シアン化ナトリウムの最新製造プロセス

はじめに

ナトリウム シアン化物 （NaCN）は、金鉱採掘、電気めっき、化学合成など、様々な産業で広く使用されている重要な化合物です。 製造プロセス of シアン化ナトリウム 効率性の向上、コスト削減、環境への配慮など、常に進化を続けています。この記事では、最新の生産プロセスをいくつかご紹介します。 シアン化ナトリウム.

2. アンモニア-ナトリウム法

2.1 プロセスの原則

アンモニア・ナトリウム法では、まず金属ナトリウムと石油コークスを一定の割合で反応器に加えます。次に温度を650℃まで上げ、アンモニアガスを導入します。さらに温度を800℃まで上げると、7時間かけて反応が起こり、金属ナトリウムは完全にアンモニアに変換されます。 シアン化ナトリウムその後、反応物は650℃の温度で濾過され、余分な石油コークスが除去されます。その後、溶融生成物は排出され、所望の形状に鋳造され、シアン化ナトリウム製品が得られます。

2.2 利点と欠点

• 優位性このプロセスは反応原理が比較的単純で、原料となるナトリウムとアンモニアは化学業界では比較的一般的です。

• デメリット高温反応条件では大量のエネルギー消費が必要になります。また、金属ナトリウムの使用は、その高い反応性により、一定の安全上のリスクを伴います。

3. シアン化物溶融法

3.1 プロセスの原則

抽出タンクにシアン化物溶融塩と酸化鉛を投入します。シアン化物溶融塩と酸化鉛の典型的な比率は（500～700）:1です。酸化鉛を投入することで硫化鉛の沈殿物が形成され、脱硫が促進されます。抽出液を静置すると、80～90g/LのNaCNを含む透明な液体が得られます。生成器でこの液体は濃硫酸と反応し、シアン化水素ガスを生成します。凝縮して水分を除去した後、シアン化水素ガスは吸収反応器に入り、液体アルカリ（水酸化ナトリウム溶液）と反応してシアン化ナトリウムを生成します。

3.2 利点と欠点

• 優位性このプロセスは、酸化鉛の添加を通じて硫黄不純物を効果的に除去することができ、最終製品の品質を向上させるのに役立ちます。

• デメリット酸化鉛の使用は、鉛に関連する環境汚染問題を引き起こす可能性があります。さらに、このプロセスには抽出、反応、吸収などの複数のステップが含まれるため、操作が複雑になります。

4. アンドルソウ法（アンシグ法）

4.1 プロセスの原則

アンドルソフ法は、天然ガス、アンモニア、空気を原料として使用します。まず、天然ガスを水洗浄塔で洗浄し、無機硫黄と有機硫黄の一部を除去します。ろ過後、精製された天然ガスは、硫黄含有量が1 mg/m³以下、水素含有量が1 mg/m³以下である必要があります。CarbonC₂ を超える s は 2% 未満でなければなりません。液体アンモニアは気化器で気化され、空気はフィルターを通してろ過されます。次に、3 つの原料がミキサーでアンモニア:メタン:空気 = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80) の比率で混合されます。混合ガスは、白金-ロジウム合金を触媒とする酸化反応器に入ります。1070 - 1120 °C の温度で反応が起こり、8.5% のシアン化水素を含む混合ガスが生成されます。

ガスは冷却され、アンモニア吸収塔に入り、残留アンモニアは硫酸に吸収されます。その後、水で冷却され、シアン化水素は低温水に吸収されます。排ガスはアルカリ洗浄塔で洗浄された後、排出されます。水に吸収されたシアン化水素溶液は熱交換され、脱着塔に入ります。脱着塔の上部では、純度98％のシアン化水素が得られます。このシアン化水素はアルカリ溶液と反応してシアン化ナトリウム溶液を形成し、蒸発、結晶化、乾燥、成形を経て、最終的なシアン化ナトリウム製品が得られます。

4.2 利点と欠点

• 優位性天然ガス資源が豊富な地域では、原材料コストが比較的低く、工業用途においてプロセスが比較的成熟しており、生産規模も比較的大きくすることができます。

• デメリット天然ガス資源の乏しい地域では、天然ガス不足、政策、価格などの要因の影響を受け、生産コストが大きく変動する可能性があります。高温反応条件には、耐高温設備が必要であり、大量のエネルギーを消費します。

5. 炎処理

5.1 プロセスの原則

原料として天然ガス、酸素、アンモニアを用います。これら1500つのガスはそれぞれ個別に濾過され、不純物が除去された後、安定化・計量された後、ミキサーに送られます。酸素の一部は主酸素としてミキサーに供給され、残りはノズルに直接供給されて点火されます。XNUMXつの原料は一定の割合で混合され、燃焼反応を起こし、XNUMX℃の温度でシアン化水素を合成します。

