સોડિયમ સાયનાઇડની નવીનતમ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ

1. પરિચય

સોડિયમ સાઇનાઇડ (NaCN) એ એક મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક સંયોજન છે જેનો વ્યાપકપણે વિવિધ ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે સોનાની ખાણકામ, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ અને રાસાયણિક સંશ્લેષણ. ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ of સોડિયમ સાયનાઇડ કાર્યક્ષમતા સુધારવા, ખર્ચ ઘટાડવા અને પર્યાવરણીય મિત્રતા વધારવા માટે સતત વિકાસ કરી રહ્યા છે. આ લેખમાં કેટલીક નવીનતમ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓનો પરિચય આપવામાં આવશે સોડિયમ સાયનાઇડ.

2. એમોનિયા - સોડિયમ પદ્ધતિ

2.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

એમોનિયા-સોડિયમ પદ્ધતિમાં, ધાતુ સોડિયમ અને પેટ્રોલિયમ કોકને પહેલા ચોક્કસ પ્રમાણમાં રિએક્ટરમાં ઉમેરવામાં આવે છે. પછી તાપમાન 650 °C સુધી વધારવામાં આવે છે, અને એમોનિયા ગેસ દાખલ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ તાપમાન 800 °C સુધી વધે છે, તેમ તેમ 7 કલાકના સમયગાળામાં પ્રતિક્રિયા થાય છે, જે દરમિયાન ધાતુ સોડિયમ સંપૂર્ણપણે સોડિયમ સાયનાઇડ. ત્યારબાદ, વધારાનો પેટ્રોલિયમ કોક દૂર કરવા માટે રિએક્ટન્ટ્સને 650 °C ના તાપમાને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ પીગળેલા ઉત્પાદનને ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પાદનો મેળવવા માટે ઇચ્છિત આકારમાં નાખવામાં આવે છે.

2.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: આ પ્રક્રિયામાં પ્રમાણમાં સરળ પ્રતિક્રિયા સિદ્ધાંત છે, અને રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં કાચા માલ સોડિયમ અને એમોનિયા પ્રમાણમાં સામાન્ય છે.

• ગેરફાયદામાં: ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓમાં મોટી માત્રામાં ઉર્જા વપરાશની જરૂર પડે છે. ઉપરાંત, ધાતુ સોડિયમનો ઉપયોગ તેની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતાને કારણે ચોક્કસ સલામતી જોખમો ઉભા કરે છે.

3. સાયનાઇડ પીગળવાની પદ્ધતિ

3.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

સાયનાઇડ ઓગળેલા અને સીસા ઓક્સાઇડને એક નિષ્કર્ષણ ટાંકીમાં ઉમેરવામાં આવે છે. સાયનાઇડ ઓગળેલા અને લીસા ઓક્સાઇડનો લાક્ષણિક ગુણોત્તર (500 - 700):1 છે. લીસા ઓક્સાઇડ ઉમેરવાથી લીસા સલ્ફાઇડ અવક્ષેપ રચાય છે અને ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશનમાં મદદ મળે છે. પછી નિષ્કર્ષણ પ્રવાહીને સ્થિર થવા દેવામાં આવે છે, અને પરિણામી સ્પષ્ટ પ્રવાહીમાં 80 - 90 ગ્રામ/લિટર NaCN હોય છે. જનરેટરમાં, આ પ્રવાહી હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પાણી દૂર કરવા માટે ઘનીકરણ પછી, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ શોષણ રિએક્ટરમાં પ્રવેશ કરે છે અને સોડિયમ સાયનાઇડ બનાવવા માટે પ્રવાહી આલ્કલી (સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણ) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

3.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: આ પ્રક્રિયા લીડ ઓક્સાઇડ ઉમેરીને સલ્ફરની અશુદ્ધિઓને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે, જે અંતિમ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા સુધારવા માટે ફાયદાકારક છે.

• ગેરફાયદામાં: લીડ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ સીસા સાથે સંકળાયેલ પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ સમસ્યાઓ તરફ દોરી શકે છે. વધુમાં, પ્રક્રિયામાં નિષ્કર્ષણ, પ્રતિક્રિયા અને શોષણ જેવા અનેક પગલાં શામેલ છે, જે કામગીરીની જટિલતામાં વધારો કરે છે.

૪. એન્ડ્રુસો પ્રક્રિયા (અન્શિગ પદ્ધતિ)

4.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

એન્ડ્રુસો પ્રક્રિયામાં કાચા માલ તરીકે કુદરતી ગેસ, એમોનિયા અને હવાનો ઉપયોગ થાય છે. સૌપ્રથમ, કુદરતી ગેસને પાણી-ધોવા ટાવરમાં ધોવામાં આવે છે જેથી તેમાંથી અકાર્બનિક સલ્ફર અને કાર્બનિક સલ્ફરનો ભાગ દૂર થાય. ગાળણક્રિયા પછી, શુદ્ધ કુદરતી ગેસમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ ≤1 mg/m³ અને હાઇડ્રોનું પ્રમાણ હોવું જોઈએ.કાર્બનC₂ થી ઉપરનું તાપમાન 2% કરતા ઓછું હોવું જોઈએ. પ્રવાહી એમોનિયાને વેપોરાઇઝરમાં બાષ્પીભવન કરવામાં આવે છે, અને હવાને ફિલ્ટર દ્વારા ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ ત્રણેય કાચા માલને એમોનિયા:મિથેન:હવા = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80) ના ગુણોત્તરમાં મિક્સરમાં મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. મિશ્ર ગેસ ઉત્પ્રેરક તરીકે પ્લેટિનમ - રોડિયમ એલોય સાથે ઓક્સિડેશન રિએક્ટરમાં પ્રવેશ કરે છે. 1070 - 1120 °C ના તાપમાને, 8.5% હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ધરાવતો મિશ્ર ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિક્રિયા થાય છે.

ગેસ ઠંડુ થાય છે અને પછી એમોનિયા-શોષણ ટાવરમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં શેષ એમોનિયા સલ્ફ્યુરિક એસિડ દ્વારા શોષાય છે. તે પછી, તે પાણી દ્વારા ઠંડુ થાય છે અને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ નીચા-તાપમાનના પાણી દ્વારા શોષાય છે. આલ્કલી-વોશ ટાવર દ્વારા ધોવાયા પછી પૂંછડી ગેસ છોડવામાં આવે છે. પાણી દ્વારા શોષાયેલ હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ દ્રાવણ ગરમીનું વિનિમય થાય છે અને પછી ડિસોર્પ્શન ટાવરમાં પ્રવેશ કરે છે. ડિસોર્પ્શન ટાવરની ટોચ પર, 98% શુદ્ધતા સાથે હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવવામાં આવે છે. આ હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ પછી સોડિયમ સાયનાઇડ દ્રાવણ બનાવવા માટે આલ્કલી દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે બાષ્પીભવન, સ્ફટિકીકરણ, સૂકવણી અને આકાર દ્વારા પ્રક્રિયા કરીને અંતિમ સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પાદન મેળવવા માટે આગળ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

4.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: સમૃદ્ધ કુદરતી ગેસ સંસાધનો ધરાવતા પ્રદેશોમાં, કાચા માલની કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી છે. ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનોમાં આ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં પરિપક્વ રહી છે, અને ઉત્પાદન સ્કેલ પ્રમાણમાં મોટો હોઈ શકે છે.

• ગેરફાયદામાં: કુદરતી ગેસ સંસાધનોનો અભાવ ધરાવતા વિસ્તારોમાં, કુદરતી ગેસની અછત, નીતિઓ અને કિંમતો જેવા પરિબળોથી પ્રભાવિત, ઉત્પાદન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધઘટ થઈ શકે છે. ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓમાં ઉચ્ચ-તાપમાન-પ્રતિરોધક ઉપકરણોની જરૂર પડે છે અને મોટી માત્રામાં ઊર્જાનો વપરાશ થાય છે.

5. જ્યોત પ્રક્રિયા

5.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

કુદરતી ગેસ, ઓક્સિજન અને એમોનિયાનો ઉપયોગ કાચા માલ તરીકે થાય છે. આ ત્રણેય વાયુઓ અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે અલગથી ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને પછી સ્થિર અને મીટર કર્યા પછી મિક્સરમાં દાખલ થાય છે. ઓક્સિજનનો એક ભાગ મિક્સરમાં પ્રવેશવા માટે મુખ્ય ઓક્સિજન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, અને બીજો ભાગ સીધો ઇગ્નીશન માટે નોઝલમાં નાખવામાં આવે છે. આ ત્રણેય કાચા માલને ચોક્કસ પ્રમાણમાં જોડવામાં આવે છે અને 1500 °C તાપમાને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડનું સંશ્લેષણ કરવા માટે દહન પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.

