[发明专利]使用转化器生产氰化氢的方法

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61/738773的优先权，其公开的全部内容合并到本文中。

技术领域

本发明涉及生产氰化氢的方法，更特别地是涉及包括分布板的转化器以分散三元气体混合物射流和辅助在催化剂床层上方分散三元气体混合物，还涉及使用分布板的方法。

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)，pp1693-1697。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,Version3),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,JHazMat142(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,May2000）。

在生产HCN中，将氨气、含甲烷的气体和含氧气的气体混合以形成供入反应器的三元气体混合物。三元气体混合物与催化剂床层相接触。典型地是，催化剂床层具有大于反应器的供给管道的直径并且需要将三元气体混合物在催化剂床层上方分布。主要用于阻止回燃的阻火器已经用于分布三元气体混合物，如美国专利2620259；6491876和6656442所描述。美国专利3215495描述了由惰性耐火材料颗粒层覆盖的惰性铝-硅耐火材料纤维层，所述惰性铝-硅耐火材料纤维层有助于供入气体在催化剂床层上方的分布以避免热点。

美国专利3423185描述了反应器内部的用于支持金属网纱催化剂的格栅，在所述反应器中氨和甲烷反应以生产HCN，格栅包括多个水平布置的带有用作反应气体通道的孔的陶瓷块体，格栅的上部部分包括用于支撑丝网催化剂的催化剂接触构件以及格栅的下部部分包括用于沿反应器的横截面均匀分散反应气体的气体分布构件。

美国专利6221327公开了一种改进的催化系统，所述催化系统使用了反应区的流过辐射屏蔽，以及用于使用用于生产氰化氢的催化系统方法。催化系统的辐射屏蔽件可由两个或多个辐射屏蔽层形成。在一些实施中，其中不关心经过辐射屏蔽件的压降，可使用多层或较厚的屏蔽件以产生这种压降，其目的在于进一步改善经过系统的流动分布。