用于Andrussow法的增强的甲烷控制制造技术

本发明专利技术涉及用于生产氰化氢的方法，更具体的，涉及用于生产包含0.05‑1体积%的甲烷的粗氰化氢的方法。本发明专利技术还涉及用于生产粗氰化氢产物的反应器，所述反应器有一个由环形支架支撑的催化剂床，该环形支架提供面积至少为反应器横截面积90%的通过区，且所述环形支架基本上防止了催化剂床旁流。本发明专利技术还涉及一种包含0.05‑1体积%甲烷的粗氰化氢。

【技术实现步骤摘要】
用于Andrussow法的增强的甲烷控制相关申请的交叉引用本申请要求享有于2012年12月18日提交的美国申请61/738,623的优先权，该申请的全部内容和公开结合于本文中。
本专利技术涉及一种用于生产氰化氢的方法。更具体地，本专利技术涉及一种通过使用一种受控的进料组合物来控制粗氰化氢产物中甲烷的量，并以增强级的产率和产量来生产氰化氢的方法。
技术介绍
传统地，氰化氢(HCN)通过Andrussow法或BMA法来进行工业规模的生产(例如参见Ullman’sEncyclopediaofIndusrialChemistry,VolumeA8,Weinheim1987,P.161-163)。例如在Andrussow法中，可以在适合的催化剂存在下在反应器中使氨与含甲烷的气体和含氧气体在高温下反应来商业化地制备HCN(美国专利1,934,838和6,596,251)。硫化合物和甲烷的高级同系物可能会影响甲烷的氧化氨解的参数。例如参见Trusov,EffectofSulfurCompoundsandHigherHomologuesofMethaneonHyfrogenCyanideProductionbytheAndrussowMethod,RussianJ.AppliedChemistry,74:10(2001),pp.1693-1697。通过使反应器流出气流在氨吸收器中与磷酸铵水溶液相接触来将未反应的氨与HCN分离。将分离的氨纯化和浓缩，用于再循环到HCN的转化中。通常通过将其吸收到水中来从处理后的反应器流出气流中回收HCN。所回收的HCN可以通过进一步的提炼工序来处理，以制备纯化的HCN。文献CleanDevelopmentMechanismProjectDesignDocumentForm(CDMPDD,Version3),2006图示性地解释了AndrussowHCN制造法。纯化的HCN可用于氢氰化反应，如含有烯烃的基团的氢氰化或者1,3-丁二烯和戊烯腈的氢氰化，上述的氢氰化可用于制造己二腈(“ADN”)。在BMA法中，HCN在实质上没有氧并在铂催化剂存在的条件下由甲烷和氨合成，其结果是产生了HCN、氢气、氮气、残留的氨和残留的甲烷(如参见：Ullman’sEncyclopediaofIndustrialChemistry,VolumeA8，Weinheim1987,P161-163)。商业经营者要求工艺安全管理，以控制氰化氢的危险的性质(参见Maxwell等人，Assuringprocesssafetyinthetransferofhydrogencyanidemanufacturingtechnology,JHazMat142(2007年)，677-684)。另外，HCN制造工艺中的来自生产设备的排放可能要遵守法规，这可能影响HCN生产的经济性。(参见Crump，EconomicImpactAnalysisForTheProposedCyanideManufacturingNESHAP，EPA，2000年5月)。现有的HCN生产工艺存在着各种问题，包括生产HCN中的产量损失和残留氨回收和循环中的效率不足。
技术实现思路
在一个实施方式中，本专利技术涉及一种用于生产氰化氢的方法，包括：形成包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体的三元气体气体混合物；在反应器中将所述三元气体混合物与催化剂床接触形成粗氰化氢产物，其中所述催化剂床是由环形支架支撑的，该环形支架提供面积至少为反应器横截面积90％的通过区，且所述环形支架基本上防止了三元气体混合物的催化剂床旁流；以及控制含甲烷气体、含氨气体和含氧气体中至少一种的流速以将粗氰化氢产物中的甲烷浓度保持在0.05-1体积％。所述含甲烷气体、含氨气体和含氧气体可在所述反应器的上游的混合容器中相结合形成三元气体混合物。所述含氧气体可包含大于21体积％的氧气，如至少80体积％的氧气。所述三元气体混合物含有至少25体积％的氧气。所述三元气体混合物中氨比氧的摩尔比可为1.2-1.6。所述三元气体混合物中甲烷比氧的摩尔比可为1-1.25。所述方法可进一步包含分离所述粗氰化氢产物，其中所述分离包括：从粗氰化氢产物中去除残留氨以提供氰化氢产物；分离所述氰化氢产物以形成废气物流和氰化氢物流；以及纯化所述氰化氢物流以形成最终氰化氢产物。所述氰化氢物流可包含少于0.25体积％的乙腈或少于0.15体积％的乙腈。在第二个实施方式中，本专利技术涉及在一种用于制备氰化氢方法中的生产的粗氰化氢产物，其中所述粗氰化氢产物包含氰化氢和0.05-1体积％的甲烷，如0.05-0.55体积％或0.2-0.3体积％的甲烷。