[发明专利]用尿素法生产氰酸钠所得废物制备一水碳酸钠和硫酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废气的治理和利用领域，具体地，涉及用尿素法生产氰酸钠所得废物制备一水碳酸钠和硫酸铵的方法。

背景技术

氰酸钠(sodium cyanate，或cyanic acid sodium salt)，氰酸钠在钢加工过程中可用作淬水剂。在生产除草剂、杀菌剂、杀虫剂时，用于代替光气合成各种类型的异氰酸酯，以生产氨基甲酸酯类或取代脲类农药。作为医药中间体，可生产治疗帕金森症(parkinson’s disease)、糖尿病(diabetes)和癫痫症(epilepsy)等疾病的药物。氰酸钠也可用作染料中间体，在生产丙烯酸聚合物时用作催化剂，以保持纤维的洁白度。氰酸钠还可用作感光引发剂。

氰酸钠的合成方法广泛采用的为尿素法，即就是尿素和无水碳酸钠熔融反应，生成氰酸钠和氨气、二氧化碳和水，其化学反应方程式为：

2(NH₂)₂CO+Na₂CO₃→2NaOCN+2NH₃↑+H₂O+CO₂↑

该方法在合成氰酸钠的同时也生成了氨气、二氧化碳气体和水这三种产物，这三种产物直接销售，价格较低，用途很小，且常常不能及时销售而发生溢槽，泄露等情况。另一方面氨气和二氧化碳的大量排放，无疑会污染环境，降低人们的生活质量，已为国家明令禁止。为此，氰酸钠厂家也积极探索，寻求合理利用尿素法生产氰酸钠所产生的工业副产物的方法。

申请号为200610069084.X的中国专利公开了一种利用氨气、二氧化碳、水的液体混合物生产复合(混)肥工艺利用氨气、二氧化碳、水的液体混合物生产复合(混)肥工艺，该工艺利用三聚氰胺装置、液尿装置或其他装置的氨气、二氧化碳、水的液体混合物，该液体混合物通过泵压入复合肥车间作为复合(混)肥的原料经混配、中和及氨化造粒，制成高效复合(混)肥。本工艺的优点提高了氨气、二氧化碳、水的液体混合物的产品附加值，解决了以前氨气、二氧化碳、水的液体混合物销路不畅，污染环境的问题。

显然，尿素法生产氰酸钠所产生的工业副产物也可通过专利200610069084.X所公开的工艺方法得到合理利用，然而，该专利方法本身却是一个对设备要求极高，操作极为繁琐的方法，产生的经济价值也很低。尤其，复合(混)肥的生产对季节时令的依赖很强，并不利于将氨气、二氧化碳、水的混合物及时利用和转化。

因此，氰酸钠厂家亟待寻求新的工艺，及时利用和转化工业副产物，增加企业的经济效益。

另一方面，碳酸钠，俗名纯碱，又称苏打、碱灰，一种重要的化工基本原料。它可用于制造玻璃，如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿；还可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂；在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿、以及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料等均要用到它，在陶瓷工业中制取耐火材料和釉也要用到纯碱。

2007年我国纯碱产量就达到1771.8万吨，其中纯碱出口170.6万吨，表观消费量1605.2万吨。近两年国内化工行业、冶金行业、电子工业、建材行业、装饰行业等快速发展，对纯碱需求十分旺盛，使得中国纯碱产销量呈现连续、稳定的增长。2009年，我国纯碱产能已达2400万吨，产量预计超过1900万吨，国内纯碱需求量预计1700万吨，出口量200多万吨。美好的市场前景刺激生产者寻求低耗高产的生产方法，以获得更高的利润。

目前，工业上生产纯碱的方法主要是氨碱法和侯氏制碱法，其中氨碱法以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱，先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液，将碳酸氢钠沉淀经过滤、洗涤得到的NaHCO₃微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。其化学反应原理是：

NaCl+NH₃+H₂O+CO₂＝NaHCO₃↓+NH₄Cl

2NaHCO3＝Na2CO3+H2O+CO2↑