પ્રતિક્રિયા વાયુને પાણીનો છંટકાવ કરીને શાંત કરવામાં આવે છે અને પછી કુલરમાં ઠંડુ કરવામાં આવે છે. તે પછી એમોનિયા - શોષણ ટાવરમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં પ્રતિક્રિયા વાયુમાં રહેલ અવશેષ એમોનિયા 15% - 20% સલ્ફ્યુરિક એસિડ દ્વારા શોષાય છે, અને એમોનિયમ સલ્ફેટ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ધરાવતો પ્રતિક્રિયા વાયુ પાણી દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને પછી નીચા તાપમાનના પાણી દ્વારા શોષાય છે જેથી 1.5% હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ દ્રાવણ બને. આ દ્રાવણને 98% - 99% ની સામગ્રી સાથે હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવવા માટે નિસ્યંદન ટાવરમાં નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે. અંતે, તે આલ્કલી દ્રાવણ દ્વારા શોષાય છે, અને બાષ્પીભવન, સ્ફટિકીકરણ, સૂકવણી અને આકાર આપ્યા પછી, સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે.

5.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: આ પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા હાઇડ્રોજન સાયનાઇડનું ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે એમોનિયમ સલ્ફેટની પુનઃપ્રાપ્તિ ચોક્કસ આર્થિક લાભો લાવી શકે છે.

• ગેરફાયદામાં: ઉચ્ચ-તાપમાન દહન પ્રતિક્રિયા માટે મોટી માત્રામાં ઉર્જા ઇનપુટની જરૂર પડે છે. આ પ્રક્રિયામાં ગેસ મિશ્રણ, દહન, શમન અને શોષણ જેવા જટિલ કાર્યોનો પણ સમાવેશ થાય છે, જેને ઉચ્ચ-સ્તરીય પ્રક્રિયા નિયંત્રણની જરૂર પડે છે.

6. હળવા તેલના પાયરોલિસિસ પદ્ધતિ

6.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

હળવા તેલ અને એમોનિયાને ચોક્કસ પ્રમાણમાં એટોમાઇઝરમાં ભેળવવામાં આવે છે અને 280 °C સુધી પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ મિશ્રણ પાયરોલિસિસ પ્રતિક્રિયા માટે ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ફર્નેસમાં પ્રવેશ કરે છે. પેટ્રોલિયમ કોકનો ઉપયોગ વાહક તરીકે થાય છે, અને બંધ વાતાવરણમાં ઓક્સિડેશન અટકાવવા માટે નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે થાય છે. 1450 °C તાપમાને, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિક્રિયા થાય છે. ત્યારબાદ ગેસને ધૂળથી દૂર કરવામાં આવે છે, ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને શુદ્ધ હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવવા માટે એમોનિયા દૂર કરવા, પાણી ધોવા, શોષણ અને નિસ્યંદન જેવા પગલાં દ્વારા આગળ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. અંતે, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ આલ્કલી દ્રાવણ (સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ) સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને સોડિયમ સાયનાઇડ બનાવે છે.

6.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: પ્રક્રિયા ટેકનોલોજી પ્રમાણમાં પરિપક્વ છે. તે હળવા તેલનો ઉપયોગ કરી શકે છે, જે પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગમાં પ્રમાણમાં સામાન્ય કાચો માલ છે.

• ગેરફાયદામાં: હાઇડ્રોજન સાયનાઇડના ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં મુશ્કેલીઓ છે. આ ઉત્પાદનમાં ઉર્જાનો વપરાશ વધુ છે, અને "ત્રણ કચરા" (કચરો ગેસ, ગંદુ પાણી અને કચરાના અવશેષો) ની સારવાર મુશ્કેલ છે. ઉત્પાદન ખર્ચ પ્રમાણમાં વધારે છે.

7. એક્રેલોનિટ્રાઇલ બાય - પ્રોડક્ટ પદ્ધતિ

7.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

પ્રોપીલીનના એમોક્સિડેશન દ્વારા એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયામાં, હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ વાયુ ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે (આ રકમ એક્રેલોનિટ્રાઇલ ઉત્પાદનના 4% - 10% જેટલી હોય છે). હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ધરાવતો વાયુ આલ્કલી દ્રાવણ દ્વારા શોષાય છે. બાષ્પીભવન, સાંદ્રતા, વિભાજન અને સૂકવણી પછી, સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે.

7.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: આ એક બાય-પ્રોડક્ટ ઉપયોગ પ્રક્રિયા છે, જે સંસાધનોનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરી શકે છે અને ઉત્પાદન ખર્ચ ચોક્કસ હદ સુધી ઘટાડી શકે છે.

• ગેરફાયદામાં: સોડિયમ સાયનાઇડનું ઉત્પાદન એક્રેલોનિટ્રાઇલના ઉત્પાદન સ્કેલ દ્વારા મર્યાદિત છે. ઉપ-ઉત્પાદન હાઇડ્રોજન સાયનાઇડની ગુણવત્તા એક્રેલોનિટ્રાઇલની મુખ્ય ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે, જેને કડક નિયંત્રણ અને શુદ્ધિકરણની જરૂર છે.

8. મિથેનોલ એમોક્સિડેશન પદ્ધતિ

8.1 પ્રક્રિયા સિદ્ધાંત

હવા ફિલ્ટર અને પ્રી-હીટરમાંથી પસાર થાય છે અને પછી પ્રતિક્રિયા ભઠ્ઠીમાં પ્રવેશ કરે છે. પ્રવાહી એમોનિયાનું બાષ્પીભવન થાય છે અને મિથેનોલનું બાષ્પીભવન થાય છે. તેઓ મિશ્રણ પૂર્વ-હીટરમાં પ્રવેશ કરે છે અને પછી પ્રતિક્રિયા ભઠ્ઠીમાં હવા સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. મુખ્યત્વે ફે-મો ઓક્સાઇડથી બનેલા ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ, પ્રતિક્રિયા હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ એમોનિયાને દૂર કરવા માટે ડી-એમોનિયા ટાવરમાં પ્રવેશ કરે છે અને પછી હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ મેળવે છે. અંતે, તે સોડિયમ સાયનાઇડ તૈયાર કરવા માટે આલ્કલી દ્રાવણ દ્વારા શોષાય છે.

8.2 ફાયદા અને ગેરફાયદા

• લાભો: કાચા માલ તરીકે મિથેનોલ અને એમોનિયાનો ઉપયોગ પ્રમાણમાં સામાન્ય છે, અને ઉત્પ્રેરકને ચોક્કસ હદ સુધી રિસાયકલ અને ફરીથી વાપરી શકાય છે. ઉત્પાદન જરૂરિયાતો અનુસાર પ્રક્રિયાને સમાયોજિત કરી શકાય છે.

• ગેરફાયદામાં: ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, અને તાપમાન, દબાણ અને કાચા માલના ગુણોત્તરમાં નાના ફેરફારો ઉત્પ્રેરકની પ્રવૃત્તિ અને પસંદગીને અસર કરી શકે છે, આમ ઉત્પાદનની ઉપજ અને ગુણવત્તાને અસર કરે છે.

9. નિષ્કર્ષ

સોડિયમ સાયનાઇડની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ દરેકની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની પસંદગી કાચા માલની ઉપલબ્ધતા, ખર્ચ, પર્યાવરણીય જરૂરિયાતો અને ઉત્પાદન સ્કેલ જેવા વિવિધ પરિબળો પર આધારિત છે. ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, ભવિષ્યમાં નવી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ ઉભરી શકે છે, જેનો હેતુ સોડિયમ સાયનાઇડ ઉત્પાદનની કાર્યક્ષમતા અને પર્યાવરણીય કામગીરીમાં વધુ સુધારો કરવાનો છે. જેમ જેમ વિવિધ ઉદ્યોગોમાં સોડિયમ સાયનાઇડની માંગ વધતી જાય છે, તેમ તેમ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને નવીનતા ટકાઉ વિકાસ સુનિશ્ચિત કરતી વખતે બજારની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે.