安德卢梭法中氨比例的变化的制作方法
【专利摘要】本发明为安德卢梭法中氨比例的变化，甲烷和氨原材料典型是用于HCN制备的主要成本。可以使用本文描述的方法以在HCN制备过程中改变甲烷与氨的摩尔比以减少成本。
【专利说明】安德卢梭法中氨比例的变化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请权利要求2012年12月18日提交的题为“安德卢梭法中的氨比例的变化(VARIATION OF AMMONIA RATIO IN ANDRUSSOff PROCESS) ” 的美国临时专利申请系列号61/738，727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】
[0003]本公开涉及改变用于由甲烷、氨和氧制备氰化氢(HCN)的安德卢梭法的进料组成。
【背景技术】
[0004]安德卢梭法将氨和甲烷气体在氧和钼催化剂的存在下转化为氰化氢(HCN)。反应如下:
[0005]2NH3+2CH4+302 — 2HCN+6H20
[0006]一般将氨(NH3)、甲烷(CH4)和氧源(例如，空气)进料至反应器中并在钼或钼合金催化剂的存在下加热至高达约2，500°C的温度。
[0007]反应物气体如甲烷和氨的可得性和价格显著地影响来自制备HCN产物的利润。例如，用于安德卢梭甲烷和氨反应·物的原材料成本可以大于总HCN可变成本的90%。
[0008]虽然很多因素可以影响氨的价格，历史上，氨价格主要依赖于需求。氨用于多种目的，但主要(约80%)是消耗用于农业生产中的肥料。用于农产物的强的需要可以将氨的价格保持较高。
[0009]甲烷价格也因为多种原因而变化，但最大的变化性涉及天然气供应的可得性。近年来，页岩气革命显著地降低了天然气的价格。例如，天然气的价格从2011年以来降低了约 45%。根据美国能量信息管理局(U.S.Energy Information Administration) (EIA),美国国家储备在过去的一年也已经增长了 56%。然而，这种天然气的充裕可能不会持续，因为其他能量源变得较不可得或环境顾虑减少了煤和油的使用。能量市场可能不断增加地转向天然气。
[0010]因此，面对关键反应物价格上的可变性和不可预期性，制造商具有对持续有利润的氰化氢制备的持续问题。
[0011]在以下文章中描述了 HCN制备的多个方面:Eric.L.Crump,美国环境保护署(U.S.Environmental Protection Agency),空气质量计划和标准办公室(Office ofAir Quality Planning and Standards),对于所提出的氰化物制备的经济影响分析NESHAP(Economic Impact Analysis For the Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP)(2000 年 5 月)，在 http.: //nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi ? Dockey = PIOOAHG1.PDF在线可得，涉及HCN的制备、最终使用和经济影响；N.V.Trusov，硫化合物和甲烷的高级同系物对通过安德卢梭法的氰化氢制备的影响(Effect of Sulfur Compounds and HigherHomologues of Methane on Hydrogen Cyanide Production by the Andrussow Method),Rus.J.0f Applied Chemistry,第 74 卷,第 10 期,第 1693-97 页(2001)涉及天然气的不可避免组分，如硫和甲烷的高级同系物对通过安德卢梭法的HCN制备的影响；清洁发展机制(CDM)执行理事会(Clean Development Mechanism(CDM) Executive Board),联合国气候变化框架公约(United Nations Framework Convention on Climate Change) (UNFCCC),清洁发展机制项目设计文件表格(Clean Development Mechanism Project Design DocumentForm) (CDM PDD)，第 3 版，(7 月 28 日，2006)，在 http: //cdm.unfccc.1nt/Reference/PDDsForms/PDDs/PDD form04 v03 2.pdf在线可得，涉及HCN通过安德卢梭法的制备;以及GaryR.Maxwell等,在氰化氢制备技术的转移中确保工艺安全性(Assuring process safetyin the transfer of hydrogen cyanide manufacturing technology), J.0f HazardousMaterials，第142卷，第677-84页(2007)涉及HCN的安全制备。
【发明内容】
[0012]通过在基于天然气(例如，甲烷)和氨价格调节后的(例如，非典型的)氨:甲烷比例操作HCN反应，解决或改善了用于HCN制备的较高和可变成本的问题。在HCN生产过程中与氨:甲烷比例调节结合的天然气和氨价格的积极和进行中的评价可以显著地减少成本。
[0013]通常，制造商通过以最有效的方式利用资源努力控制成本。在安德卢梭法过程中，甲烷和氨至氰化氢的有效转化典型地包括:设置反应混合物中氨:甲烷比例，以最优地将这些反应物转化以产生最多HCN。例如，制造商可以在安德卢梭法过程中选择调节氨:甲烷t匕，以使得反应器中甲烷进料流的消耗接近或等于100%。这种安德卢梭法一般有效地运行。然而，安德卢梭反应可以容忍氨:甲烷比上的一些变化并且仍然有效地操作。氨和甲烷可以是安德卢梭法的主要运行成本。如本文描述的，可以采用氨成本相对于甲烷成本(并且反之亦然)的积极监控以减少HCN制备成本，尤其是当考虑到那些成本评价而与氨:甲烷比例的调制相结合时。用于氨和甲烷的市场成本的评价可以用于建立合适的氨:甲烷比例，同时仍获得安德卢梭反应物至产物的出乎意料的有效转化。
[0014]本文描述的方法用于增加氰化氢制备设备中的价值，所述方法包括:
[0015](a)评价获得甲烷和氨的成本；
[0016](b)调节进料至用于制备氰化氢的反应器的甲烷与氨的摩尔比，从而使用调节后的甲烷与氨的摩尔比，并且从而增加氰化氢制备设备中的价值。
[0017]增加氰化氢制备设备中的价值可以例如包括:减少在该设备中氰化氢制备的每单位成本，减少甲烷的每单位成本，或减少氨的每单位成本。甲烷和氨的成本可以每天，或每周评价以增加氰化氢设备中的价值。 [0018]调节后的甲烷与氨摩尔比可以，例如，从约0.6至约1.1变化。可以将调节后的比例在随时间评价甲烷和氨的市场成本之后重复地再调节。
[0019]当氨成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本增加或减少时，可以调节甲烷与氨摩尔比。例如，当氨成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本减少时，进料至反应器中的甲烷与氨摩尔比A可以在约0.6至约0.9的范围内。然而，当氨成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本增加时，进料至反应器中的甲烷与氨摩尔比B还可以在约0.75至约1.0的范围内，其中甲烷与氨摩尔比A可以低于甲烷与氨摩尔比B。
[0020]例如，当氨相对昂贵时，可以采用调节后的甲烷与氨比例，其具有与甲烷的摩尔量比较增加的氨的摩尔量。例如，只要氨价格节约大于:所增加的氨回收成本+氨损失成本+与过量氨相关的次优HCN制备的成本，就可以采用这种‘富氨’比例。
[0021]当甲烷成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间的过程中记录的平均甲烷成本增加或减少时，也可以调节甲烷与氨摩尔比。例如，当甲烷成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均甲烷成本减少时，反应器中调节后的比例可以在0.75至约1.0的范围内。当甲烷成本相对于在氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均甲烷成本增加时，这种调节后的比例可以在，例如，约0.6至约0.9的范围内。
[0022]当HCN反应用相对富摩尔量的甲烷运行时，例如，只要甲烷价格节约大于杂质成本+甲烷损失成本+与过量甲烷相关的次优HCN制备的成本，也可以采用这种调节后的比例。[0023]可以将进料至反应器中的氨在大约的设定值保持恒定，并且可以在评价甲烷和氨的成本之后变化进料至反应器中的甲烷。备选地，可以将进料至反应器中的甲烷在大约的设定值保持恒定，并且可以在评价甲烷和氨的成本之后变化进料至反应器中的氨。
[0024]可以使用数种参数以评价HCN制备的效率，并且可以用作甲烷与氨比例的调节可以增加HCN制备过程中的价值的指标。例如，反应温度是反应效率的一种度量，并且更高的温度可以显示反应低效地进行。例如，只要反应器具有约1，000°C至约1，300°C内，或约1，050°C至约1，200°C内的温度，就可以采用调节后的甲烷与氨摩尔比。只要反应器具有对于选择甲烷与氨摩尔比的反应温度最低值的约140°C内的温度，也可以采用调节后的甲烷与氨比例。