在第三个实施方式中，本专利技术涉及用于在反应装置中制备氰化氢的反应装置，所述反应装置包括：用于三元气体混合物的至少一个进口；包括提供面积至少为反应器横截面积90％的通过区的环形支架的催化剂支撑组件；由所述催化剂支撑组件支撑的催化剂床，其中所述环形支架基本上防止了三元气体混合物的催化剂床旁流；以及用于粗氰化氢产物的至少一个出口；其中，所述三元气体混合物包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体；其中所述三元气体混合物通入所述的至少一个进口，且通过所述催化剂床；且其中控制含甲烷气体、含氨气体和含氧气体中至少一种的流速以将粗氰化氢产物中的甲烷浓度保持在0.05-1体积％，例如0.05-0.55体积％或0.2-0.3体积％甲烷。所述催化剂支撑组件可包括具孔板以允许气体通过。所述催化剂支撑组件可设置成基本上邻接于所述催化剂床的下表面。所述催化剂支撑组件可进一步包括基本上平行于催化剂床且延伸超过所述催化剂床尺寸的支架。所述支架可含有陶瓷材料。在第四个实施方式中，本专利技术涉及用于控制粗氰化氢中甲烷含量的方法，包括：将包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体的三元气体混合物提供到反应器的至少一个进口；在反应器中将所述三元气体混合物与催化剂接触形成粗氰化氢产物；其中催化剂由环形支架支撑，所述环形支架提供面积至少为反应器横截面积90％的通过区，且所述环形支架基本上防止了三元气体混合物的催化剂床旁流；测量所述粗氰化氢产物中的甲烷含量；以及调整氨比氧的摩尔比、氨比甲烷的摩尔比或甲烷比氧的摩尔比中的至少一个摩尔比，以提供包含0.05-0.1体积％或0.05-0.55体积％或0.2-0.3体积％甲烷的粗氰化氢产物。在第五个实施方式中，本专利技术涉及用于三元气体混合物的至少一个进口、催化剂床、用于支撑催化剂床的催化剂支撑组件以及用于粗氰化氢产物的至少一个出口，其中所述催化剂支撑组件包括具孔板以及基本上平行于催化剂床且延伸超过所述催化剂床尺寸的支架，其中所述支架包含陶瓷材料；其中反应器装置在有利于生产含有0.05-1体积％甲烷或0.05-0.55体积％的甲烷的粗氰化氢产物的条件下运行。三元气体混合物可以包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体。所述支架可与反应器装置的反应器壁接触。所述催化剂床可以是多孔结构、丝网、球体、片体、块体、泡沫、浸渍涂层或清洗涂层。所述催化剂床可为金属丝网铂/铑合金或铂/铱合金。所述支架可不透气。所述支架和具孔板可以是平行的。反应器装置可进一步包括处于催化剂床上游的阻火器，其中所述阻火器为耐火陶瓷材料。在第六个实施方式中，本专利技术涉及一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产氰化氢的方法，包括：形成包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体的三元气体混合物；以及在反应器中将所述三元气体混合物与催化剂床接触形成粗氰化氢产物，其中催化剂床由环形支架支撑，所述环形支架提供面积至少为反应器横截面积的90％的通过区，且所述环形支架防止了三元气体混合物的催化剂床旁流而进入粗氰化氰产物；以及控制含甲烷气体、含氨气体和含氧气体中的至少一种的流速，以将粗氰化氢产物中的甲烷浓度保持在0.05‑1体积％，其中，所述三元气体混合物包含至少25体积％的氧气。

【技术特征摘要】
2012.12.18 US 61/738,6231.一种用于生产氰化氢的方法，包括：形成包含含甲烷气体、含氨气体和含氧气体的三元气体混合物；以及在反应器中将所述三元气体混合物与催化剂床接触形成粗氰化氢产物，其中催化剂床由环形支架支撑，所述环形支架提供面积至少为反应器横截面积的90％的通过区，且所述环形支架防止了三元气体混合物的催化剂床旁流而进入粗氰化氰产物；以及控制含甲烷气体、含氨气体和含氧气体中的至少一种的流速，以将粗氰化氢产物中的甲烷浓度保持在0.05-1体积％，其中，所述三元气体混合物包含至少25体积％的氧气。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括控制含甲烷气体的流速。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三元气体混合物不能透过所述环形支架。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粗氰化氢产物包含0.05-0.55体积％的甲烷。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述粗氰化氰产物包含0.2-0.3体积％的甲烷。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·C·卡顿，
申请(专利权)人：英威达纺织英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB