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摘 要：在金利化工毛纺有限公司化工分公司氰化钠装置实际生产过程中，由于原料氢氰酸（HCN）、氢氧化钠（NaOH）的质量差异和反应、蒸发生产过程中参数控制的不稳定，造成对氰化钠成品质量的影响，使产品外观变差、纯度降低、杂质升高，使产品质量降等。通过对原料氢氰酸、氢氧化钠的质量把关和对反应、蒸发生产过程的控制，从而提高氰化钠产品的质量等级。
关键词：氰化钠；质量；氢氰酸；控制；
中图分类号：TF831 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-09-00-02
兰州金利化工毛纺有限公司化工分公司5600 t/a氰化钠装置（简称氰化钠装置），是由原兰州化学工业公司设计所设计，始建于1988年7月，1992年6月10日竣工投产。
工艺流程
氰化钠装置是石油化工厂丙烯腈装置的配套装置，利用丙烯腈装置的副产品氢氰酸（HCN）与氢氧化钠（NaOH）进行中和反应。由酸碱站送来的浓度为30%左右的氢氧化钠经碱计量器计量后在反应器混合管内先与反应器循环液混合，再与丙烯腈车间送来的99.6%的液态氢氰酸经酸计量器计量后进行混合，瞬间完成反应，生成氰化钠溶液并放出热量，反应热大部分由反应液带走，小部分由反应器的夹套冷却水及时移走，保持反应温度在45～55℃。反应液由反应器循环泵送出，一部分进行自身循环；一部分去反应器顶部喷淋以吸收未反应的氢氰酸；一部分去循环液槽；一部分去氰化钠蒸发器中，如果发生氢氰酸聚合则送入事故槽；蒸发器在温度40～45℃、余压0.0028～0.005MPa的条件下蒸发，再由蒸发器循环泵强制外循环，经加热器加热返回蒸发器。加热器的热源为0.3-0.6Mpa的低压蒸汽（经过减压阀后保持在0.15Mpa左右，温度在111℃左右），产生的蒸汽凝液去V-602温水槽。
蒸发器所需的真空从真空泵和真空泵入口分离器、冷凝冷却器、过冷器获得，被冷凝下来的蒸发水，经蒸发水受槽最终溢流至废水槽中；真空泵入口分离器的凝液则自流到真空泵入口分离器液封槽中，再溢流至废水槽中。
经蒸发器蒸发的溶液浓度从30%左右浓缩到45%左右，蒸发器中含晶核的浓缩液利用位差落入结晶器底部，在常压下，搅拌器以2转/分钟的速度缓慢搅拌，晶核在结晶器中生长富集，保持氰化钠浆料结晶度在65～80%。结晶器中液体分为三层，上层清液溢流至循环液槽；中层由结晶器循环泵送回蒸发器中，继续蒸发；下层浆液用浆液泵送到离心岗位。
在循环液槽中，汇集了从结晶器上层溢流出来的清液，反应器循环泵来的反应液，离心机来的滤液。用循环液泵将循环液送至反应器，再由反应器循环泵经反应器液位计调节阀调节后将一部分返回循环液槽。如此循环，以此带走一部分反应热，并吸收富余的氢氰酸。
送去离心岗位的高浓度氰化钠经过离心分离，干燥脱水，成型压片，计量包装等工序，最终得到片剂产品。
氰化钠装置生产工艺特点如下：
1、氰化钠生产采用液相法生产，即液（氢氰酸）-液（氢氧化钠）反应，有利于反应热的移出。
2、采用高纯度原料，有利于生产高纯度的产品。
3、以块状产品为主，易于运输、用户使用安全、方便。
4、采用闪蒸干燥技术，减少对环境的污染。
在实际生产过程中，由于原料氢氧化钠的质量差异和反应、蒸发生产过程中的不稳定，使产品生产困难、杂质升高、外观变差，造成对氰化钠成品质量的影响，使产品质量下降。
成品氰化钠标准
一、影响氰化钠成品质量的主要原因
（一）原料氢氰酸
