Найновіші процеси виробництва ціаніду натрію

1. Введення

Натрій ціанід (NaCN) – це важлива хімічна сполука, яка широко використовується в різних галузях промисловості, таких як видобуток золота, гальваніка та хімічний синтез. Виробничі процеси of Ціанід натрію постійно розвиваються для підвищення ефективності, зниження витрат та підвищення екологічності. У цій статті буде представлено кілька найновіших виробничих процесів Ціанід натрію.

2. Аміачно-натрієвий метод

2.1 Принцип процесу

У аміачно-натрієвому методі металевий натрій та нафтовий кокс спочатку додають у реактор у певній пропорції. Потім температуру підвищують до 650 °C і вводять газоподібний аміак. При подальшому підвищенні температури до 800 °C протягом 7 годин відбувається реакція, протягом якої металевий натрій повністю перетворюється на ціанід натріюПісля цього реагенти фільтрують при температурі 650 °C для видалення надлишку нафтового коксу. Розплавлений продукт потім вивантажують і відливають у потрібну форму для отримання продуктів ціаніду натрію.

2.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиЦей процес має відносно простий принцип реакції, а сировина натрій та аміак є відносно поширеними в хімічній промисловості.

• НедолікиВисокотемпературні умови реакції вимагають великого споживання енергії. Крім того, використання металевого натрію створює певні ризики для безпеки через його високу реакційну здатність.

3. Метод розплавлення ціаніду

3.1 Принцип процесу

Розплав ціаніду та оксид свинцю додають до екстракційного резервуара. Типове співвідношення розплаву ціаніду до оксиду свинцю становить (500 - 700):1. Додавання оксиду свинцю сприяє десульфуризації, утворюючи осад сульфіду свинцю. Потім екстракційній рідині дають відстоятися, і отримана прозора рідина містить 80 - 90 г/л NaCN. У генераторі ця рідина реагує з концентрованою сірчаною кислотою, утворюючи газоподібний ціаністий водень. Після конденсації для видалення води газоподібний ціаністий водень потрапляє в абсорбційний реактор і реагує з рідким лугом (розчином гідроксиду натрію) з утворенням ціаніду натрію.

3.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиЦей процес може ефективно видаляти домішки сірки шляхом додавання оксиду свинцю, що корисно для покращення якості кінцевого продукту.

• НедолікиВикористання оксиду свинцю може призвести до проблем забруднення навколишнього середовища, пов'язаних зі свинцем. Крім того, процес включає кілька етапів, таких як екстракція, реакція та абсорбція, що збільшує складність операції.

4. Процес Андрусова (метод Аншіга)

4.1 Принцип процесу

У процесі Андрусова як сировина використовуються природний газ, аміак та повітря. Спочатку природний газ промивають у водоочисній башті для видалення неорганічної сірки та частини органічної сірки. Після фільтрації очищений природний газ повинен мати вміст сірки ≤1 мг/м³ та вміст гідрогенізованих сполук.ВуглецьВміст вище C₂ має бути менше 2%. Рідкий аміак випаровується у випарнику, а повітря фільтрується через фільтр. Потім три сировинні матеріали змішуються у змішувачі у співвідношенні аміак:метан:повітря = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Газова суміш надходить в реактор окислення з платино-родієвим сплавом як каталізатором. При температурі 1070 - 1120 °C відбувається реакція з утворенням газової суміші, що містить 8.5% ціаністого водню.

Газ охолоджується, а потім потрапляє до аміачно-абсорбційної вежі, де залишковий аміак поглинається сірчаною кислотою. Після цього він охолоджується водою, а ціаністий водень поглинається низькотемпературною водою. Хвостовий газ після промивання у лужній промивній вежі скидається. Розчин ціаністого водню, поглинутий водою, піддається теплообміну, а потім потрапляє до десорбційної вежі. У верхній частині десорбційної вежі отримують ціаністий водень чистотою 98%. Цей ціаністий водень потім реагує з лужним розчином, утворюючи розчин ціаністого натрію, який далі обробляється шляхом випаровування, кристалізації, сушіння та формування для отримання кінцевого продукту ціаністого натрію.

4.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиУ регіонах з багатими ресурсами природного газу вартість сировини відносно низька. Процес є відносно зрілим у промисловому застосуванні, а масштаби виробництва можуть бути відносно великими.

• НедолікиУ районах, де бракує ресурсів природного газу, на які впливають такі фактори, як дефіцит природного газу, політика та ціни, собівартість виробництва може значно коливатися. Високотемпературні умови реакції вимагають обладнання, стійкого до високих температур, та споживають велику кількість енергії.

5. Полум'яний процес

5.1 Принцип процесу

Як сировина використовуються природний газ, кисень та аміак. Ці три гази фільтруються окремо для видалення домішок, а потім після стабілізації та дозування потрапляють у змішувач. Частина кисню використовується як основний кисень для надходження до змішувача, а інша частина безпосередньо подається в сопло для запалювання. Три сировини змішуються в певній пропорції та проходять реакцію горіння для синтезу ціаністого водню при температурі 1500 °C.

