氰化鈉生產過程中的產品質量淺析

摘 要：在金利化工毛紡有限公司化工分公司氰化鈉裝置實際生產過程中，由于原料氫氰酸（HCN）、氫氧化鈉（NaOH）的質量差異和反應、蒸發生產過程中參數控制的不穩定，造成對氰化鈉成品質量的影響，使產品外觀變差、純度降低、雜質升高，使產品質量降等。通過對原料氫氰酸、氫氧化鈉的質量把關和對反應、蒸發生產過程的控制，從而提高氰化鈉產品的質量等級。

關鍵詞：氰化鈉；質量；氫氰酸；控制；

中圖分類號：TF831 文獻標識碼：A 文章編號：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（簡稱氰化鈉裝置），是由原蘭州化學工業公司設計所設計，始建于1988年7月，1992年6月10日竣工投產。

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品氫氰酸（HCN）與氫氧化鈉（NaOH）進行中和反應。由酸堿站送來的濃度為30%左右的氫氧化鈉經堿計量器計量后在反應器混合管內先與反應器循環液混合，再與丙烯腈車間送來的99.6%的液態氫氰酸經酸計量器計量后進行混合，瞬間完成反應，生成氰化鈉溶液并放出熱量，反應熱大部分由反應液帶走，小部分由反應器的夾套冷卻水及時移走，保持反應溫度在45～55℃。反應液由反應器循環泵送出，一部分進行自身循環；一部分去反應器頂部噴淋以吸收未反應的氫氰酸；一部分去循環液槽；一部分去氰化鈉蒸發器中，如果發生氫氰酸聚合則送入事故槽；蒸發器在溫度40～45℃、余壓0.0028～0.005MPa的條件下蒸發，再由蒸發器循環泵強制外循環，經加熱器加熱返回蒸發器。加熱器的熱源為0.3-0.6Mpa的低壓蒸汽（經過減壓閥后保持在0.15Mpa左右，溫度在111℃左右），產生的蒸汽凝液去V-602溫水槽。

蒸發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，被冷凝下來的蒸發水，經蒸發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。

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

在循環液槽中，匯集了從結晶器上層溢流出來的清液，反應器循環泵來的反應液，離心機來的濾液。用循環液泵將循環液送至反應器，再由反應器循環泵經反應器液位計調節閥調節后將一部分返回循環液槽。如此循環，以此帶走一部分反應熱，并吸收富余的氫氰酸。

送去離心崗位的高濃度氰化鈉經過離心分離，干燥脫水，成型壓片，計量包裝等工序，最終得到片劑產品。

氰化鈉裝置生產工藝特點如下：

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

2、采用高純度原料，有利于生產高純度的產品。

3、以塊狀產品為主，易于運輸、用戶使用安全、方便。

4、采用閃蒸干燥技術，減少對環境的污染。

在實際生產過程中，由于原料氫氧化鈉的質量差異和反應、蒸發生產過程中的不穩定，使產品生產困難、雜質升高、外觀變差，造成對氰化鈉成品質量的影響，使產品質量下降。

成品氰化鈉標準

一、影響氰化鈉成品質量的主要原因

（一）原料氫氰酸

由于丙烯腈裝置工藝成熟、操作平穩，只有在丙烯腈生產不正常時可能發生氫氰酸的聚合（液態氫氰酸或其水溶液有堿或鐵屑雜質存在在高溫下或長時間放置，受光和放射線照射、在放電及電解條件下皆會引起氫氰酸的聚合），聚合物呈黑褐色顆粒，物理、化學性質穩定，不參加酸堿中和反應，成為雜質，影響氰化鈉成品的質量。

固體成品雜質含量分析數據

（二）原料液堿

1、堿濃度不穩定

由于兩次接堿過程中堿濃度的不一致（28%～31%之間波動），會造成反應液中堿含量波動，累積在系統中形成過量氫氧化鈉，與氰化鈉溶液混合進入負壓系統蒸發跟大量進入空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，這部分碳酸鈉不能與氫氰酸完全反應，通過結晶，離心，成型后，最終影響氰化鈉產品的質量。

蘭州石化公司石油化工原材料檢驗報告

2、堿的溫度過高影響反應操作

由于氫氰酸和氫氧化鈉反應屬放熱反應，在短時間內產生大量的反應熱，如果液堿溫度偏高（從酸堿站掃線接堿時，一般發生在冬季）會使反應溫度進一步升高，形成高溫蒸發，產生甲酸鈉，最終影響產品質量。

（三）工藝控制

1、溫度對氰化鈉反應的影響

反應器，蒸發器溫度及加熱器蒸汽量的控制這些都要嚴格按照工藝指標執行。如果生產過程中物料溫度超過60℃氰化鈉會加速水解，將會發生不可逆反應，產生甲酸鈉，這種雜質由于物理、化學性質較穩定，不參加化學反應，對反應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，會造成溶液不易蒸發，不易結晶，離心分離效果差等不良現象，成品中雜質甲酸鈉過高會直接影響到氰化鈉成品的質量。

2、堿濃度的控制

堿濃度是PLC操作系統中可以手動調節，也可以自動調節的一個控制點，一般設置為自動控制，隨瞬時酸量的變化不斷調整，堿濃度控制范圍在25～56%之間，是需要根據系統中實際氫氧化鈉含量做出及時調整的參數，目的是為了保持系統始終處于適當堿性環境。當酸量波動較大時也可自行跟蹤配比，但是存在2秒的延遲，如果酸量突然升高，反應器中堿含量較低，在短時間內反應器內部會產生局部聚合。

二、對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較大，操作人員應適當增加系統進堿量，盡量的降低聚合物的產生。

（二）堿濃度不穩定

每次接堿時及時做好堿液濃度分析，操作人員不僅要知道氫氧化鈉的含量還要知道系統中碳酸鈉的含量，并且根據系統循環液位調整出適當的堿含量配比。

（三）液堿中雜質含量超標

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

（四）液堿溫度過高

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

（五）反應溫度過高

反應器溫度應嚴格按工藝指標執行并控制在45～55℃，SC-81氰化鈉含量控制在35～40%之間。冷凝冷卻系統要保證在夏季也能有良好的控溫效果。

（六）蒸發器溫度過高

蒸發溫度過高主要原因是蒸發過程中產生的大量熱蒸汽不能及時帶走，有以下兩方面情況：一是蒸發撲沫器堵塞，熱蒸汽無法被負壓系統抽出?？梢酝ㄟ^蒸發器頂部的軟水管線沖洗撲沫器，達到出氣暢通的效果；二是真空泵方面的問題，可以通過現場一次真空表發現。包括真空泵閥片漏氣、活塞環漏氣、真空出口管線不暢等，需要操作人員及時檢查真空泵，清理出口管線。

（七）系統中堿含量、碳酸鈉含量過高

正常生產時，系統堿含量盡量接近1%的指標內，若系統堿含量過高，可以適當升高酸堿配比的濃度，減少進堿量，加大循環量，讓系統中多余的堿與氫氰酸反應。

（八）甲酸鈉含量過高

盡量避免系統溫度超過60℃，甲酸鈉含量過高只能將離心濾液送往事故槽，再做進一步的處理。

三、結論

通過對氫氰酸聚合、液堿濃度、液堿中的雜質含量、液堿溫度、反應器溫度、蒸發器溫度、SC-81堿含量的嚴格執行，使氰化鈉生產過程中反應、蒸發、結晶、離心等工序都能得到更進一步的效果，最終達到解決實際問題和提高產品質量的目的。