氰化鈉生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量淺析

摘 要：在金利化工毛紡有限公司化工分公司氰化鈉裝置實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于原料氫氰酸（HCN）、氫氧化鈉（NaOH）的質(zhì)量差異和反應(yīng)、蒸發(fā)生產(chǎn)過程中參數(shù)控制的不穩(wěn)定，造成對(duì)氰化鈉成品質(zhì)量的影響，使產(chǎn)品外觀變差、純度降低、雜質(zhì)升高，使產(chǎn)品質(zhì)量降等。通過對(duì)原料氫氰酸、氫氧化鈉的質(zhì)量把關(guān)和對(duì)反應(yīng)、蒸發(fā)生產(chǎn)過程的控制，從而提高氰化鈉產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)。

關(guān)鍵詞：氰化鈉；質(zhì)量；氫氰酸；控制；

中圖分類號(hào)：TF831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-09-00-02

蘭州金利化工毛紡有限公司化工分公司5600 t/a氰化鈉裝置（簡(jiǎn)稱氰化鈉裝置），是由原蘭州化學(xué)工業(yè)公司設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)，始建于1988年7月，1992年6月10日竣工投產(chǎn)。

工藝流程

氰化鈉裝置是石油化工廠丙烯腈裝置的配套裝置，利用丙烯腈裝置的副產(chǎn)品氫氰酸（HCN）與氫氧化鈉（NaOH）進(jìn)行中和反應(yīng)。由酸堿站送來的濃度為30%左右的氫氧化鈉經(jīng)堿計(jì)量器計(jì)量后在反應(yīng)器混合管內(nèi)先與反應(yīng)器循環(huán)液混合，再與丙烯腈車間送來的99.6%的液態(tài)氫氰酸經(jīng)酸計(jì)量器計(jì)量后進(jìn)行混合，瞬間完成反應(yīng)，生成氰化鈉溶液并放出熱量，反應(yīng)熱大部分由反應(yīng)液帶走，小部分由反應(yīng)器的夾套冷卻水及時(shí)移走，保持反應(yīng)溫度在45～55℃。反應(yīng)液由反應(yīng)器循環(huán)泵送出，一部分進(jìn)行自身循環(huán)；一部分去反應(yīng)器頂部噴淋以吸收未反應(yīng)的氫氰酸；一部分去循環(huán)液槽；一部分去氰化鈉蒸發(fā)器中，如果發(fā)生氫氰酸聚合則送入事故槽；蒸發(fā)器在溫度40～45℃、余壓0.0028～0.005MPa的條件下蒸發(fā)，再由蒸發(fā)器循環(huán)泵強(qiáng)制外循環(huán)，經(jīng)加熱器加熱返回蒸發(fā)器。加熱器的熱源為0.3-0.6Mpa的低壓蒸汽（經(jīng)過減壓閥后保持在0.15Mpa左右，溫度在111℃左右），產(chǎn)生的蒸汽凝液去V-602溫水槽。

蒸發(fā)器所需的真空從真空泵和真空泵入口分離器、冷凝冷卻器、過冷器獲得，被冷凝下來的蒸發(fā)水，經(jīng)蒸發(fā)水受槽最終溢流至廢水槽中；真空泵入口分離器的凝液則自流到真空泵入口分離器液封槽中，再溢流至廢水槽中。

經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)的溶液濃度從30%左右濃縮到45%左右，蒸發(fā)器中含晶核的濃縮液利用位差落入結(jié)晶器底部，在常壓下，攪拌器以2轉(zhuǎn)/分鐘的速度緩慢攪拌，晶核在結(jié)晶器中生長(zhǎng)富集，保持氰化鈉漿料結(jié)晶度在65～80%。結(jié)晶器中液體分為三層，上層清液溢流至循環(huán)液槽；中層由結(jié)晶器循環(huán)泵送回蒸發(fā)器中，繼續(xù)蒸發(fā)；下層漿液用漿液泵送到離心崗位。

在循環(huán)液槽中，匯集了從結(jié)晶器上層溢流出來的清液，反應(yīng)器循環(huán)泵來的反應(yīng)液，離心機(jī)來的濾液。用循環(huán)液泵將循環(huán)液送至反應(yīng)器，再由反應(yīng)器循環(huán)泵經(jīng)反應(yīng)器液位計(jì)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后將一部分返回循環(huán)液槽。如此循環(huán)，以此帶走一部分反應(yīng)熱，并吸收富余的氫氰酸。

送去離心崗位的高濃度氰化鈉經(jīng)過離心分離，干燥脫水，成型壓片，計(jì)量包裝等工序，最終得到片劑產(chǎn)品。

氰化鈉裝置生產(chǎn)工藝特點(diǎn)如下：

1、氰化鈉生產(chǎn)采用液相法生產(chǎn)，即液（氫氰酸）-液（氫氧化鈉）反應(yīng)，有利于反應(yīng)熱的移出。

2、采用高純度原料，有利于生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品。

3、以塊狀產(chǎn)品為主，易于運(yùn)輸、用戶使用安全、方便。

4、采用閃蒸干燥技術(shù)，減少對(duì)環(huán)境的污染。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于原料氫氧化鈉的質(zhì)量差異和反應(yīng)、蒸發(fā)生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定，使產(chǎn)品生產(chǎn)困難、雜質(zhì)升高、外觀變差，造成對(duì)氰化鈉成品質(zhì)量的影響，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。

成品氰化鈉標(biāo)準(zhǔn)

一、影響氰化鈉成品質(zhì)量的主要原因

（一）原料氫氰酸

由于丙烯腈裝置工藝成熟、操作平穩(wěn)，只有在丙烯腈生產(chǎn)不正常時(shí)可能發(fā)生氫氰酸的聚合（液態(tài)氫氰酸或其水溶液有堿或鐵屑雜質(zhì)存在在高溫下或長(zhǎng)時(shí)間放置，受光和放射線照射、在放電及電解條件下皆會(huì)引起氫氰酸的聚合），聚合物呈黑褐色顆粒，物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不參加酸堿中和反應(yīng)，成為雜質(zhì)，影響氰化鈉成品的質(zhì)量。

固體成品雜質(zhì)含量分析數(shù)據(jù)

（二）原料液堿

1、堿濃度不穩(wěn)定

由于兩次接堿過程中堿濃度的不一致（28%～31%之間波動(dòng)），會(huì)造成反應(yīng)液中堿含量波動(dòng)，累積在系統(tǒng)中形成過量氫氧化鈉，與氰化鈉溶液混合進(jìn)入負(fù)壓系統(tǒng)蒸發(fā)跟大量進(jìn)入空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，這部分碳酸鈉不能與氫氰酸完全反應(yīng)，通過結(jié)晶，離心，成型后，最終影響氰化鈉產(chǎn)品的質(zhì)量。

蘭州石化公司石油化工原材料檢驗(yàn)報(bào)告

2、堿的溫度過高影響反應(yīng)操作

由于氫氰酸和氫氧化鈉反應(yīng)屬放熱反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，如果液堿溫度偏高（從酸堿站掃線接堿時(shí)，一般發(fā)生在冬季）會(huì)使反應(yīng)溫度進(jìn)一步升高，形成高溫蒸發(fā)，產(chǎn)生甲酸鈉，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。

（三）工藝控制

1、溫度對(duì)氰化鈉反應(yīng)的影響

反應(yīng)器，蒸發(fā)器溫度及加熱器蒸汽量的控制這些都要嚴(yán)格按照工藝指標(biāo)執(zhí)行。如果生產(chǎn)過程中物料溫度超過60℃氰化鈉會(huì)加速水解，將會(huì)發(fā)生不可逆反應(yīng)，產(chǎn)生甲酸鈉，這種雜質(zhì)由于物理、化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，不參加化學(xué)反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)本身也沒有大的影響，但是需要注意的是：在氰化鈉溶液中含量超過4%時(shí)，會(huì)造成溶液不易蒸發(fā)，不易結(jié)晶，離心分離效果差等不良現(xiàn)象，成品中雜質(zhì)甲酸鈉過高會(huì)直接影響到氰化鈉成品的質(zhì)量。

2、堿濃度的控制

堿濃度是PLC操作系統(tǒng)中可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的一個(gè)控制點(diǎn)，一般設(shè)置為自動(dòng)控制，隨瞬時(shí)酸量的變化不斷調(diào)整，堿濃度控制范圍在25～56%之間，是需要根據(jù)系統(tǒng)中實(shí)際氫氧化鈉含量做出及時(shí)調(diào)整的參數(shù)，目的是為了保持系統(tǒng)始終處于適當(dāng)堿性環(huán)境。當(dāng)酸量波動(dòng)較大時(shí)也可自行跟蹤配比，但是存在2秒的延遲，如果酸量突然升高，反應(yīng)器中堿含量較低，在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生局部聚合。

二、對(duì)上述原因的解決處理

（一）氫氰酸聚合

每次開、停車前丙烯腈車間送酸量波動(dòng)較大，操作人員應(yīng)適當(dāng)增加系統(tǒng)進(jìn)堿量，盡量的降低聚合物的產(chǎn)生。

（二）堿濃度不穩(wěn)定

每次接堿時(shí)及時(shí)做好堿液濃度分析，操作人員不僅要知道氫氧化鈉的含量還要知道系統(tǒng)中碳酸鈉的含量，并且根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)液位調(diào)整出適當(dāng)?shù)膲A含量配比。

（三）液堿中雜質(zhì)含量超標(biāo)

定期清理V-001罐和V-002罐，接堿時(shí)先接入V-002罐沉淀后，再送往V-001、反應(yīng)器參加反應(yīng)。定期清理常用堿罐，減少參加反應(yīng)的液堿雜質(zhì)。

（四）液堿溫度過高

操作工要掌握好冬季接停堿時(shí)間，尤其是冬季注意停堿掃線時(shí)間不要過長(zhǎng)，必要時(shí)將堿罐至反應(yīng)器間的管線配備夾套冷卻裝置，把液堿的溫度適當(dāng)降低。

（五）反應(yīng)溫度過高

反應(yīng)器溫度應(yīng)嚴(yán)格按工藝指標(biāo)執(zhí)行并控制在45～55℃，SC-81氰化鈉含量控制在35～40%之間。冷凝冷卻系統(tǒng)要保證在夏季也能有良好的控溫效果。

（六）蒸發(fā)器溫度過高

蒸發(fā)溫度過高主要原因是蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的大量熱蒸汽不能及時(shí)帶走，有以下兩方面情況：一是蒸發(fā)撲沫器堵塞，熱蒸汽無法被負(fù)壓系統(tǒng)抽出?？梢酝ㄟ^蒸發(fā)器頂部的軟水管線沖洗撲沫器，達(dá)到出氣暢通的效果；二是真空泵方面的問題，可以通過現(xiàn)場(chǎng)一次真空表發(fā)現(xiàn)。包括真空泵閥片漏氣、活塞環(huán)漏氣、真空出口管線不暢等，需要操作人員及時(shí)檢查真空泵，清理出口管線。

（七）系統(tǒng)中堿含量、碳酸鈉含量過高

正常生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)堿含量盡量接近1%的指標(biāo)內(nèi)，若系統(tǒng)堿含量過高，可以適當(dāng)升高酸堿配比的濃度，減少進(jìn)堿量，加大循環(huán)量，讓系統(tǒng)中多余的堿與氫氰酸反應(yīng)。

（八）甲酸鈉含量過高

盡量避免系統(tǒng)溫度超過60℃，甲酸鈉含量過高只能將離心濾液送往事故槽，再做進(jìn)一步的處理。

三、結(jié)論

通過對(duì)氫氰酸聚合、液堿濃度、液堿中的雜質(zhì)含量、液堿溫度、反應(yīng)器溫度、蒸發(fā)器溫度、SC-81堿含量的嚴(yán)格執(zhí)行，使氰化鈉生產(chǎn)過程中反應(yīng)、蒸發(fā)、結(jié)晶、離心等工序都能得到更進(jìn)一步的效果，最終達(dá)到解決實(shí)際問題和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。