氰化钠的生产方法技术

一种生产无水氰化钠晶体的方法，它是将含有氧化碳和水的氰化氢合成气吸收在氢氧化钠水溶液中，然后将通过吸收得到的氰化钠溶液进行结晶。在吸收过程中形成的碳酸钠在结晶前不必除去。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无水氰化钠晶体的生产，方法是用含有二氧化碳的不纯的氰化氢气体直接中和氢氧化钠，然后进行结晶并分离该晶体。氰化钠（NaCN）具有多种用途。例如，用于电镀、处理金属表面、由矿物萃取和回收金属以及化学应用。在这些用途中氰化钠（NaCN）已知是通过所谓的湿法或氰化氢（HCN）与氢氧化钠（NaOH）的中和生产的。HCN以气体或液体的形式加入，而NaOH以水溶液的形式加入，从而形成NaCN水溶液。固体NaCN晶体在NaCN水溶液的蒸发过程中形成。可分离这些晶体并干燥以得到无水NaCN产品，该产品通常被压紧成易于装运和使用的坯块。以往生产者通常是用基本上纯的无水HCN与基本上纯的NaOH反应，NaOH一般是以50%溶液的形式加入反应器的。美国专利2，708，151（MCMinn，Jr.）和美国专利2，726，139（Oliver）讲授了使用基本上纯的HCN的方法。HCN采用本
众所周知的各种方法进行工业生产。对于几种已知的方法（例如，美国专利1，934，838和，1，957，749中介绍的催化反应甲烷、氨和空气的安德卢梭（Andrussow）法），其合成产物是多种组分的混合物，包括所要求的HCN以及水，未反应的氨、氢、氮和氧化碳。在要求使用基本上纯的HCN时，为了提供令人满意的产品需要复杂和昂贵的精馏和分离工序。-->如果省去纯化HCN所需要的精馏和分离工序，投资和操作费用将会大大降低，因此人们进行了许多尝试，试图用不纯的HCN气体生产易于通过蒸发结晶转化成无水NaCN的氰化物水溶液。当HCN合成气直接吸收在NaOH中时，所得的水溶液含有可测量的由不纯气体吸收的杂质。在水溶液中的主要杂质之一是二氧化碳与NaOH中和剂反应所形成的碳酸钠。这样形成的碳酸钠在所形成的饱和NaCN溶液中可溶到约1.5%（重量）。在蒸发和NaCN的结晶过程中，碳酸钠将结晶并成为无水NaCN产品中的杂质。此外，由于碳酸钠在NaCN水溶液中具有反溶解度关系，所以随溶液温度的增加，碳酸钠在该溶液中的溶解度将下降。因此，碳酸钠会沉淀出来并堵塞表面温度高的换热器，例如，会沾污蒸发器加热表面。一旦加热表面结垢，热传导会变得更加困难，于是增加了操作费用。随着更多的污垢的积累，蒸发结晶器的操作最终将被迫中断。Mann等人的美国专利3，619，132使用了不纯的HCN气。但其中是通过将不含有二氧化碳的不纯的HCN气吸收于碱氢氧化物中来避免生成碳酸钠。Mann等人使用特殊的彼此独立的步骤，就是在低于大气压下吸收和在更低的压力下结晶。其它人已尝试过采用含有二氧化碳杂质的HCN，但是要在结晶以前除去碳酸钠。Cain的美国专利2，616，782讲授了一种方法，其中将氧化钙以至少与HCN气体中的二氧化碳等当量的量加入NaOH中，并将温度控制在低于196°F（约91℃）。该方法旨在减少由于二氧化碳与NaOH反应所形成的碳酸钠而造成的污染。代替碳酸钠而-->形成的碳酸钙不溶于NaCN溶液，可以在结晶前滤除。Mittasch等人的美国专利1，531，123也讲授了一种使用含二氧化碳的HCN气体的方法。该方法采用浓NaOH、低温（最好低于40℃）并加入氨，这样便可在结晶前沉淀所形成的碳酸钠。除了存在与二氧化碳有关的问题以外，HCN合成气中的水造成了其它困难。该合成气一般含有大量的水，大部分水在一般的低吸收温度下被冷凝在吸收器中，这些冷凝水加入到水负荷（反应生成的水加NaOH水溶液的水）当中，这些水是结晶器所必需处理的。该冷凝的水加入结晶器必须使用的水负荷（反应的水加上NaOH水溶液的水）当在该结晶器中蒸发过量的水时，必须排出更多的水蒸气。增加水的排出量会从溶液中带走额外的HCN蒸气，其结果是破坏了中和反应的平衡。然后，NaCN与水反应产生HCN和NaOH，使反应逆向平衡。这就造成产率降低、除去蒸气中的HCN所要求的额外的气体洗涤，以及蒸发器（或结晶母液）中NaOH含量的增加。当结晶母液中的NaOH含量较高时，干燥的NaCN晶体会包上一层NaOH。由于NaOH比NaCN更易于吸水，所以无水产品的贮存和使用变得更加困难。为了避免水的吸收而从贮存和运输容器中除去空气变得甚至更加关键，并且如果发生水的吸收，例如会造成结块。通常，采用干燥压缩法将NaCN制成坯块并运送给用户，用户一般将该NaCN溶于水中以制成各种不同用途的水溶液。例如，对于从矿物中萃取金属的应用，是将固体NaCN产品制成含有约23%（重量）NaCN的稀溶液。萃取器一般也加入一种碱以增加pH从而使氰化物的离子化作用减至最低程度，因此降低了氰化物蒸气的挥发。作-->为合格的产品，晶体必须具有足够高的NaCN浓度，这样当稀释时，NaCN的重量百分比对于所要求的用途是足够高的。例如，对于金属萃取，大约90～95%NaCN的试样将是合格的，只要其杂质不会影响晶体性质，特别是那些影响贮存和运输能力以及无水NaCN实施其所要求的用途的效果的性质。本专利技术是一种制备合格的可有效地干燥并压制成坯块的无水NaCN晶体的方法，该方法是将含有氧化碳的HCN合成气直接吸收在NaOH水溶液中，无需增加辅助设备，即可沉淀NaOH与氧化碳反应所形成的碳酸钠。将所形成的NaCN溶液直接通到结晶器而不用除去任何所形成的碳酸钠。从结晶器排出的气体最好用NaOH洗涤以除去HCN，最好将其再循环到吸收器。该结晶器最好是一种分级结晶器，其中含有碳酸钠的小晶体升到上部，而较大的NaCN晶体的淤浆从底部排出。最好将较小的晶体再循环到吸收器。将由结晶器排出的NaCN晶体淤浆送入标准结构的固/液分离器以使该晶体脱水。然后将该脱水的晶体进行干燥，而且当结晶器是非分级结晶器时，将由分离器排出的部分或全部母液再循环到吸收器。当采用分级结晶器时，最好将该母液从分离器再循环到结晶器，而将小晶体的淤浆再循环到吸收器。另一个较好的实施方案是在一个单级吸收一结晶器中将不纯的HCN合成气同时吸收于NaOH水溶液中并进行结晶。图1是实施本专利技术的设备与标准的非分级结晶器的合适组合的示意图。图2是实施本专利技术的设备与分级结晶器的合适组合的示意图。图3是实施本专利技术的设备的合适组合的示意图，该设备用于在一个单级主反应容器即吸收一结晶器中同时吸收和结晶。-->本专利技术采用在NaOH水溶液中直接吸收HCN合成气，该合成气除其它组分外还包含水、氧化碳和惰性物质。该HCN合成气直接从HCN转化器通过废热锅炉送到吸收器。合成气的温度约70～600℃，但这要取决于废热锅炉的结构。该温度可以随需要而增加或降低。对于本专利技术的方法，HCN合成气的温度最好为70～300℃。可以按HCN工艺进行操作以便将合成气原料各组分的浓度控制在一定范围内。最好控制该HCN合成气，使其氧化碳含量减至最低，最好将此量控制在0.5～1.5%（重量）。该过程可以间歇运行，但连续操作最好。加入吸收器的NaOH水溶液可以是任何浓度，最好为50%（重量）或更高。为了防止HCN在吸收操作过程中发生聚合，必需在吸收的氰化物溶液中保持过量的碱性。连续操作允许将碱性控制在低水平。在连续吸收中，游离NaOH含量应尽可能的低以将二氧化碳吸收减至最低程度并允许碳酸钠与HCN反应，但应高到足以避免生成聚合物。当温度低以及体系中有碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产无水氰化钠晶体的方法，包括：ａ．在约３０～８０℃的温度和约大气压的压力下，在吸收器中将不纯的含有氧化碳和水的氰化氢合成气吸收于氢氧化钠水溶液中，以生成氰化钠溶液，然后ｂ．将该氰化钠溶液送入在５０～９０℃的温度和４０～３００ｍ ｍＨｇ的压力下操作的蒸发给晶器，以生成ＮａＣＮ晶体的淤浆，然后ｃ．从淤浆中分离出ＮａＣＮ晶体和母液。

【技术特征摘要】
US 1987-9-24 100,7311、一种生产无水氰化钠晶体的方法，包括：a.在约30～80℃的温度和约大气压的压力下，在吸收器中将不纯的含有氧化碳和水的氰化氢合成气吸收于氢氧化钠水溶液中，以生成氰化钠溶液，然后b.将该氰化钠溶液送入在50～90℃的温度和40～300mmHg的压力下操作的蒸发给晶器，以生成NaCN晶体的淤浆，然后c.从淤浆中分离出NaCN晶体和母液。2、权利要求1的方法，其中来自蒸发结晶器的蒸气中的氰化氢被吸收并再循环到吸收器，而母液再循环到吸收器。3、权利要求1的方法，其中母液再循环到蒸发结晶器，并且该蒸发结晶器是一种分...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮特玛丽罗杰斯，哈罗德费尔顿波特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]