Últimos procesos de producción de cianuro de sodio

1. Introducción

Sodio (sal) cianuro (NaCN) es un compuesto químico crucial ampliamente utilizado en diversas industrias, como la minería de oro, la galvanoplastia y la síntesis química. Procesos de producción of Cianuro de sodio Han evolucionado continuamente para mejorar la eficiencia, reducir costos y ser más respetuosos con el medio ambiente. Este artículo presentará varios de los procesos de producción más recientes de Cianuro de sodio.

2. Método amoniaco-sodio

2.1 Principio del proceso

En el método amoníaco-sodio, primero se añaden sodio metálico y coque de petróleo a un reactor en una proporción determinada. A continuación, se eleva la temperatura a 650 °C y se introduce amoníaco gaseoso. Al aumentar la temperatura a 800 °C, se produce una reacción durante 7 horas, durante la cual el sodio metálico se convierte completamente en cianuro de sodioPosteriormente, los reactivos se filtran a 650 °C para eliminar el exceso de coque de petróleo. El producto fundido se descarga y se moldea en la forma deseada para obtener cianuro de sodio.

2.2 Ventajas y desventajas

• Ventajas:Este proceso tiene un principio de reacción relativamente simple y las materias primas sodio y amoníaco son relativamente comunes en la industria química.

• DesventajasLas condiciones de reacción a alta temperatura requieren un alto consumo de energía. Además, el uso de sodio metálico presenta ciertos riesgos de seguridad debido a su alta reactividad.

3. Método de fusión del cianuro

3.1 Principio del proceso

Se añade cianuro fundido y óxido de plomo a un tanque de extracción. La proporción típica de cianuro fundido y óxido de plomo es de (500-700):1. La adición de óxido de plomo facilita la desulfuración mediante la formación de un precipitado de sulfuro de plomo. A continuación, se deja sedimentar el líquido de extracción, obteniéndose un líquido transparente que contiene entre 80 y 90 g/L de NaCN. En un generador, este líquido reacciona con ácido sulfúrico concentrado para generar gas de cianuro de hidrógeno. Tras la condensación para eliminar el agua, el gas de cianuro de hidrógeno entra en un reactor de absorción y reacciona con álcali líquido (solución de hidróxido de sodio) para formar cianuro de sodio.

3.2 Ventajas y desventajas

• Ventajas:Este proceso puede eliminar eficazmente las impurezas de azufre mediante la adición de óxido de plomo, lo que es beneficioso para mejorar la calidad del producto final.

• DesventajasEl uso de óxido de plomo puede causar problemas de contaminación ambiental asociados con el plomo. Además, el proceso implica múltiples etapas, como la extracción, la reacción y la absorción, lo que aumenta la complejidad de la operación.

4. Proceso Andrussow (Método Anshig)

4.1 Principio del proceso

El proceso Andrussow utiliza gas natural, amoníaco y aire como materias primas. Primero, el gas natural se lava en una torre de lavado con agua para eliminar el azufre inorgánico y parte del azufre orgánico. Después de la filtración, el gas natural refinado debe tener un contenido de azufre de ≤1 mg/m³ y el contenido de hidrocarburos por encima de C₂ debe ser inferior al 2%. El amoníaco líquido se vaporiza en un vaporizador y el aire se filtra a través de un filtro. A continuación, las tres materias primas se mezclan en un mezclador en una proporción de amoníaco:metano:aire = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). El gas mezclado entra en un reactor de oxidación con una aleación de platino y rodio como catalizador. A una temperatura de 1070 - 1120 °C, se produce una reacción para generar un gas mezclado que contiene un 8.5 % de cianuro de hidrógeno.

El gas se enfría y luego ingresa a una torre de absorción de amoníaco, donde el amoníaco residual es absorbido por ácido sulfúrico. Posteriormente, se enfría con agua y el cianuro de hidrógeno es absorbido por agua a baja temperatura. El gas de cola se descarga tras ser lavado por una torre de lavado alcalino. La solución de cianuro de hidrógeno absorbida por el agua se intercambia calor y luego ingresa a una torre de desorción. En la parte superior de la torre de desorción, se obtiene cianuro de hidrógeno con una pureza del 98%. Este cianuro de hidrógeno reacciona con una solución alcalina para formar una solución de cianuro de sodio, que se procesa mediante evaporación, cristalización, secado y conformación para obtener el producto final de cianuro de sodio.

4.2 Ventajas y desventajas

• VentajasEn regiones con abundantes recursos de gas natural, el costo de las materias primas es relativamente bajo. El proceso se ha desarrollado con relativa madurez en aplicaciones industriales, y la escala de producción puede ser relativamente grande.

• DesventajasEn zonas con escasez de gas natural, afectadas por factores como la escasez, las políticas y los precios del gas natural, el costo de producción puede fluctuar significativamente. Las condiciones de reacción a alta temperatura requieren equipos resistentes a altas temperaturas y consumen una gran cantidad de energía.

5. Proceso de llama

5.1 Principio del proceso

Se utilizan como materias primas gas natural, oxígeno y amoníaco. Estos tres gases se filtran por separado para eliminar impurezas y, tras su estabilización y dosificación, ingresan a un mezclador. Una parte del oxígeno se utiliza como oxígeno principal para ingresar al mezclador, y la otra parte se alimenta directamente a la boquilla para la ignición. Las tres materias primas se combinan en una proporción determinada y experimentan una reacción de combustión para sintetizar cianuro de hidrógeno a una temperatura de 1500 °C.

El gas de reacción se extingue mediante pulverización de agua y se enfría en un enfriador. Posteriormente, ingresa a una torre de absorción de amoníaco, donde el amoníaco residual se absorbe con ácido sulfúrico al 15%-20%, recuperando así sulfato de amonio. El gas de reacción, que contiene cianuro de hidrógeno, se enfría con agua y se absorbe con agua a baja temperatura para formar una solución de cianuro de hidrógeno al 1.5%. Esta solución se destila en una torre de destilación para obtener cianuro de hidrógeno con un contenido del 98%-99%. Finalmente, se absorbe con una solución alcalina y, tras la evaporación, cristalización, secado y conformación, se obtiene el cianuro de sodio.

5.2 Ventajas y desventajas

• VentajasEste proceso permite producir cianuro de hidrógeno con una pureza relativamente alta. La recuperación de sulfato de amonio como subproducto puede generar ciertos beneficios económicos.

• DesventajasLa reacción de combustión a alta temperatura requiere un alto consumo de energía. El proceso también implica operaciones complejas como la mezcla de gases, la combustión, el enfriamiento rápido y la absorción, que requieren un control riguroso del proceso.

6. Método de pirólisis de petróleo ligero

6.1 Principio del proceso

El aceite ligero y el amoníaco se mezclan en un atomizador en una proporción determinada y se precalientan a 280 °C. Posteriormente, la mezcla entra en un horno de arco eléctrico para una reacción de pirólisis. Se utiliza coque de petróleo como gas portador y nitrógeno como gas protector para evitar la oxidación en un entorno cerrado. A una temperatura de 1450 °C, se produce una reacción que genera gas de cianuro de hidrógeno. A continuación, el gas se despulpa, se enfría y se procesa mediante etapas como la eliminación del amoníaco, el lavado con agua, la absorción y la destilación para obtener cianuro de hidrógeno puro. Finalmente, el cianuro de hidrógeno reacciona con una solución alcalina (hidróxido de sodio) para formar cianuro de sodio.

6.2 Ventajas y desventajas

• VentajasLa tecnología de proceso es relativamente madura. Permite utilizar petróleo ligero, una materia prima relativamente común en la industria petroquímica.

• DesventajasExisten dificultades para la desulfuración y la eliminación de impurezas del cianuro de hidrógeno. El producto consume mucha energía y el tratamiento de los "tres residuos" (gases residuales, aguas residuales y residuos) es complejo. El costo de producción es relativamente alto.

7. Método del subproducto acrilonitrilo

7.1 Principio del proceso

En el proceso de producción de acrilonitrilo mediante amoxidación de propileno, se produce cianuro de hidrógeno gaseoso como subproducto (la cantidad equivale al 4-10 % de la producción de acrilonitrilo). El gas que contiene cianuro de hidrógeno es absorbido por una solución alcalina. Tras la evaporación, concentración, separación y secado, se obtiene el cianuro de sodio.

7.2 Ventajas y desventajas

• Ventajas:Se trata de un proceso de aprovechamiento de subproductos, que permite aprovechar al máximo los recursos y reducir los costes de producción hasta cierto punto.

• DesventajasLa producción de cianuro de sodio está limitada por la escala de producción de acrilonitrilo. La calidad del subproducto, cianuro de hidrógeno, puede verse afectada por el proceso principal de producción de acrilonitrilo, que requiere un control y una purificación estrictos.

8. Método de amoxidación del metanol

8.1 Principio del proceso

El aire pasa por un filtro y un precalentador y luego ingresa a un horno de reacción. El amoníaco líquido se vaporiza y el metanol se evapora. Estos entran en un precalentador de mezcla y reaccionan con el aire en el horno de reacción. Bajo la acción de un catalizador compuesto principalmente de óxido de Fe-Mo, la reacción genera cianuro de hidrógeno. El gas de cianuro de hidrógeno ingresa a una torre de desamoníaco para eliminar el amoníaco y obtener cianuro de hidrógeno. Finalmente, es absorbido por una solución alcalina para preparar cianuro de sodio.

8.2 Ventajas y desventajas

• VentajasEl uso de metanol y amoníaco como materias primas es relativamente común, y el catalizador puede reciclarse y reutilizarse hasta cierto punto. El proceso puede ajustarse según las necesidades de producción.

• Desventajas:El catalizador es sensible a las condiciones de reacción y pequeños cambios en la temperatura, la presión y la relación de la materia prima pueden afectar la actividad y la selectividad del catalizador, afectando así el rendimiento y la calidad del producto.

9. Conclusión

Cada proceso de producción de cianuro de sodio tiene sus propias características. La elección del proceso de producción depende de diversos factores, como la disponibilidad de materia prima, el costo, los requisitos ambientales y la escala de producción. Con el continuo desarrollo tecnológico, podrían surgir nuevos procesos de producción en el futuro, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia y el impacto ambiental de la producción de cianuro de sodio. Dado el continuo crecimiento de la demanda de cianuro de sodio en diversas industrias, la optimización e innovación de los procesos de producción serán cruciales para satisfacer las necesidades del mercado y garantizar un desarrollo sostenible.