PL109343B1 - Method of producing hydrogen cyanide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania cyjanowodoru, stosowany w przemysle chemicznym.Znany sposób wytwarzania cyjanowodoru polega na wprowadzeniu do reaktora z katalizatorem, najczesciej w postaci siatek platynowych lub piatynowo-rodowyeh, wzglednie z katalizatorem tlenkowym, mieszaniny metanu, amoniaku i powietrza o temperaturze otoczenia wzglednie wstepnie ogrzanych do temperatury 303—533K. Wprowadzona do reaktora mieszanina gazów styka sie z rozzarzonym katalizatorem, w wyniku czego czesc metanu i amoniaku ulega spaleniu, a wydzielajace sie cieplo zostaje zuzyte przez endotermiczna reakcje syntezy cyjanowodoru. Po przejsciu przez katalizator, gazy poreakcyjne sa schladzane do temperatury 473—523K, co zapobiega rozkladowi cyjanowodoru. Z gazów tych, po uprzednim usunieciu amoniaku, na przyklad przez absorpcje w kwasie siarkowym, wydziela sie cyjanowodórjedna ze znanych metod, na przyklad przez absorpcje w wodzie. W sposobie tym, 53—62% objetosciowym amoniaku przereagowuje do cyjanowodoru.W celu zwiekszenia stopnia przereagowania amoniaku stosuje sie powietrze wzbogacone w tlen co znane jest z opisu patentowego RFN nr 1283209, albo surowce podgrzewa sie wstepnie, jak opisano w opisie patentowym Wielkiej Brytanii nr 956200 i opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3104945.Wynalazek dotyczy, sposobu wytwarzania.cyjanowodoru z weglowodorów C^—C5, amoniaku i powietrza wzbogaconego w tlen w obecnosci katalizatora. Po przereagowaniu skladników mieszaniny syntezowej otrzymuje sie gazy poreakcyjne, skladajace sie z resztek nieprzereagowanego amoniaku, weglowodoru tlenu oraz dwutlenku wegla, tlenku wegla, cyjanowodoru, wodoru i azotu.Istota wynalazku polega na tym, ze po usunieciu z ochlodzonych gazów poreakcyjnych kolejno amoniaku i cyjanowodoru, otrzymuje sie gazy resztowe, które dodaje sie do mieszaniny surowców w ilosci 1—50% objetosciowych w odniesieniu do tejze mieszaniny.Korzystna ilosc gazów resztowych wynosi 20% objetosciowych. Dzieki dodatkowi gazów resztowych, które zawieraja skladniki palne takie jak: tlenek wegla wodór i metan uzyskuje sie dodatkowe ilosci ciepla zuzywane przez endotermiczna reakqe syntezy cyjanowodoru. Wegiel zawarty w skladnikach gazów resztowych moze równiez partycypowac w tworzeniu cyjanowodoru.2 109 343 Zasadnicza zaleta sposobu wedlug wynalazku jest duzy stopien przereagowania amoniaku wynoszacy 65—70% objetosciowych.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladach wytwarzania cyjanowodoru i na rysunku, który przedstawia schemat ideowy instalacji do wytwarzania cyjanowodoru.Przyklad I. l,008Nm3/h metanu i 0,798Nm3/h amoniaku podgrzewa sie w podgrzewaczach 1. 2 do temperatury 353°K, a nastepnie doprowadza do mieszalnika 3. Otrzymana mieszanine metanu i amoniaku kieruje sie do drugiego mieszalnika 4, do którego poprzez trzeci mieszalnik 5 doprowadza sie ponadto 5,194Nm3/h powietrza ogrzanego uprzednio do temperatury 353°K w podgrzewaczu 6 i 0,098Nm3/h tlenu ogrzanego do temperatury 353°K w podgrzewaczu 7. Dodatek takiej ilosci tlenu zapewnia optymalny, wynoszacy 0,61, stostmek tlenu do skladników palnych. Mieszanine otrzymana w drugim mieszalniku 4 doprowadza sie do reaktora 8. Mieszanina ta zawiera 11,4% objetosciowych amoniaku, 14,4% objetosciowych metanu i 74,2% objetosciowych powietrza. Reaktor 8 jest wyposazony w piec katalitycznych siatek, wykonanych ze stopu PtRhlO. W reaktorze 8 mieszanina ulega przemianie do cyjanowodoru. Gazy poreakcyjne zawieraja: NH3, HCN, C02, CO, 02, CH4, H20, i N2. Schlodzone do temperatury 473PK gazy poreakcyjne doprowadza sie do absorpcyjnej kolumny 9, w której usuwa sie z nich amoniak. Poreakcyjne gazy pozbawione amoniaku doprowadza sie do drugiej absorpcyjnej kolumny 10, w której wydziela sie z nich cyjanowodór. Pozostale gazy, zwane gazami resztowymi, w ilosci 0,7Nm3 doprowadza sie wraz z metanem do podgrzewacza 1, a pozostala ich ilosc^ wykorzystuje sie do utylizacji