(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108503532 A(43)申请公布日 2018.09.07
(21)申请号 201810457012.5(22)申请日 2018.05.14
(71)申请人 衡阳师范学院
地址 421000 湖南省衡阳市珠晖区衡花路
16号(72)发明人 唐斯萍
(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569
代理人 刘奇(51)Int.Cl.
C07C 51/41(2006.01)C07C 53/06(2006.01)C07C 231/02(2006.01)C07C 233/03(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法(57)摘要
本发明提供了一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。本发明使用甲酸作为吸收剂与利用尿素和碳酸钠反应生成的副产物中的氨气反应生成甲酸铵或甲酰胺，经济效益显著，操作简单。
CN 108503532 ACN 108503532 A
权 利 要 求 书
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1.一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；
调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述副产尾气中氨气的体积含量为35％～45％。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述甲酸溶液的质量浓度为45％～55％。
4.如权利要求1～3任一项所述的处理方法，其特征在于，所述甲酸溶液的质量与副产尾气的体积比为1Kg：(0.55～0.85)m3。
5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述中和反应的温度为40～86℃。6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，调节所述中间物料的pH值为2.8～3.2。7.如权利要求1或6所述的处理方法，其特征在于，调节所述中间物料pH值所采用的调节剂为甲酸溶液；所述甲酸溶液的质量浓度为50％～85％。
8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述脱水处理包括蒸发或蒸馏。9.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述蒸发的温度为75～105℃。10.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述蒸馏的塔釜温度为145～155℃，塔顶温度为95～105℃。
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说 明 书
一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法
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技术领域
[0001]本发明涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法。
背景技术
[0002]氰酸钠广泛应用于除草剂、灭菌剂、金属热处理剂和医药中间体等，氰酸钠的生产方法主要有固态熔融法、吸收法、液相法和液固反应法。液固反应法是目前工业上采用最广泛的方法，是利用尿素与碳酸钠或氢氧化钠反应生成氰酸钠。由于尿素与氢氧化钠反应制备氰酸钠的成本较高，所以目前以碳酸钠与尿素反应制备氰酸钠为主。但是用尿素与碳酸钠反应生成氰酸钠的过程中，如果对产生的尾气不加以利用的话，就会造成大量的盐酸铵、碳酸氢铵和氨水的外排，污染环境。[0003]目前，对于所述尾气的处理，中国专利200610069084.X公开了将所述尾气与和水混合后生产复合肥的方法，但其经济效益较差；中国专利201010190456.0公开了利用所述尾气生产七水碳酸钠和硫酸铵的方法，但是七水碳酸钠和硫酸钠的价值很低，仍然存在经济效益差的问题。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种经济效益好的处理制备氰酸钠副产尾气的方法。[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0006]本发明提供了一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：[0007]将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；[0008]调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。[0009]优选的，所述副产尾气中氨气的体积含量为35％～45％。[0010]优选的，所述甲酸溶液的质量浓度为45％～55％。[0011]优选的，所述甲酸溶液的质量与副产尾气的体积比为1Kg：(0.55～0.85)m3。[0012]优选的，所述中和反应的温度为40～86℃。[0013]优选的，调节所述中间物料的pH值为2.8～3.2。[0014]优选的，调节所述中间物料pH值所采用的调节剂为甲酸溶液；所述甲酸溶液的质量浓度为50％～85％。[0015]优选的，所述脱水处理包括蒸发或蒸馏。[0016]优选的，所述蒸发的温度为75～105℃。[0017]优选的，所述蒸馏的塔釜温度为145～155℃，塔顶温度为95～105℃。[0018]本发明提供了一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸
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说 明 书
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铵或甲酰胺。本发明使用甲酸作为吸收剂与制备氰酸钠的副产尾气中的氨气反应生成甲酸铵或甲酰胺，经济效益显著，操作简单。附图说明
[0019]图1为本发明处理制备氰酸钠的副产尾气的流程图。
具体实施方式
[0020]本发明提供了一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：[0021]将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；[0022]调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。[0023]本发明将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料。在本发明中，所述副产尾气中氨气的体积含量优选为35％～45％，更优选为38％～42％，最优选为39％～40％。[0024]在本发明中，所述副产尾气中优选还包括二氧化碳和水蒸气；所述二氧化碳的体积含量优选为22-28％，更优选为24-26％；所述水蒸气的体积含量优选为20-30％，更优选为24.5-25.5％。
[0025]在本发明中，所述甲酸溶液的质量浓度优选为40％～55％，更优选为45％～50％，最优选为46％～48％。在本发明中，所述甲酸溶液的溶剂优选为水。[0026]在本发明中，所述甲酸溶液的质量与副产尾气的体积比优选为1Kg：(0.55～0.85)m3，更优选为1Kg：(0.65～0.8)m3，最优选为1Kg：(0.75～0.78)m3。[0027]在本发明中，所述中和反应的温度优选为40～86℃，更优选为50～80℃，最优选为60～70℃。
[0028]在本发明中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠反应制备氰酸钠的副产物。本发明对于所述尿素和碳酸钠反应制备氰酸钠的条件没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的尿素和碳酸钠反应制备氰酸钠的技术方案即可。在本发明中，所述尿素和碳酸钠的物质的量比优选为(1.8～2.2):1，更优选为(1.9～2.1)：1。在本发明中，所述尿素和碳酸钠的反应温度优选为165～175℃，更优选为168～172℃。[0029]在本发明中，所述制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合优选将制备氰酸钠的副产尾气通入甲酸溶液中。[0030]在本发明中，在进行实际规模化生产时，所述尿素和碳酸钠的反应优选在耙式反应器中进行，具体如图1所示，在耙式反应器上部的进料口投入尿素和碳酸钠的混合物进行反应，在耙式反应器中生成的氰酸钠通过反应器底部的排料孔排出；而副产尾气则通过耙式反应器上方的出气口进入吸收塔内与其中的甲酸溶液发生中和反应。[0031]得到中间物料后，本发明调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。本发明优选将所述中间物料的pH值调节为2.8～3.2，更优选为2.9～3.1。在本发明中，调节所述中间物料pH值所采用的调节剂优选为甲酸溶液；所述甲酸溶液的质量浓度优选为50％～85％，更优选为55％～80％，最优选为60％～70％。在本发明中，所述甲酸溶液的溶剂优选为水。
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说 明 书
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在本发明中，将所述中间物料的pH值调节为2.8～3.2的目的是去除中间物料中可
能存在的碳酸铵。
[0033]在本发明中，在进行实际规模化生产时，调节所述中间物料pH值的过程优选在中和釜中进行，具体如图1所示，所述副产尾气与甲酸溶液发生中和反应后通过吸收塔上方的回流冷凝器进行回流冷凝处理，将不含氨气的尾气排至空气中，未反应的氨气与甲酸经过回流冷凝处理后再次回流至吸收塔参与中和反应，中和反应完成后得到的中间物料从吸收塔底部的出料口经循环泵输送至中和釜中，利用甲酸溶液调节所述中间物料的pH值至2.8～3.2后，根据所要得到的目标产物分别将pH值为2.8～3.2的中间物料输送至脱水釜或蒸馏釜进行脱水处理。[0034]在本发明中，所述脱水处理优选包括蒸发或蒸馏。[0035]在本发明中，当采用蒸发进行脱水处理时，得到的目标产物为甲酸铵；所述蒸发的目的是去除中和反应过程中生成的水分子，从而得到甲酸铵。在本发明中，所述蒸发的温度优选为75-105℃，更优选为85-102℃。[0036]完成所述蒸发后，本发明优选将得到的蒸发物料依次进行冷却结晶、离心和干燥，得到甲酸铵。本发明对所述冷却结晶、离心和干燥没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷却结晶、离心和干燥的技术方案即可。[0037]本发明优选将离心得到的母液回收；所述回收方式优选是将母液作为配制参与中和反应的甲酸溶液的原料或再次进行脱水、冷却结晶、离心和干燥，制备甲酸铵。[0038]在本发明中，在进行实际规模化生产时，所述蒸发优选在脱水釜中进行，具体如图1所示，蒸发后得到的蒸发物料从所述脱水釜底部的出料口排出，进行后续冷却结晶、离心和干燥，得到甲酸铵。[0039]在本发明中，当采用蒸馏进行脱水处理时，得到的目标产物为甲酰胺；所述蒸馏的目的是使中和反应生成的甲酸铵发生分子内脱水，从而生成甲酰胺。在本发明中，所述蒸馏的塔釜温度优选为145～155℃，更优选为148～153℃，最优选为150～152℃；所述蒸馏的塔顶温度为95～105℃，更优选为98～103℃，最优选为100～102℃。[0040]完成所述蒸馏后，本发明优选将得到的蒸馏物料进行真空精馏；在本发明中，所述真空精馏的压力优选为≤-0.093MPa，更优选为≤-0.095MPa；所述真空精馏的塔釜温度优选为175～180℃，更优选为176～178℃；所述真空精馏的塔顶温度优选为165～175℃，更优选为168～172℃。
[0041]在本发明中，在进行实际规模化生产时，所述蒸馏优选在蒸馏釜中进行，所述真空精馏优选在蒸馏塔中进行，具体如图1所示。
[0042]下面将结合实际工艺生产流程对本发明的技术方案进行进一步说明。[0043]图1为本发明处理制备氰酸钠的副产尾气的流程图，具体包括以下步骤：[0044]将尿素和碳酸钠投入到反应器中，进行生成氰酸钠的反应，将生成的氰酸钠从反应器的排料孔排出，同时将副产尾气输入吸收塔，与事先在吸收塔中加入的甲酸溶液进行中和反应；在吸收塔的上方设置有回流冷凝器回收未反应的甲酸溶液，同时中和反应后得到的去除氨气的尾气通过除沫器的除杂排放到空气中；
[0045]将所述中和反应后得到的中间物料通过循环泵进入中和釜，在中和釜中通过加入甲酸溶液调节所述中间物料的pH值，然后输入脱水釜进行脱水处理，并将得到的脱水物料
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进行冷却结晶、离心和干燥，得到甲酸铵；或者将调节pH值后的中间物料输入蒸馏釜进行脱水处理，得到甲酰胺。
[0046]下面结合实施例对本发明提供的用制备氰酸钠的副产尾气的处理方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。[0047]实施例1
[0048]将1320kg尿素和1060kg碳酸钠混合均匀投入耙式反应器中，升温至165℃，将生成的氰酸钠(质量含量为92％)从排料孔排出，同时得到含有二氧化碳、氨气和水蒸气的副产尾气，副产尾气中氨气的体积含量为40％；
[0049]将699.2M3所述副产尾气送入至预先加有920kg质量浓度为50％的甲酸水溶液的吸收塔内，控制吸收塔的温度为45℃，进行中和反应，得到中间物料；[0050]将所述中间物料送入中和釜，加入质量浓度为50％的甲酸水溶液调节中间物料的pH值为3后，送去脱水釜，85℃蒸发去除其中的水分，经冷却结晶、离心和干燥，得到甲酸铵，纯度为98wt％。[0051]实施例2
[0052]将1320kg尿素和1060kg碳酸钠混合均匀投入耙式反应器中，升温至175℃，将生成的氰酸钠(质量含量为94％)从排料孔排出，同时得到含有二氧化碳、氨气和水蒸气的副产尾气，副产尾气中氨气的体积含量为42％；
[0053]将700M3体积所述副产尾气送入预先加有920kg质量浓度为50％的甲酸水溶液的吸收塔内，控制吸收塔的温度为50℃，进行中和反应，得到中间物料；[0054]将中间物料送入中和釜，加入重量浓度为50％的甲酸水溶液调节中间物料的pH为3后，送去脱水釜，145℃蒸馏得到甲酰胺，纯度为90wt％，再将90％的甲酰胺在175℃、-0.093MPa条件下真空精馏，得到甲酰胺，纯度为99wt％。[0055]由以上实施例可知，本发明提供了一种制备氰酸钠的副产尾气的处理方法，包括以下步骤：将制备氰酸钠的副产尾气与甲酸溶液混合，发生中和反应，得到中间物料；其中，所述副产尾气是由尿素和碳酸钠制备氰酸钠的过程中产生；调节所述中间物料的pH值，经脱水处理，得到甲酸铵或甲酰胺。本发明使用甲酸作为吸收剂与制备氰酸钠的副产尾气中的氨气反应生成甲酸铵或甲酰胺，经济效益显著，操作简单，且得到的甲酸铵或甲酰胺的纯度均在90wt％以上。
[0056]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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