用于安排安德卢梭法中的反应器的系统技术方案

一种用于制备氰化氢的方法包括：将反应混合物进料进料至各自包括含铂的催化剂床的多个主反应器，所述反应混合物进料包含气态氨、甲烷和氧气；确定所述多个主反应器中的任一个中的氰化氢的百分比产率是否处于或低于阈值；当所述多个主反应器中的任一个中的氰化氢的百分比产率处于或低于所述阈值时，在所述多个主反应器中识别出一个或多个次优反应器；以及当识别出所述一个或多个次优反应器时，将所述反应混合物进料补充进料至一个或多个补充反应器，其中所述一个或多个补充反应器的每一个包括含铂的催化剂床。可以代替所述反应混合物进料至所述一个或多个次优反应器的进料，进行所述补充进料，或除了所述反应混合物进料至所述一个或多个次优反应器的进料之外，还进行所述补充进料。总的方法足以保持所述一个或多个补充反应器和所述主反应器中的总测量氰化氢生产率在所需的总氰化氢生产率范围内。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于制备氰化氢的方法包括：将反应混合物进料进料至各自包括含铂的催化剂床的多个主反应器，所述反应混合物进料包含气态氨、甲烷和氧气；确定所述多个主反应器中的任一个中的氰化氢的百分比产率是否处于或低于阈值；当所述多个主反应器中的任一个中的氰化氢的百分比产率处于或低于所述阈值时，在所述多个主反应器中识别出一个或多个次优反应器；以及当识别出所述一个或多个次优反应器时，将所述反应混合物进料补充进料至一个或多个补充反应器，其中所述一个或多个补充反应器的每一个包括含铂的催化剂床。可以代替所述反应混合物进料至所述一个或多个次优反应器的进料，进行所述补充进料，或除了所述反应混合物进料至所述一个或多个次优反应器的进料之外，还进行所述补充进料。总的方法足以保持所述一个或多个补充反应器和所述主反应器中的总测量氰化氢生产率在所需的总氰化氢生产率范围内。【专利说明】用于安排安德卢梭法中的反应器的系统相关申请的交叉引用本申请权利要求2012年12月18日提交的题为“安德卢梭法中的反应器方案(REACTOR SCHEME IN ANDRUSSOff PROCESS) ” 的美国临时专利申请系列号 61/738，891 的优先权，其公开通过引用以其全部内容结合在此。
本公开涉及用于由甲烷、氨和氧制备氰化氢(HCN)的安德卢梭法的反应器方案。
技术介绍
安德卢梭法用于氰化氢(HCN)由甲烷、氨和氧在铂或铂合金催化剂上的气相制备。将过滤过的氨、天然气和空气进料至反应器中并在包含铂或铂合金的催化剂的存在下加热至约800°C至约2，500°C。甲烷可以由天然汽提供，其可以进一步纯化。具有两个碳、三个碳或更多的烃可以存在于天然气中。虽然可以使用空气作为氧的源，该反应也可以用富集氧的空气或未稀释的氧(例如，氧安德卢梭法)进行。可以将来自反应器流出物的热在一个或多个废热锅炉中回收，所述废热锅炉也将反应器流出物冷却至所需的温度。可以将含有HCN的反应器出口气输送通过氨吸收过程以移除未反应的氨。这可以通过与磷酸铵溶液、磷酸或硫酸接触以移除氨完成。可以将产物出口气从氨吸收器输送通过HCN吸收器，在此可以加入冷水以带走HCN。可以将HCN-水混合物送至氰化物汽提器，在此可以将废物从该液体移除。此外，可以将HCN-水混合物输送通过分馏器以在将产物储存在槽中或作为进料使用之前浓缩HCN。 很多组合安德卢梭法的HCN制备设备包括并联运行的多个反应器，以增加HCN的总生产率。在这些多反应器安德卢梭系统的运行过程中，一个或多个反应器中的催化剂可以不可预测地以次优转化产率开始运行，如当催化剂床达到其寿命终点时。一个或多个催化剂床的这种不可预测的次优运行可以导致进料至系统的反应物的次优转化率和HCN的次优产率，或者因为一个或多个催化剂床的次优运行，或者因为当设备预期以满容量运行时的过程中出乎意料地关闭一个或多个次优反应器。 次优反应器不仅可以导致总转化率和产率低于所需的转化率或产率，次优反应器还可以导致送至设备的随后纯化和处理部分的产物流中HCN的不一致流动和浓度。进料至纯化和处理系统的HCN的不一致流动和浓度可以导致HCN产物的最终生产率上的不稳定变动。不均匀运行还可以导致下游操作的较不经济运行。HCN的生产率或浓度上的变动还可以导致品质顾虑。例如，HCN生产率上的变动可以导致下游客户生产率上的变动。 当使用富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法时与空气安德卢梭法比较可以遭遇一些另外的困难。在空气安德卢梭法中，氧进料流包括具有约20.95摩尔％氧的氧含量的空气。