專利名稱：用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢氣的治理和利用領(lǐng)域，具體地，涉及用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得 廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法。
背景技術(shù)：
氛酸納(sodium cyanate，或 cyanic acid sodium salt)，氛酸納在鋼力口工過 程中可用作淬水劑。在生產(chǎn)除草劑、殺菌劑、殺蟲劑時(shí)，用于代替光氣合成各種類型的異 氰酸酯，以生產(chǎn)氨基甲酸酯類或取代脲類農(nóng)藥。作為醫(yī)藥中間體，可生產(chǎn)治療帕金森癥 (Parkinson's disease)、糖尿病(diabetes)和癲癇癥(印il印sy)等疾病的藥物。氰酸鈉 也可用作染料中間體，在生產(chǎn)丙烯酸聚合物時(shí)用作催化劑，以保持纖維的潔白度。氰酸鈉還 可用作感光引發(fā)劑。氰酸鈉的合成方法廣泛采用的為尿素法，即就是尿素和無水碳酸鈉熔融反應(yīng)，生 成氰酸鈉和氨氣、二氧化碳和水，其化學(xué)反應(yīng)方程式為2 (NH2) 2C0+Na2C03 — 2Na0CN+2NH3 +H2CHCO2 個(gè)該方法在合成氰酸鈉的同時(shí)也生成了氨氣、二氧化碳?xì)怏w和水這三種產(chǎn)物，這三 種產(chǎn)物直接銷售，價(jià)格較低，用途很小，且常常不能及時(shí)銷售而發(fā)生溢槽，泄露等情況。另一 方面氨氣和二氧化碳的大量排放，無疑會(huì)污染環(huán)境，降低人們的生活質(zhì)量，已為國家明令禁 止。為此，氰酸鈉廠家也積極探索，尋求合理利用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物的 方法。申請?zhí)枮?00610069084. X的中國專利公開了一種利用氨氣、二氧化碳、水的液體 混合物生產(chǎn)復(fù)合(混)肥工藝?yán)冒睔?、二氧化碳、水的液體混合物生產(chǎn)復(fù)合(混)肥工 藝，該工藝?yán)萌矍璋费b置、液尿裝置或其他裝置的氨氣、二氧化碳、水的液體混合物，該 液體混合物通過泵壓入復(fù)合肥車間作為復(fù)合(混)肥的原料經(jīng)混配、中和及氨化造粒，制成 高效復(fù)合(混)肥。本工藝的優(yōu)點(diǎn)提高了氨氣、二氧化碳、水的液體混合物的產(chǎn)品附加值， 解決了以前氨氣、二氧化碳、水的液體混合物銷路不暢，污染環(huán)境的問題。顯然，尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物也可通過專利200610069084. X所 公開的工藝方法得到合理利用，然而，該專利方法本身卻是一個(gè)對設(shè)備要求極高，操作極為 繁瑣的方法，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也很低。尤其，復(fù)合(混)肥的生產(chǎn)對季節(jié)時(shí)令的依賴很強(qiáng)， 并不利于將氨氣、二氧化碳、水的混合物及時(shí)利用和轉(zhuǎn)化。因此，氰酸鈉廠家亟待尋求新的工藝，及時(shí)利用和轉(zhuǎn)化工業(yè)副產(chǎn)物，增加企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益。另一方面，碳酸鈉，俗名純堿，又稱蘇打、堿灰，一種重要的化工基本原料。它可用 于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光學(xué)玻璃和高級器皿；還可利用脂肪酸與純堿的反應(yīng)制 肥皂；在硬水的軟化、石油和油類的精制、冶金工業(yè)中脫除硫和磷、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、 鈾、鋁等金屬的制備、化學(xué)工業(yè)中制取鈉鹽、金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料等均要用到它，在陶瓷工業(yè)中制取耐火材料和釉也要用到 純堿。2007年我國純堿產(chǎn)量就達(dá)到1771. 8萬噸，其中純堿出口 170. 6萬噸，表觀消費(fèi)量 1605. 2萬噸。近兩年國內(nèi)化工行業(yè)、冶金行業(yè)、電子工業(yè)、建材行業(yè)、裝飾行業(yè)等快速發(fā)展， 對純堿需求十分旺盛，使得中國純堿產(chǎn)銷量呈現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的增長。2009年，我國純堿產(chǎn)能 已達(dá)2400萬噸，產(chǎn)量預(yù)計(jì)超過1900萬噸，國內(nèi)純堿需求量預(yù)計(jì)1700萬噸，出口量200多萬 噸。美好的市場前景刺激生產(chǎn)者尋求低耗高產(chǎn)的生產(chǎn)方法，以獲得更高的利潤。目前，工業(yè)上生產(chǎn)純堿的方法主要是氨堿法和侯氏制堿法，其中氨堿法以食鹽 (氯化鈉)、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿，先使氨氣通 入飽和食鹽水中而成氨鹽水，再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶 液，將碳酸氫鈉沉淀經(jīng)過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體，再加熱煅燒制得純堿產(chǎn)品。其化 學(xué)反應(yīng)原理是NaCl+NH3+H20+C02 = NaHCO3 丨 +NH4Cl2NaHC03 = Na2C03+H20+C02 該方法的缺陷之一是兩種原料的成分都只利用了一半，即食鹽成分里的鈉離子 (Na+)和石灰石成分里的碳酸根離子(C032-)結(jié)合成了碳酸鈉，可是食鹽的另一成分氯離 子(Cl-)和石灰石的另一成分鈣離子(Ca2+)卻結(jié)合成了沒有多大用途的氯化鈣(CaCl2), 因此如何處理氯化鈣成為一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。該方法的缺陷之二是原料食鹽的利用率只有 72% 74%，其余的食鹽都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄了，這是一個(gè)很大的損失。因此，采用氨堿法制純堿的企業(yè)也希望尋求新更更廉價(jià)方便的原料和工藝制備純 堿。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本申請人通過多年的探索和實(shí)踐，提供了一種用尿素法生產(chǎn) 氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉工藝和氨堿法 制純堿工藝聯(lián)合起來，將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為氨堿法制純堿所述原料，同時(shí)配合 利用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鈉來生產(chǎn)一水碳酸鈉和并聯(lián)產(chǎn)硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸 鈉所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫 酸銨的方法，包括如下步驟A 將工業(yè)硫酸鈉送到碳化塔(1)中，按照硫酸鈉、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為 1 0. 04 0. 44 0. 11 0. 