Նատրիումի ցիանիդի արտադրության վերջին գործընթացները

1: ներածություն

Նատրիումի ցիանիդը (NaCN) կարևորագույն քիմիական միացություն է, որը լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են ոսկու արդյունահանումը, էլեկտրոլիտիկ ծածկույթը և քիմիական սինթեզը: Նատրիումի ցիանիդի արտադրական գործընթացները անընդհատ զարգանում են՝ արդյունավետությունը բարելավելու, ծախսերը կրճատելու և շրջակա միջավայրի համար անվտանգությունը բարձրացնելու համար: Այս հոդվածը կներկայացնի նատրիումի ցիանիդի մի քանի ամենաժամանակակից արտադրական գործընթացներ :

2. Ամոնիակ-նատրիումի մեթոդ

2.1 Գործընթացի սկզբունք

Ամոնիակ-նատրիումի մեթոդում մետաղական նատրիումը և նավթային կոքսը նախ որոշակի համամասնությամբ ավելացվում են ռեակտոր: Այնուհետև ջերմաստիճանը բարձրացվում է մինչև 650°C, և ներմուծվում է ամոնիակային գազ: Ջերմաստիճանի հետագա բարձրացմանը զուգընթաց մինչև 800°C, 7 ժամվա ընթացքում տեղի է ունենում ռեակցիա, որի ընթացքում մետաղական նատրիումն ամբողջությամբ վերածվում է նատրիումի ցիանիդի : Դրանից հետո ռեակտիվները զտվում են 650°C ջերմաստիճանում՝ նավթային կոքսի ավելցուկը հեռացնելու համար: Այնուհետև հալված արգասիքը դուրս է մղվում և ձուլվում է ցանկալի ձևի՝ նատրիումի ցիանիդային արգասիքներ ստանալու համար:

2.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Այս գործընթացն ունի համեմատաբար պարզ ռեակցիայի սկզբունք, իսկ նատրիումի և ամոնիակի հումքը համեմատաբար տարածված է քիմիական արդյունաբերության մեջ։

• Թերություններ . Բարձր ջերմաստիճանային ռեակցիայի պայմանները պահանջում են մեծ քանակությամբ էներգիայի սպառում: Բացի այդ, մետաղական նատրիումի օգտագործումը որոշակի անվտանգության ռիսկեր է ներկայացնում՝ իր բարձր ռեակտիվության պատճառով:

3. Ցիանիդային հալեցման մեթոդ

3.1 Գործընթացի սկզբունք

Ցիանիդային հալույթը և կապարի օքսիդը ավելացվում են արդյունահանման բաքի մեջ: Ցիանիդային հալույթի և կապարի օքսիդի բնորոշ հարաբերակցությունը (500 - 700):1 է: Կապարի օքսիդի ավելացումը նպաստում է ծծմբազերծմանը՝ առաջացնելով կապարի սուլֆիդի նստվածք: Այնուհետև արդյունահանման հեղուկը թողնում են նստվածքի, և արդյունքում ստացված թափանցիկ հեղուկը պարունակում է 80 - 90 գ/լ NaCN: Գեներատորում այս հեղուկը փոխազդում է խտացված ծծմբական թթվի հետ՝ առաջացնելով ջրածնի ցիանիդ գազ: Ջուրը հեռացնելու համար խտացումից հետո ջրածնի ցիանիդ գազը մտնում է կլանման ռեակտոր և փոխազդում է հեղուկ ալկալիի (նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ) հետ՝ առաջացնելով նատրիումի ցիանիդ:

3.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Այս գործընթացը կարող է արդյունավետորեն հեռացնել ծծմբի խառնուրդները՝ կապարի օքսիդ ավելացնելով, ինչը օգտակար է վերջնական արտադրանքի որակը բարելավելու համար։

• Թերություններ . կապարի օքսիդի օգտագործումը կարող է հանգեցնել կապարի հետ կապված շրջակա միջավայրի աղտոտման խնդիրների: Բացի այդ, գործընթացը ներառում է մի քանի քայլ, ինչպիսիք են արդյունահանումը, ռեակցիան և կլանումը, ինչը մեծացնում է գործողության բարդությունը:

