專利名稱：利用焦化氨生產(chǎn)氰化鈉的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氰化物的制備方法及設(shè)備。
目前，焦化生產(chǎn)中的氨不易回收，有的企業(yè)直接從蒸氨塔頂排放，或者把產(chǎn)生的氨水直接排放到水環(huán)境中，造成大氣或水污染，另一方式是將氨生成濃氨水或碳酸氫銨，硫酸銨、尿素等，但隨著化肥工業(yè)的發(fā)展，肥源結(jié)構(gòu)的改變，農(nóng)民喜用復(fù)合肥，因此以氨生成的化肥不易賣出，而利用焦化氨反應(yīng)生成氰化氫，再轉(zhuǎn)化為氰化鈉，至今沒(méi)有成功的先例。
現(xiàn)有生產(chǎn)氰化鈉有1、安氏法(美國(guó)專利1，934.838和1，957.749)是以甲烷，純氨及空氣為原料，鉑銠合金催化劑于1050-1150℃條件下合成，此法雖能生產(chǎn)質(zhì)量較好的氰化鈉，但原料氣質(zhì)量要求高，排放的廢氣含氮量高。2、輕油列解法-以輕油，氨為原料，石油焦為載體送入三相電極沸騰床反應(yīng)爐在1450℃條件下合成，此法氨利用率高，但耗電量大，且尾氣含氫量多。3、氨鈉法-以金屬鈉，石油焦、氨為原料，800℃條件下在反應(yīng)器中合成。此法流程短，但金屬鈉耗費(fèi)量大，且對(duì)原料要求苛刻，尾氣和廢渣處理方法繁瑣。又如美國(guó)專利2，708.151(MCMinn，Jr)和美國(guó)專利2，726.139(DLiver)基本上是用純的HCN和純氫氧化鈉在反應(yīng)器中反應(yīng)制得的。以上各種方法均不能適用于生產(chǎn)焦化氨的焦化企業(yè)。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出的一種能充分利用焦化氨生產(chǎn)氰化鈉的方法及其專用設(shè)備。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的將焦化氨經(jīng)減壓、脫硫、在加入碳原料和通入氮?dú)獾那闆r下，在反應(yīng)器中使氨和碳充分反應(yīng)，生成的氣體再經(jīng)除塵，吸附、冷卻而制得含氰化氫的混和氣，將含氰化氫的混合氣再經(jīng)酸洗，氫氧化鈉堿溶液吸收、脫色、結(jié)晶或?qū)⒑杌瘹涞幕旌蠚饨?jīng)酸洗，水洗、精餾、中和、結(jié)晶而制得氰化鈉。
含氰化氫混合氣的生成裝置由受料斗29、給料機(jī)28、中間料斗27、反應(yīng)管25、加熱保溫裝置、排灰料斗32，排灰機(jī)33組成。給料機(jī)28安裝在受料斗29和中間料斗27之間，反應(yīng)管25上與中間料斗相連，下與排灰料斗32連接，在反應(yīng)管周圍為加熱保溫裝置，排灰料斗底部安裝有排灰機(jī)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明詳細(xì)敘述。


圖1為本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
圖2為氰化氫混和氣固定床反應(yīng)生成裝置。
圖3為本發(fā)明中氰化氫混和氣流化床反應(yīng)生成裝置。
焦化氨先經(jīng)減壓器減壓至常壓，采用柱式干法將減壓后的焦化氨脫硫，脫硫后氨氣含硫量可降至20mg/m3以下。凈化后的氨自進(jìn)氣口26進(jìn)入反應(yīng)裝置中(如圖2所示)。
由圖2或圖3可看到這一過(guò)程具體情況，經(jīng)加工篩選的碳原料自受料斗29加入，再經(jīng)中間料斗27，進(jìn)入反應(yīng)管25，碳原料充滿整個(gè)反應(yīng)管25和排灰料斗32，須排灰或更換原料時(shí)自底部卸灰機(jī)33排出，同時(shí)該機(jī)還可起密封作用，在開(kāi)停機(jī)裝料或排灰操作時(shí)以吹掃氣于進(jìn)氣口30、34進(jìn)行吹掃以保證安全，反應(yīng)原料氣為凈化后的氨氣，自進(jìn)氣口26供入，在反應(yīng)管25內(nèi)充分進(jìn)行反應(yīng)后從反應(yīng)生成氣排出口31排出，燃燒室9可使用焦?fàn)t煤氣、電加熱或自產(chǎn)氫、氮混合氣加熱，燒嘴8采用擴(kuò)散式煤氣燒嘴或低壓噴射煤氣燒嘴，其燃料和助燃空氣分別由煤氣管道21和空氣管道2供給。燃燒煙氣在對(duì)流室3內(nèi)與余熱利用裝置進(jìn)行熱交換，在燃燒室、對(duì)流室內(nèi)裝有熱電偶以控制反應(yīng)器內(nèi)部溫度。從反應(yīng)裝置出來(lái)的反應(yīng)生成氣為含氰化氫的混合氣，利用該氣體生成氰化鈉可采用A、B兩條工藝路線A一條含氰化氫的混合氣，經(jīng)酸洗，堿洗、脫色、結(jié)晶路線。