51向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鈉和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到十水碳酸鈉晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到一水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使一水碳酸鈉在水溶液中達(dá)到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設(shè)備(8)進(jìn)行噴淋干燥，得到一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品(9)。本發(fā)明所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 Na2S04+2NH3+C02+H20 = = = = = Na2CO3+ (NH4) 2S04Na2C03+lH20 = = = = = Na2CO3 · IH2O本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉 和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉工藝和氨堿法制純堿工藝聯(lián)合起來，將尿素法 制氰酸鈉所得廢物作為氨堿法制純堿所述原料，同時(shí)配合利用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鈉來生 產(chǎn)一水碳酸鈉和并聯(lián)產(chǎn)硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán) 境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為純堿的制備提供了一種新的方法。


圖1為本發(fā)明所述用所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸 銨的方法，其中(1)-碳化塔，⑵一抽濾泵，⑶一減壓蒸餾器，(4)-冷卻塔，(5)-粉碎機(jī)，(6)-硫酸銨產(chǎn)品，(7)-高位加熱溶解槽，(8)-氣流干燥設(shè)備，
(9)- 一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一 水碳酸鈉和硫酸銨的方法。實(shí)施例1 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將500kg工業(yè)硫酸鈉送到碳化塔(1)中，按照硫酸鈉、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之 比為1 0. 04 0. 11向碳化塔⑴中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鈉和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到十水碳酸鈉晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到一水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使一水碳酸鈉在水溶液中達(dá)到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設(shè)備(8)進(jìn)行噴淋干燥，得到一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品(9)。實(shí)施例2 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將200kg工業(yè)硫酸鈉送到碳化塔(1)中，按照硫酸鈉、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之 比為1 0.24 0.31向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鈉和硫酸銨的凝固點(diǎn)進(jìn)行分級蒸 餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到十水碳酸鈉晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到一水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使一水碳酸鈉在水溶液中達(dá)到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設(shè)備(8)進(jìn)行噴淋干燥，得到一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品(9)。實(shí)施例3 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將300kg工業(yè)硫酸鈉送到碳化塔(1)中，按照硫酸鈉、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之 比為1 0.44 0.51向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鈉和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到十水碳酸鈉晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到一水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使一水碳酸鈉在水溶液中達(dá)到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設(shè)備(8)進(jìn)行噴淋干燥，得到一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品(9)。上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本 發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，其特征在于，包括如下步驟A將工業(yè)硫酸鈉送到碳化塔(1)中，按照硫酸鈉、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1∶0.04～0.44∶0.11～0.51向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鈉和硫酸銨的凝固點(diǎn)進(jìn)行分級蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到十水碳酸鈉晶體和硫酸銨晶體；D將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到一水碳酸鈉，投入高位加熱溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使一水碳酸鈉在水溶液中達(dá)到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥設(shè)備(8)進(jìn)行噴淋干燥，得到一水碳酸鈉粉體產(chǎn)品(9)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備一水碳酸鈉和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉工藝和氨堿法制純堿工藝聯(lián)合起來，將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為氨堿法制純堿所述原料，同時(shí)配合利用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鈉來生產(chǎn)一水碳酸鈉和并聯(lián)產(chǎn)硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C01C1/24GK101955205SQ20101019043
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興