由于丙烯腈装置工艺成熟、操作平稳，只有在丙烯腈生产不正常时可能发生氢氰酸的聚合（液态氢氰酸或其水溶液有碱或铁屑杂质存在在高温下或长时间放置，受光和放射线照射、在放电及电解条件下皆会引起氢氰酸的聚合），聚合物呈黑褐色颗粒，物理、化学性质稳定，不参加酸碱中和反应，成为杂质，影响氰化钠成品的质量。
固体成品杂质含量分析数据
（二）原料液碱
1、碱浓度不稳定
由于两次接碱过程中碱浓度的不一致（28%～31%之间波动），会造成反应液中碱含量波动，累积在系统中形成过量氢氧化钠，与氰化钠溶液混合进入负压系统蒸发跟大量进入空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，这部分碳酸钠不能与氢氰酸完全反应，通过结晶，离心，成型后，最终影响氰化钠产品的质量。
兰州石化公司石油化工原材料检验报告
2、碱的温度过高影响反应操作
由于氢氰酸和氢氧化钠反应属放热反应，在短时间内产生大量的反应热，如果液碱温度偏高（从酸碱站扫线接碱时，一般发生在冬季）会使反应温度进一步升高，形成高温蒸发，产生甲酸钠，最终影响产品质量。
（三）工艺控制
1、温度对氰化钠反应的影响
反应器，蒸发器温度及加热器蒸汽量的控制这些都要严格按照工艺指标执行。如果生产过程中物料温度超过60℃氰化钠会加速水解，将会发生不可逆反应，产生甲酸钠，这种杂质由于物理、化学性质较稳定，不参加化学反应，对反应本身也没有大的影响，但是需要注意的是：在氰化钠溶液中含量超过4%时，会造成溶液不易蒸发，不易结晶，离心分离效果差等不良现象，成品中杂质甲酸钠过高会直接影响到氰化钠成品的质量。
2、碱浓度的控制
碱浓度是PLC操作系统中可以手动调节，也可以自动调节的一个控制点，一般设置为自动控制，随瞬时酸量的变化不断调整，碱浓度控制范围在25～56%之间，是需要根据系统中实际氢氧化钠含量做出及时调整的参数，目的是为了保持系统始终处于适当碱性环境。当酸量波动较大时也可自行跟踪配比，但是存在2秒的延迟，如果酸量突然升高，反应器中碱含量较低，在短时间内反应器内部会产生局部聚合。
二、对上述原因的解决处理
（一）氢氰酸聚合
每次开、停车前丙烯腈车间送酸量波动较大，操作人员应适当增加系统进碱量，尽量的降低聚合物的产生。
（二）碱浓度不稳定
每次接碱时及时做好碱液浓度分析，操作人员不仅要知道氢氧化钠的含量还要知道系统中碳酸钠的含量，并且根据系统循环液位调整出适当的碱含量配比。
（三）液碱中杂质含量超标
定期清理V-001罐和V-002罐，接碱时先接入V-002罐沉淀后，再送往V-001、反应器参加反应。定期清理常用碱罐，减少参加反应的液碱杂质。
（四）液碱温度过高
操作工要掌握好冬季接停碱时间，尤其是冬季注意停碱扫线时间不要过长，必要时将碱罐至反应器间的管线配备夹套冷却装置，把液碱的温度适当降低。
（五）反应温度过高
反应器温度应严格按工艺指标执行并控制在45～55℃，SC-81氰化钠含量控制在35～40%之间。冷凝冷却系统要保证在夏季也能有良好的控温效果。
（六）蒸发器温度过高
蒸发温度过高主要原因是蒸发过程中产生的大量热蒸汽不能及时带走，有以下两方面情况：一是蒸发扑沫器堵塞，热蒸汽无法被负压系统抽出。可以通过蒸发器顶部的软水管线冲洗扑沫器，达到出气畅通的效果；二是真空泵方面的问题，可以通过现场一次真空表发现。包括真空泵阀片漏气、活塞环漏气、真空出口管线不畅等，需要操作人员及时检查真空泵，清理出口管线。
（七）系统中碱含量、碳酸钠含量过高
正常生产时，系统碱含量尽量接近1%的指标内，若系统碱含量过高，可以适当升高酸碱配比的浓度，减少进碱量，加大循环量，让系统中多余的碱与氢氰酸反应。
（八）甲酸钠含量过高
尽量避免系统温度超过60℃，甲酸钠含量过高只能将离心滤液送往事故槽，再做进一步的处理。
三、结论
通过对氢氰酸聚合、液碱浓度、液堿中的杂质含量、液碱温度、反应器温度、蒸发器温度、SC-81碱含量的严格执行，使氰化钠生产过程中反应、蒸发、结晶、离心等工序都能得到更进一步的效果，最终达到解决实际问题和提高产品质量的目的。
关键词：氰化钠；质量；氢氰酸；控制；
中图分类号：TF831 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-09-00-02
兰州金利化工毛纺有限公司化工分公司5600 t/a氰化钠装置（简称氰化钠装置），是由原兰州化学工业公司设计所设计，始建于1988年7月，1992年6月10日竣工投产。
工艺流程
氰化钠装置是石油化工厂丙烯腈装置的配套装置，利用丙烯腈装置的副产品氢氰酸（HCN）与氢氧化钠（NaOH）进行中和反应。由酸碱站送来的浓度为30%左右的氢氧化钠经碱计量器计量后在反应器混合管内先与反应器循环液混合，再与丙烯腈车间送来的99.6%的液态氢氰酸经酸计量器计量后进行混合，瞬间完成反应，生成氰化钠溶液并放出热量，反应热大部分由反应液带走，小部分由反应器的夹套冷却水及时移走，保持反应温度在45～55℃。反应液由反应器循环泵送出，一部分进行自身循环；一部分去反应器顶部喷淋以吸收未反应的氢氰酸；一部分去循环液槽；一部分去氰化钠蒸发器中，如果发生氢氰酸聚合则送入事故槽；蒸发器在温度40～45℃、余压0.0028～0.005MPa的条件下蒸发，再由蒸发器循环泵强制外循环，经加热器加热返回蒸发器。加热器的热源为0.3-0.6Mpa的低压蒸汽（经过减压阀后保持在0.15Mpa左右，温度在111℃左右），产生的蒸汽凝液去V-602温水槽。
蒸发器所需的真空从真空泵和真空泵入口分离器、冷凝冷却器、过冷器获得，被冷凝下来的蒸发水，经蒸发水受槽最终溢流至废水槽中；真空泵入口分离器的凝液则自流到真空泵入口分离器液封槽中，再溢流至废水槽中。
经蒸发器蒸发的溶液浓度从30%左右浓缩到45%左右，蒸发器中含晶核的浓缩液利用位差落入结晶器底部，在常压下，搅拌器以2转/分钟的速度缓慢搅拌，晶核在结晶器中生长富集，保持氰化钠浆料结晶度在65～80%。结晶器中液体分为三层，上层清液溢流至循环液槽；中层由结晶器循环泵送回蒸发器中，继续蒸发；下层浆液用浆液泵送到离心岗位。
在循环液槽中，汇集了从结晶器上层溢流出来的清液，反应器循环泵来的反应液，离心机来的滤液。用循环液泵将循环液送至反应器，再由反应器循环泵经反应器液位计调节阀调节后将一部分返回循环液槽。如此循环，以此带走一部分反应热，并吸收富余的氢氰酸。
送去离心岗位的高浓度氰化钠经过离心分离，干燥脱水，成型压片，计量包装等工序，最终得到片剂产品。
氰化钠装置生产工艺特点如下：
1、氰化钠生产采用液相法生产，即液（氢氰酸）-液（氢氧化钠）反应，有利于反应热的移出。
2、采用高纯度原料，有利于生产高纯度的产品。
3、以块状产品为主，易于运输、用户使用安全、方便。
4、采用闪蒸干燥技术，减少对环境的污染。
在实际生产过程中，由于原料氢氧化钠的质量差异和反应、蒸发生产过程中的不稳定，使产品生产困难、杂质升高、外观变差，造成对氰化钠成品质量的影响，使产品质量下降。
成品氰化钠标准
一、影响氰化钠成品质量的主要原因
（一）原料氢氰酸
由于丙烯腈装置工艺成熟、操作平稳，只有在丙烯腈生产不正常时可能发生氢氰酸的聚合（液态氢氰酸或其水溶液有碱或铁屑杂质存在在高温下或长时间放置，受光和放射线照射、在放电及电解条件下皆会引起氢氰酸的聚合），聚合物呈黑褐色颗粒，物理、化学性质稳定，不参加酸碱中和反应，成为杂质，影响氰化钠成品的质量。
固体成品杂质含量分析数据
（二）原料液碱
1、碱浓度不稳定
由于两次接碱过程中碱浓度的不一致（28%～31%之间波动），会造成反应液中碱含量波动，累积在系统中形成过量氢氧化钠，与氰化钠溶液混合进入负压系统蒸发跟大量进入空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，这部分碳酸钠不能与氢氰酸完全反应，通过结晶，离心，成型后，最终影响氰化钠产品的质量。
兰州石化公司石油化工原材料检验报告
2、碱的温度过高影响反应操作
由于氢氰酸和氢氧化钠反应属放热反应，在短时间内产生大量的反应热，如果液碱温度偏高（从酸碱站扫线接碱时，一般发生在冬季）会使反应温度进一步升高，形成高温蒸发，产生甲酸钠，最终影响产品质量。
（三）工艺控制
1、温度对氰化钠反应的影响
反应器，蒸发器温度及加热器蒸汽量的控制这些都要严格按照工艺指标执行。如果生产过程中物料温度超过60℃氰化钠会加速水解，将会发生不可逆反应，产生甲酸钠，这种杂质由于物理、化学性质较稳定，不参加化学反应，对反应本身也没有大的影响，但是需要注意的是：在氰化钠溶液中含量超过4%时，会造成溶液不易蒸发，不易结晶，离心分离效果差等不良现象，成品中杂质甲酸钠过高会直接影响到氰化钠成品的质量。
2、碱浓度的控制
碱浓度是PLC操作系统中可以手动调节，也可以自动调节的一个控制点，一般设置为自动控制，随瞬时酸量的变化不断调整，碱浓度控制范围在25～56%之间，是需要根据系统中实际氢氧化钠含量做出及时调整的参数，目的是为了保持系统始终处于适当碱性环境。当酸量波动较大时也可自行跟踪配比，但是存在2秒的延迟，如果酸量突然升高，反应器中碱含量较低，在短时间内反应器内部会产生局部聚合。
二、对上述原因的解决处理
（一）氢氰酸聚合
每次开、停车前丙烯腈车间送酸量波动较大，操作人员应适当增加系统进碱量，尽量的降低聚合物的产生。
（二）碱浓度不稳定
每次接碱时及时做好碱液浓度分析，操作人员不仅要知道氢氧化钠的含量还要知道系统中碳酸钠的含量，并且根据系统循环液位调整出适当的碱含量配比。
（三）液碱中杂质含量超标
定期清理V-001罐和V-002罐，接碱时先接入V-002罐沉淀后，再送往V-001、反应器参加反应。定期清理常用碱罐，减少参加反应的液碱杂质。
（四）液碱温度过高
操作工要掌握好冬季接停碱时间，尤其是冬季注意停碱扫线时间不要过长，必要时将碱罐至反应器间的管线配备夹套冷却装置，把液碱的温度适当降低。
（五）反应温度过高
反应器温度应严格按工艺指标执行并控制在45～55℃，SC-81氰化钠含量控制在35～40%之间。冷凝冷却系统要保证在夏季也能有良好的控温效果。
（六）蒸发器温度过高
蒸发温度过高主要原因是蒸发过程中产生的大量热蒸汽不能及时带走，有以下两方面情况：一是蒸发扑沫器堵塞，热蒸汽无法被负压系统抽出。可以通过蒸发器顶部的软水管线冲洗扑沫器，达到出气畅通的效果；二是真空泵方面的问题，可以通过现场一次真空表发现。包括真空泵阀片漏气、活塞环漏气、真空出口管线不畅等，需要操作人员及时检查真空泵，清理出口管线。
（七）系统中碱含量、碳酸钠含量过高
正常生产时，系统碱含量尽量接近1%的指标内，若系统碱含量过高，可以适当升高酸碱配比的浓度，减少进碱量，加大循环量，让系统中多余的碱与氢氰酸反应。
（八）甲酸钠含量过高
尽量避免系统温度超过60℃，甲酸钠含量过高只能将离心滤液送往事故槽，再做进一步的处理。
三、结论
通过对氢氰酸聚合、液碱浓度、液堿中的杂质含量、液碱温度、反应器温度、蒸发器温度、SC-81碱含量的严格执行，使氰化钠生产过程中反应、蒸发、结晶、离心等工序都能得到更进一步的效果，最终达到解决实际问题和提高产品质量的目的。