一種黃血鹽的連續化生產工藝及其生產裝置的製作方法

2023-05-17 00:55:11 1

本發明涉及一種黃血鹽的連續化生產工藝及其生產裝置，屬於化工生產
技術領域：
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背景技術：
：黃血鹽通常所說為黃血鹽鈉和黃血鹽鉀，是一種重要的化工原料。在現有技術中己有多種生產黃血鹽鉀和黃血鹽鈉的方法，可以分為亞鐵鹽法和鐵粉法。亞鐵鹽法如R070365，R066514，R068004及ChemicalEngineering，60(2)，1953，第240-243頁中介紹的鹼金屬氰化物、鹼金屬氫氧化物和硫酸亞鐵反應法。此類方法中，還包括氰熔體法，一種目前工業化生產黃血鹽鉀的方法。所謂的氰熔體法是，氰熔體加水萃取後，加入硫酸亞鐵，將反應混合物過濾，濾液中的反應產物與氯化鉀反應，生成亞鐵氰化鉀復鹽沉澱，將之進行後處理，得到產品黃血鹽鉀。在CN85106171A、CN87106254A和US3695833的專利文獻公開了氰化氫、氫氧化物和亞鐵鹽反應法。而在US2378403的專利文獻還公開了一種氰化氫、碳酸鈉和硫化亞鐵反應法。鐵粉法美國專利文獻US3699114的公開了液態氫氰酸在氫氧化鉀大大過量的情況下，並在95℃到反應體系沸點溫度下，與鐵粉進行反應製備黃血鹽的方法。中國專利文獻CN1277938A、CN103818931B公開了一種生產亞鐵氰化鈉亞鐵氰化鉀的新工藝，該工藝採用氰化物、水、鐵反應。上述工藝雖然在一定程度上能夠滿足黃血鹽的製備，但是這些工藝均是間歇生產，勞動量大，且產品質量存在波動性大的問題，很難滿足高端用戶對產品質量持續穩定的要求。技術實現要素：為了解決上述技術問題，本發明技術研究團隊對黃血鹽現有生產技術進行了深入的研究和剖析，發明了一種適合工業化大生產應用的黃血鹽的連續化生產工藝及其生產裝置。本發明的具體技術方案包括如下步驟：(1)將鐵粉和定量溶劑加到黃血鹽縮合反應罐中，開啟攪拌，使成懸濁液，同時升溫至80-100℃；(2)分別將一定濃度的鹼溶液和氰化氫氣體同時定量的連續輸入黃血鹽縮合反應罐中反應，同時連續補加定量鐵粉，鹼溶液、氰化氫氣體和鐵粉的進料摩爾比為1∶1-2∶0.2-0.3，控制好反應溫度在80-110℃，定時檢測黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的反應結果，通過調整進料量，控制黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的鹼含量≤0.50％，CN-含量≤0.020％；(3)反應到終點的料液自黃血鹽縮合反應罐上部溢流口連續流入固液分離機分離，上清液進入中間罐備用，濃液返回黃血鹽縮合反應罐；接著將中間罐中料液泵入精密過濾器，經過過濾進入結晶罐，降溫結晶，爾後離心、烘乾得到成品黃血鹽。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(1)所述的鐵粉為精鐵粉、還原鐵粉或是二次還原鐵粉；上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(1)所述的溶劑可以是水、黃血鹽母液或者兩者任意比例混合液。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(1)所述的鐵粉和溶劑的重量比為1∶0.5-2。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(1)所述的鐵粉和溶劑形成的懸濁液預熱至80-100℃，優選80-90℃；上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的鹼溶液為氫氧化鈉或是氫氧化鉀溶液，可以使用水、黃血鹽母液或者兩者任意比例混合液稀釋配置而成濃度為5.0％-20.0％的鹼溶液，優選濃度為8.0％-15.0％的鹼溶液。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的鹼溶液流量控制在1000-6000Kg/h。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的氰化氫氣體質量百分比為40％-90％，流量為200-1200Kg/h。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的鐵粉連續補加量為50-400Kg/h。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的鹼溶液、氰化氫氣體和鐵粉的進料摩爾比為1∶1.49-1.51∶0.25。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，步驟(2)所述的反應溫度80-110℃。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，所述的反應過程中始終保證鐵粉與鹼溶液的摩爾比為51-100∶1。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝，所述的反應過程中控制黃血鹽縮合反應罐溢流口處的鹼含量≤0.50％，CN-含量≤0.020％。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，包括黃血鹽縮合反應罐、進料控制閥組、密閉式固體輸送裝置、固液分離機、中間罐、精密過濾器、結晶罐、離心機及其他配套設備使用管道連接而成，主要是黃血鹽縮合反應罐設有進氣管及分布器、2-5個進料口、加熱介質進出口、上部料液溢流口、中部濃液回流口、尾氣出口，裝有測溫測壓點，配有高效攪拌器，可實現鐵粉良好的懸浮。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐及其內部各構件均為耐磨金屬製成，可以是但不局限於碳鋼、錳鋼、不鏽鋼、鈦合金。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐底部為標準橢圓封頭或圓錐形封頭，頂部可以是標準橢圓封頭或平頂封頭，中部為圓柱形。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐可以是帶夾套的罐，也可以不帶夾套。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐體積可以是但不局限於1-100m3。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的進氣管及分布器為環形均勻分布。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的進氣管及分布器能把氣體鼓入液面下，且不被鐵粉所堵塞。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的進鹼管出口在液面以下，不低於進氣管分布器。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的溢流口內徑為50-500mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的溢流口中心距上封頭焊線100-1000mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的溢流口上沿低於罐內正常反應液面50-500mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的溢流口上沿低於溢流口外接管下沿50-500mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的濃液回流口內徑為50-500mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的黃血鹽縮合反應罐的濃液回流口中心線距罐筒體中心線50-500mm。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的密閉式固體輸送裝置為加裝密封的螺旋絞龍、輸送帶或皮帶秤。上述一種黃血鹽的連續化生產裝置，所述的密閉式固體輸送裝置可以是機械密封、填料密封或氮氣正壓密封中的一種或幾種。上述的一種黃血鹽的連續化生產工藝及生產裝置，所述的黃血鹽包括但不局限於黃血鹽鈉和黃血鹽鉀。有益效果：與現有技術相比，本發明提供的黃血鹽連續化生產工藝方法簡單、可連續生產，具有較高的操作安全性以及較高的選擇性，反應時間短，收率高，達到為98.50％以上，產品質量好，含量達到99.00％以上.本發明提供的黃血鹽連續化生產裝置結構簡單，製作容易，工藝自動化程度高，降低了人工勞動強度，節省了勞動力，具有良好的經濟和社會效益。附圖說明圖1為一種黃血鹽的連續化生產工藝的工藝流程圖：1-黃血鹽縮合反應罐，2-鹼液進料閥組，3-密閉式固體輸送裝置，4-鐵粉儲槽，5-低壓氮氣源，6-放空管，7-氰化氫進料閥組，8-固液分離機，9-中間罐，10-過濾泵，11-精密過濾器，12-結晶罐，13-離心機，14-母液槽圖2、圖3為黃血鹽縮合反應罐結構圖：1-黃血鹽縮合反應罐，15-鹼液進料管，16-鐵粉進料口，17-放空口，18-氰化氫進料管，19-溢流口，20-回流口，21-進氣分布器，22-夾套具體實施方式以下實例用於進一步詳細說明一種黃血鹽的連續化生產工藝及其生產裝置。但本發明絕非僅限於以下實例。黃血鹽的連續化生產裝置，包括黃血鹽縮合反應罐、進料控制閥組、密閉式固體輸送裝置、固液分離機、中間罐、精密過濾器、結晶罐、離心機及其他配套設備使用管道連接而成，祥見圖1；主要是黃血鹽縮合反應罐設有進氣管及分布器、2-5個進料口、加熱介質進出口、上部料液溢流口、中部濃液回流口、尾氣出口，裝有測溫測壓點，配有高效攪拌器，可實現鐵粉良好的懸浮，祥見圖2、圖3。黃血鹽縮合反應罐的進氣管及分布器為環形均勻分布，能把氣體鼓入液面下，且不被鐵粉所堵塞。鐵粉先加裝到鐵粉儲槽中，接著使用密閉式固體輸送裝置連續均勻地輸送到黃血鹽縮合反應罐中，密閉式固體輸送裝置採用機械密封、填料密封和氮氣正壓密封相結合的形式進行密封，主體為螺旋絞龍、輸送帶或是皮帶秤。實施例1(1)將3000Kg鐵粉和1500Kg一次水加到黃血鹽縮合反應罐中，開啟攪拌，使成懸濁液，同時升溫至80℃；(2)分別將濃度為8.0％的氫氧化鈉溶液按3000Kg/h的流量和質量百分比為75.0％的氰化氫氣體按324Kg/h的流量同時連續輸入黃血鹽縮合反應罐中反應，同時連續按70Kg/h的量補加鐵粉，控制好反應溫度在80-84℃，每半小時檢測黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的鹼含量和CN-含量，若鹼含量＞0.50％，CN-含量＜0.02％，減小進鹼的流量，若鹼含量＜0.50％，CN-含量＞0.02％，則補加鐵粉或減小進氰化氫的流量；當檢測黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的鹼含量≤0.50％並CN-含量≤0.02％，即認為調整到位，可以進入連續穩定生產狀態；(3)自黃血鹽縮合反應罐上部溢流口流出的料液連續流入固液分離機分離，上清液進入中間罐備用，濃液返回黃血鹽縮合反應罐；接著將中間罐中料液泵入精密過濾器，經過過濾進入結晶罐，降溫結晶，爾後離心、烘乾得到成品黃血鹽鈉，平均產量715.6Kg/h，含量99.34％，收率98.57％。