王毓明

(山東恒昌聚材化工科技股份有限公司 山東臨沂 276132)

硫氰酸鈉(NaSCN)的應(yīng)用范圍廣泛，在醫(yī)藥工業(yè)中用于抗菌素的分離，在紡織業(yè)中用作聚丙烯腈纖維的抽絲溶劑，在印染業(yè)中用作染料擴(kuò)散劑、織物染色劑等，在農(nóng)藥行業(yè)中用于制造殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、除草劑等，在化學(xué)工業(yè)中用作銀、銅等金屬檢測(cè)劑以及生產(chǎn)硫脲的原料等，因此生產(chǎn)提取硫氰酸鈉具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在煉焦過(guò)程中，煤炭中部分硫轉(zhuǎn)化為硫化氫等硫化物，與氨氣、氰化氫等一起形成煤氣中的雜質(zhì)，嚴(yán)重影響煤氣質(zhì)量，需經(jīng)脫硫處理后才能供后工序使用。目前，國(guó)內(nèi)許多焦化企業(yè)采用純堿脫硫工藝，在脫硫過(guò)程中脫硫液內(nèi)會(huì)逐漸積累硫氰酸鈉、硫酸鈉、硫代硫酸鈉等副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物的積累會(huì)增大脫硫液的黏度，降低脫硫效率，因此須定期排放部分廢液，若脫硫廢液不加以利用，勢(shì)必會(huì)污染環(huán)境[1]。焦化脫硫廢液中的硫氰酸鈉濃度較高，從中提取硫氰酸鈉，不但有利于環(huán)境保護(hù)，而且可以充分利用資源，具備一定的經(jīng)濟(jì)效益，符合國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)。

目前，國(guó)內(nèi)從焦化脫硫廢液中提取硫氰酸鈉的方法主要是先真空蒸餾濃縮，再分步結(jié)晶分別得到硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉產(chǎn)品。此方法得到的硫氰酸鈉純度較低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)很難達(dá)到95%以上。純度較低的硫氰酸鈉用途受限，價(jià)格很低，經(jīng)濟(jì)效益較差。因此，改進(jìn)提鹽工藝，從焦化脫硫粗鹽中提取高純度的硫氰酸鈉具有十分重要的意義。

山東恒昌聚材化工科技股份有限公司針對(duì)現(xiàn)有焦化脫硫廢液提取硫氰酸鈉方法的不足，開(kāi)發(fā)出一種脫硫粗鹽提取硫氰酸鈉的新工藝，即利用硫代硫酸鈉與硫酸鈉在甲醇溶劑中的溶解度極小，而硫氰酸鈉在甲醇溶劑中的溶解度較大且其溶解度隨溫度變化而變化較大的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)粗鹽中的硫代硫酸鈉、硫酸鈉與硫氰酸鈉的分離，提取出的硫氰酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)98%以上。新工藝充分利用了廢棄資源，工藝簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，為焦化行業(yè)脫硫粗鹽的綜合利用開(kāi)辟了新途徑[2]。

1 工藝流程

山東恒昌聚材化工科技股份有限公司硫氰酸鈉生產(chǎn)裝置是在1 300 kt/a焦炭、130 kt/a以焦?fàn)t氣為原料制甲醇裝置的基礎(chǔ)上，利用脫硫廢液濃縮產(chǎn)生的粗鹽、甲醇裝置生產(chǎn)的甲醇為原料的綜合利用項(xiàng)目，由甲醇萃取、壓濾、活性炭脫色、蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、離心、干燥、甲醇精餾回收、廢水處理等工序和變配電、分析化驗(yàn)、辦公樓等公用工程組成。脫硫粗鹽提取硫氰酸鈉工藝流程如圖1所示。

1.甲醇混合罐 2.合格甲醇罐 3.原料甲醇罐 4.溶解釜 5.壓濾罐. 6.清液池 7.混液池 8.脫色池 9.脫色釜 10.沉降罐 11.蒸發(fā)釜 12.母液蒸發(fā)釜 13.廢水蒸發(fā)釜 14.結(jié)晶釜 15.離心機(jī) 16.真空干燥機(jī) 17.一次母液池 18.廢水池 19.二次母液池 20.抽濾槽 21.真空緩沖罐 22.板框壓濾機(jī) 23.脫色池 24.脫色二次母液池 25.不合格甲醇罐 26.精餾釜圖1 脫硫粗鹽提取硫氰酸鈉工藝流程