反応ガスは水噴霧によって急冷され、冷却器で冷却されます。その後、アンモニア吸収塔に入り、反応ガス中の残留アンモニアは15％～20％の硫酸に吸収され、硫酸アンモニウムが回収されます。シアン化水素を含む反応ガスは水で冷却され、その後低温水に吸収されて1.5％のシアン化水素溶液が形成されます。この溶液を蒸留塔で蒸留し、98％～99％の含有量のシアン化水素を得ます。最後にアルカリ溶液に吸収させ、蒸発、結晶化、乾燥、成形を経て、シアン化ナトリウム製品が得られます。

5.2 利点と欠点

• 優位性このプロセスでは、比較的高純度のシアン化水素を生産できます。副産物として硫酸アンモニウムを回収することで、一定の経済的利益が得られます。

• デメリット高温燃焼反応には大量のエネルギー投入が必要です。また、ガス混合、燃焼、急冷、吸収といった複雑な操作を伴うため、高度なプロセス制御が求められます。

6. 軽油熱分解法

6.1 プロセスの原則

軽油とアンモニアを噴霧器で一定の割合で混合し、280℃に予熱します。その後、混合物を電気アーク炉に投入し、熱分解反応を行います。キャリアガスには石油コークスを使用し、密閉環境下での酸化を防ぐため、窒素を保護ガスとして使用します。1450℃の温度で反応が起こり、シアン化水素ガスが発生します。その後、ガスは除塵、冷却され、アンモニア除去、水洗、吸収、蒸留などの工程を経て、純粋なシアン化水素が得られます。最終的に、シアン化水素はアルカリ溶液（水酸化ナトリウム）と反応し、シアン化ナトリウムを生成します。

6.2 利点と欠点

• 優位性プロセス技術は比較的成熟しており、石油化学業界で比較的一般的な原料である軽質油を使用できます。

• デメリット：シアン化水素の脱硫と不純物除去が難しく、エネルギー消費量が多く、「三廃」（廃ガス、廃水、廃残渣）の処理が難しく、生産コストが比較的高い。

7. アクリロニトリル副産物法

7.1 プロセスの原則

プロピレンのアンモ酸化によるアクリロニトリル製造工程では、副産物としてシアン化水素ガスが発生します（その量はアクリロニトリル生産量の4～10%に相当します）。このシアン化水素を含むガスはアルカリ溶液に吸収され、蒸発、濃縮、分離、乾燥を経て、製品であるシアン化ナトリウムが得られます。

7.2 利点と欠点

• 優位性：副産物活用プロセスであり、資源を最大限に活用し、生産コストをある程度削減することができます。

• デメリットシアン化ナトリウムの生産量はアクリロニトリルの生産規模によって制限されます。副産物であるシアン化水素の品質は、厳格な管理と精製を必要とするアクリロニトリルの主製造工程の影響を受ける可能性があります。

8. メタノールアンモ酸化法

8.1 プロセスの原則

空気はフィルターと予熱器を通過し、反応炉に入ります。液体アンモニアは気化し、メタノールは蒸発します。これらは混合予熱器に入り、反応炉内で空気と反応します。Fe-Mo酸化物を主成分とする触媒の作用により、反応によりシアン化水素が発生します。シアン化水素ガスは脱アンモニア塔に入り、アンモニアを除去してシアン化水素を得ます。最後に、アルカリ溶液に吸収させてシアン化ナトリウムを生成します。

8.2 利点と欠点

• 優位性メタノールとアンモニアを原料として使用することは比較的一般的であり、触媒はある程度リサイクル・再利用が可能です。生産ニーズに合わせてプロセスを調整できます。

• デメリット触媒は反応条件に敏感であり、温度、圧力、原料比率の小さな変化が触媒の活性と選択性に影響を与え、製品の収量と品質に影響を与える可能性があります。

9. 結論

シアン化ナトリウムの製造プロセスはそれぞれ独自の特徴を持っています。製造プロセスの選択は、原料の入手可能性、コスト、環境要件、生産規模など、様々な要因に依存します。技術の継続的な発展に伴い、将来的にはシアン化ナトリウムの生産効率と環境性能をさらに向上させることを目的とした新たな製造プロセスが登場する可能性があります。様々な産業におけるシアン化ナトリウムの需要が拡大し続ける中、生産プロセスの最適化と革新は、市場のニーズを満たし、持続可能な発展を確保する上で重要な役割を果たすでしょう。