實施例2-10採用與實施例1中的描述相似的方法進行，反應條件與結果示於下表1中。表1實施例號2345678910預加鐵粉Kg300020003500400045005000250055006000水Kg100020002000---1000--------1500---母液Kg100010003000400045006000500040004000預熱溫度℃80-8585-9090-9595-10095-10095-10083-8788-9085-90氫氧化鈉含量％9.515.012101314201512鹼流量Kg/h300025003500400045005000100060005500氰化氫含量％80.078.070.040.065.088.075.080.085.0氫氰酸流量Kg/h36048660710109118052701140786鐵粉流量Kg/h10013014514024030050315230反應溫度℃80-8487-9090-9595-99101-105106-11093-9795-9895-98終點鹼含量％0.410.450.320.340.280.250.360.390.40終點CN-含量％0.0120.0160.0110.0100.0090.0070.0150.0060.008產量Kg/h8501118125411941747209259726961979成品含量％99.2499.3299.4299.5199.1899.2199.6599.2799.35成品收率％98.6398.5398.7198.6598.7598.8198.6999.0599.13實施例11(1)將5000Kg鐵粉、1500Kg一次水和4000Kg黃血鹽鉀母液加到黃血鹽縮合反應罐中，開啟攪拌，使成懸濁液，同時升溫至80-85℃；(2)分別將濃度為9.0％的氫氧化鉀溶液按5000Kg/h的流量和質量百分比為85.0％的氰化氫氣體按383Kg/h的流量同時連續輸入黃血鹽縮合反應罐中反應，同時連續按112Kg/h的量補加鐵粉，控制好反應溫度在87-90℃，每半小時檢測黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的鹼含量和CN-含量，若鹼含量＞0.50％，CN-含量＜0.02％，減小進鹼的流量，若鹼含量＜0.50％，CN-含量＞0.02％，則補加鐵粉或減小進氰化氫的流量；當檢測黃血鹽縮合反應罐上部溢流口處的鹼含量≤0.50％並CN-含量≤0.02％，即認為調整到位，可以進入連續穩定生產狀態；(3)自黃血鹽縮合反應罐上部溢流口流出的料液連續流入固液分離機分離，上清液進入中間罐備用，濃液返回黃血鹽縮合反應罐；接著將中間罐中料液泵入精密過濾器，經過過濾進入結晶罐，降溫結晶，爾後離心、烘乾得到成品黃血鹽鉀，平均產量1171Kg/h，含量99.44％，收率98.51％。實施例12-20採用與實施例11中的描述相似的方法進行，反應條件與結果示於下表2中。表2實施例號121314151617181920預加鐵粉Kg150020003500400045005000250055006000水Kg----2000200020001500----50002500---母液Kg100020003000400045007000----45004000預熱溫度℃80-8585-9090-9595-10095-10095-10085-9088-9085-90氫氧化鉀含量％1816.01012131420815鹼流量Kg/h120020003500400045005000250060005500氰化氫含量％75.075.075.075.075.075.075.075.075.0氫氰酸流量Kg/h208308338463564675482463796鐵粉流量Kg/h548090150146200125120230反應溫度℃80-8487-9090-9595-99101-10595-9893-9795-9895-98終點鹼含量％0.430.350.320.370.280.250.410.330.42終點CN-含量％0.0140.0120.0070.0110.0090.0070.0130.0090.008產量Kg/h562832910125115201822130112552159成品含量％99.5499.2299.4399.5399.3899.2999.5599.3799.45成品收率％98.7198.5898.6198.8398.5598.7398.6799.1599.23以上對本發明進行了詳細介紹，本發明中應用具體個例對本發明的實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明，應當指出，對於本
技術領域：
的技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可對本發明進行若干改進，這些改進也落入本發明權利要求的保護範圍內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp