أحدث عمليات إنتاج سيانيد الصوديوم

1. مقدمة

صوديوم السيانيد (NaCN) مركب كيميائي أساسي يُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل تعدين الذهب، والطلاء الكهربائي، والتركيب الكيميائي. عمليات الانتاج of سيانيد الصوديوم لقد تطورت باستمرار لتحسين الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز صداقتها للبيئة. ستقدم هذه المقالة العديد من أحدث عمليات الإنتاج سيانيد الصوديوم.

2. طريقة الأمونيا - الصوديوم

2.1 مبدأ العملية

في طريقة الأمونيا والصوديوم، يُضاف الصوديوم المعدني وفحم البترول أولاً إلى المفاعل بنسبة معينة. ثم تُرفع درجة الحرارة إلى 650 درجة مئوية، ويُضاف غاز الأمونيا. مع زيادة درجة الحرارة إلى 800 درجة مئوية، يحدث تفاعل على مدار 7 ساعات، يتحول خلالها الصوديوم المعدني بالكامل إلى سيانيد الصوديومبعد ذلك، تُرشَّح المواد المتفاعلة عند درجة حرارة 650 درجة مئوية لإزالة فائض فحم البترول. يُفرَّغ الناتج المنصهر ويُصبَّ بالشكل المطلوب للحصول على نواتج سيانيد الصوديوم.

2.2 مزايا وعيوب

• المزايا:تتمتع هذه العملية بمبدأ تفاعل بسيط نسبيًا، وتعتبر المواد الخام الصوديوم والأمونيا شائعة نسبيًا في الصناعة الكيميائية.

• عيوبتتطلب ظروف التفاعل عالية الحرارة استهلاكًا كبيرًا للطاقة. كما أن استخدام الصوديوم المعدني يُشكل مخاطر أمنية نظرًا لتفاعليته العالية.

3. طريقة ذوبان السيانيد

3.1 مبدأ العملية

يُضاف مُذاب السيانيد وأكسيد الرصاص إلى خزان الاستخلاص. النسبة النموذجية لمُذاب السيانيد إلى أكسيد الرصاص هي (500 - 700): 1. تُساعد إضافة أكسيد الرصاص في إزالة الكبريت من خلال تكوين راسب كبريتيد الرصاص. يُترك سائل الاستخلاص بعد ذلك ليترسب، ويحتوي السائل الصافي الناتج على 80 - 90 جم/لتر من كلوريد الصوديوم (NaCN). في المولد، يتفاعل هذا السائل مع حمض الكبريتيك المُركز لتوليد غاز سيانيد الهيدروجين. بعد التكثيف لإزالة الماء، يدخل غاز سيانيد الهيدروجين إلى مفاعل امتصاص ويتفاعل مع محلول قلوي سائل (محلول هيدروكسيد الصوديوم) لتكوين سيانيد الصوديوم.

3.2 مزايا وعيوب

• المزايا:تستطيع هذه العملية إزالة شوائب الكبريت بشكل فعال من خلال إضافة أكسيد الرصاص، وهو أمر مفيد لتحسين جودة المنتج النهائي.

• عيوبقد يؤدي استخدام أكسيد الرصاص إلى مشاكل تلوث بيئي مرتبطة بالرصاص. إضافةً إلى ذلك، تتضمن العملية خطوات متعددة، مثل الاستخلاص والتفاعل والامتصاص، مما يزيد من تعقيد العملية.

4. عملية أندروسو (طريقة أنشيج)

4.1 مبدأ العملية

تستخدم عملية أندروسو الغاز الطبيعي والأمونيا والهواء كمواد خام. أولاً، يُغسل الغاز الطبيعي في برج غسيل مائي لإزالة الكبريت غير العضوي وجزء من الكبريت العضوي. بعد الترشيح، يجب أن يحتوي الغاز الطبيعي المكرر على نسبة كبريت ≤1 ملغم/م³ وأن يكون محتوى الهيدروكربونات فوق C₂ أقل من 2%. يُبخّر الأمونيا السائل في جهاز تبخير، ويُرشّح الهواء من خلال مرشح. ثم تُخلط المواد الخام الثلاث في خلاط بنسبة الأمونيا: الميثان: الهواء = 1: (1.15 - 1.17): (6.70 - 6.80). يدخل الغاز المختلط إلى مفاعل أكسدة مع سبيكة البلاتين والروديوم كمحفز. عند درجة حرارة تتراوح بين 1070 و1120 درجة مئوية، يحدث تفاعل لتوليد غاز مختلط يحتوي على 8.5% من سيانيد الهيدروجين.

يُبرَّد الغاز ثم يُدخل إلى برج امتصاص الأمونيا، حيث يُمتص حمض الكبريتيك الأمونيا المتبقية. بعد ذلك، يُبرَّد بالماء، ويُمتص سيانيد الهيدروجين بماء منخفض الحرارة. يُفرَّغ الغاز المتبقي بعد غسله ببرج غسيل قلوي. يُجرى تبادل حراري لمحلول سيانيد الهيدروجين الممتص بالماء، ثم يُدخل إلى برج الامتزاز. في أعلى برج الامتزاز، يُحصَل على سيانيد الهيدروجين بنقاء 98%. يتفاعل سيانيد الهيدروجين هذا مع محلول قلوي لتكوين محلول سيانيد الصوديوم، الذي يُعالَج بعد ذلك بالتبخير والتبلور والتجفيف والتشكيل للحصول على منتج سيانيد الصوديوم النهائي.

4.2 مزايا وعيوب

• المزايافي المناطق الغنية بموارد الغاز الطبيعي، تكون تكلفة المواد الخام منخفضة نسبيًا. وقد بلغت هذه العملية مرحلة متقدمة نسبيًا في التطبيقات الصناعية، ويمكن أن يكون حجم الإنتاج كبيرًا نسبيًا.

• عيوبفي المناطق التي تفتقر إلى موارد الغاز الطبيعي، والتي تتأثر بعوامل مثل نقص الغاز الطبيعي والسياسات المتبعة والأسعار، قد تتقلب تكلفة الإنتاج بشكل كبير. تتطلب ظروف التفاعل في درجات الحرارة العالية معدات مقاومة لدرجات الحرارة العالية، وتستهلك كميات كبيرة من الطاقة.

5. عملية اللهب

5.1 مبدأ العملية

يُستخدم الغاز الطبيعي والأكسجين والأمونيا كمواد خام. تُرشَّح هذه الغازات الثلاثة بشكل منفصل لإزالة الشوائب، ثم تُدخل إلى خلاط بعد تثبيتها وقياسها. يُستخدم جزء من الأكسجين كأكسجين رئيسي لدخول الخلاط، بينما يُغذَّى الجزء الآخر مباشرةً في الفوهة للاشتعال. تُمزج المواد الخام الثلاث بنسبة معينة، ثم تخضع لتفاعل احتراق لتكوين سيانيد الهيدروجين عند درجة حرارة 1500 درجة مئوية.

يُخمد غاز التفاعل برش الماء، ثم يُبرّد في مبرد. ثم يُدخل إلى برج امتصاص الأمونيا، حيث يُمتصّ حمض الكبريتيك بتركيز 15%-20% من الأمونيا المتبقية في غاز التفاعل، ويمكن استعادة كبريتات الأمونيوم. يُبرّد غاز التفاعل المحتوي على سيانيد الهيدروجين بالماء، ثم يُمتصّ بماء منخفض الحرارة لتكوين محلول سيانيد الهيدروجين بتركيز 1.5%. يُقطّر هذا المحلول في برج التقطير للحصول على سيانيد الهيدروجين بتركيز 98%-99%. وأخيرًا، يُمتصّ بمحلول قلوي، وبعد التبخير والتبلور والتجفيف والتشكيل، يُحصل على ناتج سيانيد الصوديوم.

5.2 مزايا وعيوب

• المزايايمكن لهذه العملية إنتاج سيانيد الهيدروجين عالي النقاء نسبيًا. ويمكن أن يُحقق استرداد كبريتات الأمونيوم كمنتج ثانوي فوائد اقتصادية مُحددة.

• عيوبيتطلب تفاعل الاحتراق عالي الحرارة استهلاكًا كبيرًا للطاقة. كما تتضمن العملية عمليات معقدة، مثل خلط الغازات، والاحتراق، والتبريد، والامتصاص، والتي تتطلب تحكمًا دقيقًا في العملية.

6. طريقة التحلل الحراري للزيت الخفيف

6.1 مبدأ العملية

يُخلط الزيت الخفيف والأمونيا في مرذاذ بنسبة معينة، ويُسخّن مسبقًا إلى 280 درجة مئوية. يُدخل الخليط بعد ذلك إلى فرن قوس كهربائي لإجراء تفاعل التحلل الحراري. يُستخدم فحم الكوك البترولي كمادة ناقلة، ويُستخدم النيتروجين كغاز واقي لمنع الأكسدة في بيئة مغلقة. عند درجة حرارة 1450 درجة مئوية، يحدث تفاعل لتوليد غاز سيانيد الهيدروجين. يُزال الغاز بعد ذلك من الغبار، ويُبرّد، وتُعالَج بعد ذلك عبر خطوات مثل إزالة الأمونيا، والغسل بالماء، والامتصاص، والتقطير للحصول على سيانيد الهيدروجين النقي. وأخيرًا، يتفاعل سيانيد الهيدروجين مع محلول قلوي (هيدروكسيد الصوديوم) لتكوين سيانيد الصوديوم.

6.2 مزايا وعيوب

• المزاياتكنولوجيا العملية متطورة نسبيًا. يمكنها استخدام النفط الخفيف، وهو مادة خام شائعة الاستخدام في صناعة البتروكيماويات.

• عيوب:توجد صعوبات في إزالة الكبريت والشوائب من سيانيد الهيدروجين. يستهلك هذا المنتج طاقة عالية، كما أن معالجة "النفايات الثلاثة" (غازات العادم، ومياه الصرف، وبقايا النفايات) صعبة. كما أن تكلفة إنتاجه مرتفعة نسبيًا.

7. طريقة المنتج الثانوي للأكريلونيتريل

7.1 مبدأ العملية

في عملية إنتاج الأكريلونيتريل بأكسدة البروبيلين، يُنتَج غاز سيانيد الهيدروجين كناتج ثانوي (تُعادل كميته 4% إلى 10% من إنتاج الأكريلونيتريل). يُمتص الغاز المحتوي على سيانيد الهيدروجين بواسطة محلول قلوي. بعد التبخير والتركيز والفصل والتجفيف، يُنتَج سيانيد الصوديوم.

7.2 مزايا وعيوب

• المزايا:هذه عملية استغلال المنتج الثانوي، والتي يمكنها الاستفادة الكاملة من الموارد وخفض تكاليف الإنتاج إلى حد معين.

• عيوب:يُحدَّد إنتاج سيانيد الصوديوم بحجم إنتاج الأكريلونيتريل. وقد تتأثر جودة سيانيد الهيدروجين الناتج عن عملية الإنتاج الرئيسية للأكريلونيتريل، والتي تتطلب رقابة وتنقية صارمة.

8. طريقة أكسدة الميثانول

8.1 مبدأ العملية

يمر الهواء عبر مرشح وسخان مسبق، ثم يدخل فرن التفاعل. يتبخر الأمونيا السائلة والميثانول. يدخلان إلى سخان مسبق للخلط، ثم يتفاعلان مع الهواء في فرن التفاعل. تحت تأثير محفز يتكون أساسًا من أكسيد الحديد والموليبدينوم، يُنتج التفاعل سيانيد الهيدروجين. يدخل غاز سيانيد الهيدروجين إلى برج لإزالة الأمونيا لإزالة الأمونيا، ثم يُحصل على سيانيد الهيدروجين. أخيرًا، يُمتص بواسطة محلول قلوي لتحضير سيانيد الصوديوم.

8.2 مزايا وعيوب

• المزايا:يُعد استخدام الميثانول والأمونيا كمواد خام شائعًا نسبيًا، ويمكن إعادة تدوير المحفز وإعادة استخدامه إلى حد ما. ويمكن تعديل العملية وفقًا لاحتياجات الإنتاج.

• عيوب:المحفز حساس لظروف التفاعل، والتغيرات الصغيرة في درجة الحرارة والضغط ونسبة المواد الخام قد تؤثر على نشاط وانتقائية المحفز، وبالتالي تؤثر على العائد وجودة المنتج.

9. اختتام

لكل عملية إنتاج سيانيد الصوديوم خصائصها الخاصة. ويعتمد اختيار عملية الإنتاج على عوامل مختلفة، مثل توفر المواد الخام، والتكلفة، والمتطلبات البيئية، وحجم الإنتاج. ومع التطور المستمر للتكنولوجيا، قد تظهر عمليات إنتاج جديدة في المستقبل، تهدف إلى تحسين كفاءة إنتاج سيانيد الصوديوم وأدائه البيئي. ومع استمرار نمو الطلب على سيانيد الصوديوم في مختلف الصناعات، سيلعب تحسين عمليات الإنتاج وابتكارها دورًا حاسمًا في تلبية احتياجات السوق مع ضمان التنمية المستدامة.