專利名稱：用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七水碳酸鈉和硫酸銨的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢氣的治理和利用領域，具體地，涉及用尿素法生產氰酸鈉所得 廢物制備七水 碳酸鈉和硫酸銨的方法。
背景技術：
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。在生產除草劑、殺菌劑、殺蟲劑時，用于代替光氣合成各種類型的異 氰酸酯，以生產氨基甲酸酯類或取代脲類農藥。作為醫(yī)藥中間體，可生產治療帕金森癥 (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，在生產丙烯酸聚合物時用作催化劑，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，生 成氰酸鈉和氨氣、二氧化碳和水，其化學反應方程式為2 (NH2) 2C0+Na2C03 — 2Na0CN+2NH3 +H2CHCO2 個該方法在合成氰酸鈉的同時也生成了氨氣、二氧化碳氣體和水這三種產物，這三 種產物直接銷售，價格較低，用途很小，且常常不能及時銷售而發(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，無疑會污染環(huán)境，降低人們的生活質量，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氰酸鈉所產生的工業(yè)副產物的 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 混合物生產復合(混)肥工藝利用氨氣、二氧化碳、水的液體混合物生產復合(混)肥工 藝，該工藝利用三聚氰胺裝置、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合肥車間作為復合(混)肥的原料經混配、中和及氨化造粒，制成 高效復合(混)肥。本工藝的優(yōu)點提高了氨氣、二氧化碳、水的液體混合物的產品附加值， 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，尿素法生產氰酸鈉所產生的工業(yè)副產物也可通過專利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對設備要求極高，操作極為 繁瑣的方法，產生的經濟價值也很低。尤其，復合(混)肥的生產對季節(jié)時令的依賴很強， 并不利于將氨氣、二氧化碳、水的混合物及時利用和轉化。因此，氰酸鈉廠家亟待尋求新的工藝，及時利用和轉化工業(yè)副產物，增加企業(yè)的經 濟效益。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、光學玻璃和高級器皿；還可利用脂肪酸與純堿的反應制 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年我國純堿產量就達到1771. 8萬噸，其中純堿出口 170. 6萬噸，表觀消費量 1605. 2萬噸。近兩年國內化工行業(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，使得中國純堿產銷量呈現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的增長。2009年，我國純堿產能 已達2400萬噸，產量預計超過1900萬噸，國內純堿需求量預計1700萬噸，出口量200多萬 噸。美好的市場前景刺激生產者尋求低耗高產的生產方法，以獲得更高的利潤。目前，工業(yè)上生產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，將碳酸氫鈉沉淀經過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體，再加熱煅燒制得純堿產品。其化 學反應原理是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很大的負擔。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方便的原料和工藝制備純 堿。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本申請人通過多年的探索和實踐，提供了一種用尿素法生產 氰酸鈉所得廢物制備七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，同時配合 利用廉價的工業(yè)原料硫酸鈉來生產七水碳酸鈉和并聯(lián)產硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸 鈉所得廢物的潛在價值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經濟效益。本發(fā)明的技術方案如下一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七水碳酸鈉和硫 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，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；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 固點進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粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到七水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使七水碳酸鈉在水溶液中達到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設備(8)進行噴淋干燥，得到七水碳酸鈉粉體產品(9)。本發(fā)明所述用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七水碳酸鈉和硫酸銨的方法，其化學反應方程式為Na2S04+2NH3+C02+H20 = = = = = Na2CO3+ (NH4) 2S04Na2C03+7H20 = = = = = Na2CO3 · 7H20 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七水碳酸鈉 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，同時配合利用廉價的工業(yè)原料硫酸鈉來生 產七水碳酸鈉和并聯(lián)產硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價值，減少環(huán) 境污染，增加企業(yè)的經濟效益，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氰酸鈉所得廢物制備七水碳酸鈉和硫酸 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，(6)-硫酸銨產品，(7)-高位加熱溶解槽，(8)-氣流干燥設備，
(9)-七水碳酸鈉粉體產品。
具體實施例方式以下將結合具體實施例，進一步說明本發(fā)明用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七 水碳酸鈉和硫酸銨的方法。實施例1 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七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，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；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 固點進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粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到七水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使七水碳酸鈉在水溶液中達到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設備(8)進行噴淋干燥，得到七水碳酸鈉粉體產品(9)。實施例2 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七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，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；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進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粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到七水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使七水碳酸鈉在水溶液中達到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設備(8)進行噴淋干燥，得到七水碳酸鈉粉體產品(9)。實施例3 一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七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，進行碳化反應；B 將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；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 固點進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粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E 將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到七水碳酸鈉，投入高位加熱 溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使七水碳酸鈉在水溶液中達到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥 設備(8)進行噴淋干燥，得到七水碳酸鈉粉體產品(9)。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本 發(fā)明權利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權利要求范圍 之內。
權利要求
一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七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，進行碳化反應；B將步驟A所得反應產物經抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質的濾餅；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進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粉碎機(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產品(6)；E將步驟C所得的十水碳酸鈉晶體繼續(xù)蒸發(fā)濃縮得到七水碳酸鈉，投入高位加熱溶解槽(7)重新溶解于水溶液，使七水碳酸鈉在水溶液中達到過飽和狀態(tài)，利用氣流干燥設備(8)進行噴淋干燥，得到七水碳酸鈉粉體產品(9)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用尿素法生產氰酸鈉所得廢物制備七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，同時配合利用廉價的工業(yè)原料硫酸鈉來生產七水碳酸鈉和并聯(lián)產硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經濟效益。
文檔編號C01D7/00GK101955206SQ20101019045
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興