富集氧的或氧安德卢梭法具有氧含量大于空气中的氧含量的含氧进料流，如对于富集氧的安德卢梭法约21摩尔％氧至约30摩尔％氧或对于氧安德卢梭方法约26摩尔％氧至约100摩尔％氧。例如，采用反应物进料中更浓缩的氧含量，该方法倾向于以更浓缩的方式进行，以使得该方法可能倾向于产生更高浓度的所有产物，包括副产物。富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法中的设备可以，因此，更易于影响杂质的积累，所述杂质在空气安德卢梭法中可以更容易地从系统吹扫。与空气安德卢梭法比较，更大速率的副产物积累对于富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法可以导致设备的腐蚀或更频繁的关闭。此外，因为富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法中的试剂和产物可以更浓缩，系统可以比空气安德卢梭法中对试剂的浓度上的变化更敏感。例如，试剂浓度上的局部变化可以导致催化剂床内的局部热点，这与空气安德卢梭法比较可以减少催化剂的寿命。富集氧的或氧安德卢梭法对进料气体的加热值上的改变更敏感；因此，进料流的组成上小的变化可以导致反应器中比对于在空气安德卢梭法中相似的进料流组成观察到的更大的温度波动。此外，富集氧的或氧安德卢梭法中试剂的浓度或流速上的变化可以导致该方法的总效率上与空气安德卢梭法比较更大的差别。 在以下文章中描述了 HCN制备的各个方面:Eric.L.Crump,美国环境保护署(U.S.Environmental Protect1n Agency)，空气质量计划和标准办公室(Office ofAir Quality Planning and Standards)，对于所提出的氰化物制备的经济影响分析NESHAP(Economic Impact Analysis For the Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP)(2000 年 5 月)，在 http://nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi ? Dockey = P10AHG1.PDF在线可得，涉及HCN的制备、最终使用和经济影响；N.V.Trusov，硫化合物和甲烷的高级同系物对由安德卢梭法的氰化氢制备的影响(Effect of Sulfur Compounds and HigherHomologues of Methane on Hydrogen Cyanide Product1n by the Andrussow Method)，Rus.J.0f Applied Chemistry，第 74 卷，第 10 期，第 1693-97 页(2001)涉及天然气的不可避免组分，如硫和甲烷的高级同系物对通过安德卢梭法的HCN制备的影响；清洁发展机制(CDM)执行理事会(Clean Development Mechanism(CDM) Executive Board)，联合国气候变化框架公约(United Nat1ns Framework Convent1n on Climate Change) (UNFCCC)，清洁发展机制项目设计文件表格(Clean Development Mechanism Project Design DocumentForm) (CDM PDD)，第 3 片反，(7 月 28 日，2006)，在 http://cdm.unfccc.1nt/Reference/PDDsForms/PDDs/PDD form04 v03 2.pdf在线可得,涉及HCN通过安德卢梭法的制备；以及GaryR.Maxwell等，在氰化氢制备技术的转移中确保工艺安全性(Assuring process safetyin the t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安排安德卢梭法中的反应器的系统，所述系统包括：多个主反应器，所述多个主反应器各自包含含铂或铂合金的催化剂床；一个或多个补充反应器，所述一个或多个补充反应器各自包含含铂或铂合金的催化剂床；进料系统；控制系统。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特·福赛思，马丁·J·伦纳，刘爱国，布伦特·J·斯塔尔曼，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH