专利名称：利用焦化氨生产氰化钠的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氰化物的制备方法及设备。
目前，焦化生产中的氨不易回收，有的企业直接从蒸氨塔顶排放，或者把产生的氨水直接排放到水环境中，造成大气或水污染，另一方式是将氨生成浓氨水或碳酸氢铵，硫酸铵、尿素等，但随着化肥工业的发展，肥源结构的改变，农民喜用复合肥，因此以氨生成的化肥不易卖出，而利用焦化氨反应生成氰化氢，再转化为氰化钠，至今没有成功的先例。
现有生产氰化钠有1、安氏法(美国专利1，934.838和1，957.749)是以甲烷，纯氨及空气为原料，铂铑合金催化剂于1050-1150℃条件下合成，此法虽能生产质量较好的氰化钠，但原料气质量要求高，排放的废气含氮量高。2、轻油列解法-以轻油，氨为原料，石油焦为载体送入三相电极沸腾床反应炉在1450℃条件下合成，此法氨利用率高，但耗电量大，且尾气含氢量多。3、氨钠法-以金属钠，石油焦、氨为原料，800℃条件下在反应器中合成。此法流程短，但金属钠耗费量大，且对原料要求苛刻，尾气和废渣处理方法繁琐。又如美国专利2，708.151(MCMinn，Jr)和美国专利2，726.139(DLiver)基本上是用纯的HCN和纯氢氧化钠在反应器中反应制得的。以上各种方法均不能适用于生产焦化氨的焦化企业。
本发明针对现有技术的不足，而提出的一种能充分利用焦化氨生产氰化钠的方法及其专用设备。
本发明是这样实现的将焦化氨经减压、脱硫、在加入碳原料和通入氮气的情况下，在反应器中使氨和碳充分反应，生成的气体再经除尘，吸附、冷却而制得含氰化氢的混和气，将含氰化氢的混合气再经酸洗，氢氧化钠碱溶液吸收、脱色、结晶或将含氰化氢的混合气经酸洗，水洗、精馏、中和、结晶而制得氰化钠。
含氰化氢混合气的生成装置由受料斗29、给料机28、中间料斗27、反应管25、加热保温装置、排灰料斗32，排灰机33组成。给料机28安装在受料斗29和中间料斗27之间，反应管25上与中间料斗相连，下与排灰料斗32连接，在反应管周围为加热保温装置，排灰料斗底部安装有排灰机。
下面结合附图对本发明详细叙述。
图1为本发明的工艺流程简图。
图2为氰化氢混和气固定床反应生成装置。
图3为本发明中氰化氢混和气流化床反应生成装置。
焦化氨先经减压器减压至常压，采用柱式干法将减压后的焦化氨脱硫，脱硫后氨气含硫量可降至20mg/m3以下。净化后的氨自进气口26进入反应装置中(如图2所示)。
由图2或图3可看到这一过程具体情况，经加工筛选的碳原料自受料斗29加入，再经中间料斗27，进入反应管25，碳原料充满整个反应管25和排灰料斗32，须排灰或更换原料时自底部卸灰机33排出，同时该机还可起密封作用，在开停机装料或排灰操作时以吹扫气于进气口30、34进行吹扫以保证安全，反应原料气为净化后的氨气，自进气口26供入，在反应管25内充分进行反应后从反应生成气排出口31排出，燃烧室9可使用焦炉煤气、电加热或自产氢、氮混合气加热，烧嘴8采用扩散式煤气烧嘴或低压喷射煤气烧嘴，其燃料和助燃空气分别由煤气管道21和空气管道2供给。燃烧烟气在对流室3内与余热利用装置进行热交换，在燃烧室、对流室内装有热电偶以控制反应器内部温度。从反应装置出来的反应生成气为含氰化氢的混合气，利用该气体生成氰化钠可采用A、B两条工艺路线A一条含氰化氢的混合气，经酸洗，碱洗、脱色、结晶路线。
B含氰化氢的混合气经酸洗、水洗、脱色、精馏、中和、结晶路线。
A含氰化氢的混合气经酸洗脱氨，进入三级碱洗塔，分别由循环碱液进行逆流洗涤，生成氰化钠。
洗涤用碱液浓度为20-45%，由碱贮槽供给。由于上述反应为放热反应，故在循环过程中设碱液冷却器。当第一级循环碱液中吸收HCN达到剩余碱含量为1-2%时，抽出母液进行蒸发和结晶，同时后部各级向前递补，第三级碱洗由新鲜碱液补充。
抽出碱液进入活性炭脱色柱，以脱去不饱和有机化合物构成的显色杂质。脱色为双柱，一柱运行，另一柱再生，再生用蒸汽。脱色后的合格母液，在真空蒸发机中浓缩，真空蒸发机的真空度为0-0.09Mpa，浓缩机釜底温度为10-99℃，以40-60℃为最好，浓缩后的母液在结晶器中结晶，结晶温度为20-40℃，冷却介质为水，结晶时间掌握在0.5-2小时内，结晶结束后，结晶母液送入转鼓式真空过滤机过滤，过滤母液送第一级碱洗循环液重复使用，滤出晶体进入真空干燥，干燥温度为50-150℃，再用破碎机碾碎后计量，装桶，密封包装即为成品。
B含氰化氢的混合气经酸洗脱氨后进入三级水洗涤塔，分别由循环水逆流洗涤。水洗过程中，在各级循环系统中均加入活性炭脱色柱，以脱去不饱和有机物，脱色柱的构成和运行与碱洗法相同。
第一级循环水洗母液中HCN含量达到1-2%时，抽出送精馏釜。釜底温度保持80-100℃，精馏出的纯HCN气体在冷却器中冷却，冷凝。冷凝温度为10-20℃，在冷凝器中得到含HCN为96-99%的液体。精馏釜底残液回送第一级水洗循环液中重复利用，精HCN液在保持冷却温度下送入中和器进行中和，中和器内加入碱液，碱液浓度为35-45%，由贮碱槽供给。由于中和反应为放热反应，故中和反应在冷却条件下进行。中和反应后将母液抽出，然后将母液进行真空蒸发浓缩。结晶、真空过滤、真空干燥、破碎机破碎、装桶密封即为成品，以上这几道工序与A路线相同。
本发明同样适用于氰化钾等其它氰化物、和硫氰化物，铁氰化物等含氰化物的生产。
实施例1从焦化厂取焦化氨冷却到常温脱水，以氢氧化铁法脱硫，精制后的原料气中氨含量为98%，硫含量为15.5mg/m3。反应装置采用固定床，反应器材质为陶瓷，装置内加入经1300℃高温锻烧过的木炭，粒度为5-20mm，氮气充分置换后由电加热至1100℃后保持其温度范围为950-1050℃。在反应器中通入制备好的原料气，停留时间为10秒，生成的反应气经两级酸洗，酸洗液保持50℃，经10小时吸收后，酸洗液中有少量悬浮物出现，过滤后仍可重复使用，酸洗后的反应气进入三级碱洗装置，碱洗液采用水冷却，保持洗液温度为30-40℃，洗液循环过程中以活性炭柱脱除反应中产生的显色杂质。洗后尾气排空，尾气可燃，测定低位发热值2100大卡/m3。碱洗液循环到碱过量2%时抽出第一级吸收液，进入真空蒸发器，蒸发器中得母液温度为50℃，真空度为0.06Mpa。浓度至NaCN含量达到55%时送结晶器，结晶温度为20-30℃，水冷却。有晶体生成后于真空过滤得到白色晶体，将晶体取出，在真空干燥器中干燥，干燥温度60℃，真空度0.06Mpa，干燥后得到氰化钠产品。
产品质量和技术参数见附表。
实施例2，本例采用流化床，反应器材质为石英玻璃，煤气加热，经锻烧的木炭粒度为0.5-2mm，随原料气吹入反应器，停留时间为3秒，生成的反应气先经两级旋风除尘，一级布袋除尘，再经一级活性炭柱脱除其它杂质后送入酸洗工序，其后工序和实施例1相同，产品质量和技术参数见附表。
实施例3，酸洗除氨后的反应气采用软水三级吸收氰化氢，吸收液温度保持30℃，氰化氢含量达到2%时抽出第一级吸收液进行真空精馏，精馏釜底温度为100-120℃，冷却器中保持30℃。加碱中和，保持碱过量1-2%。进入真空蒸发器浓缩。其余工艺和实施例1相同。产品质量和技术参数见附表。
利用本工艺生产的氰化物与现有技术相比具有以下优点。
1、成本低，效益高因本发明利用焦化厂等企业未加充分利用的氨进行加工，从而大大降低了本产品的成本。
2、原料简单，市场前景广阔。
3、反应装置容易制作。
4、原料气适应性强本发明设置了脱硫、脱水，除尘及除去其它杂质等工序，使工艺对原料气的要求不严，对于一切付产氨均可使用。
5、流程短。
6、质量高各生产环节的工艺条件控制严格，尤其在氰化钠生成时，采用了脱色工艺，因此可得到符合国家标准的结晶产品，另外，各工序衔接紧，操作温度低，使氰化钠的纯度提高。
