[发明专利]用于制备氰化氢的装置和方法

权利要求书

1.用于制备氰化氢HCN的装置(100)，所述装置包括

A)安德鲁索夫型反应器(60)，其中引入含甲烷气体、氨气和富含氧气的空气的反应气体混合物，所述混合物在所述反应器(60)内部经过催化剂进行反应以产生HCN，静态混合器(30)，其经设计以在将反应气体混合物引入至安德鲁索夫型反应器(60)之前，使反应气体混合物的组成均匀化；

B)在根据气流方向的所述安德鲁索夫型反应器(60)的上游用于将各反应气体供给所述装置的气体进料管(P1至P4)，用于将氧气与空气预混合，然后将含甲烷气体和氨气添加到所获得的富含氧气的空气的预混物中的第一单元(U1)，其中所述第一单元(U1)包括流速控制器D1、D2、D3，与D3相邻的至少一个氧气联机分析器，和控制要添加的氧气与空气的比例以及富含氧气的空气的组成的数个控制阀V1和V2，所述比例必须为20.95体积％至32.5体积％、优选25体积％至30.5体积％的氧气，并且包括第二静态混合器(16)，其经设计以在添加含甲烷气体和氨气之前，使富含氧气的空气的组成均匀化；

C)第二单元(U2)，其为用于将含甲烷气体与氨气以一定的甲烷与氨气的体积比预混合，用于同时将含甲烷气体与氨气添加到富含氧气的空气中的预混合单元，该预混合单元还包括第三静态混合器(24)，其经设计以在将含甲烷气体与氨气的预混物引入至富含氧气的空气物流中之前，使含甲烷气体与氨气的预混物均匀化，所述甲烷与氨气的体积比必须为1.35至1.02，其取决于进入到富含氧气的空气中的氧气比例；

D)分别设置在装置(100)的各气体进料管(P1至P4)上的至少一个热交换器(13、15、21、23)，其用于在将各气体物流与另一种气体预混合之前，单独地加热各气体物流，以使供给所述安德鲁索夫型反应器(60)的所述反应气体混合物具有95℃至115℃的温度；

E)分别设置在装置(100)的各气体进料管(P1至P4)上的一个过滤设备(10、14、20、22)，和设置在安德鲁索夫型反应器(60)的进料管(P7)上的一个过滤设备(31)；

F)洗涤设备(12)，其经设计以在将空气与氧气预混合之前，当所述空气的温度低于70℃时洗涤所述空气，所述洗涤利用水来进行，所述水的温度为15℃至30℃；

G)蒸汽注入设备(12)，其经设计以在空气与氧气的预混合之前，将蒸汽注入到空气中；和

H)控制单元(50)，其连接至报警器，并控制(O₂+空气)/(CH₄)和(O₂+空气)/(氨气)的比例，并且能够管理各反应气体的流速在预设值附近的调节，所述控制单元连接至设置在各气体物流上的至少一个流速控制器，并连接至至少一个安全阀，在设定值与所述流速控制器测得的测量值之间不一致的情况下安全阀关闭。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于装置(100)的所有设备、单元和管均由不锈钢制成。

3.通过使包含含甲烷气体、氨气和富含氧气的空气的反应气体混合物经过设置在安德鲁索夫型反应器(60)内部的催化剂进行反应来制备氰化氢HCN的方法，所述方法包括，氧气与空气的预混合步骤，随后将含甲烷气体和氨气同时添加到所获得的富含氧气的空气的预混物中，然后再将所述反应气体混合物供给安德鲁索夫型反应器，所述方法的特征在于氧气以20.95体积％至32.5体积％，优选25体积％至30.5体积％的比例与空气预混合；将含甲烷气体和氨气以使得甲烷与氨气的体积比为1.35至1.02，所述体积比取决于进入空气中的氧气含量的方式同时加入到富含氧气的空气的预混物中；用于供给安德鲁索夫型反应器(60)的所述所获得的反应气体混合物的温度为80℃至120℃，优选95℃至115℃。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于空气中的氧气含量逐步提高，直至达到32.5体积％，优选30.5体积％的最大值。

5.根据权利要求3至4任一项的方法，其特征在于富含氧气的空气与氨气的体积比为7至3.5。