[发明专利]用于Andrussow法的惰性气体覆盖的操作控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月18号提交的美国临时申请61/738829的优先权，其公开的全部内容合并到本文中。

技术领域

本发明涉及惰性气体覆盖系统。该系统可用于使用Andrussow法制造氰化氢的方法中。尤其是，本发明涉及用于生产氰化氢的反应装置，以及粗氰化氢产物中的氧气含量的控制。

背景技术

通常，根据Andrussow法或BMA法(例如见，Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第A8卷，Weinheim，1987年，第161-163页)，以工业规模生产氰化氢(“HCN”)。例如，在Andrussow法中，通过将氨与含甲烷的气体和含氧气的气体在高温下在反应器中，在存在适当的催化剂(美国专利号1934838和6596251)下反应，可经济地生产HCN。含硫化合物和甲烷的较高同系物可对甲烷的氧化氨解参数产生影响。例如，见Trusov，Effect of Sulfur Compounds by Andrussow Method,Russian J.Applied Chemistry,74:10(2001)，pp 1693-1697。通过将反应器排出气体与氨吸收器内的磷酸铵水溶液相接触而将未反应的氨从HCN中分离。将所分离的氨纯化并浓缩以再循环到HCN转化中。典型地，通过在水中吸收而将HCN从处理后的反应器排出气体流中回收。可通过进一步地提纯步骤来处理所回收的HCN以生产纯化的HCN。Clean Development Mechanism Project Design Document Form(CDM PDD,Version 3),2006示意性地解释了Andrussow法HCN生产方法。纯化后的HCN可用在氰化中，例如含烯基基团的氰化，或例如1,3-丁二烯和戊烯腈的氰化，所述1,3-丁二烯和戊烯腈的氰化可用于己二腈(“ADN”)的生产。在BMA方法中，HCN由甲烷和氨在基本无氧并且在存在铂催化剂下合成，导致产生HCN、氢气、氮气、剩余氨和剩余甲烷。(例如，见，Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第A8卷，Weinheim，1987年，第161-163页)。商业经营要求对于处理氰化氢的危险性质的工艺安全管理。(见，Maxwell等，Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanide manufacturing technology,JHazMat 142(2007)677-684)。此外，来自生产设备的HCN生产方法的排放物可受制于调节，这可影响HCN生产的经济性。(见，Crump,Economic,Impact Analysis For The Proposed Cyanide Manufcaturing NESHAP,EPA,2000年5月)。

美国专利2797148公开了从含有氨气和氰化氢的气体混合物中回收氨气。来自通过将氨气与含烃的气体和含氧气的气体反应来制备氰化氢的方法的反应废气包括氨气、氰化氢、氢气、氮气、水蒸气和碳氧化物。将废气冷却至55-90℃的温度，然后将其通入用于将氨气从废气中分离的吸收塔中。

尽管Andrussow法和回收氰化氢的方法是已知的，但是几乎没有公开涉及1)惰性气体覆盖系统或2)当三元气体混合物包含至少25体积％的氧气时，用于监测和控制粗氰化氢产物或氨气吸收器废气流中的氧气含量的方法控制。

因此，需要一种在催化剂存在下生产氰化氢，并也可以监测和控制粗氰化氢产物或废气流中的氧气的含量的方法。

以上提到的公开以引用方式而并入到本发明中。

发明内容

在第一实施方案中，本发明涉及用于生产氰化氢的反应装置，该系统包括：惰性气体储存单元；包含用于三元气体混合物组分的第一入口的混合容器，所述三元气体混合物组分包括含甲烷的气体、含氨气的气体和含氧气的气体；以及包括第二入口、至少一个出口和内部反应腔室的反应器，所述内部反应腔包括含有催化剂的催化剂床、不含聚四氟乙烯的粗氰化氢产物分流阀门；其中将惰性气体储存单元加压至1300-1600kPa；并进一步地，其中惰性气体储存单元构造为将惰性气体供入混合容器中。