4. Անդրուսովի գործընթաց (Անշիգի մեթոդ)

4.1 Գործընթացի սկզբունք

Անդրուսովի գործընթացում որպես հումք օգտագործվում են բնական գազ, ամոնիակ և օդ: Նախ, բնական գազը լվացվում է ջրային լվացման աշտարակում՝ անօրգանական ծծումբը և օրգանական ծծմբի մի մասը հեռացնելու համար: Զտումից հետո մաքրված բնական գազը պետք է ունենա ≤1 մգ/մ³ ծծմբի պարունակություն, իսկ C₂-ից բարձր ածխաջրածնի պարունակությունը պետք է լինի 2%-ից պակաս: Հեղուկ ամոնիակը գոլորշիացվում է գոլորշիացնող սարքում, իսկ օդը զտվում է ֆիլտրի միջով: Այնուհետև երեք հումքները խառնվում են խառնիչում՝ ամոնիակ:մեթան:օդ = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80) հարաբերակցությամբ: Խառը գազը մտնում է օքսիդացման ռեակտոր՝ պլատինե-ռոդիումի համաձուլվածքով որպես կատալիզատոր: 1070 - 1120 °C ջերմաստիճանում տեղի է ունենում ռեակցիա, որի արդյունքում առաջանում է 8.5% ջրածնի ցիանիդ պարունակող խառը գազ:

Գազը սառեցվում է, ապա մտնում է ամոնիակի կլանման աշտարակ, որտեղ մնացորդային ամոնիակը կլանվում է ծծմբական թթվի կողմից: Դրանից հետո այն սառեցվում է ջրով, և ջրածնի ցիանիդը կլանվում է ցածր ջերմաստիճանի ջրով: Ալկալիական լվացման աշտարակով լվացվելուց հետո պոչային գազը դուրս է մղվում: Ջրի կողմից կլանված ջրածնի ցիանիդի լուծույթը ջերմափոխանակվում է, ապա մտնում է դեսորբցիայի աշտարակ: Դեսորբցիայի աշտարակի գագաթին ստացվում է 98% մաքրության ջրածնի ցիանիդ: Այս ջրածնի ցիանիդը այնուհետև փոխազդում է ալկալիական լուծույթի հետ՝ առաջացնելով նատրիումի ցիանիդի լուծույթ, որը հետագայում մշակվում է գոլորշիացման, բյուրեղացման, չորացման և ձևավորման միջոցով՝ վերջնական նատրիումի ցիանիդային արտադրանք ստանալու համար:

4.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Բնական գազի հարուստ պաշարներ ունեցող տարածաշրջաններում հումքի արժեքը համեմատաբար ցածր է: Գործընթացը համեմատաբար զարգացած է արդյունաբերական կիրառություններում, և արտադրության մասշտաբը կարող է համեմատաբար մեծ լինել:

• Թերություններ . Բնական գազի պաշարներ չունեցող տարածքներում, բնական գազի պակասի, քաղաքականության և գների նման գործոնների ազդեցության տակ, արտադրության արժեքը կարող է զգալիորեն տատանվել: Բարձր ջերմաստիճանային ռեակցիայի պայմանները պահանջում են բարձր ջերմաստիճանին դիմացկուն սարքավորումներ և սպառում են մեծ քանակությամբ էներգիա:

5. Կրակի գործընթաց

5.1 Գործընթացի սկզբունք

Որպես հումք օգտագործվում են բնական գազը, թթվածինը և ամոնիակը: Այս երեք գազերը առանձին-առանձին զտվում են՝ խառնուրդները հեռացնելու համար, ապա կայունացվելուց և չափվելուց հետո մտնում են խառնիչ: Թթվածնի մի մասն օգտագործվում է որպես հիմնական թթվածին՝ խառնիչ մտնելու համար, իսկ մյուս մասը ուղղակիորեն մատակարարվում է ծորակին՝ բռնկման համար: Երեք հումքները որոշակի համամասնությամբ միացվում են և ենթարկվում են այրման ռեակցիայի՝ 1500 °C ջերմաստիճանում ջրածնի ցիանիդ սինթեզելու համար:

Ռեակցիայի գազը մարվում է ջուր ցողելով, ապա սառեցվում է սառնարանում: Այնուհետև այն մտնում է ամոնիակային կլանման աշտարակ, որտեղ ռեակցիոն գազի մնացորդային ամոնիակը կլանվում է 15% - 20% ծծմբական թթվի կողմից, և ամոնիումի սուլֆատը կարող է վերականգնվել: Ջրածնի ցիանիդ պարունակող ռեակցիոն գազը սառեցվում է ջրով, ապա կլանվում ցածր ջերմաստիճանի ջրով՝ առաջացնելով 1.5% ջրածնի ցիանիդի լուծույթ: Այս լուծույթը թորվում է թորման աշտարակում՝ 98% - 99% պարունակությամբ ջրածնի ցիանիդ ստանալու համար: Վերջապես, այն կլանվում է ալկալիի լուծույթով, և գոլորշիացումից, բյուրեղացումից, չորացումից և ձևավորումից հետո ստացվում է նատրիումի ցիանիդի արգասիք:

5.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Այս գործընթացը կարող է ապահովել համեմատաբար բարձր մաքրության ջրածնի ցիանիդի արտադրություն: Ամոնիումի սուլֆատի վերականգնումը որպես ենթամթերք կարող է որոշակի տնտեսական օգուտներ բերել:

• Թերություններ . Բարձր ջերմաստիճանում այրման ռեակցիան պահանջում է մեծ քանակությամբ էներգիայի ծախս: Գործընթացը ներառում է նաև բարդ գործողություններ, ինչպիսիք են գազի խառնումը, այրումը, մարումը և կլանումը, որոնք պահանջում են բարձր մակարդակի գործընթացի վերահսկողություն:

6. Թեթև յուղի պիրոլիզի մեթոդ

6.1 Գործընթացի սկզբունք

Թեթև յուղը և ամոնիակը որոշակի համամասնությամբ խառնվում են ատոմիզատորի մեջ և նախապես տաքացվում մինչև 280°C: Այնուհետև խառնուրդը մտնում է էլեկտրական աղեղային վառարան՝ պիրոլիզի ռեակցիայի համար: Նավթային կոքսն օգտագործվում է որպես կրիչ, իսկ ազոտը՝ որպես պաշտպանիչ գազ՝ փակ միջավայրում օքսիդացումը կանխելու համար: 1450°C ջերմաստիճանում տեղի է ունենում ռեակցիա, որի արդյունքում առաջանում է ջրածնի ցիանիդ գազ: Այնուհետև գազը հեռացվում է փոշուց, սառեցվում և հետագայում մշակվում է այնպիսի քայլերով, ինչպիսիք են ամոնիակի հեռացումը, ջրով լվացումը, կլանումը և թորումը՝ մաքուր ջրածնի ցիանիդ ստանալու համար: Վերջապես, ջրածնի ցիանիդը փոխազդում է ալկալային լուծույթի (նատրիումի հիդրօքսիդ) հետ՝ առաջացնելով նատրիումի ցիանիդ:

6.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Գործընթացի տեխնոլոգիան համեմատաբար զարգացած է: Այն կարող է օգտագործել թեթև նավթ, որը համեմատաբար տարածված հումք է նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ:

• Թերություններ . Ջրածնի ցիանիդի ծծմբազերծման և խառնուրդների հեռացման հետ կապված դժվարություններ կան: Արտադրանքն ունի բարձր էներգիայի սպառում, և «երեք թափոնների» (թափոն գազ, թափոն ջուր և թափոնների մնացորդ) մշակումը դժվար է: Արտադրության արժեքը համեմատաբար բարձր է:

