專利名稱：羰基鎳的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種羰基鎳的合成方法。
背景技術(shù)：
羰化提鎳工藝是近代發(fā)展的冶金技術(shù)，其工藝過程為將純鎳、銅鎳合金或者氧化鎳等含鎳原料，通過與一氧化碳反應(yīng)得到羰基鎳Ni(CO)4。從1902年在英國建立蒙德鎳公司克萊達(dá)奇精煉廠以來，羰基法經(jīng)過近百年的發(fā)展，現(xiàn)已形成以國際鎳公司(INCO)克萊達(dá)奇鎳精煉廠為代表的常壓、國際鎳公司(INCO)銅崖鎳精煉廠為代表的中壓、俄羅斯北鎳公司曼切哥爾斯克廠為代表的高壓羰化法的三種工藝。國際鎳公司(INCO)英國克萊達(dá)奇鎳精煉廠常壓法合成操作是連續(xù)式的，常壓羰化法設(shè)備與工藝過程簡單，但效率低，加料、排料、合成及CO循環(huán)與補(bǔ)充等整個系統(tǒng)的操作連續(xù)進(jìn)行，某一環(huán)節(jié)受阻都會影響全過程的進(jìn)行，故生產(chǎn)控制管理、系統(tǒng)的熱平衡以及CO的平衡要求均極為嚴(yán)格，不易掌握。且因無精餾工序，對原料的適應(yīng)性差。俄羅斯北方鎳公司采用高壓羰化法具有操作簡單，設(shè)備易解決，工程造價低的優(yōu)勢，但由于壓力、溫度偏高，其合成設(shè)備壁厚，散熱排料困難，羰化過程中對原料中所含多種金屬元素的選擇性差，要求原料含鐵不能太高。而且會造成貴金屬流失，難于發(fā)揮高壓反應(yīng)速度快的優(yōu)點。
國際鎳公司(INCO)加拿大銅崖鎳精煉廠和新喀里多尼亞布瓦茲廠采用中壓羰化法具有壓力適中，合成設(shè)備效率高，對原料的適應(yīng)性較強(qiáng)的優(yōu)點，但其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合成釜需實施中壓條件下動態(tài)旋轉(zhuǎn)密封，技術(shù)要求難度高，造價昂貴。但是，從世界上鎳的羰化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢考慮，中壓羰化技術(shù)最具競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于獲得中壓條件下選擇性高效羰基化提鎳技術(shù)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種羰基鎳的合成方法，其特征是將鎳銅合金或者鎳銅一次合金置于固定床反應(yīng)器中，連續(xù)通入含有催化劑的一氧化碳?xì)怏w，控制反應(yīng)壓力5.0-15.0MPa、溫度150-250℃進(jìn)行反應(yīng)；其中催化劑為氨氣、甲胺、乙胺、乙二胺或三乙胺。
含有催化劑的一氧化碳?xì)怏w中催化劑的體積百分含量為0.5％-10％。
我們采用的反應(yīng)原料銅鎳合金或鎳銅一次合金，鎳的重量百分含量為25-75％。
本發(fā)明的突出特點是(1)用此法合成羰基鎳收率高，反應(yīng)時間短，反應(yīng)壓力適中(5.0-15.0MPa)；(2)此法合成羰基鎳反應(yīng)溫度低且溫度適用范圍寬泛，150-250℃下均能得到較理想結(jié)果；(3)此法對反應(yīng)原料要求不高，適應(yīng)性廣。(4)此法反應(yīng)工藝簡單且原料廉價易得，可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明為銅鎳合金或鎳銅一次合金在中壓條件下羰化提鎳合成技術(shù)。由于壓力溫度比較適中，對設(shè)備及原料的要求不及俄羅斯的高壓法嚴(yán)格；同時，通過對原料獨特的活化處理，又可在反應(yīng)器實現(xiàn)鎳的選擇性高效羰化，跨越了INCO公司中壓羰化動態(tài)旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的技術(shù)難度要求，工程造價將大為降低。
具體實施例方式
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明特提供以下實施例，顯然本發(fā)明的實施方式并不限于下屬實施例。
實施例1在反應(yīng)器中加入30g鎳銅一次合金顆粒，反應(yīng)器經(jīng)過抽真空并用一氧化碳置換空氣后，連續(xù)通入含有氨氣的一氧化碳，其中在壓力7.0MPa、溫度180℃條件下進(jìn)行反應(yīng)48小時，含有羰基鎳的反應(yīng)混合氣體導(dǎo)入冷凝氣液分離器，收集羰基鎳，尾氣循環(huán)利用。
實施例2-4按照實例1的方法與步驟，但改變羰化反應(yīng)中體系的壓力為(2)5.0MPa(3)12.0MPa(4)15.0MPa實施例5-8按照實例1的方法與步驟，將實例1-4的體系反應(yīng)溫度分別設(shè)置為150℃、210℃、250℃。
實施例9-12在反應(yīng)器中加入30g鎳銅一次合金，反應(yīng)器經(jīng)過抽真空并用一氧化碳置換空氣后，連續(xù)通入含有適量甲胺(或乙胺、乙二胺、三乙胺之一)的一氧化碳?xì)怏w，在壓力7.0MPa，溫度180℃進(jìn)行反應(yīng)48小時，含有羰基鎳的反應(yīng)混合氣體導(dǎo)入冷凝氣液分離器，收集羰基鎳，尾氣循環(huán)利用。
實施例13在反應(yīng)器中加入30g鎳銅合金，反應(yīng)器經(jīng)過抽真空并用一氧化碳置換空氣后，連續(xù)通入含有適量氨氣的一氧化碳?xì)怏w，在壓力10MPa、溫度200℃條件下進(jìn)行反應(yīng)48小時，含有羰基鎳的反應(yīng)混合氣體導(dǎo)入冷凝氣液分離器，收集羰基鎳，尾氣循環(huán)利用。
表1實施例1-14鎳的羰化收率

權(quán)利要求
1.一種羰基鎳的合成方法，其特征是將鎳銅合金或者鎳銅一次合金置于固定床反應(yīng)器中，連續(xù)通入含有催化劑的一氧化碳?xì)怏w，控制反應(yīng)壓力5.0-15.0MPa、溫度150-250℃進(jìn)行反應(yīng)；其中催化劑為氨氣、甲胺、乙胺、乙二胺或三乙胺。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于含有催化劑的一氧化碳?xì)怏w中催化劑的體積百分含量為0.5％-10％。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)原料銅鎳合金或鎳銅一次合金，鎳的重量百分含量為25-75％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種羰基鎳的合成方法。本發(fā)明將鎳銅合金或者鎳銅一次合金置于固定床反應(yīng)器中，連續(xù)通入含有催化劑的一氧化碳?xì)怏w，控制反應(yīng)壓力5.0－15.0MPa、溫度150－250℃進(jìn)行反應(yīng)，使原料中鎳的羰化效率很高，大幅度提高了試驗安全系數(shù)。
文檔編號C01G53/00GK1603240SQ0313504
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者齊彥興, 索繼栓, 呂高孟, 錢廣, 雒旭, 楊軍, 朱秉泰, 曹洲宏, 夏春谷 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所