CN103241782A - 一种转动釜中压合成羰基镍的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转动釜中压合成羰基镍技术，包括以下制备步骤：（1）水淬铜镍合金颗粒的制备（2）羧化反应（3）分离（4）反应结束后釜内残渣用热氮气置换消毒，排出气体去焚烧炉燃烧处理，同时回收热量，当氮气消毒完成，打开卸料口，排出釜内羰化合金，然后进入下一循环。本发明采用转动釜中压合成羰基镍技术，压力要求低，只需7.5—8.5MPa，通过转动釜的转动，反应时间大大缩短，收率高，必要时还可以通过转动釜的转速来控制反应速度。转动釜通过2组螺旋型柔性管组与固定的气体密封装置连接，完成转动釜和其它固定管道的动静转换连接。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种合成羰基镍的方法，尤其涉及一种转动釜中压合成羰基镍的方法。
背景技术
羰基镍合成技术按压力分类有高、中压和常压三种工艺路线。目前，国外中压工艺占的比重最大，国内暂只有高压。
高压合成的优点是：原料适应性好，反应速度快，合成率高，能达到95%以上，缺点是：设备压力等级高，设备投资较大，生产成本相对较高，产能受到限制。
常压合成的优点是：对设备要求不高，设备制造容易而且可以大型化，设备投资小，能耗低；缺点是对原料要求高，原料预处理工艺流程长，生产周期长，羰基镍合成率低，一般在90%~93%，而且产品质量也不高。
中压合成则在一定程度上兼顾了两者的优点、克服了两者的缺点。
羰基镍合成以前都采用固定式反应器进行反应，它的缺点是操作压力要求高，一般要20Mpa以上，而且还有反应速度慢，收率低，不容易控制反应速度等缺点。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种转动釜中压合成羰基镍的方法。
羰基镍合成是气固反应，羰基镍合成原料水淬铜镍合金是多孔固体颗粒，中压转动釜技术的应用使得气－固相充分接触，反应界面及时得到更新，反应速度加快，同时气－固反应界面堵塞的情况基本不会出现，这是固定式反应器反应中后期影响反应速度和收率的一大问题，合成周期也将缩短。另外通过反应釜的转动可以适当控制反应速度，反应初期反应速度较快，转动釜可以慢速转动，反应中后期反应速度较慢，转动釜可以较高速度转动，以加快反应速度。
由于转动釜是压力设备，转动部分和其它固定管道的连接很关键，本发明很好的解决了这个问题。固定在转动釜上的进出气体管道通过2组螺旋型柔性管组与固定的气体密封装置连接，实现了动静转换。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种转动釜中压合成羰基镍的方法，包括以下步骤：
（1）水淬铜镍合金颗粒的制备：在铜镍合金中加入质量比为3—5：1—2的铜和硫，加热熔化，让熔体流入到温度为40—50℃的水淬水池中，用喷射水流将熔体粉碎成粒径为1—20nm的活性水淬铜镍合金颗粒；
（2）羧化反应：水淬铜镍合金颗粒加入转动釜，转动釜内操作压力为7.5—8.5Mpa，操作温度为170—180℃，铜镍水淬合金加入转动釜，转动釜盖好后，首先用5.0MPa（G）压力的氮气送入釜内进行空气置换，然后检查是否有漏气，检查完毕后将氮气排空，无泄漏后通入7.5—8.5MPa(G)的一氧化碳气体再次检漏，方法同上,新鲜的一氧化碳气由一氧化碳压缩机打至一氧化碳缓冲罐，以补充反应系统的一氧化碳消耗，新鲜的一氧化碳气含少量羰基镍的一氧化碳循环气混合，经循环气压缩机驱动，先进入进出料换热器的壳程，与出转动釜的羰基镍/一氧化碳气体换热，再经导热油加热器，加热至需要的温度后进入转动釜，转动釜内设换热管束，循环气在管内流动，与釜内的水淬合金换热，降低其温度，同时循环气温度升至反应温度以上，出内管束，与转动釜内的水淬合金接触，主要的羰化反应如下：
Ni+4CO＝Ni(CO)4＋163.7 KJ/mol
Fe＋5CO＝Fe(CO)5 ＋240 KJ/mol
（3）分离：从转动釜产生的羰基镍气体同大量的循环一氧化碳气体一起排出，经进出料换热器的管程，与进入转动釜的一氧化碳气体换热后，再经循环水冷却器冷却至35—45℃、冷冻盐水冷却器冷却至4—5℃，尽可能多地将羰基物冷凝成为液态后，进入分离器，分离出的气相为含少量羰基镍的一氧化碳气，返回循环气缓冲罐，分离出的液相为羰基镍液体；
（4）反应结束后釜内残渣用热氮气置换消毒，排出气体去焚烧炉燃烧处理，同时回收热量，当氮气消毒完成，打开卸料口，排出釜内羰化合金，然后进入下一循环。
本发明的优点是：采用转动釜中压合成羰基镍技术，压力要求低，只需7.5—8.5Mpa，通过转动釜的转动，反应时间大大缩短，收率高，必要时还可以通过转动釜的转速来控制反应速度。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图，其中：1、转动釜，2、进出料换热器，3、导热油加热器，4、缓冲罐，5、循环水冷却器，6、冷冻水冷却器，7、循环气压缩机，8、分离器，9、柔性管组，10、气体密封装置。
具体实施方式
实施例1
一种转动釜中压合成羰基镍的方法，包括以下制备过程：
（1）水淬铜镍合金颗粒的制备：在铜镍合金中加入质量比为4：1的铜和硫，加热熔化，让熔体流入到温度为50℃的水淬水池中，用喷射水流将熔体粉碎成粒径为10nm的活性水淬铜镍合金颗粒；
（2）羧化反应：水淬铜镍合金颗粒加入转动釜，转动釜内操作压力为8.5Mpa，操作温度为180℃，铜镍水淬合金加入转动釜，转动釜盖好后，首先用5.0MPa（G）压力的氮气送入釜内进行空气置换，然后检查是否有漏气，检查完毕后将氮气排空，无泄漏后通入8.0MPa(G)的一氧化碳气体再次检漏，方法同上,新鲜的一氧化碳气由一氧化碳压缩机打至一氧化碳缓冲罐，以补充反应系统的一氧化碳消耗，新鲜的一氧化碳气含少量羰基镍的一氧化碳循环气混合，经循环气压缩机驱动，先进入进出料换热器的壳程，与出转动釜的羰基镍/一氧化碳气体换热，再经导热油加热器，加热至需要的温度后进入转动釜，转动釜内设换热管束，循环气在管内流动，与釜内的水淬合金换热，降低其温度，同时循环气温度升至反应温度以上，出内管束，与转动釜内的水淬合金接触，主要的羰化反应如下：
Ni+4CO＝Ni(CO)4＋163.7 KJ/mol
Fe＋5CO＝Fe(CO)5 ＋240 KJ/mol
（3）分离：从转动釜产生的羰基镍气体同大量的循环一氧化碳气体一起排出，经进出料换热器的管程，与进入转动釜的一氧化碳气体换热后，再经循环水冷却器冷却至45℃、冷冻盐水冷却器冷却至5℃，尽可能多地将羰基物冷凝成为液态后，进入分离器，分离出的气相为含少量羰基镍的一氧化碳气，返回循环气缓冲罐，分离出的液相为羰基镍液体；
（4）反应结束后釜内残渣用热氮气置换消毒，排出气体去焚烧炉燃烧处理，同时回收热量，当氮气消毒完成，打开卸料口，排出釜内羰化合金，然后进入下一循环。
Claims (1)
1.一种转动釜中压合成羰基镍的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）水淬铜镍合金颗粒的制备：在铜镍合金中加入质量比为3—5：1—2的铜和硫，加热熔化，让熔体流入到温度为40—50℃的水淬水池中，用喷射水流将熔体粉碎成粒径为1—20nm的活性水淬铜镍合金颗粒；
（2）羧化反应：将水淬铜镍合金颗粒加入转动釜，转动釜内操作压力为7.5—8.5Mpa，操作温度为170—180℃，主要的羰化反应如下：
Ni+4CO＝Ni(CO)4＋163.7 KJ/mol
Fe＋5CO＝Fe(CO)5 ＋240 KJ/mol
（3）分离：从转动釜产生的羰基镍气体同大量的循环一氧化碳气体一起排出，经进出料换热器的管程，与进入转动釜的一氧化碳气体换热后，再经循环水冷却器冷却至35—45℃、冷冻盐水冷却器冷却至4—5℃，尽可能多地将羰基物冷凝成为液态后，进入分离器，分离出的气相为含少量羰基镍的一氧化碳气，返回循环气缓冲罐，分离出的液相为羰基镍液体；
（4）反应结束后釜内残渣用热氮气置换消毒，排出气体去焚烧炉燃烧处理，同时回收热量，当氮气消毒完成，打开卸料口，排出釜内羰化合金，然后进入下一循环；
（5）转动釜通过2组螺旋型柔性管组与固定的气体密封装置连接，完成转动釜和其它固定管道的动静转换连接。
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