硫氰酸钠溶液膜净化浅析

【摘要】硫氰酸钠溶液是腈纶生产所必备的溶液，但生产过程产生的不易挥发的杂质进入硫氰酸钠溶液，造成腈纶的质量降低。本文主要分析采用新型工艺纳滤技术对硫氰酸钠溶液进行处理，去除杂质，获取较高纯度的硫氰酸钠溶液，提升腈纶生产的质量。

【关键词】硫氰酸钠 膜净化 纳滤

为了提升腈纶生产的质量，离不开对硫氰酸钠溶液杂质来源的分析。纺丝过程与聚合反应造成溶液杂质，纺丝与聚合过程形成一些不完全氧化的分解物与部分低聚物，原料也会带入杂质，这些杂质融入溶液中，会影响溶液的粘度、纤维的可染性，造成喷板堵塞，降低产品质量。

1 硫氰酸钠溶液膜净化工艺的特点

由于膜分离性会随着时间的变化而发生改变，因此，为充分发挥膜分离技术的效能，需在应用纳滤技术时考虑膜污染的影响，定期对膜组件进行化学清洗，对部件进行清洁处理。常见的控制膜污染的方式有以下几类，一是进行化学清洗，其次是改变操作方式或改性膜表面，生产单位要依据自身的实际，采用合适的方式控制膜污染。劣化与膜污染造成膜组件性能的改变，伴随着膜通透量的降低，未透过膜的回流液不断循环，加重溶液中杂质溶度，加水稀释、再次分离，能提升分离的效率，提高杂质与溶液的分离效果。净化装置需具备较强的独立性，装置物料保持平衡，不与外界杂质交互，提升净化效率。

2 硫氰酸钠溶液膜处理技术

2.1 纳滤工艺原理及膜进料液的选用

不同于传统的过滤技术，纳滤采用错流过滤，需过滤的物质平行通过膜，由于泵对料液进行加压，料液以一定的流速流过膜，部分分子由于大于膜截留分子量而流回料罐，回流罐内存储回流液，而透过的流液形成透过液。外加的推动力与膜的阻力决定了膜通量，纳滤技术具有较大的膜通量，从而有效降低过滤成本。合适的纳滤膜进料液的选用，能提升纳滤的品质，进料液的粘度要尽可能小，小粘度的进料液能降低阻力，创造较大的流通量，从而增加处理的经济性。由于两者的根本原理并无区别，以下仅重点以一步法纺丝的13%浓度的硫氰酸钠溶液处理作为介绍对象。

我部对13%浓度硫氰酸钠溶液的处理环境为：进料流量：19-30M3/hr；处理温度25-35℃；循环流量：110-120 M3/hr；压力：1.98MPa。

在实际生产过程中，我部每一条膜处理线每天处理150立方的污水，长期运行表明以下几点问题：

（1）伴随着温度的增高，循环流量增大，而残留的硫氰酸钠含量则越大，而且由于会受到气候环境的一定影响，比如夏日，处理温度一般都会达到35℃左右，则残留的硫氰酸钠含量会达到10000ppm，而处理温度在30℃左右时则残留硫氰酸钠含量会被控制在7000-8000ppm。

（2）13%浓度的硫氰酸钠溶液与16%浓度的硫氰酸钠溶液相比，在相同处理环境下，去除率基本相同。国内有相关资料表明，甚至46%浓度的硫氰酸钠溶液的除杂率也与低浓度溶液的除杂率相当（详见参考文献3）。所以我部13%的硫氰酸钠溶液循环流量控制在110-120 M3/hr时，同样压力和温度条件下，16%的硫氰酸钠溶液循环流量则只有56M3/hr。我部最初实验阶段，采用52%及58%的高浓度硫氰酸钠溶液作为除杂对象时变发现由于高浓度的硫氰酸钠溶液质量分数较高，粘度太大，致使膜通量过小，衰减太快，并不能完成常规的处理要求。而且在处理过程中间，由于循环处理槽中的杂质以及硫氰酸钠质量分数的升高，循环量会由120M3/hr逐步下降至110M3/hr，甚至更低，此时为保证除杂率，需要人工现场对循环量进行调节。

（3）在运行一段时间之后，需要对膜堆进行清洗，目前我们采用的清洗方法有：

（a）常规清洗，即在每天每线处理完150立方后对膜进行正冲清洗。主要目的是清除膜堆内部的硫氰酸钠残留，使排放达到环境保护标准，对膜的处理能力并不能起到很好的恢复作用。

（b）52%浓度的硫氰酸钠溶液清洗，目的是为了溶解膜堆内部由于长期运行而堆积的一些低聚物以及其它一些杂质。长期工作表明，当膜透出量（处理量）下降至19 M3/ hr时，采用52%浓度的硫氰酸钠溶液对膜堆进行清洗能够有效地使处理量恢复到30M3/ hr，甚至更高。

（c）专用的清洗剂清洗，此清洗需要专业的膜清洗企业对膜堆进行清洗，相关试剂的配方也并不对外公开。

2.2 进料液的预处理与相应的控制技术

进料液中可能含有少量的颗粒、丝屑或者一些悬浮的物质，对这些物质进行过滤等预处理，能防止膜污染，避免净化装置性能的恶化。预处理能率先去除进料液中的杂质，提高处理效率。为了提高膜处理的除杂效率以及回收率。针对13%浓度的硫氰酸钠溶液，我们在常规膜透析之后，透过液还会经过加水透析，经过加水透析后的硫氰酸钠溶液的浓度下降，返回稀疏料液中进行蒸发浓缩处理，能提高浓度，降低杂质，同时提升了进料液的温度，满足装置需求。一级处理可处理难溶物、胶体和低聚物，除杂率在20 %左右，经二级加水透析处理后，总除杂率可在85 %以上，有机物去除率约为 70 %。对硫氰酸钠溶液进行膜处理，需要掌握必要的控制技术，控制技术是在加工与过滤过程中对流量、温度、压力等多项因素进行控制，从而解决出现的问题。2.3 纳滤技术的良好处理效果

采用新型的净化处理技术，目的是去除溶液中的不易挥发的杂质，采用纳滤膜分离的办法提高硫氰酸钠溶液的浓度，使技术在实际运用的过程中，更加清洁高效，不断降低污染，提高经济效益。采用纳滤技术对硫氰酸钠溶液进行处理，主要针对16%及13%两种浓度的溶液，随着生产技术的不断改进，纳滤技术的可行性也得到不断证实，事实表明，应用纳滤技术能大幅度提升溶液的净化程度，实践表明，采用新技术后，溶液中的杂质含量不超过1%，并且随着技术的改进，杂质含量也越来越低。在采用膜处理技术之前，我部化工车间主要采用凝胶处理以及萃取方式对含氰污水进行除杂处理。采用膜处理技术后，萃取由于对环境影响太大被取消。这样一来，我们得以节省了大量的酸、碱、醚等原料，排放的残液对环境污染减少，处理也更加简单，而且膜处理的除杂率也保持在一个可以被接受的水平上。

3 结语

采用纳滤这种新型的方式对硫氰酸钠溶液进行净化处理，处理效果显著，具有经济、科学、长效的特点，能快速去除溶液杂质，且清除效率较高，希望技术在今后的应用中能不断得到改进，提升腈纶生产质量与水平。

参考文献

[1] 姚先富.溶剂回收结晶沉降效果的控制[J].现代化工，2009，（8）：49-51

[3] 高辉，安兴才，王应平.膜分离法净化硫氰酸钠[J].石化技术与应用，2010，（6）：472-473