B含氰化氫的混合氣經(jīng)酸洗、水洗、脫色、精餾、中和、結(jié)晶路線。
A含氰化氫的混合氣經(jīng)酸洗脫氨，進(jìn)入三級(jí)堿洗塔，分別由循環(huán)堿液進(jìn)行逆流洗滌，生成氰化鈉。
洗滌用堿液濃度為20-45%，由堿貯槽供給。由于上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故在循環(huán)過(guò)程中設(shè)堿液冷卻器。當(dāng)?shù)谝患?jí)循環(huán)堿液中吸收HCN達(dá)到剩余堿含量為1-2%時(shí)，抽出母液進(jìn)行蒸發(fā)和結(jié)晶，同時(shí)后部各級(jí)向前遞補(bǔ)，第三級(jí)堿洗由新鮮堿液補(bǔ)充。
抽出堿液進(jìn)入活性炭脫色柱，以脫去不飽和有機(jī)化合物構(gòu)成的顯色雜質(zhì)。脫色為雙柱，一柱運(yùn)行，另一柱再生，再生用蒸汽。脫色后的合格母液，在真空蒸發(fā)機(jī)中濃縮，真空蒸發(fā)機(jī)的真空度為0-0.09Mpa，濃縮機(jī)釜底溫度為10-99℃，以40-60℃為最好，濃縮后的母液在結(jié)晶器中結(jié)晶，結(jié)晶溫度為20-40℃，冷卻介質(zhì)為水，結(jié)晶時(shí)間掌握在0.5-2小時(shí)內(nèi)，結(jié)晶結(jié)束后，結(jié)晶母液送入轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，過(guò)濾母液送第一級(jí)堿洗循環(huán)液重復(fù)使用，濾出晶體進(jìn)入真空干燥，干燥溫度為50-150℃，再用破碎機(jī)碾碎后計(jì)量，裝桶，密封包裝即為成品。
B含氰化氫的混合氣經(jīng)酸洗脫氨后進(jìn)入三級(jí)水洗滌塔，分別由循環(huán)水逆流洗滌。水洗過(guò)程中，在各級(jí)循環(huán)系統(tǒng)中均加入活性炭脫色柱，以脫去不飽和有機(jī)物，脫色柱的構(gòu)成和運(yùn)行與堿洗法相同。
第一級(jí)循環(huán)水洗母液中HCN含量達(dá)到1-2%時(shí)，抽出送精餾釜。釜底溫度保持80-100℃，精餾出的純HCN氣體在冷卻器中冷卻，冷凝。冷凝溫度為10-20℃，在冷凝器中得到含HCN為96-99%的液體。精餾釜底殘液回送第一級(jí)水洗循環(huán)液中重復(fù)利用，精HCN液在保持冷卻溫度下送入中和器進(jìn)行中和，中和器內(nèi)加入堿液，堿液濃度為35-45%，由貯堿槽供給。由于中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故中和反應(yīng)在冷卻條件下進(jìn)行。中和反應(yīng)后將母液抽出，然后將母液進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮。結(jié)晶、真空過(guò)濾、真空干燥、破碎機(jī)破碎、裝桶密封即為成品，以上這幾道工序與A路線相同。
本發(fā)明同樣適用于氰化鉀等其它氰化物、和硫氰化物，鐵氰化物等含氰化物的生產(chǎn)。
實(shí)施例1從焦化廠取焦化氨冷卻到常溫脫水，以氫氧化鐵法脫硫，精制后的原料氣中氨含量為98%，硫含量為15.5mg/m3。反應(yīng)裝置采用固定床，反應(yīng)器材質(zhì)為陶瓷，裝置內(nèi)加入經(jīng)1300℃高溫鍛燒過(guò)的木炭，粒度為5-20mm，氮?dú)獬浞种脫Q后由電加熱至1100℃后保持其溫度范圍為950-1050℃。在反應(yīng)器中通入制備好的原料氣，停留時(shí)間為10秒，生成的反應(yīng)氣經(jīng)兩級(jí)酸洗，酸洗液保持50℃，經(jīng)10小時(shí)吸收后，酸洗液中有少量懸浮物出現(xiàn)，過(guò)濾后仍可重復(fù)使用，酸洗后的反應(yīng)氣進(jìn)入三級(jí)堿洗裝置，堿洗液采用水冷卻，保持洗液溫度為30-40℃，洗液循環(huán)過(guò)程中以活性炭柱脫除反應(yīng)中產(chǎn)生的顯色雜質(zhì)。洗后尾氣排空，尾氣可燃，測(cè)定低位發(fā)熱值2100大卡/m3。堿洗液循環(huán)到堿過(guò)量2%時(shí)抽出第一級(jí)吸收液，進(jìn)入真空蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中得母液溫度為50℃，真空度為0.06Mpa。濃度至NaCN含量達(dá)到55%時(shí)送結(jié)晶器，結(jié)晶溫度為20-30℃，水冷卻。有晶體生成后于真空過(guò)濾得到白色晶體，將晶體取出，在真空干燥器中干燥，干燥溫度60℃，真空度0.06Mpa，干燥后得到氰化鈉產(chǎn)品。
產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)見(jiàn)附表。
實(shí)施例2，本例采用流化床，反應(yīng)器材質(zhì)為石英玻璃，煤氣加熱，經(jīng)鍛燒的木炭粒度為0.5-2mm，隨原料氣吹入反應(yīng)器，停留時(shí)間為3秒，生成的反應(yīng)氣先經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)除塵，一級(jí)布袋除塵，再經(jīng)一級(jí)活性炭柱脫除其它雜質(zhì)后送入酸洗工序，其后工序和實(shí)施例1相同，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)見(jiàn)附表。
實(shí)施例3，酸洗除氨后的反應(yīng)氣采用軟水三級(jí)吸收氰化氫，吸收液溫度保持30℃，氰化氫含量達(dá)到2%時(shí)抽出第一級(jí)吸收液進(jìn)行真空精餾，精餾釜底溫度為100-120℃，冷卻器中保持30℃。加堿中和，保持堿過(guò)量1-2%。進(jìn)入真空蒸發(fā)器濃縮。其余工藝和實(shí)施例1相同。產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)見(jiàn)附表。
利用本工藝生產(chǎn)的氰化物與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1、成本低，效益高因本發(fā)明利用焦化廠等企業(yè)未加充分利用的氨進(jìn)行加工，從而大大降低了本產(chǎn)品的成本。
2、原料簡(jiǎn)單，市場(chǎng)前景廣闊。
3、反應(yīng)裝置容易制作。
4、原料氣適應(yīng)性強(qiáng)本發(fā)明設(shè)置了脫硫、脫水，除塵及除去其它雜質(zhì)等工序，使工藝對(duì)原料氣的要求不嚴(yán)，對(duì)于一切付產(chǎn)氨均可使用。
5、流程短。
6、質(zhì)量高各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝條件控制嚴(yán)格，尤其在氰化鈉生成時(shí)，采用了脫色工藝，因此可得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)晶產(chǎn)品，另外，各工序銜接緊，操作溫度低，使氰化鈉的純度提高。
7、整個(gè)生產(chǎn)流程的能耗低。
權(quán)利要求
1.一種利用焦化氨生產(chǎn)氰化鈉的方法，是將含氰化氫的混合氣，經(jīng)酸洗、氫氧化鈉溶液吸收、脫色、結(jié)晶或?qū)⑶杌瘹浣?jīng)酸洗，水洗、精餾、中和、結(jié)晶，其特征在于含氰化氫的混合氣是將焦化氨經(jīng)減壓、脫硫、在加入碳原料和通入氮?dú)獾那闆r下，在反應(yīng)器中使氨和碳充分反應(yīng)，生成的氣體再經(jīng)除塵，吸附、冷卻而制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)氰化鈉的方法，其特征在于含氰化氫的混合氣是將焦化氨先經(jīng)減壓器減壓至常壓，然后采用柱式干法將焦化氨中的硫脫去，將脫硫的氨在加入碳原料和通入氮?dú)獾那闆r下，在反應(yīng)器中和碳充分反應(yīng)1-20秒，反應(yīng)生成氣經(jīng)除塵器除塵，再冷卻至120℃以下而制得含氰化氫的混合氣。
3.一種生產(chǎn)氰化鈉的方法，其中該工藝中含氰化氫混和氣的制備所需的專用設(shè)備，其特征在于由受料斗29、給料機(jī)28、中間料斗27、反應(yīng)管25、加熱保溫裝置、排灰料斗32，排灰機(jī)33組成。給料機(jī)28安裝在受料斗29和中間料斗27之間，反應(yīng)管25上與中間料斗相連，下與排灰料斗32連接，在反應(yīng)管周圍為加熱保溫裝置，排灰料斗底部安裝有排灰機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于加熱保溫裝置由空氣供給管道20，煤氣供給管道21，燒嘴8，燃燒室9，對(duì)流室3，排灰漏斗12，余熱利用裝置5，熱電偶4、10，煙道23，保溫層組成，在反應(yīng)管25的外部為燃燒室9，對(duì)流室3、燃燒室9、排灰漏斗12之間均以孔板6、11相隔，對(duì)流室內(nèi)裝有余熱利用裝置5，燃燒室內(nèi)壁安裝多排燒嘴8，燒嘴8裝于燒嘴磚7內(nèi)，在燒嘴磚7的外層有裝耐火材料內(nèi)襯15，在外殼13和內(nèi)襯15之間填充有保溫材料14，在燃燒室和對(duì)流室內(nèi)裝有多支熱電偶4、10。在燃燒室和排灰漏斗的外側(cè)安裝有空氣供給管道20和煤氣供給管道21。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于在中間料斗27上裝有吹掃氣孔30和原料氣進(jìn)口26。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于排灰料斗上裝有吹掃氣孔34、反應(yīng)氣排出口31。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于在燃燒室9上開(kāi)有窺孔22和檢修人孔19、24。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于在排灰漏斗12上開(kāi)有排灰孔18。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于受料斗29通過(guò)給料機(jī)28和進(jìn)氣管道26相連，進(jìn)氣管道26和排灰料斗32相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于氨加壓機(jī)35安裝在進(jìn)氣管道26上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述含氰化氫混和氣的反應(yīng)生成裝置，其特征在于反應(yīng)氣排出口31和反應(yīng)管25相連在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用焦化氨生產(chǎn)氰化鈉的方法及設(shè)備，該發(fā)明利用焦化氨經(jīng)減壓、脫硫，在加入碳原料和通入氮?dú)獾那闆r下，在專用反應(yīng)器中使氨和碳充分反應(yīng)，生成的氣體再經(jīng)除塵，吸收，冷卻而制得氰化鈉，利用該工藝原料簡(jiǎn)單，反應(yīng)裝置易制，流程短，產(chǎn)品質(zhì)量高。
文檔編號(hào)C01C3/10GK1080616SQ9210501
公開(kāi)日1994年1月12日 申請(qǐng)日期1992年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月30日
發(fā)明者陸真冀, 鄭壽英, 聶再宇 申請(qǐng)人:河北省冶金能源環(huán)保研究所