ciepla. Sklad gazów resztowych w procentach objetosciowych jest nastepujacy: 0,6% C02, 6,9% CO, 1,5% CH4, 13,0% H2, 0,5% 02 i 77,5% N2. W powyzszym przykladzie realizacji wynalazku otrzymuje sie 0,504Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku* w 63,1% objetosciowych. Prowadzac proces w sposób identyczny, ale bez uzycia gazów resztowych, otrzymuje sie 0,479Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku w 60,0% objetosciowych.Przyklad II. Sposób wytwarzania cyjanowodoru jest prowadzony identycznie jak opisano w przykla¬ dzie pierwszym, przy czym ilosci poszczególnych substratów sa inne. Do 7,0Nm3/h mieszaniny, zawierajacej 14,4% objetosciowych metanu, 11,4% objetosciowych amoniaku i 74,2% objetosciowych powietrza, dodaje sie l,05Nm3/h gazów resztowych o skladzie jak w przykladzie pierwszym i 0,143Nm3/h tlenu. Otrzymuje sie 0,526Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku w 65,9% objetosciowych.P r z y k l a d III. Sposób wytwarzania cyjanowodoru prowadzi sie identycznie jak opisano w przykladzie pierwszym. Do 7,0Nm3/h mieszaniny, zawierajacej metan, amoniak i powietrze w ilosciach podanych w przykladzie drugim, dodaje sie l,4Nm3/h gazów resztowych o skladzie jak w przykladzie pierwszym i 0,187Nm3/h tlenu. Otrzymuje sie 0,557Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku w 69,8% objetosciowych.Przyklad IV. 1,70lNm3/h metanu, l,539Nm3/h amoniaku, 5,100Nm3/h powietrza i 0,66Nm3/h tlenu podgrzewa sie do temperatury 353°K, w podgrzewaczach 1,2,6, 7, przy czym amoniak i metan miesza sie ze soba w mieszalniku 3, a powietrze i tlen, — w mieszalniku 5, otrzymujac mieszanine zawierajaca 30% objetosciowych tlenu i 70% objetosciowych azotu. Obie mieszaniny doprowadza sie do mieszalnika 4, a nastepnie do reaktora 8 z katalizatorem jak w przykladzie pierwszym, gdzie zachodzi reakcja pomiedzy skladnikami mieszaniny i powstaje cyjanowodór. Ze schlodzonych gazów poreakcyjnych usuwa sie amoniak w absorpcyjnej kolumnie 9 i cyjanowodór w drugiej kolumnie 10. Pozostale gazy resztowe zawieraja: 0,4% objetosciowych 02, 7,0% objetosciowych CO, 2,2% objetosciowych CH4, 24,4% objetosciowych H2 i 66,0% objetosciowych N2. l,35Nm3/h gazów resztowych zawraca sie do podgrzewacza 1, a reszte wykorzystuje sie do utylizacji ciepla. Jednoczesnie zwieksza sie ilosc tlenu doprowadzanego do mieszalnika 5 do 0,226Nm3/h.Otrzymuje sie l,03Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku w ilosci 66,9% objetoscio¬ wych. Z mieszaniny l,701Nm3/h metanu, l,539Nm3/h amoniaku i 5,76Nm3/h powietrza o zawartosci 30% objetosciowych tlenu, bez uzycia w procesie gazów resztowych, otrzymuje sie 0,954Nm3/h cyjanowodoru, co odpowiada przereagowaniu amoniaku w 62,0% objetosciowych.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania cyjanowodoru, polegajacy na reakcji skladników mieszaniny weglowodorów Cx—C5, amoniaku i powietrza wzbogaconego w tlen, w obecnosci katalizatora, a nastepnie chlodzeniu gazów poreakcyjnych i usunieciu z nich kolejno amoniaku i cyjanowodoru, znamienny tym, ze gazy poreakcyjne pozbawione amoniaku i cyjanowodoru, zwane gazami resztowymi, dodaje sie do mieszaniny reagentów w ilosci 1 —50% objetosciowyeh tej mieszaniny. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze gazy resztowe dodaje sie w ilosci 20% objetoscio¬ wych mieszaniny reagentów.109 343 gazy resziowe PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania cyjanowodoru, polegajacy na reakcji skladników mieszaniny weglowodorów Cx—C5, amoniaku i powietrza wzbogaconego w tlen, w obecnosci katalizatora, a nastepnie chlodzeniu gazów poreakcyjnych i usunieciu z nich kolejno amoniaku i cyjanowodoru, znamienny tym, ze gazy poreakcyjne pozbawione amoniaku i cyjanowodoru, zwane gazami resztowymi, dodaje sie do mieszaniny reagentów w ilosci 1 —50% objetosciowyeh tej mieszaniny.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze gazy resztowe dodaje sie w ilosci 20% objetoscio¬ wych mieszaniny reagentów.109 343 gazy resziowe PL PL