Реакційний газ гасять розпиленням води, а потім охолоджують у холодильнику. Потім він потрапляє до аміачно-абсорбційної башти, де залишковий аміак у реакційному газі абсорбується 15%-20% сірчаною кислотою, і сульфат амонію можна рекуперувати. Реакційний газ, що містить ціанід водню, охолоджують водою, а потім абсорбують низькотемпературною водою з утворенням 1.5% розчину ціаніду водню. Цей розчин переганяють у дистиляційній башті для отримання ціаніду водню з вмістом 98%-99%. Зрештою, його абсорбують луговим розчином, і після випаровування, кристалізації, сушіння та формування отримують продукт - ціанід натрію.

5.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиЦей процес дозволяє отримати відносно високочистий ціаністий водень. Вилучення сульфату амонію як побічного продукту може принести певні економічні вигоди.

• НедолікиРеакція горіння за високої температури вимагає великої кількості енергії. Процес також включає складні операції, такі як змішування газів, горіння, гасіння та абсорбція, що вимагають високого рівня контролю процесу.

6. Метод піролізу легкої нафти

6.1 Принцип процесу

Легка нафта та аміак змішуються в розпилювачі в певній пропорції та попередньо нагріваються до 280 °C. Потім суміш потрапляє в електродугову піч для реакції піролізу. Нафтовий кокс використовується як носій, а азот – як захисний газ для запобігання окисленню в замкнутому середовищі. При температурі 1450 °C відбувається реакція з утворенням ціанистого водню. Потім газ видаляється з пилу, охолоджується та додатково обробляється за допомогою таких етапів, як видалення аміаку, промивання водою, абсорбція та дистиляція, для отримання чистого ціанистого водню. Нарешті, ціанистий водень реагує з лужним розчином (гідроксидом натрію) з утворенням ціанистого натрію.

6.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиТехнологія процесу є відносно зрілою. Вона може використовувати легку нафту, відносно поширену сировину в нафтохімічній промисловості.

• НедолікиІснують труднощі з десульфуризацією та видаленням домішок ціаністого водню. Продукт має високе енергоспоживання, а обробка "трьох відходів" (відхідний газ, стічні води та залишки відходів) є складною. Виробнича вартість є відносно високою.

7. Метод отримання побічного продукту з акрилонітрилу

7.1 Принцип процесу

У процесі виробництва акрилонітрилу шляхом амоксидування пропілену як побічний продукт утворюється газоподібний ціаністий водень (кількість еквівалентна 4% - 10% виробництва акрилонітрилу). Газ, що містить ціаністий водень, поглинається лужним розчином. Після випаровування, концентрування, відділення та сушіння отримують ціанід натрію.

7.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиЦе процес використання побічних продуктів, який може повною мірою використовувати ресурси та певною мірою знизити виробничі витрати.

• НедолікиВиробництво ціаніду натрію обмежене масштабами виробництва акрилонітрилу. Якість побічного продукту ціаніду водню може залежати від основного процесу виробництва акрилонітрилу, який вимагає суворого контролю та очищення.

8. Метод амоксидування метанолом

8.1 Принцип процесу

Повітря проходить через фільтр і попередній нагрівач, а потім потрапляє в реакційну піч. Рідкий аміак випаровується, а метанол випаровується. Вони потрапляють у змішувальний попередній нагрівач, а потім реагують з повітрям у реакційній печі. Під дією каталізатора, що складається переважно з оксиду Fe-Mo, в результаті реакції утворюється ціаністий водень. Газоподібний ціаністий водень потрапляє в деаміачну вежу для видалення аміаку, а потім утворюється ціаністий водень. Зрештою, він поглинається лужним розчином для отримання ціаніду натрію.

8.2 Переваги та недоліки

• ПеревагиВикористання метанолу та аміаку як сировини є відносно поширеним явищем, а каталізатор може бути перероблений та використаний повторно певною мірою. Процес може бути скоригований відповідно до потреб виробництва.

• НедолікиКаталізатор чутливий до умов реакції, і невеликі зміни температури, тиску та співвідношення сировини можуть впливати на активність та селективність каталізатора, тим самим впливаючи на вихід та якість продукту.

9. Висновок

Виробничі процеси ціаніду натрію мають свої особливості. Вибір виробничого процесу залежить від різних факторів, таких як наявність сировини, вартість, екологічні вимоги та масштаби виробництва. З постійним розвитком технологій у майбутньому можуть з'явитися нові виробничі процеси, спрямовані на подальше підвищення ефективності та екологічних показників виробництва ціаніду натрію. Оскільки попит на ціанід натрію в різних галузях промисловості продовжує зростати, оптимізація та інновації виробничих процесів відіграватимуть вирішальну роль у задоволенні потреб ринку, забезпечуючи при цьому сталий розвиток.