Најновији процеси производње натријум цијанида

КСНУМКС. увод

Натријум цијанид (NaCN) је кључно хемијско једињење које се широко користи у разним индустријама, као што су рударство злата, галванизација и хемијска синтеза. Производни процеси натријум цијанида се континуирано развијају како би се побољшала ефикасност, смањили трошкови и побољшала еколошка прихватљивост. Овај чланак ће представити неколико најновијих процеса производње натријум цијанида.

2. Метода са амонијаком и натријумом

2.1 Принцип процеса

Код методе амонијак-натријум, метални натријум и петролни кокс се прво додају у реактор у одређеној пропорцији. Температура се затим подиже на 650 °C и уводи се амонијак. Како се температура даље повећава на 800 °C, реакција се одвија током периода од 7 сати, током које се метални натријум потпуно претвара у натријум цијанид . Након тога, реактанти се филтрирају на температури од 650 °C да би се уклонио вишак петролног кокса. Растопљени производ се затим испушта и лива у жељени облик да би се добили производи натријум цијанида.

2.2 Предности и недостаци

• Предности : Овај процес има релативно једноставан принцип реакције, а сировине натријум и амонијак су релативно уобичајене у хемијској индустрији.

• Недостаци : Реакциони услови на високој температури захтевају велику потрошњу енергије. Такође, употреба металног натријума представља одређене безбедносне ризике због његове високе реактивности.

3. Метода топљења цијанида

3.1 Принцип процеса

Растоп цијанида и оксид олова се додају у резервоар за екстракцију. Типичан однос растопљеног цијанида и оксида олова је (500 - 700):1. Додавање оксида олова помаже у десумпоризацији формирањем талога сулфида олова. Екстракциона течност се затим остави да се слегне, а добијена бистра течност садржи 80 - 90 г/л NaCN. У генератору, ова течност реагује са концентрованом сумпорном киселином да би се створио цијановодоник гас. Након кондензације ради уклањања воде, цијановодоник гас улази у апсорпциони реактор и реагује са течном алкалијом (раствор натријум хидроксида) да би се формирао натријум цијанид.

3.2 Предности и недостаци

• Предности : Овај процес може ефикасно уклонити нечистоће сумпора додавањем олово-оксида, што је корисно за побољшање квалитета финалног производа.

• Недостаци : Употреба оксида олова може довести до проблема загађења животне средине повезаних са оловом. Поред тога, процес укључује више корака као што су екстракција, реакција и апсорпција, што повећава сложеност рада.

4. Андрусов процес (Аншигова метода)

4.1 Принцип процеса

Андрусов процес користи природни гас, амонијак и ваздух као сировине. Прво, природни гас се пере у водоводном торњу за прање како би се уклонио неоргански сумпор и део органског сумпора. Након филтрације, рафинисани природни гас треба да има садржај сумпора ≤1 мг/м³, а садржај угљоводоника изнад C₂ треба да буде мањи од 2%. Течни амонијак се испарава у испаривачу, а ваздух се филтрира кроз филтер. Три сировине се затим мешају у мешалици у односу амонијак:метан:ваздух = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Мешани гас улази у оксидациони реактор са легуром платине и родијума као катализатором. На температури од 1070 - 1120 °C, одвија се реакција у којој се ствара мешани гас који садржи 8.5% цијановодоника.

Гас се хлади, а затим улази у торњев за апсорпцију амонијака, где се преостали амонијак апсорбује сумпорном киселином. Након тога, хлади се водом, а водоник цијанид се апсорбује водом ниске температуре. Преостали гас се испушта након испирања у торњу за алкално прање. Раствор водоник цијанида апсорбован водом се топлотно размењује, а затим улази у десорпциони торњев. На врху десорпционог торња добија се водоник цијанид чистоће 98%. Овај водоник цијанид затим реагује са алкалним раствором и формира раствор натријум цијанида, који се даље обрађује испаравањем, кристализацијом, сушењем и обликовањем да би се добио коначни производ натријум цијанида.

4.2 Предности и недостаци

• Предности : У регионима са богатим ресурсима природног гаса, трошкови сировина су релативно ниски. Процес је релативно зрео у индустријским применама, а обим производње може бити релативно велики.

• Недостаци : У подручјима којима недостају ресурси природног гаса, на која утичу фактори као што су несташица природног гаса, политике и цене, трошкови производње могу значајно варирати. Услови реакције на високим температурама захтевају опрему отпорну на високе температуре и троше велику количину енергије.

5. Пламени процес

5.1 Принцип процеса

Природни гас, кисеоник и амонијак се користе као сировине. Ова три гаса се филтрирају одвојено да би се уклониле нечистоће, а затим улазе у мешалицу након стабилизације и мерења. Део кисеоника се користи као главни кисеоник за улазак у мешалицу, а други део се директно доводи у млазницу за паљење. Три сировине се комбинују у одређеној пропорцији и подлежу реакцији сагоревања да би се синтетизовао водоник цијанид на температури од 1500 °C.

Реакциони гас се гаси прскањем воде, а затим хлади у хладњаку. Затим улази у торњеву за апсорпцију амонијака, где се преостали амонијак у реакционом гасу апсорбује помоћу 15% - 20% сумпорне киселине, а амонијум сулфат се може регенерисати. Реакциони гас који садржи водоник цијанид се хлади водом, а затим апсорбује водом ниске температуре да би се формирао раствор водоник цијанида са 1.5%. Овај раствор се дестилује у дестилационом торњу да би се добио водоник цијанид са садржајем од 98% - 99%. Коначно, апсорбује се алкалним раствором, и након испаравања, кристализације, сушења и обликовања, добија се производ натријум цијанид.

5.2 Предности и недостаци

• Предности : Овим поступком се може постићи производња водоник цијанида релативно високе чистоће. Рекуперација амонијум сулфата као нуспроизвода може донети одређене економске користи.

• Недостаци : Реакција сагоревања на високој температури захтева велику количину уложене енергије. Процес такође укључује сложене операције као што су мешање гасова, сагоревање, гашење и апсорпција, које захтевају контролу процеса на високом нивоу.

6. Метода пиролизе лаког уља

6.1 Принцип процеса

Лако уље и амонијак се мешају у атомизатору у одређеној пропорцији и претходно загревају на 280 °C. Смеша затим улази у електролучну пећ за реакцију пиролизе. Нафтни кокс се користи као носач, а азот као заштитни гас да би се спречила оксидација у затвореном окружењу. На температури од 1450 °C, одвија се реакција којом се ствара цијановодоник. Гас се затим уклања из прашине, хлади и даље обрађује кроз кораке као што су уклањање амонијака, прање водом, апсорпција и дестилација да би се добио чисти цијановодоник. Коначно, цијановодоник реагује са алкалним раствором (натријум хидроксид) да би се формирао натријум цијанид.

6.2 Предности и недостаци

• Предности : Технологија процеса је релативно зрела. Може да користи лако уље, релативно уобичајену сировину у петрохемијској индустрији.

• Недостаци : Постоје потешкоће у десулфуризацији и уклањању нечистоћа водоник цијанида. Производ има велику потрошњу енергије, а третман „три отпада“ (отпадни гас, отпадна вода и остаци отпада) је тежак. Трошкови производње су релативно високи.

7. Метода нуспроизвода акрилонитрила

7.1 Принцип процеса

У процесу производње акрилонитрила амоксидацијом пропилена, као нуспроизвод се производи гас водоник цијанид (количина је еквивалентна 4% - 10% производње акрилонитрила). Гас који садржи водоник цијанид апсорбује се алкалним раствором. Након испаравања, концентровања, одвајања и сушења, добија се производ натријум цијанид.

7.2 Предности и недостаци

• Предности : Ово је процес коришћења нуспроизвода, који може у потпуности искористити ресурсе и донекле смањити трошкове производње.

• Недостаци : Производња натријум цијанида је ограничена обимом производње акрилонитрила. Квалитет нуспроизвода водоник цијанида може бити под утицајем главног процеса производње акрилонитрила, који захтева строгу контролу и пречишћавање.

8. Метода амоксидације метанолом

8.1 Принцип процеса

Ваздух пролази кроз филтер и предгревач, а затим улази у реакциону пећ. Течни амонијак испарава, а метанол испарава. Они улазе у мешајући предгревач, а затим реагују са ваздухом у реакционој пећи. Под дејством катализатора који се углавном састоји од Fe-Mo оксида, реакција ствара водоник цијанид. Гасовити водоник цијанид улази у торањ за деамонијак ради уклањања амонијака, а затим се добија водоник цијанид. Коначно, апсорбује га алкални раствор да би се припремио натријум цијанид.

8.2 Предности и недостаци

• Предности : Употреба метанола и амонијака као сировина је релативно уобичајена, а катализатор се може рециклирати и поново користити у одређеној мери. Процес се може прилагодити потребама производње.

• Недостаци : Катализатор је осетљив на реакционе услове, а мале промене температуре, притиска и односа сировина могу утицати на активност и селективност катализатора, што утиче на принос и квалитет производа.

КСНУМКС. закључак

Производни процеси натријум цијанида имају своје карактеристике. Избор производног процеса зависи од различитих фактора као што су доступност сировина, трошкови, еколошки захтеви и обим производње. Са континуираним развојем технологије, у будућности се могу појавити нови производни процеси, са циљем даљег побољшања ефикасности и еколошких перформанси производње натријум цијанида. Како потражња за натријум цијанидом у различитим индустријама наставља да расте, оптимизација и иновације производних процеса играће кључну улогу у задовољавању потреба тржишта, уз обезбеђивање одрживог развоја.