-
-
Whatsapp
Обзор технологии производства Синильная кислотапо методу Андруссо | Продуманная и надежная технология DODGEN гарантирует безопасное и эффективное производство
2023-05-12
Недавнее исследование, опубликованное в журнале ACS Central Science при Американском химическом обществе, показывает, что такие высокотоксичные вещества, как цианиды, могут быть связаны с происхождением жизни. Кумар Ванка (Kumar Vanka) из Индии и его коллеги представили новые доказательства того, что происхождение жизни, возможно, связано с водой и синильной кислотой (HCN). Ранее известный эксперимент Юри — Миллера (Urey−Miller) установил, что на Земле до возникновения жизни существовала синильная кислота (HCN). Другие эксперименты также подтвердили, что синильная кислота (HCN) может служить основным синтетическим сырьем для формирования прекурсоров РНК и белков. Работа Кумара Ванки и его команды ставит целью ответить на эти вопросы с другого ракурса. Они использовали метод аб инициио нанореактора (AINR, ab initio nanoreactor) для проведения молекулярно-динамического моделирования и объяснили процесс формирования базовых органических веществ (глицин, цианамид, гликолевый альдегид и др.) с использованием Синильная кислота(HCN) и воды в качестве сырья.
Рис. 1 Процесс синтеза органических веществ с использованием Синильная кислота(HCN) в качестве сырья
Это исследование кардинально изменило наше понимание Синильная кислота(HCN) — ключевого сырья химической промышленности. Объем мирового рынка Синильная кислота(HCN) составляет примерно 17 миллиардов юаней (КНР), общая производственная мощность — около 2,7 миллионов тонн в год. С быстрым развитием китайского рынка производственная мощность по синтезу Синильная кислота(HCN) постоянно увеличивается. Из-за её опасных свойств синильная кислота (HCN) не реализуется на рынке напрямую: обычно она сразу преобразуется в необходимые продукты нижнего потока непосредственно на месте производства, а не транспортируется. Синильная кислота (HCN) также регулируется различными законами, например «Законом о контроле над военными оружиями».
Синильная кислота (HCN) в настоящее время используется в производстве многих важных продуктов в качестве ключевого сырья:
Адипонитрил/адипамид
Адипонитрил/адипамид — важные мономеры для производства новых материалов, используется в производстве нейлона 66 (ключевой материал для снижения массы автомобилей). Изофорондиамин применяется в качестве отвердителя для материалов ветроэнергетики и широко используется в отрасли новых энергетических ресурсов.
Хелатирующие агенты
Основные области применения: переработка древесиной массы и бумаги, промышленная водаочистка, бытовые, институциональные и промышленные чистящие вещества. Хелатирующие агенты также используются в обработке металлических поверхностей, сельском хозяйстве, фотографии, переработке резины, пищевой промышленности, фармацевтике и обработке текстилей.
Цианид хлора
В основном используется в качестве инсектицида в сельском хозяйстве. Также применяется в производстве изоцианата хлорсульфоновой кислоты — ключевого сырья для лития-бис(фторсульфонил)имида (LiFSI) (добавка для литиевых батарей).
Глифосат
Неселективный гербицид глифосат используется для уничтожения сорняков в подготовке к сельскохозяйственному производству. Такая подготовка способствует увеличению урожайности и созданию экономической ценности.
Аминокислоты
Аминокислоты обеспечивают эффективное получение важных белков, что в свою очередь способствует стабильному снабжению растущего мирового населения высококачественными белками.
Цианид натрия
Основная область применения — металлургия. Цианид натрия также используется в производстве ключевых материалов (прусский синий или прусский белый) для положительных электродов литиевых-ионных батарей.
Глобальные технологические маршруты производства Синильная кислота
По типу сырья технологические маршруты делятся на следующие:
1.Оксиаминация метана/природного газа: включает метод Андруссо, метод Degussa BMA и метод оксиаминации метана кислородом по технологии DuPont;
2.Пиролиз легких нефтепродуктов: разработан в стране самостоятельно, основное сырье — легкие нефтепродукты, жидкий аммиак, кальцинированная сода, вспомогательное сырье — нефтяной кокс в гранулах и азот; в основном применяется на предприятиях по производству цианида натрия;
3.Оксиаминация метанола: разработан компанией Asahi Kasei, реакция протекает с использованием метанола, аммиака и воздуха на железомолибденовом катализаторе;
4.Технология Shawinigan: сырье — аммиак и углеводороды (обычно пропан или бутан), реакция протекает при электронагреве в условиях псевдоожиженного слоя с образованием Синильная кислота(HCN).
Маршрут на основе природного газа имеет стабильное и дешевое сырье, а также низкие выбросы углерода, что соответствует тенденциям развития химической промышленности в контексте двойной углеродной цели. В настоящее время почти все новые заводы по производству Синильная кислота(HCN) в мире основаны на технологии метода Андруссо — данный процесс является основным в глобальном масштабе и занимает более 50% от общей мировой производственной мощности по синтезу Синильная кислота(HCN).
Рис. 2 Доля различных технологий производства Синильная кислотав мире
Обзор технологии производства Синильная кислотапо методу Андруссо
По методу Андруссо метан/природный газ, аммиак и воздух предварительно компрессируются и смешиваются, реакция протекает при высокой температуре 1100°C на нескольких слоях сетчатого катализатора из платино-родиевого сплава. Материал, выходящий из реактора, содержит около 5-8% Синильная кислота(HCN); этот материал быстро охлаждается в котле-утилизаторе отходящего тепла до температуры ниже 300°C. Затем после обработки или рециклации других материалов, выходящих из реактора, а также очистки и рафинирования Синильная кислота(HCN) её степень чистоты повышается до уровня, необходимого для производства продуктов нижнего потока (обычно по содержанию воды: в зависимости от продукции нижнего потока содержание воды в синильной кислоте (HCN) может варьироваться от 300 до 5000 ppm).
Поскольку в традиционном оборудовании для производства Синильная кислота(HCN) и её производных (в процессах реакции, обезаммиачивания и получения продукта) используемые реакционные устройства имеют такие недостатки, как низкая реакционная эффективность, низкая степень превращения, высокое содержание примесей, низкий выход продукта, сложность производственных операций и трудности с контролем, компания DODGEN, опираясь на преимущества собственной технологической базы, на основе маршрута метода Андруссо провела оптимизацию и улучшение технологии в области реакции, обезаммиачивания и получения продукта, разработав уникальную технологию синтеза Синильная кислота(HCN), характерную для DODGEN в настоящее время, и стала лидером в этой области.
DODGEN на основе предварительных проектных целей, предоставляемых клиентами, а также опираясь на многолетний передовой опыт и опыт эксплуатации нескольких установок, проводит симуляционное оценивание и оптимизированный дизайн технологической системы. Дизайн технологической системы всей установки имеет следующие основные особенности:
●Эффективное реакционное оборудование: высокая скорость газового потока, высокая эффективность массообмена;
●Высокая эффективность теплопередачи оборудования, малый температурный градиент в реакционной системе;
●Малый градиент распределения концентрации реагентов, высокая реакционная эффективность;
●Высокая степень превращения реагентов;
●Высокий выход продукта;
●Низкое содержание примесей;
●Широкий диапазон гибкости производственной мощности;
●Хорошая периодичность запуска оборудования;
●Постоянные операции по подаче сырья и отбору продукта, хорошая непрерывность работы установки.
Три вида газового сырья смешиваются с использованием статического газового смесителя специального дизайна DODGEN, что решает техническую проблему равномерного смешивания газового сырья с большим расходом и гарантирует высокую степень превращения аммиака в синильную кислоту (HCN). Результаты долгосрочной крупномасштабной эксплуатации показывают: при использовании эффективной технологии синтеза Синильная кислота(HCN) DODGEN в сочетании с самостоятельно разработанным оборудованием DODGEN для реакций средней и высокой скорости синтеза Синильная кислота(HCN) и её производных наблюдается значительное увеличение реакционной эффективности, степени превращения и выхода продукта, а также эффективный контроль содержания примесей.
Рис. 3 Промышленный завод по производству Синильная кислотас использованием технологии DODGEN
Учитывая, что синильная кислота (HCN) — это высокотоксичное, легко летучее и полимеризационное соединение, которое не может храниться или транспортироваться на большие расстояния, на рынке в основном осуществляется локальное использование Синильная кислота(HCN) для синтеза её производных и других химических продуктов. При производстве промежуточных продуктов от Синильная кислота(HCN) — гидроксиацетонитрила до иминодиацетонитрила, а также при производстве цианолей (промежуточный продукт для метонина) или высококачественного цианида натрия и цианида калия — первый шаг включает обработку в блоке обезаммиачивания, после чего происходит реакция с различными материалами с получением продуктов нижнего потока.
Традиционный метод обезаммиачивания заключается в удалении остаточного аммиака из синтетического газа Синильная кислота(HCN) с использованием кислотной абсорбционной колонны, который имеет такие недостатки, как крупные размеры оборудования, сильная коррозия и неудовлетворительный эффект. В эффективной технологии обезаммиачивания DODGEN статический смесительный реакционный абсорбер используется вместо кислотной абсорбционной колонны, что обеспечивает следующие преимущества по сравнению с кислотной абсорбционной колонной:
●Статический смесительный реакционный абсорбер имеет малые габаритные размеры, занимает мало площади и удобен в обслуживании и ремонте;
●При процессе обезаммиачивания дозировка серной кислоты и отбор сульфата аммония могут осуществляться в непрерывном и автоматическом режиме;
●Реализуется градиентный контроль содержания серной кислоты и температуры в три ступенях абсорбционного раствора, что повышает эффективность обезаммиачивания и снижает коррозию оборудования;
●Использование эффективного газожидкостного сепаратора для удаления капельной фазы из отходящего газа значительно уменьшает попадание серной кислоты и сульфата аммония из отходящего газа в последующие продукты, повышая качество и выход продуктов нижнего потока.
На всем жизненном цикле промышленного завода по производству Синильная кислота(HCN) с использованием технологии DODGEN опытная команда экспертов может предоставить клиентам профессиональную техническую поддержку, гарантируя эффективность для клиентов. Обладая почти 20-летним опытом эксплуатации производств Синильная кислота(HCN) и многочисленными исследовательскими и разработочными проектами, DODGEN имеет обширные знания в области технологий Синильная кислота(HCN), что позволяет гарантировать безопасную, надежную и эффективную работу заводов, получивших лицензию на эту технологию.
Рис. 4 Центр управления промышленным заводом по производству Синильная кислотас использованием технологии DODGEN
Заключение
Синильная кислота (HCN) не только является важным фактором происхождения жизни, но и может образовывать множество производных, большинство из которых являются тонкохимическими промежуточными продуктами и имеют важное применение в таких областях, как фармацевтика, пестициды, материалы для батарей, новые энергетические ресурсы и др.
За последние годы в стране достигнут значительный прогресс в освоении ключевых технологий производства в цепочке поставок «природный газ — синильная кислота (HCN) и её производные»; потенциал роста производственной мощности и прибыльный потенциал отрасли являются весьма значительными. В частности, прорывы в технологиях и производство ряда тонкохимических продуктов (адипонитрил, прусский синий, витамины, аминокислоты и др.) способствовали техническому прогрессу соответствующих отраслей в стране, благодаря чему ключевое сырье — синильная кислота (HCN) — может вступить в период быстрого роста производства.
