[实用新型]用于安排安德卢梭法中的反应器的系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请权利要求2012年12月18日提交的题为“安德卢梭法中的反应器方案(REACTOR SCHEME IN ANDRUSSOW PROCESS)”的美国临时专利申请系列号61/738,891的优先权，其公开通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本公开涉及用于由甲烷、氨和氧制备氰化氢(HCN)的安德卢梭法的反应器方案。

背景技术

安德卢梭法用于氰化氢(HCN)由甲烷、氨和氧在铂或铂合金催化剂上的气相制备。将过滤过的氨、天然气和空气进料至反应器中并在包含铂或铂合金的催化剂的存在下加热至约800℃至约2,500℃。甲烷可以由天然汽提供，其可以进一步纯化。具有两个碳、三个碳或更多的烃可以存在于天然气中。虽然可以使用空气作为氧的源，该反应也可以用富集氧的空气或未稀释的氧(例如，氧安德卢梭法)进行。可以将来自反应器流出物的热在一个或多个废热锅炉中回收，所述废热锅炉也将反应器流出物冷却至所需的温度。可以将含有HCN的反应器出口气输送通过氨吸收过程以移除未反应的氨。这可以通过与磷酸铵溶液、磷酸或硫酸接触以移除氨完成。可以将产物出口气从氨吸收器输送通过HCN吸收器，在此可以加入冷水以带走HCN。可以将HCN-水混合物送至氰化物汽提器，在此可以将废物从该液体移除。此外，可以将HCN-水混合物输送通过分馏器以在将产物储存在槽中或作为进料使用之前浓缩HCN。

很多组合安德卢梭法的HCN制备设备包括并联运行的多个反应器，以增加HCN的总生产率。在这些多反应器安德卢梭系统的运行过程中，一个或多个反应器中的催化剂可以不可预测地以次优转化产率开始运行，如当催化剂床达到其寿命终点时。一个或多个催化剂床的这种不可预测的次优运行可以导致进料至系统的反应物的次优转化率和HCN的次优产率，或者因为一个或多个催化剂床的次优运行，或者因为当设备预期以满容量运行时的过程中出乎意料地关闭一个或多个次优反应器。

次优反应器不仅可以导致总转化率和产率低于所需的转化率或产率，次优反应器还可以导致送至设备的随后纯化和处理部分的产物流中HCN的不一致流动和浓度。进料至纯化和处理系统的HCN的不一致流动和浓度可以导致HCN产物的最终生产率上的不稳定变动。不均匀运行还可以导致下游操作的较不经济运行。HCN的生产率或浓度上的变动还可以导致品质顾虑。例如，HCN生产率上的变动可以导致下游客户生产率上的变动。

当使用富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法时与空气安德卢梭法比较可以遭遇一些另外的困难。在空气安德卢梭法中，氧进料流包括具有约20.95摩尔％氧的氧含量的空气。富集氧的或氧安德卢梭法具有氧含量大于空气中的氧含量的含氧进料流，如对于富集氧的安德卢梭法约21摩尔％氧至约30摩尔％氧或对于氧安德卢梭方法约26摩尔％氧至约100摩尔％氧。例如，采用反应物进料中更浓缩的氧含量，该方法倾向于以更浓缩的方式进行，以使得该方法可能倾向于产生更高浓度的所有产物，包括副产物。富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法中的设备可以，因此，更易于影响杂质的积累，所述杂质在空气安德卢梭法中可以更容易地从系统吹扫。与空气安德卢梭法比较，更大速率的副产物积累对于富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法可以导致设备的腐蚀或更频繁的关闭。此外，因为富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法中的试剂和产物可以更浓缩，系统可以比空气安德卢梭法中对试剂的浓度上的变化更敏感。例如，试剂浓度上的局部变化可以导致催化剂床内的局部热点，这与空气安德卢梭法比较可以减少催化剂的寿命。富集氧的或氧安德卢梭法对进料气体的加热值上的改变更敏感；因此，进料流的组成上小的变化可以导致反应器中比对于在空气安德卢梭法中相似的进料流组成观察到的更大的温度波动。此外，富集氧的或氧安德卢梭法中试剂的浓度或流速上的变化可以导致该方法的总效率上与空气安德卢梭法比较更大的差别。