[发明专利]使用受控进料组合物的氰化氢的生产方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2012年12月18日的美国申请61/738638的优先权，其全部内容和公开都结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于生产氰化氢的方法。更具体地，本发明涉及使用包括含少于1体积%的C2+烃的含甲烷气体的受控进料组合物以增强水平的产率和产量来生产氰化氢的方法。

背景技术

传统地，氰化氢（HCN）是通过Andrussow法或BMA法来进行工业级别地生产（参见，如Ullman’s Encyclopedia of Indusrial Chemistry,Volume A8,Weinheim 1987,P.161-163）。例如，在Andrussow法中，可通过在适合的催化剂存在下，在反应器中将氨、含甲烷气体和含氧气体在高温下反应来商业化制备HCN（美国专利1934838和美国专利6596251）。硫化合物和甲烷的高级同系物可能会影响甲烷的氧化性氨解的参数。参见，如Trusov,Effect of Sulfur Compounds and Higher Homologues of Methane on Hyfrogen Cyanide Production by Andrussow Method,Russian J.Applied Chemistry,74:10（2001年），P.1693-1697)。通过在氨吸收器中将反应器流出的气流与磷酸铵水溶液接触来将未反应的氨与HCN分离。分离的氨经纯化和浓缩后循环回收用于HCN的转化。通常将HCN经水吸收来从处理后的反应器流出的气流中回收HCN。所述回收的HCN经进一步的提炼工序处理得到纯化的HCN。Clean Development Mechanism Project Design Document Form (CDM PDD，Version3)，2006年，图示性地解释了Andrussow法生产HCN的方法。纯化的HCN可被用于氢氰化反应，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，该氢氰化可用于制造己二腈(“ADN”)。在BMA法中，HCN是自甲烷和氨在实质上没有氧气的条件下并在铂催化剂的存在下合成的，得到了有HCN、氢气、氮气、残留的氨和残留的甲烷的产物（参见如：Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Volume A8，Weinheim1987年，P161-163）。商业经营者要求工艺安全管理以控制氰化氢的危险性（Maxwell等Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanide manufacture technology,JHazMat 142（2007年），677-684）。另外，从生产设备中排放HCN产物可遵守规定，其可影响生产HCN的经济性（请参见Crump，Economic Imoact Analysis For The Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP，EPA，5月2000年）。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种生产氰化氢的方法，包括：在混合区域混合三元气体混合物的组分以形成包含至少25体积%的氧气的三元气体混合物，其中三元气体混合物的组分包括含氧气体、含氨气体和包含少于1体积%C2+的烃的含甲烷气体，如少于5000mpm、少于1000mpm、少于150mpm或实质上没有C2+的烃，且在反应器装置中使三元气体混合物与适宜的催化剂接触，以形成含有氰化氢的反应产物。该方法进一步包括确定天然气源的甲烷含量，以及当天然气源的甲烷含量确定为小于90体积%时纯化所述天然气源。三元气体混合物可为非易爆的，且可具有200-400kPa的压力。可从天然气源中形成含甲烷气体。通过将天然气经过烃分离器形成含甲烷气体和含有C2+的烃的排出物流，可将天然气纯化而形成含甲烷气体。另外，可通过去除水分以将天然气纯化形成实质上无水的含甲烷气体。三元气体混合物中的氨比氧的摩尔比为1.2-1.6，且三元气体混合物中的氨比甲烷的摩尔比可为1-1.5，如1.10-1.45。含甲烷气体可实质上没有杂质。在一些实施方式中，含甲烷气体可为无水的，且实质上没有具有两个以上碳原子的组分，以及实质上没有杂质。在一些实施方式中，含氧气体可实质上无水。含氧气体可含有至少21体积%的氧，如至少28体积%的氧、至少80体积%的氧、至少95体积%的氧或纯氧。