7、整个生产流程的能耗低。
权利要求
1.一种利用焦化氨生产氰化钠的方法，是将含氰化氢的混合气，经酸洗、氢氧化钠溶液吸收、脱色、结晶或将氰化氢经酸洗，水洗、精馏、中和、结晶，其特征在于含氰化氢的混合气是将焦化氨经减压、脱硫、在加入碳原料和通入氮气的情况下，在反应器中使氨和碳充分反应，生成的气体再经除尘，吸附、冷却而制得。
2.根据权利要求1所述的生产氰化钠的方法，其特征在于含氰化氢的混合气是将焦化氨先经减压器减压至常压，然后采用柱式干法将焦化氨中的硫脱去，将脱硫的氨在加入碳原料和通入氮气的情况下，在反应器中和碳充分反应1-20秒，反应生成气经除尘器除尘，再冷却至120℃以下而制得含氰化氢的混合气。
3.一种生产氰化钠的方法，其中该工艺中含氰化氢混和气的制备所需的专用设备，其特征在于由受料斗29、给料机28、中间料斗27、反应管25、加热保温装置、排灰料斗32，排灰机33组成。给料机28安装在受料斗29和中间料斗27之间，反应管25上与中间料斗相连，下与排灰料斗32连接，在反应管周围为加热保温装置，排灰料斗底部安装有排灰机。
4.根据权利要求3所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于加热保温装置由空气供给管道20，煤气供给管道21，烧嘴8，燃烧室9，对流室3，排灰漏斗12，余热利用装置5，热电偶4、10，烟道23，保温层组成，在反应管25的外部为燃烧室9，对流室3、燃烧室9、排灰漏斗12之间均以孔板6、11相隔，对流室内装有余热利用装置5，燃烧室内壁安装多排烧嘴8，烧嘴8装于烧嘴砖7内，在烧嘴砖7的外层有装耐火材料内衬15，在外壳13和内衬15之间填充有保温材料14，在燃烧室和对流室内装有多支热电偶4、10。在燃烧室和排灰漏斗的外侧安装有空气供给管道20和煤气供给管道21。
5.根据权利要求3所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于在中间料斗27上装有吹扫气孔30和原料气进口26。
6.根据权利要求3所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于排灰料斗上装有吹扫气孔34、反应气排出口31。
7.根据权利要求4所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于在燃烧室9上开有窥孔22和检修人孔19、24。
8.根据权利要求3所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于在排灰漏斗12上开有排灰孔18。
9.根据权利要求3所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于受料斗29通过给料机28和进气管道26相连，进气管道26和排灰料斗32相连。
10.根据权利要求9所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于氨加压机35安装在进气管道26上。
11.根据权利要求9所述含氰化氢混和气的反应生成装置，其特征在于反应气排出口31和反应管25相连在一起。
全文摘要
本发明涉及一种利用焦化氨生产氰化钠的方法及设备，该发明利用焦化氨经减压、脱硫，在加入碳原料和通入氮气的情况下，在专用反应器中使氨和碳充分反应，生成的气体再经除尘，吸收，冷却而制得氰化钠，利用该工艺原料简单，反应装置易制，流程短，产品质量高。
文档编号C01C3/10GK1080616SQ9210501
公开日1994年1月12日 申请日期1992年6月30日 优先权日1992年6月30日
发明者陆真冀, 郑寿英, 聂再宇 申请人:河北省冶金能源环保研究所