Най-новите производствени процеси на натриев цианид

1. Въведение

натрий цианид (NaCN) е ключово химично съединение, широко използвано в различни индустрии, като например добив на злато, галванопластика и химичен синтез. Производствени процеси of Натриев цианид непрекъснато се развиват, за да подобрят ефективността, да намалят разходите и да подобрят екологичността. Тази статия ще представи няколко от най-новите производствени процеси на Натриев цианид.

2. Амонячно-натриев метод

2.1 Принцип на процеса

При амонячно-натриевия метод, металният натрий и нефтен кокс първо се добавят в реактор в определено съотношение. След това температурата се повишава до 650 °C и се въвежда амонячен газ. С по-нататъшното повишаване на температурата до 800 °C протича реакция в продължение на 7 часа, през която металният натрий се превръща напълно в натриев цианидСлед това реагентите се филтрират при температура от 650 °C, за да се отстрани излишният нефтен кокс. Разтопеният продукт се изхвърля и се отлива в желаната форма, за да се получат продукти от натриев цианид.

2.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваТози процес има сравнително прост реакционен принцип, а суровините натрий и амоняк са сравнително често срещани в химическата промишленост.

• НедостатъциВисокотемпературните реакционни условия изискват голям разход на енергия. Също така, използването на метален натрий представлява определени рискове за безопасността поради високата му реактивност.

3. Метод на топене на цианид

3.1 Принцип на процеса

Стопилка от цианид и оловен оксид се добавят в екстракционен резервоар. Типичното съотношение на стопилка от цианид към оловен оксид е (500 - 700):1. Добавянето на оловен оксид спомага за десулфурирането чрез образуване на утайка от оловен сулфид. След това екстракционната течност се оставя да се утаи и получената бистра течност съдържа 80 - 90 g/L NaCN. В генератор тази течност реагира с концентрирана сярна киселина, за да генерира газообразен циановодород. След кондензация за отстраняване на водата, газообразният циановодород влиза в абсорбционен реактор и реагира с течна основа (разтвор на натриев хидроксид), за да образува натриев цианид.

3.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваТози процес може ефективно да премахне серните примеси чрез добавяне на оловен оксид, което е полезно за подобряване на качеството на крайния продукт.

• НедостатъциУпотребата на оловен оксид може да доведе до проблеми със замърсяването на околната среда, свързани с оловото. Освен това, процесът включва множество стъпки, като екстракция, реакция и абсорбция, което увеличава сложността на операцията.

4. Процес на Андрусов (метод на Аншиг)

4.1 Принцип на процеса

Процесът на Андрусов използва природен газ, амоняк и въздух като суровини. Първо, природният газ се промива във водна промивна кула, за да се отстрани неорганичната сяра и част от органичната сяра. След филтриране, рафинираният природен газ трябва да има съдържание на сяра ≤1 mg/m³, а съдържанието на въглеводороди над C₂ трябва да бъде по-малко от 2%. Течният амоняк се изпарява в изпарител, а въздухът се филтрира през филтър. След това трите суровини се смесват в смесител в съотношение амоняк:метан:въздух = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Смесеният газ постъпва в окислителен реактор с платинено-родиева сплав като катализатор. При температура от 1070 - 1120 °C протича реакция, която генерира смесен газ, съдържащ 8.5% циановодород.

Газът се охлажда и след това постъпва в амонячна абсорбционна кула, където остатъчният амоняк се абсорбира от сярна киселина. След това се охлажда с вода, а циановодородът се абсорбира от нискотемпературна вода. Остатъчният газ се изхвърля след промиване в кула с алкално промиване. Разтворът на циановодород, абсорбиран от водата, се топлообменя и след това постъпва в десорбционна кула. ​​В горната част на десорбционната кула се получава циановодород с чистота 98%. Този циановодород след това реагира с алкален разтвор, за да образува разтвор на натриев цианид, който се обработва допълнително чрез изпаряване, кристализация, сушене и формоване, за да се получи крайният продукт натриев цианид.

4.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваВ региони с богати ресурси на природен газ, цената на суровините е сравнително ниска. Процесът е сравнително зрял в промишлените приложения и мащабът на производството може да бъде сравнително голям.

• НедостатъциВ райони с ограничени ресурси от природен газ, засегнати от фактори като недостиг на природен газ, политики и цени, производствените разходи могат да варират значително. Високотемпературните реакционни условия изискват оборудване, устойчиво на високи температури, и консумират голямо количество енергия.

5. Пламъчен процес

5.1 Принцип на процеса

Като суровини се използват природен газ, кислород и амоняк. Тези три газа се филтрират отделно за отстраняване на примесите и след това постъпват в смесител, след като са стабилизирани и дозирани. Част от кислорода се използва като основен кислород, постъпващ в смесителя, а другата част се подава директно в дюзата за запалване. Трите суровини се комбинират в определено съотношение и претърпяват реакция на горене, за да се синтезира циановодород при температура от 1500 °C.

Реакционният газ се гаси чрез пръскане с вода и след това се охлажда в охладител. След това постъпва в амонячна абсорбционна кула, където остатъчният амоняк в реакционния газ се абсорбира от 15% - 20% сярна киселина и може да се възстанови амониевият сулфат. Реакционният газ, съдържащ циановодород, се охлажда с вода и след това се абсорбира от вода с ниска температура, за да се образува 1.5% разтвор на циановодород. Този разтвор се дестилира в дестилационна кула, за да се получи циановодород със съдържание 98% - 99%. Накрая се абсорбира от алкален разтвор и след изпаряване, кристализация, сушене и формоване се получава натриев цианид.

5.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваТози процес може да постигне производство на циановодород с относително висока чистота. Възстановяването на амониев сулфат като страничен продукт може да донесе определени икономически ползи.

• НедостатъциРеакцията на горене при висока температура изисква голямо количество енергия. Процесът включва и сложни операции като смесване на газове, горене, охлаждане и абсорбция, които изискват високо ниво на контрол на процеса.

6. Метод на пиролиза на леко масло

6.1 Принцип на процеса

Леко масло и амоняк се смесват в пулверизатор в определено съотношение и се загряват предварително до 280 °C. След това сместа постъпва в електрическа дъгова пещ за пиролиза. Нефтен кокс се използва като носител, а азотът - като защитен газ за предотвратяване на окисляването в затворена среда. При температура от 1450 °C протича реакция за генериране на циановодород. След това газът се отстранява от прах, охлажда се и се обработва допълнително чрез стъпки като отстраняване на амоняк, промиване с вода, абсорбция и дестилация, за да се получи чист циановодород. Накрая циановодородът реагира с алкален разтвор (натриев хидроксид), за да образува натриев цианид.

6.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваТехнологията на процеса е сравнително зряла. Тя може да използва лек петрол, сравнително често срещана суровина в нефтохимическата промишленост.

• НедостатъциСъществуват трудности при десулфурирането и отстраняването на примеси от циановодород. Продуктът има висока консумация на енергия и третирането на „трите отпадъци“ (отпадъчен газ, отпадъчни води и остатъци от отпадъци) е трудно. Производствените разходи са сравнително високи.

7. Метод за получаване на страничен продукт от акрилонитрил

7.1 Принцип на процеса

В процеса на производство на акрилонитрил чрез амоксидиране на пропилен, като страничен продукт се получава газообразен циановодород (количеството е еквивалентно на 4% - 10% от производството на акрилонитрил). Газът, съдържащ циановодород, се абсорбира от алкален разтвор. След изпаряване, концентриране, отделяне и сушене се получава натриев цианид.

7.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваТова е процес на използване на странични продукти, който може да използва пълноценно ресурсите и да намали производствените разходи до известна степен.

• НедостатъциПроизводството на натриев цианид е ограничено от мащаба на производство на акрилонитрил. Качеството на страничния продукт, циановодорода, може да бъде повлияно от основния производствен процес на акрилонитрил, който изисква строг контрол и пречистване.

8. Метод за амоксидиране на метанол

8.1 Принцип на процеса

Въздухът преминава през филтър и предварителен нагревател и след това постъпва в реакционна пещ. Течният амоняк се изпарява, а метанолът се изпарява. Те постъпват в смесителен предварителен нагревател и след това реагират с въздуха в реакционната пещ. Под действието на катализатор, съставен главно от Fe-Mo оксид, реакцията генерира циановодород. Газообразният циановодород постъпва в кула за отстраняване на амоняка, откъдето се получава циановодород. Накрая се абсорбира от алкален разтвор, за да се получи натриев цианид.

8.2 Предимства и недостатъци

• ПредимстваИзползването на метанол и амоняк като суровини е сравнително често срещано и катализаторът може да бъде рециклиран и използван повторно до известна степен. Процесът може да се регулира според производствените нужди.

• НедостатъциКатализаторът е чувствителен към реакционните условия и малки промени в температурата, налягането и съотношението на суровините могат да повлияят на активността и селективността на катализатора, като по този начин се отразят на добива и качеството на продукта.

9. заключение

Производствените процеси на натриев цианид имат свои собствени характеристики. Изборът на производствен процес зависи от различни фактори, като например наличието на суровини, цена, екологични изисквания и мащаб на производство. С непрекъснатото развитие на технологиите, в бъдеще могат да се появят нови производствени процеси, целящи допълнително подобряване на ефективността и екологичните показатели на производството на натриев цианид. Тъй като търсенето на натриев цианид в различните индустрии продължава да расте, оптимизирането и иновациите в производствените процеси ще играят решаваща роля за задоволяване на пазарните нужди, като същевременно се гарантира устойчиво развитие.