2 000t/a硫氰酸钠新工艺运行总结

时间：2024-05-25

(山东恒昌聚材化工科技股份有限公司，山东临沂 276132)

硫氰酸钠(NaSCN)的应用范围广泛，在医药工业中用于抗菌素的分离，在纺织业中用作聚丙烯腈纤维的抽丝溶剂，在印染业中用作染料扩散剂、织物染色剂等，在农药行业中用于制造杀菌剂、杀虫剂、除草剂等，在化学工业中用作银、铜等金属检测剂、制造硫脲的原料等。因此，生产提取硫氰酸钠具有较高的经济价值。

在炼焦过程中，煤炭中部分硫转化为硫化氢(H2S)等硫化物，与氨气(NH3)和氰化氢(HCN)等一起形成煤气中的杂质，严重影响煤气质量，需经过脱硫处理后才能使用。目前，国内许多焦化厂采用纯碱脱硫工艺，该工艺是我国目前在煤化工行业气体净化领域广泛应用的液相脱硫技术之一，脱硫废液在脱硫过程中会逐渐积累硫氰酸钠、硫酸钠和硫代硫酸钠等副产物。这些副产物的积累会增加脱硫液的黏度，大大降低脱硫效率，因此焦化企业会定期排放一部分废液，若不加以利用，就作为工业废物排放，势必污染环境[1]。焦化脱硫粗盐中的硫氰酸钠含量较高，是附加值较高的化工产品，从中提取出工业应用广泛的硫氰酸钠，变废为宝，不但有利于环境保护，还能充分利用废物资源，具备一定的经济效益，符合国家节能减排政策，是切实可行的方法。一些焦化企业将脱硫废液蒸干水分，获得了硫氰酸钠、硫酸钠和硫代硫酸钠的粗盐，但这需要对粗盐进一步进行资源化综合利用。

目前，国内从焦化脱硫废液中提取硫氰酸钠的主要方法是真空蒸馏浓缩，再分步结晶分别得到硫氰酸钠和硫代硫酸钠产品。这种方法所得到的硫氰酸钠纯度较低，很难达到95%以上。纯度较低的硫氰酸钠用途受限，价格很低，经济效益较差。如何改进提盐工艺，从焦化脱硫粗盐中提取高纯度的硫氰酸钠，具有十分重要的意义。

山东恒昌聚材化工科技股份有限公司针对现有利用焦化脱硫废液方法的不足，研发出一种脱硫粗盐提取硫氰酸钠的新工艺，利用硫代硫酸钠和硫酸钠在甲醇溶剂中的溶解度极小，而硫氰酸钠在甲醇溶剂中的溶解度较大，并且其溶解度具有随温度变化较大的性质，将粗盐中的硫代硫酸钠、硫酸钠和硫氰酸钠分离，具有选择性好、产品纯度高、节能环保等特点，提取出的硫氰酸钠产品纯度可达98%以上。该套装置充分利用了废物资源，工艺简单易行，节约能源，无“三废”排放，有利于环境保护，生产成本低，具有良好的经济效益和环保效益，为焦化脱硫粗盐资源的综合利用开辟了新途径[2]。

1 项目概况

山东恒昌聚材化工科技股份有限公司2 000t/a硫氰酸钠装置于2013年10月开工建设，2014年2月一次性开车成功，生产出合格的硫氰酸钠产品。该套装置结合企业实际情况和循环经济的需要，在全国首次采用甲醇萃取、压滤、甲醇精馏回收和废水处理等新工艺生产硫氰酸钠。具体工艺流程为“甲醇萃取+压滤+脱色+蒸发+结晶+离心+干燥”等。该项目是在1 300kt/a焦炭、以焦炉气制130kt/a甲醇装置的基础上，利用焦化脱硫废液浓缩产生的粗盐、甲醇装置生产的甲醇为原料的综合利用项目。焦化厂采用ISS催化剂降低了脱硫粗盐中硫代硫酸钠的含量，提高了硫氰酸钠的含量，使脱硫粗盐的利用价值得到了进一步提升。该公司硫氰酸钠的生产原料来源稳定，没有运输费用，专为焦化粗盐提纯配套生产，既解决了焦化粗盐的出路，又为该公司创造了良好的经济效益。该项目投产后，硫氰酸钠的生产成本比合成法降低了1/2左右，在市场上具有强大的竞争力，此工艺在焦化行业具有较大的推广价值。

2 工艺流程

焦化脱硫粗盐提取硫氰酸钠的工艺流程见图1。

图1 焦化脱硫粗盐提取硫氰酸钠工艺流程注：1—甲醇混合罐；2—甲醇合格罐；3—原料甲醇罐；4—溶解釜；5—压滤罐；6—清液池；7—混液池；8—脱色池；9—脱色釜；10—沉降罐；11—蒸发釜；12—母液蒸发釜；13—废水蒸发釜；14—结晶釜；15—离心机；16—干燥机；17—一次母液池；18—废水池；19—二次母液池；20—抽滤槽；21—真空缓冲罐；22—板框压滤机；23—脱色池；24—脱色二次母液池；25—甲醇不合格罐；26—精馏釜

本装置由甲醇萃取、压滤、活性炭脱色、蒸发浓缩、降温结晶、离心、干燥、甲醇精馏回收、废水处理等工序和变配电、分析化验、办公楼等公用工程组成。

把焦化脱硫粗盐砸碎成小块加入溶解罐，同时向溶解罐中加入适量甲醇，用蒸汽加热，减速机搅拌促进甲醇对粗盐萃取[3，4]。将溶解罐内的萃取液送入压滤罐中进行过滤。压滤罐流出清液送往沉降罐静置，再将萃取液打入蒸发釜中蒸发浓缩，压滤罐底部的滤渣(主要成分为硫代硫酸钠)装袋，作为副产品外卖。蒸发釜加满滤料后，打开蒸汽加热并不断搅拌，蒸发出的甲醇经冷却器冷却后送入合格甲醇罐，当蒸发出的甲醇含量低于95%时，转入不合格甲醇罐。将蒸发浓缩液送入结晶釜内，冷却降温搅拌，准备离心。结晶釜内的结晶液再送进离心机，离心快结束时，用甲醇对硫氰酸钠晶体冲刷脱色，离心母液排入一次母液池中。离心完成后将硫氰酸钠晶体吊入真空干燥机中，抽真空烘干，最后将产品包装。蒸发出的不合格甲醇(甲醇含量低于95%)被送进精馏釜中蒸发回收甲醇，以便循环利用。将一次母液送入母液蒸发釜中蒸发，再进行降温结晶，将结晶好的料液放入离心机中离心，再经真空烘干，获得产品，离心母液排入二次母液池中。二次母液经酸化处理掉硫代硫酸根后，被送入脱色池中，加入活性炭并不断加热搅拌，再送入板框压滤机中进行压滤脱色，澄清料液在废水蒸发釜中蒸发结晶，经离心后回收产品。产生的三次母液进入废水池，再循环操作，回收废水中产品。

3 工艺特点

(1)此套装置首次利用甲醇替代乙醇对粗盐中的硫氰酸钠进行萃取，甲醇价格较乙醇便宜，而且甲醇对硫氰酸钠和硫代硫酸钠的选溶性好，几乎不萃取粗盐中的其他离子，如硫代硫酸根、硫酸根等，再经压滤、蒸发浓缩、降温结晶、洗涤离心、烘干水分，就能得到纯度达98%以上的硫氰酸钠产品。

(2)将甲醇萃取粗盐过程中产生的低浓度甲醇进行精馏回收，在生产过程中可以实现循环利用。做到了原料使用的经济节约，降低消耗，减少了生产成本。

(3)经济效益好。焦化脱硫粗盐十分便宜，用于提取的甲醇萃取剂价格低、工艺耗能少，工艺全部物料得到了循环回用，提取的硫氰酸钠纯度高，工业应用范围广，经济价值高。

(4)工艺简单、操作简便、节约能源。本装置工艺流程简单，仅分为萃取、压滤、浓缩结晶、离心、干燥等简单工艺，操作十分简便。

(5)对废水进行处理后，可回收硫氰酸钠产品和蒸馏水，全过程无废液废物排出，做到了生产过程中无废气、废水产生及排放，这不但充分利用了物料资源，还有利于环境保护，属于绿色生产工艺。

4 该装置运行及能耗情况

自2014年2月系统开车以来，生产一直运行平稳。随着工艺不断的摸索优化和产量的提升，原料消耗达到设计指标，同时产品硫氰酸钠的纯度逐渐提高，由原始开车时的97.5%提高到98.3%，生产成本进一步降低，公司生产效益显著。装置能耗见表1。

表1 装置能耗

上表中，需要说明2点：①溶解硫氰酸钠的甲醇经蒸发釜加热抽提到精馏釜中，经过不断精馏回收甲醇，但是仍有部分甲醇难以回收，排到离心液中，因此甲醇消耗较高；②在一次水消耗中，因为每生产1t硫氰酸钠，离心后母液中水损失约3 t，需要向母液中加入3 t一次水，以补充消耗的水，溶解过饱和的母液；同时，结晶器使用的循环水在凉水塔降温蒸发损失约2 t，需要补充一次水2 m3。因此，累计需要消耗5m3一次水。本装置年可处理2万t焦化脱硫废液，折合脱硫粗盐5 000 t，平均日产硫氰酸钠6t，既解决了焦化厂脱硫废液的污染问题,又创造了巨大的经济价值，具有良好的经济效益和环保效益。