用于制备氰化氢的反应组件制造技术

本实用新型专利技术提出了一种用于制备氰化氢的反应组件，属于氰化氢制备领域。所述组件包括：（a）混合容器，其包括狭长管道，该狭长管道具有处于狭长管道的近端处的出口、第一进入端口和第二进入端口，混合容器还包括第一静态混合区域，其包括一个或多个第一行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，混合容器还包括第二静态混合区域，其包括一个或多个第二行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入；和（b）反应容器，其包括与出口操作性相连的用来接收三元气体混合物的反应器入口，以及包括用于生产氰化氢流的催化剂的催化剂床。所述反应组件具有良好的气体混合效果。（*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】本技术提出了一种用于制备氰化氢的反应组件，属于氰化氢制备领域。所述组件包括：（a）混合容器，其包括狭长管道，该狭长管道具有处于狭长管道的近端处的出口、第一进入端口和第二进入端口，混合容器还包括第一静态混合区域，其包括一个或多个第一行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，混合容器还包括第二静态混合区域，其包括一个或多个第二行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入；和（b）反应容器，其包括与出口操作性相连的用来接收三元气体混合物的反应器入口，以及包括用于生产氰化氢流的催化剂的催化剂床。所述反应组件具有良好的气体混合效果。【专利说明】用于制备氰化氢的反应组件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61/738，706的优先权，该申请的全部内容和公开结合于本文中。
本技术涉及用于制造氰化氢的反应组件，并且更确切地说涉及一种用于制造与催化剂相接触的完全混合的三元气体的静态混合器。
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’ s Encyclopedia of Indusrial Chemistry, VolumeA8, Weinheiml987, 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, Effect of Sulfur Compounds and Higher Homologues of Methaneon Hyfrogen Cyanide Production by the Andrussow Method, Russian J.Applied Chemistry, 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Clean Development MechanismProject Design Document Form(CDM F1DD, Version3)，2006 图不性地解释了 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钼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烧(如参见:Ullman’ s Encyclopedia of Industrial Chemistry, VolumeA8，Weinheiml987，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，Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanidemanufacturing technology, JHazMatl42 (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, EconomicImpact Analysis For The Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP, EPA,May2000 年)。在制造HCN时，将氨气、含甲烷的气体和含氧气体混合，以形成输送到反应器中的三元气体混合物。由于HCN工艺包含若干反应气体，这些反应气体在接触到催化剂之前进行混合是有利的。然而，当进行反应气体的在先混合时，或许会出现与气体的反应性相关的风险。美国专利2，803，522公开了用于含氧气体和氨的混合器。美国专利3，063，803公开了与反应器相连的可分离式安装的气体混合室。美国专利3，215，495公开了位于气体混合室之内的用于混合反应气体的内部挡板。内部挡板可能会牵涉到相对高的压降。最近已经提出了将混合室置于反应器之内，如美国专利公开2011/0171101所述。该构造要求位于反应器之内的气体可渗透的层和若干混合板。这些在先的用于HCN制造的混合室不足以产生完全混合的三元气体，因此导致生产率损失，并且增加了反应气体和HCN的分离。美国专利8，133，458公开了用于将甲烷、氨、氧气和碱金属或碱土金属的氢氧化物转换成碱金属或碱土金属的氰化物的反应器，这通过两级反应来进行，包括具有气体入口的第一级，其中第一级由具有分布板的锥体形成，分布板在整个催化剂材料上提供了均匀的气体分布，其中分布板置于反应器的气体入口和催化剂材料之间，并且分布板贯穿有多个孔，分布板在气体的流动方向上彼此间隔开，第一分布板主要用来分布气体，而最后的分布板用作热辐射防护物和朝向催化剂材料的分布板，并且催化剂材料呈现为通过催化剂重量固定的催化剂网的形式。已经使用了其它的静态混合器来混合反应气体。美国专利4，929，088公开了一种静态混合设备，其适合于插入到相对于封闭的管道具有主流动方向的流体流中，该设备包括至少两个突片嵌件(tab)，该突片嵌件在流动方向上相对于管道表面以位于10°和45°之间的预选的抬升角度倾斜。美国专利6，000, 841公开了一种静态混合器管道，其包括具有突片嵌件的纵向延长的管道，突片嵌件设置成具有各自的相邻于管道壁的第一边缘，以及各自的与管道壁径向向内间隔开的相对的第二边缘。大致上，静态混合器足以传递流体流，同时保持相对平坦的与紊流相关的速度剖面，但是其难于安装和维护。因此，所需的是适用于HCN生产的反应气体的改善的混合，并使其易于安装和维护。
技术实现思路
在第一实施例中，本技术涉及一种用于制备氰化氢的反应组件，包括:(a)混合容器，其包括狭长管道，该狭长管道具有处于狭长管道的近端处的出口、第一进入端口和第二进入端口，各进入端口用于将至少一种反应气体引入到混合容器中，所述反应气体选自由含甲烷气体、含氨气体、含氧气体及其混合物所构成的组，其中，第二进入端口处于第一进入端口的下游，混合容器还包括第一静态混合区域，其包括一个或多个第一行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，其中第一静态混合区域相邻于第一进入端口，混合容器还包括第二静态混合区域，其包括一个或多个第二行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，其中第二静态混合区域相邻于第二进入端口，各个相应的突片嵌件具有相对于流动方向成角度的上游表面，并且第一和第二静态混合区域提供了所述至少一种反应气体的交叉流混合，以产生三元气体混合物jP(b)反应容器，其包括与出口操作性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备氰化氢的反应组件，包括：（a）混合容器，其包括狭长管道，该狭长管道具有处于狭长管道的近端处的出口、第一进入端口和第二进入端口，各进入端口用于将至少一种反应气体引入到混合容器中，所述反应气体选自由含甲烷气体、含氨气体、含氧气体及其混合物所构成的组，其中，第二进入端口处于第一进入端口的下游，混合容器还包括第一静态混合区域，其包括一个或多个第一行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，其中第一静态混合区域相邻于第一进入端口，混合容器还包括第二静态混合区域，其包括一个或多个第二行的非连续槽，一个或多个相应的突片嵌件通过这些槽插入，并固定到狭长管道的外表面上，其中第二静态混合区域相邻于第二进入端口，各个相应的突片嵌件具有相对于流动方向成角度的上游表面，其中，第一静态混合区域和第二静态混合区域提供了所述至少一种反应气体的交叉流混合，以产生三元气体混合物；以及（b）反应容器，其包括与出口操作性相连的用来接收三元气体混合物的反应器入口，以及包括用于生产氰化氢流的催化剂的催化剂床。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·C·卡顿，大卫·W·瑞贝诺德，威廉姆·A·麦克奈特，
申请(专利权)人：英威达科技公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH