氢氰酸生产基本工艺.doc

氢氰酸生产工艺 1、氢氰酸用途 氰化氢HCN亦名无水氢氰酸。是一个剧毒化学品在常温常压下极易扩散。 这种性质使它在运输和使用中受到限制，甚至还可能被恐怖分子用来危害人类。鉴于这些，关键氢氰酸生产国家开始对氢氰酸生产和使用进行了严格限制。 在美国部分关键道路上已被严禁运输氢氰酸，部分出口商必需从相关政府取得出口证书，同时确保它正当使用才能够出口。 氢氰酸用途很广，可用于制造尼龙、杀虫剂、丙烯腈和丙烯酸树脂、金银铜等电镀、金银等采矿业、制药灭鼠药、有机合成等离子蚀刻等。 尤其是已二醇和甲基丙烯酸酯树脂，对氢氰酸需求就显示出很大市场强劲。仅在美国20XX年对氢氰酸需求量将达84.8万吨，就世界范围来说全世界氢氰酸年产量约120万吨左右，且每十二个月以1~1.5速度递增，其中74%起源于直接法生产，其它来自丙烯腈副产。 为了确保使用安全、降低对环境影响、提升生产效率、合理利用资源，必需加紧对氢氰酸合成技术和生产工艺研究，以满足不停增加市场需求。 2、氢氰酸生产工艺 生产HCN传统工艺关键有Andrussow法和由它引出一系列氨氧化法、BMA法、丙烯腈副产法、轻油裂解法。 在国外关键使用直接法，也就是Andrussow法。 中国关键采取丙烯腈副产法生产氰化氢。关键氢氰酸生产企业有上海石化股份、大庆石化总厂、抚顺石化企业、河北诚信、安徽曙光等 。 2.1、安氏法 氨氧化法就是在氨氧化催化剂存在下，将氨源和氧源和可氨氧化有机物高温转化为氰化物方法。 最传统氨氧化法是Andrussow法，是由德国I.G企业安德罗索夫（L.Andrussow）提出，并在德国首先实现工业化生产氢氰酸一个方法。 Andrussow法亦称安氏法或直接法，采取关键原料是甲烷、氨气和氧气，故又叫甲烷氨氧化法。它是20世纪50年代完成工业生产方法，是生产氢氰酸关键方法。 该法是在常压、1000℃以上条件下，将原料混合气通入由铂、铑合金催化剂（铂和铑按9:1制成直径为0.076 mm丝网）或由铂铱合金制成丝网状催化剂床，进行氨氧化反应，其反应式为： 2CH4+2NH3+3O2→2HCN+6H2O 需要注意是，该法转化率通常为60~70%，且为确保产率，生产过程要求较高温度和较短时间，使反应速度达成平衡。 直接法程序较简单，这也是现在该法仍为关键生产方法原因之一。但在这么高温度下产率并不是很高，而且在该法中也存在着其它方面很多不足之处，如：考虑到反应过程中放热性和爆炸极限问题，必需使反应物浓缩相对稀释以避免反应物过热而使产率下降，那么对大量尾气处理就会加大投资。除此之外反应温度很高，加热和冷却时间太长，同时该法对氨利用率只有60-70%，所以对剩下氨循环利用也是必需处理问题。为了处理这些不足之处，大家已经从不一样角度对直接法进行了改善以求取得更高产率。 在原料路线上改善有甲醇（醛）氨氧化法，该法甲醇原料充足，价格上有竞争力，安全方面也含有优势。 丙烯和甲醇（醛）同时氨氧化法：因为丙烯氨氧化和甲醇氨氧化机理相同，所以甲醇加入不仅不会影响丙烯反应，反而可使氢氰酸产量增加2倍多，同时还可得到一个用途很广副产品丙烯腈。 氧化氮和甲烷制备法：关键处理直接法尾气残余氨含量较高，以致残余氨和HCN聚合，所以必需除去问题，同时引入一个可增加寿命新型催化剂，它是将铂、钴等涂在二氧化硅基体上制成网状催化剂。 甲醇氨氧化和甲醛分解同时反应制备氰化氢方法：因为甲醇氨氧化放热而甲酰胺分解吸热，如在该法中合理选择反应物百分比，就可避免在直接法和甲醇氨氧化法中因为反应放热而必需使反应物相对稀释带来麻烦。 铵盐水溶液或有机溶液替换气体氨源氨氧化法：因溶液分散得很细，可和氨氧化催化剂充足接触，在溶剂蒸发后，可氨氧化有机物和氧在催化剂表面发生氨氧化反应生成氢氰酸，该法显著提升了反应物利用率。 还有乙腈氨氧化法、丙烯和乙腈同时氨氧化法等。 催化剂方面，如甲醇（醛）氨氧化法中Fe—Mo氧化物催化剂研究、磷一矾氧化物催化剂使用、铂床催化剂和铂一铑催化剂研究等，这些全部不一样程度地增加了催化剂寿命和活性。 当然这些改善并没有使直接法中全部不足得到填补，但这充足说明了氨氧化法制备氢氰酸潜力所在，它有待于进行更深层次研究。 2.2、BMA法 BMA法也是一个传统工艺方法，它产生于和20世纪50年代末。 它是对Andrussow法改善，即在BMA法中不需要氧气参与反应。是甲烷和氨气在常压、l3000C以上条件下进行反应，使用催化剂是管状铂固定反应床，长约2m，内径约16 ~l8 mm。 该反应是在铂床内表面进行，为了确保反应温度，通常在管状催化剂周围充入可燃性气体。反应过程是将甲烷和氨气混合气体通入反应床，并快速加热到1300℃。 需要注意为了避免催化剂生碳，甲烷和氨气最好按分子数比为1.08：l.001反应。反