7. Ակրիլոնիտրիլ ըստ արտադրանքի մեթոդի

7.1 Գործընթացի սկզբունք

Պրոպիլենի ամօքսիդացման միջոցով ակրիլոնիտրիլ ստանալու գործընթացում որպես ենթամթերք առաջանում է ջրածնի ցիանիդ գազ (քանակությունը համարժեք է ակրիլոնիտրիլի արտադրության 4%-10%-ին): Ջրածնի ցիանիդ պարունակող գազը կլանվում է ալկալային լուծույթով: Գոլորշիացումից, խտացումից, բաժանումից և չորացումից հետո ստացվում է նատրիումի ցիանիդ արգասիք:

7.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Սա կողմնակի արտադրանքի օգտագործման գործընթաց է, որը կարող է լիարժեք օգտագործել ռեսուրսները և որոշակիորեն կրճատել արտադրական ծախսերը:

• Թերություններ . Նատրիումի ցիանիդի արտադրությունը սահմանափակվում է ակրիլոնիտրիլի արտադրության մասշտաբով: Ակրիլոնիտրիլի արտադրության հիմնական գործընթացը, որը պահանջում է խիստ վերահսկողություն և մաքրում, կարող է ազդել ջրածնի ցիանիդի ենթամթերքի որակի վրա:

8. Մեթանոլի ամօքսիդացման մեթոդ

8.1 Գործընթացի սկզբունք

Օդը անցնում է ֆիլտրի և նախատաքացուցիչի միջով, ապա մտնում է ռեակցիոն վառարան։ Հեղուկ ամոնիակը գոլորշիանում է, իսկ մեթանոլը՝ գոլորշիանում։ Դրանք մտնում են խառնման նախատաքացուցիչ, ապա ռեակցիայի վառարանում ռեակցիայի մեջ մտնում օդի հետ։ Fe-Mo օքսիդից հիմնականում կազմված կատալիզատորի ազդեցությամբ ռեակցիայի ընթացքում առաջանում է ջրածնի ցիանիդ։ Ջրածնի ցիանիդ գազը մտնում է ամոնիակի դեամոնիակային աշտարակ՝ ամոնիակը հեռացնելու համար, ապա ստանում է ջրածնի ցիանիդ։ Վերջապես, այն կլանվում է ալկալային լուծույթով՝ նատրիումի ցիանիդ ստանալու համար։

8.2 Առավելությունները և թերությունները

• Առավելություններ . Մեթանոլի և ամոնիակի օգտագործումը որպես հումք համեմատաբար տարածված է, և կատալիզատորը կարող է որոշակի չափով վերամշակվել և վերօգտագործվել: Գործընթացը կարող է ճշգրտվել արտադրական կարիքներին համապատասխան:

• Թերություններ . Կատալիզատորը զգայուն է ռեակցիայի պայմանների նկատմամբ, և ջերմաստիճանի, ճնշման և հումքի հարաբերակցության փոքր փոփոխությունները կարող են ազդել կատալիզատորի ակտիվության և ընտրողականության վրա, այդպիսով ազդելով արտադրանքի բերքատվության և որակի վրա։

9: եզրափակում

Նատրիումի ցիանիդի արտադրության գործընթացներից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները: Արտադրական գործընթացի ընտրությունը կախված է տարբեր գործոններից, ինչպիսիք են հումքի առկայությունը, արժեքը, շրջակա միջավայրի պահանջները և արտադրության մասշտաբը: Տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ, ապագայում կարող են ի հայտ գալ նոր արտադրական գործընթացներ, որոնք նպատակ ունեն հետագայում բարելավել նատրիումի ցիանիդի արտադրության արդյունավետությունը և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը: Քանի որ տարբեր ոլորտներում նատրիումի ցիանիդի պահանջարկը շարունակում է աճել, արտադրական գործընթացների օպտիմալացումը և նորարարությունը կարևոր դեր կխաղան շուկայի կարիքները բավարարելու և կայուն զարգացումն ապահովելու գործում: