопло для воспламенения. Три вида сырья смешиваются в определенной пропорции и подвергаются реакции горения для синтеза цианистого водорода при температуре 1500 °C.

Реакционный газ гасится распылением воды, а затем охлаждается в охладителе. Затем он поступает в аммиачно-абсорбционную башню, где остаточный аммиак в реакционном газе поглощается 15% - 20% серной кислотой, и сульфат аммония может быть восстановлен. Реакционный газ, содержащий цианистый водород, охлаждается водой, а затем поглощается низкотемпературной водой с образованием 1.5% раствора цианистого водорода. Этот раствор перегоняется в дистилляционной башне для получения цианистого водорода с содержанием 98% - 99%. Наконец, он поглощается щелочным раствором, и после испарения, кристаллизации, сушки и формования получается продукт цианистого натрия.

5.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Этот процесс может обеспечить относительно высокую чистоту производства цианида водорода. Восстановление сульфата аммония в качестве побочного продукта может принести определенные экономические выгоды.

• Недостатки бонуса без депозита: Высокотемпературная реакция горения требует большого количества энергии. Процесс также включает сложные операции, такие как смешивание газов, горение, тушение и поглощение, которые требуют контроля процесса на высоком уровне.

6. Метод пиролиза легкого масла

6.1 Принцип процесса

Легкое масло и аммиак смешиваются в распылителе в определенной пропорции и предварительно нагреваются до 280 °C. Затем смесь поступает в электродуговую печь для реакции пиролиза. В качестве носителя используется нефтяной кокс, а азот — в качестве защитного газа для предотвращения окисления в закрытой среде. При температуре 1450 °C происходит реакция с образованием цианистого водорода. Затем газ очищается от пыли, охлаждается и далее обрабатывается с помощью таких этапов, как удаление аммиака, промывка водой, абсорбция и дистилляция для получения чистого цианистого водорода. Наконец, цианистый водород реагирует с раствором щелочи (гидроксидом натрия) с образованием цианида натрия.

6.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Технология процесса относительно зрелая. Она может использовать легкую нефть, относительно распространенное сырье в нефтехимической промышленности.

• Недостатки бонуса без депозита: Существуют трудности в десульфурации и удалении примесей из цианистого водорода. Продукт имеет высокое энергопотребление, а обработка «трех отходов» (отходы газа, сточные воды и остатки отходов) затруднена. Стоимость производства относительно высока.

7. Метод получения побочного продукта акрилонитрила

7.1 Принцип процесса

В процессе производства акрилонитрила путем аммоксидации пропилена в качестве побочного продукта образуется газ цианистый водород (количество которого эквивалентно 4% - 10% от производства акрилонитрила). Газ, содержащий цианистый водород, поглощается щелочным раствором. После испарения, концентрирования, разделения и сушки получается продукт цианистый натрий.

7.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Это процесс утилизации побочных продуктов, который позволяет в полной мере использовать ресурсы и в определенной степени снизить издержки производства.

• Недостатки бонуса без депозита: Производство цианида натрия ограничено масштабами производства акрилонитрила. На качество побочного продукта цианистого водорода может влиять основной процесс производства акрилонитрила, требующий строгого контроля и очистки.

8. Метод аммоксидации метанола

8.1 Принцип процесса

Воздух проходит через фильтр и предварительный нагреватель, а затем попадает в реакционную печь. Жидкий аммиак испаряется, а метанол испаряется. Они поступают в смесительный предварительный нагреватель, а затем реагируют с воздухом в реакционной печи. Под действием катализатора, в основном состоящего из оксида Fe - Mo, реакция генерирует цианистый водород. Газообразный цианистый водород поступает в башню деаммиака для удаления аммиака, а затем получает цианистый водород. Наконец, он поглощается щелочным раствором для получения цианистого натрия.

8.2 преимуществ и недостатков

• Наши преимущества: Использование метанола и аммиака в качестве сырья является относительно распространенным, а катализатор может быть переработан и повторно использован в определенной степени. Процесс может быть скорректирован в соответствии с производственными потребностями.

• Недостатки бонуса без депозита: Катализатор чувствителен к условиям реакции, и небольшие изменения температуры, давления и соотношения сырья могут повлиять на активность и селективность катализатора, тем самым влияя на выход и качество продукта.

9. Заключение

Процессы производства цианида натрия имеют свои особенности. Выбор процесса производства зависит от различных факторов, таких как доступность сырья, стоимость, экологические требования и масштаб производства. С непрерывным развитием технологий в будущем могут появиться новые производственные процессы, направленные на дальнейшее повышение эффективности и экологических показателей производства цианида натрия. Поскольку спрос на цианид натрия в различных отраслях промышленности продолжает расти, оптимизация и инновации производственных процессов будут играть решающую роль в удовлетворении потребностей рынка, обеспечивая при этом устойчивое развитие.