脫硫粗鹽破碎成小塊加入溶解釜，同時(shí)向溶解釜中加入適量甲醇，用蒸汽加熱，減速機(jī)攪拌促進(jìn)甲醇對(duì)粗鹽的萃取[3，4]。然后將溶解釜內(nèi)的萃取液送入壓濾罐中進(jìn)行過(guò)濾，壓濾罐流出清液送往沉降罐靜置，再將萃取液打入蒸發(fā)釜中蒸發(fā)濃縮，壓濾罐底部的濾渣(主要成分為硫代硫酸鈉)裝袋后作為副產(chǎn)品外售。蒸發(fā)釜加滿萃取液后，用蒸汽進(jìn)行加熱并不斷攪拌，蒸出的甲醇經(jīng)冷卻器冷卻后送入合格甲醇罐，若蒸出的甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于95%則轉(zhuǎn)入不合格甲醇罐；蒸發(fā)濃縮液送入結(jié)晶釜內(nèi)冷卻降溫并攪拌。結(jié)晶釜內(nèi)的結(jié)晶液送至離心機(jī)進(jìn)行離心分離，離心分離結(jié)束前用甲醇對(duì)硫氰酸鈉晶體進(jìn)行沖刷脫色，離心母液排入一次母液池中。離心分離后得到的硫氰酸鈉晶體送入真空干燥機(jī)中干燥，干燥后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上的硫氰酸鈉產(chǎn)品進(jìn)行包裝。蒸發(fā)出的不合格甲醇被送進(jìn)精餾釜中蒸發(fā)回收甲醇，以便循環(huán)利用。一次母液送入母液蒸發(fā)釜中蒸發(fā)，再進(jìn)行降溫結(jié)晶、離心分離、真空干燥得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上的硫氰酸鈉產(chǎn)品，離心母液排入二次母液池中。二次母液經(jīng)酸化除去硫代硫酸根后被送入脫色池，向脫色池中加入活性炭并不斷加熱攪拌，然后送入板框壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，得到的澄清料液在廢水蒸發(fā)釜中蒸發(fā)結(jié)晶，經(jīng)離心分離后回收質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%上的硫氰酸鈉產(chǎn)品；產(chǎn)生的三次母液被送入廢水池，再循環(huán)操作，以回收廢水中的產(chǎn)品。

2 工藝特點(diǎn)

(1)首次利用甲醇替代乙醇對(duì)脫硫粗鹽中的硫氰酸鈉進(jìn)行萃取。甲醇對(duì)人體無(wú)毒副作用，價(jià)格較乙醇便宜，且甲醇對(duì)硫氰酸鈉和硫代硫酸鈉的選溶性好，可以獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上的硫氰酸鈉產(chǎn)品。

(2)將甲醇萃取粗鹽過(guò)程中產(chǎn)生的低濃度甲醇進(jìn)行精餾回收，在生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)利用，從而降低了生產(chǎn)成本。

(3)工藝流程簡(jiǎn)單，僅分為萃取、壓濾、濃縮結(jié)晶、離心、干燥等工序，操作十分簡(jiǎn)便。

(4)由于脫硫粗鹽和甲醇價(jià)格低、工藝耗能少、物料得到循環(huán)利用以及提取的硫氰酸鈉純度高，因此經(jīng)濟(jì)效益較好。

(5)對(duì)廢水進(jìn)行處理后可回收硫氰酸鈉產(chǎn)品和蒸餾水，全過(guò)程無(wú)廢物外排，不但充分利用了資源，而且有利于環(huán)境保護(hù)。

3 裝置運(yùn)行及能耗情況

該裝置自開(kāi)車以來(lái)，生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，并隨著工藝不斷的摸索優(yōu)化和產(chǎn)量的提升，原料消耗達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)產(chǎn)品硫氰酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原始開(kāi)車時(shí)的97.5%逐步提高至98.3%。目前，該裝置生產(chǎn)1 t硫氰酸鈉產(chǎn)品的消耗為脫硫粗鹽2.5 t、甲醇0.5 t、0.44 MPa蒸汽3.2 t、一次水5 m3、循環(huán)水200 m3、電220 kW·h，噸產(chǎn)品生產(chǎn)成本在2 400元左右。

該裝置年處理脫硫廢液20 kt，折合脫硫粗鹽5 000 t，平均日產(chǎn)硫氰酸鈉6 t，既解決了焦化企業(yè)脫硫廢液的污染問(wèn)題，又為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

以甲醇為萃取劑，從脫硫廢液中回收硫氰酸鈉產(chǎn)品不僅縮短了硫氰酸鈉的生產(chǎn)工藝流程、降低了設(shè)備投資和操作難度，而且實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用，進(jìn)一步延伸了焦化產(chǎn)業(yè)鏈，完善了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，解決了脫硫廢液污染環(huán)境的難題。