[0025]减少的HCN制备也可以是甲烷和氨至HCN的低效转化的指标。例如，只要从反应器出来的产物流具有至少约14.5%体积/体积HCN，就可以采用调节后的甲烷与氨比例。
[0026]产物流中未转化的甲烷的损失也可以是甲烷和氨至HCN的低效转化的指标。例如，只要从反应器出来的产物流具有小于约2.5%体积/体积甲烷，就可以采用调节后的甲烷与氨比例。
[0027]类似地，产物流中未转化的氨的损失还可以是甲烷和氨至HCN的低效转化的指标。例如，只要从反应器出来的产物流具有小于约8%体积/体积氨，就可以采用调节后的甲烷与氨比例。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1图示百分比氨收率(制备的HCN量/反应中消耗的氨量；虚线(原始为黄色三角))随着氨与氧(例如，空气)的比例增加而减少。然而，如图1中同样示例，甲烷(或天然气，NG;菱形标记)的百分比收率随着氨与氧(例如，空气)的比例增加而增加，从而表示当反应混合物中存在的氨的水平越高时，越多的甲烷转化为HCN。
[0029]图2图示在不同的固定氨与氧比例下，变化甲烷与氧比例对床温的影响。
[0030]图3图示在不同的固定的氨与氧比例下，甲烷与氧比例对百分比氨转化率的影响。
[0031]图4图示在这种安德卢梭反应过程中形成的乙腈(CH3CN)杂质的量随着甲烷漏失(未反应的甲烷)的量而增加。
【具体实施方式】
[0032]氨相对于甲烷的成本从约2007来已经持续增加。此外，那些成本的比例变得更不稳定。例如，在大约2001年I月至2007年7月之间，批发无水氨的价格除以工业天然气价格在约 40 至 60 之间变化。参见，agprofessional.com/resource-centers/crop-fertiIity/nitrogen/news/132067938.html处的网页。因此,氨比甲烧更贵，为约50倍。然而，在约2008年7月与2011年7月之间，批发无水氨价格除以工业天然气价格从约60至150变化。同上。因此，氨不仅变得更贵，为约60-150倍，而且氨的相对价格与甲烷比较变得显著地更不稳定。
[0033]如本文描述的，用于安德卢梭反应过程中的HCN制备的增加的成本和增加的成本变化的问题可以通过在甲烷和氨的成本改变时改变甲烷和氨摩尔比解决或改善。因此，所描述的方法用来增加氰化氢制备设备中的价值，所述方法包括评价甲烷和氨成本，和调节用于氰化氢的制备的甲烷与氨的操作摩尔比以减少那些成本。通常，安德卢梭反应器用甲烷与氨的贫摩尔比运行，意指进料至反应器中的甲烷的摩尔量典型地小于氨的摩尔量。HCN制备的成本可以因此更易受氨价格的影响，并且当氨价格变得不稳定时可以显著地变动。
[0034]安德卢梭反应
[0035]如上所述，安德卢梭法典型地将氨和甲烷在氧和钼催化剂的存在下转化为氰化氢(HCN)。反应如下:
[0036]2NH3+2CH4 +302 — 2HCN+6H20
[0037]将过滤过的氨、天然气和含氧进料流(例如，空气、富集氧的空气或基本上纯的氧)进料至反应器中并在含钼催化剂的存在下在高达1，500°C的温度加热。通常，将安德卢梭反应的温度保持在约800°C至约2500°C，80(rC至约1，500°C，或约850°C至约1，400°C，或约 900°C至约 1，300°C，或约 1，050°C至约 1，250°C。
[0038]甲烷可以由天然气，或由其中已经将高级烃移除的的更纯甲烷源提供。虽然可以使用空气作为氧源，但是该反应还可以用富集氧的空气，或未稀释的氧(即，氧安德卢梭法)进行。典型地将含有HCN和未反应的氨的反应器出口气在废热锅炉中在大约100-400°C急冷。一般将冷却反应器出口气输送通过氨吸收过程以移除未反应的氨。这可以通过磷酸铵溶液，磷酸或硫酸的加入完成以移除氨。从氨吸收器，将产物废气输送通过HCN吸收器，其中加入水以带走HCN。之后将HCN-水混合物送至氰化物汽提器，其中将过量的废物从液体移除。此外，还可以将HCN-水混合物输送通过分馏器以浓缩HCN，之后将产物储存在槽中或直接作为进料使用。由不纯反应物产生的或由次优反应条件产生的废物可以导致在方法过程中采用的设备中碳积累和沉积物形成。废物还可以导致HCN的聚合和可以在HCN产物储存槽中产生沉淀或淤泥。
[0039]如上所述，安德卢梭反应可以采用具有变化的氧含量的含氧进料流。通常使用的含氧进料流包含空气、富集氧的空气以及基本上纯的氧。然而，其他源可以包括富集氧的空气，和/或与惰性气体如氮或氩混合的氧。如本文所使用的，空气安德卢梭法使用空气作为含氧进料流，其中这种空气形成具有大约20.95摩尔％氧。富集氧的安德卢梭法使用具有约21摩尔％氧至约26%、27%、28%、29%或至约30摩尔％氧，如约22摩尔％氧，23%、24%或约25摩尔％氧的含氧进料流。氧安德卢梭法使用含有约26摩尔％氧，27%、28%、29%或约30摩尔％氧至约100摩尔％氧的含氧进料流。在一些实施方案中，氧安德卢梭法可以使用具有约 35 摩尔 ％氧，40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或约100摩尔％氧的含氧进料流。
[0040]在多个实例中，富集氧的安德卢梭法中，或具有小于100摩尔％氧的含氧进料流的氧安德卢梭法中的含氧进料流可以通过下列方法中的至少一种产生:将空气与氧混合，通过将氧与任意合适的气体或气体的组合混合，或将一种或多种气体从含氧气体组合物如空气中移除。
[0041]氰化氢通过安德卢梭法的合成(参见，例如，Ullmann ' s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,第 8 卷，VCH Ver lagsgese 11 schaft, Weinheim, 1987,第 161-162页)可以在气相中在包含钼或钼合金或其他金属的催化剂上进行。在作为美国专利号1，934，838公开的原始安德卢梭专利等中发现并描述了适合用于进行安德卢梭法的催化剂。在安德卢梭的原始工作中，他公开了催化剂可以选自在约1000°C的工作温度不熔(固体)的氧化催化剂。例如，安德卢梭描述了可以包含钼、铱、铑、钯、锇、金或银作为或者纯形式或者合金形式的催化活性金属的催化剂。他还注意到也可以使用某些基本金属(basemetals)如稀土金属、钍、铀等，如不熔氧化物或磷酸盐的形式，并且可以将催化剂或者形成为网(筛)，或沉积在耐热性固体载体如二氧化硅或氧化铝上。
[0042]在随后的开发工作中，选择了含钼的催化剂，这归因于它们的功效和金属即使是丝网或网形式的耐热性。例如，可以使用钼-铑合金作为催化剂，其可以是金属丝网或筛如纺织或编织丝网片的形式，也可以沉积在载体结构体上。在一个实例中，纺织或编织丝网片可以形成筛形结构，其有20-80目的尺寸，例如，具有约0.18mm至约0.85mm的尺寸的开口。催化剂可以包含约85重量％至约95重量％ Pt和约5重量％至约15重量％ Rh，如85/15Pt/Rh，90/10，95/5Pt/Rh。钼-铑催化剂还可以包含小量的金属杂质，如铁(Fe)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)和其他金属。杂质金属可以以痕量，如约IOppm以下存在。
·[0043]对安德卢梭法进一步的信息描述在德国专利549，055中。在一个实例中，在约800至2，500°C，1,000至1，500°C，或约980至1050°C的温度使用包含多个串联设置的具有10 %铑的Pt的细目丝网的催化剂。例如，催化剂可以是可商购的催化剂，如可得自英国伦敦的Johnson Matthey Plc的Pt-Rh催化剂丝网，或可得自德国哈瑙的Heraeus PreciousMetals GmbH&C0.的 Pt-Rh 催化剂丝网。
[0044]随着反应物成本改变而改变反应物摩尔比
[0045]甲烷和氨反应物典型为用于HCN制备的主要成本。例如，大于90%的总HCN可变成本一般由甲烷和氨消耗。其他成本如水蒸汽和电典型小于总成本的约10%。本文描述的方法包括考虑与甲烷比较，氨的相对成本(并且反之亦然)，以改变这些昂贵的反应物的比例并且从而减少总HCN制备成本。
[0046]用于安德卢梭法的最优的反应条件可以变化。影响HCN输出的效率的变量不仅包括甲烷与氨的比例，而且包括反应物的纯度、催化剂类型、催化剂活性、催化剂年龄、反应温度、进料速率、副产物的存在下、反应混合物的均匀性，以及其他因素。可以改变甲烷与氨的比例或优化以适合于这些因素。然而，按照本文描述的方法，可以评价甲烷和氨的成本以开始甲烷与氨的摩尔比上的进一步变化并且从而减少成本，同时仍保持良好的HCN输出。[0047]至安德卢梭方法的进料典型地‘贫甲烷’地运行，意指至反应器中的进料一般含有比氨更少摩尔数的甲烷。例如，合适摩尔比的甲烷与氨在相当通常的操作条件下正进行的安德卢梭反应中可以为约0.8至约0.9，但在开始时或当反应在反常条件下操作时可以是更低的。本文描述的方法包括评价甲烷和氨反应物的成本，并且之后考虑到这种成本评价而调节甲烷与氨的摩尔比。因此，之后可以将甲烷与氨的摩尔比变化为超过约0.8至约0.9的通常操作条件。
[0048]例如，依赖于甲烷和氨的比较成本，甲烷与氨的摩尔比可以在约0.6至约1.1的范围内。换言之，甲烷与氨的摩尔比可以变化超过在正进行的安德卢梭法中通常可以采用的比例。甲烷与氨的摩尔比还可以在约0.62至约1.05，或约0.65至约1.0，或约0.67至约0.98，或约0.7至约0.95，或约0.75至约0.95，或约0.65至约0.95，或约0.7至约0.93，或约0.75至约0.93，或约0.75至约0.95，或约0.77至约0.90,或约0.77至约0.88的范围内。甲烷与氨的摩尔比可以是约0.6至约1.1之间的任何数值。
[0049]在一些情况下，甲烷进料速率可以是设定值，同时考虑到成本评价变化氨进料。备选地，氨进料速率可以是设定值，同时考虑到成本评价变化甲烷进料。此外，变化甲烷和氨进料速率两者。
[0050]可以通过次优操作条件限制进料至安德卢梭反应器中的反应物的组成的调节。超过氧、甲烷和氨的确定范围，可以存在HCN收率上的陡峭下降，以及有价值反应物的显著浪费。例如，反应混合物可以由 对于充分的氧但不是太多使得回火和爆炸变得容易的氧的需要限制。例如，氧安德卢梭反应容器中通常的氧体积:体积百分数为约27%体积/体积至约31%体积/体积；或约28%体积/体积至约30%体积/体积的范围。当氧以大于31%体积/体积的量存在时，在反应容器中出现回火的可能性变得更大。在大于约40%体积/体积氧的浓度下，在用于安德卢梭反应的条件下可以将反应混合物引爆。因此，本文描述的成本节约方法不包括将安德卢梭反应中氧的百分数改变高于约31%体积/体积。对于富集氧的或空气安德卢梭方法，进料至反应容器的组合可以为约15-40体积％ CH4，约15-45体积％ NH4,以及约15-70体积％空气或富集氧的空气。
[0051]当作为反应物的氨的量变得相对于安德卢梭法中甲烷的量高时，更大量的氨可以不能反应。即使在安德卢梭法的通常操作过程中，在从安德卢梭反应器出来的产物流中典型地存在一些未反应的氨。例如，相对于在通常操作过程中制备的每摩尔的HCN，未反应的氨可以在0.25-0.45摩尔氨的范围内。适度数量的氨可以主要充当稀释剂并未转化地通过反应体系。
[0052]此外，可以将在从反应器出来的产物流中存在的氨回收并再循环回安德卢梭反应中。但存在对回收氨的设备的能力的限制。如果在从反应器出来的产物流中存在过多的氨，氨再循环系统可能被氨压倒。此外，当存在过量的氨时安德卢梭反应可能低效地进行，以使得制备次优量的HCN。
[0053]因此当使用相对于甲烷增加的摩尔量的氨时，应考虑数种成本因素。
[0054]第一，存在与氨回收相关的成本，包括能量成本，以及用于补充和再循环氨吸收剂和氨汽提材料的成本。在标准操作条件过程中，存在典型的在氨再循环系统中从反应产物流回收未反应的氨的成本。在本文中将这些成本称为标准氨回收成本。然而，当来自安德卢梭反应容器的产物流具有增加量的氨时，可以有与氨回收系统相关的另外的能量、处理以及材料补充成本。在本文将这些另外的成本称为“增加的氨回收成本”。
[0055]第二，如果并且当氨再循环系统被氨压倒时，存在氨损失的成本，并且氨作为废物损失。这些成本被称为“氨损失成本”。
[0056]第三，当甲烷的量相对于氨的量变得显著地受限并且制备小于最优的量的HCN时，存在与减少的HCN制备相关的成本。将这些成本称为“与过量的氨相关的次优HCN制备的成本”。
[0057]通常，，只要与使用更高的量的氨伴随的节约大于至少这三个因素的成本，就可以增加氨的摩尔量(相对于甲烷)。例如，只要:氨价格节约>增加的氨回收成本+氨损失成本+与过量的氨相关的次优HCN制备的成本，就可以减少甲烷与氨的摩尔比(所以存在比甲烷更多的氨)。
[0058]在通常操作过程中，来自安德卢梭反应器的出品气中未反应的甲烷的水平估计为小于约2%。虽然对于安德卢梭法的共同目标是100%甲烷至产物的转化率，但是当氨价格高时(即，每单位甲烷价格显著地低于每单位氨价格)，安德卢梭反应可以具有比氨更多的甲烷。因此，安德卢梭法可以进行，以使得不是全部甲烷转化为HCN产物。例如，甲烷与氨的摩尔比可以是约0.8至约1.1的任意数值，例如，条件是氨价格高并且甲烷价格(每单位)显著地低于氨价格(每单位)。
[0059]然而，当在安德卢梭法中甲烷的量变得相对于氨的量高时，副产物和杂质可以形成。高水平的甲烷给出杂质和副产物如有机腈(例如，乙腈、丙烯腈和/或丙腈)。高水平的甲烷还可以导致安德卢梭反应器和辅助设备中的碳积累。例如，碳形成(焦化)可以破坏钼丝网催化剂。腈是收率损失并且导致氨和HCN回收线的操作问题。因此，增加在反应容器中的甲烷水平以显著超过其中将大部分甲烷转化为HCN的水平可以增加与杂质形成和氨和HCN的回收相关的成本。这 种副产物和杂质的存在可以给出与安德卢梭系统内碳的积累、HCN聚合、减少的HCN回收等相关的增加的成本。这种成本被称为“杂质成本”。此外，显著的量的甲烷可以不能反应并且可以作为废物损失。虽然可以将过量的甲烷从废弃流回收，但是很多安德卢梭反应系统不具有甲烷回收系统。通常将过量的甲烷送至火炬。与损失的甲烷相关的成本在本文称作“甲烷损失成本”。甲烷相对于氨的不平衡还可以影响HCN制备以使得随着时间制备次优量的HCN。这些成本称为“与过量甲烷相关的次优HCN制备的成本”。
[0060]通常，只要与更高的量的甲烷的使用相关的节约大于与杂质和损失的甲烷相关的成本，就可以增加甲烷的摩尔量(相对于氨)。例如，只要:甲烷价格节约>杂质成本+甲烷损失成本+与过量的甲烷相关的次优HCN制备的成本，就可以增加甲烷与氨的摩尔比(所以存在比氨更多的甲烷)。
[0061]监控安德卢梭反应
[0062]安德卢梭法的效率可以随进料至反应器中的反应物气体的摩尔比变化。虽然容忍反应物比例上的一些变化，但是当工艺效率显著地降低时，反应物摩尔比变得不可接受。朝更优范围的调节可以提高反应的效率并增加HCN输出。这部分描述当以可接受的方式进行安德卢梭反应时的检测方式，并且还描述了如何检测什么是安德卢梭反应物摩尔比的可接受范围。
[0063]安德卢梭反应的温度是其效率的一个度量。例如，如实施例中所示，当将氨水平保持恒定时，温度可以用作对于安德卢梭反应中的那个氨水平的甲烷的最优的水平的指标。对于最优的甲烷与氨比例，安德卢梭反应的温度更低，但当反应较不有效地进行时增加，因为比例不是最优的。不同的甲烷与氨摩尔比在不同的温度最有效地操作(参见图2)。
[0064]因此，用于最优化HCN制备和提高价值的一种程序包括:调节反应中甲烷或氨的任一个的量，并且之后改变其他反应物的量，直至安德卢梭反应的温度接近对于那些水平的氨和甲烷的最低温度。这种最低温度一般地意指反应消耗足够的甲烷以有效地将氨和甲烷转化为产物。然而，当温度变化离开最优的最低温度时，反应物也可以消耗而不是转化为HCN产物。
[0065]例如，在通过加入或调节甲烷进料直至反应器内的安德卢梭反应在对于调节后的甲烷与氨摩尔比的反应温度最低值的约150°C内，或约125°C内，或约120°C内，或约100°C内，或约90°C内，或约80°C内，或约70°C内，或约60°C内而调节进料至反应器中的氨比例之后，可以价值最优化。然而，在低于约850°C或高于约1，500°C的操作的安德卢梭反应器可以次优地操作。在一些情况下，安德卢梭反应在约1000°C至约1，300°C，或约1050°C至约1，250°C的温度范围内更有效地操作。
[0066]即使已经将甲烷与氨摩尔比调节远离在安德卢梭反应中典型地使用的比例，用于检测安德卢梭法是否在最优的效率下运行的另一种程序是监控HCN的输出、氨损失(也称作氨泄漏)、甲烷损失(也称作甲烷泄漏)，和/或杂质和副产物如有机腈的产生。
[0067]在通常操作条件下从氧安德卢梭反应容器出来的产物流的气相色谱仪分析具有约0.01%至20%或15%至20%体积/体积HCN，约0.1至约2或约0.4至0.8%体积/体积甲烷，并且约0%至6%或约2%至约6%体积/体积氨。当采用空气安德卢梭法时，与氧安德卢梭法比较，产物流可以为约三分之一以下的这些组分。因此，在通常操作条件下从空气安德卢梭反应容器出来的产物流具有约0.01%至7%或约3%至7%体积/体积HCNjS
0.01至约0.25%或约0.075至0.25%体积/体积甲烷，并且约O至约2%或约0.4%至约2%体积/体积氨。·
[0068]例如，当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有小于约16%体积/体积HCN，或小于约15%体积/体积HCN，或小于约14%体积/体积HCN，或小于约13%体积/体积HCN时，氧安德卢梭反应可以是正次优地操作的。当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有小于约4%体积/体积HCN，或小于约3%体积/体积HCN，或小于约2%体积/体积HCN时，空气安德卢梭反应可以是正次优地操作的。
[0069]在另一个实例中，当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有大于通常观察的百分比的约两倍时，安德卢梭反应可以是正次优地操作的。例如，当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有大于约0.8%体积/体积甲烷，或多于约1.0%体积/体积甲烷，或多于约1.5%体积/体积甲烷，或多于约2.0%体积/体积甲烷，或多于约2.5%体积/体积甲烷时，氧安德卢梭反应可以是正次优地操作的。对于空气安德卢梭反应，当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有大于约0.25%体积/体积甲烷，或多于约0.3%体积/体积甲烷，或多于约
0.35%体积/体积甲烷，或多于约0.4%甲烷时，可以观察到次优操作。
[0070]在另外的实例中，当从安德卢梭反应容器出来的产物流具有大于约±10-20%的通常观察的氨含量时，安德卢梭反应可以是正次优地操作的。例如，对于氧安德卢梭法，当产物流具有大于约7 %体积/体积氨，或多于约8 %体积/体积氨，或多于约9 %体积/体积氨，或多于约10%体积/体积氨时，可以检测到次优操作。当采用空气安德卢梭法时，当产物流具有大于约2%体积/体积氨，或多于约3%体积/体积氨，或多于约4%体积/体积氨，或多于约5%体积/体积氨时，可以检测到次优操作。
[0071]次优操作的更显著的指标之一是HCN制备。因此，如果HCN制备下降低于在产物流中观察到的通常值的约5% -20%，可以调节氨和甲烷的进料比以提高HCN产物输出。
[0072]富集氧的对比空气安德卢梭法
[0073]使用富集氧的或氧安德卢梭法代替空气安德卢梭法存在多个益处。有益地，通过使用富集氧的或氧安德卢梭法，在流出物流中可以产生比空气安德卢梭法中更大比例的氢。同样，在富集氧的或氧安德卢梭法中，在含氧进料流中存在较少的非反应性或杂质材料，其减少所需的试剂在进入至反应器之前的加热成本，从而产生较少的废弃能量。用于等量的HCN的制备，用于富集氧的或氧安德卢梭法的设备还可以比用于空气安德卢梭法的设备更紧凑(更小)。
[0074]然而，富集氧的安德卢梭法或氧安德卢梭法可以具有在空气安德卢梭法中不关心的多个问题。并且，随着进料气体的氧浓度增加，问题倾向于放大。例如，富集氧的或氧安德卢梭法中的试剂由其他气体如惰性气体更少地稀释。因此，富集氧的或氧安德卢梭法倾向于比空气安德卢梭法以更浓缩的方式进行。如此，富集氧的或氧安德卢梭法倾向于产生更高浓度的全部产物，包括副产物。因此，用于富集氧的或氧安德卢梭法的反应器和相关设备使得杂质更容易在系统中积累，所述杂质在空气安德卢梭法中采用的设备中可以更容易地吹出。更大的副产物积累速率可能导致腐蚀速率增加以及工艺的多个部分的更频繁关闭和维护。可能由副产物积累、腐蚀和相关问题显著地影响的设备包括，例如，一个或多个反应器、一个或多个氨回收系统以及一个或多个HCN回收系统。因为富集氧的或氧安德卢梭法中的试剂更浓缩，因此反应可能比空气安德卢梭法对试剂的浓度上的变化更敏感。在试剂行进通过催化剂时的试剂浓度上的局部变化可能导致催化剂床中的温度变化，如热点，这与空气安德卢梭法比较可能降低催化剂的寿命。对于富集氧的或氧安德卢梭法可以需要另外的安全性控制以操作具有高氧含量的气体混合物并且避免点燃或爆炸。同样，从富集氧的或氧安德卢梭法的流出物的热传递可能比在空气安德卢梭法中更困难，部分因为流出物比对于空气安德卢梭法观察到的更浓缩并且将这种浓缩的流出物冷却至冷凝点可以增加如果流出物更稀不会观察到的副产物形成的可能性。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与空气安德卢梭法比较，方法的总效率上的更大差另O。在富集氧的或氧安德卢梭法中，使用用于空气安德卢梭法的可能不需要的安全性控制以避免气体混合物的燃烧或爆炸。因此，在富集氧的或氧安德卢梭法中通常使用在空气安德卢梭法中通常不使用或需要的仪器设计和操作中的另外的安全性方案。富集氧的或氧安德卢梭法对进料气体的热值上的改变更敏感；因此，进料流的组成中小的变化可能导致比对于空气安德卢梭法中相似的进料流组成将观察到的在反应器中更大的温度波动。 [0075]以下实施例示例了改变甲烷与氨的比例的一些效果。
[0076]实施例1:改变甲烷:氨摩尔比
[0077]将过滤过的氨、天然气和空气或氧进料至安德卢梭反应器中并在含钼催化剂的存在下在约1，050°C至约1，200°C的范围内的温度加热。使用内部具有陶瓷绝缘衬里的4英寸内径不锈钢反应器用于中试。作为催化剂床装载来自Johnson Matthey (美国)的四十片的90重量％Pt/10重量％Rh40目丝网。使用穿孔的氧化铝片用于催化剂片载体。将总流速设定在2532SCFH(标准立方英尺/小时)。将一些反应器设计为使用空气作为氧源。将其他安德卢梭反应器设计为使用富集氧的空气并且再其他的设计为使用氧作为含氧进料流。然而，氨与甲烷的比例可以在这些方法中的任一种中变化以减少成本。还可以使用天然气代替纯甲烷，尤其是当天然气具有少量杂质并且基本上由甲烷组成时。
[0078]将含有HCN和未反应的氨的反应器出口气在废热锅炉中急冷至大约350°C。将冷却的反应器出口气输送通过含有磷酸铵溶液的氨吸收单元以移除未反应的氨。从氨吸收器，将产物废气输送通过HCN吸收器，在此加入冷水以带走HCN。之后将HCN-水混合物送至氰化物汽提器，在此将过量的废物从液体移除。任选地将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直接使用之前浓缩HCN。
[0079]数种因素和关系定义在下面并用于评定反应器操作和收率效果。氨收率(Yn)是作为每在反应器中消耗的氨产生的HCN的百分数表达的HCN由氨的化学收率:
[0080]Yn = 100* (制备的HCN/ (进料的NH3-再循环的NH3))
[0081]再循环的氨(再循环的NH3)是在产生HCN中未消耗的量，并且相反在氨吸收单元中吸收并再捕获的量。因此，氨收率(Yn)是如何将氨实际转化为HCN的度量。从系统作为出口气通过并进入下游处理操作中的未反应的氨被作为因素考虑至氨收率(Yn)中。
[0082]氨转化率(Cn)变量不考虑这种未反应的氨并且相反简单地定义为所制备的HCN相对于进料至反应器中的NH3的百分数
[0083]Cn = 100* (制备的 HCN/ 进料的 NH3)
[0084]类似地，将甲烷转化率(Ce)定义为转化为HCN的CH4的百分数。因为在用于这些研究的方法中未检测废气中的CH4,因此对于甲烷的收率和转化率是同义的。
[0085]Ce = 100* (制备的 HCN/ 进料的 CH4)
[0086]在一些实验中，使用天然气(NG)代替甲烷，尤其是当天然气是基本上纯的甲烷时。
[0087]图1示例对于采用天然气(NG)的安德卢梭法，氨至HCN的转化率。如图1中所示，百分比氨收率(制备的HCN量/反应中消耗的氨量)随着氨与空气的比例增加减少。在某些的氨与天然气的比例，反应物至HCN的转化率是有效的。然而，安德卢梭反应器过载氨可能是低效的。同样如所示，甲烷(或天然气，NG)的百分比收率随着氨与空气的比例增加而增加，从而显示当在反应混合物中存在越高水平的氨时，越多的甲烷转化为HCN。
[0088]进一步的实验显示HCN反应温度、收率、转化率和未反应的氨(也称为氨泄漏)是氨和甲烷相对于氧的比例的函数。在通常操作条件下从氧安德卢梭反应容器出来的进料流的气相色谱仪分析显示从反应容器出来的该产物流具有约17% HCN,0.5%甲烷，以及4%氨。
[0089]氧安德卢梭反应器的床温一般在1100-1200°C的范围内。然而，床温依赖于氨相对于甲烷的量变化。如图2中所示，当固定氨与氧的比例时，调节甲烷与氧的比例影响反应温度。尤其是，当调节甲烷与氧的比例以增加氨转化率时，温度降低并且最低温度出现在最大氨转化率的点。该点 是放热燃烧反应和吸热裂解和合成反应竞争的结果。当氨与氧的比例增加并且再调节甲烷与氧的比例以保持最大的氨转化率时，HCN制备增加并且床温进一步降低。因此，这些结果显示温度是安德卢梭反应的效率的度量，并且是可以将多少甲烷加入至固定量的氨(并且反之亦然)以最优化HCN制备的指标。
[0090]图3示例氨至HCN的百分比转化率随着改变甲烷与氧的比例而改变，并且将氨与氧的输入比例保持恒定。
[0091]实施例2:当存在未使用的甲烷时的杂质形成
[0092]除了改变反应容器中甲烷的量之外，如实施例1中描述进行安德卢梭法。当反应容器中甲烷的量增加超过其中甲烷基本上消耗的水平时，一些甲烷保持未反应并且通过反应容器出来。在产物流中检测到这种未反应的甲烷并且将其称为“甲烷泄漏”或“甲烷损失”。
[0093]如图4中所示，在这种安德卢梭反应过程中形成的乙腈(CH3CN)杂质的量随着甲烷泄漏的量(未反应的甲烷)曾加。尤其是，图4图示，当未反应的甲烷大于约0.5摩尔％的甲烷每/摩尔制备的HCN制备时，显著量的乙腈开始形成，并且增加量的乙腈随着未反应的甲烷的量增加而继续形成。
[0094]在通常操作过程中，估计来自氧安德卢梭反应器的反应出口气中未反应的甲烷的水平为小于1%。然而，甲烷泄漏随着增加甲烷与氧比例并且随着增加氨与氧比例而增加。未反应的甲烷是受关注的，因为显著的未转化的甲烷的存在导致副反应，所述副反应引起催化剂丝网上的碳形成或引起腈，如乙腈、丙烯腈和丙腈的产生。
[0095]实施例3:使用成本改变甲烷与氨 的摩尔比
[0096]该实施例示例在氨和甲烷成本的评价并且使用这种评价调整安德卢梭法中甲烷:氨比例之后用于HCN制备的成本节约的实现。
[0097]如实施例1中所述进行氧安德卢梭法，但其中甲烷:氨比例为约0.8。
[0098]一周内甲烷的平均总百分比成本为X，而相同的这周氨的平均总百分比成本为Y。氨和甲烷的成本是用于制备HCN的总操作成本的90% (X+Y = 90%总成本)。
[0099]因为甲烷:氨比为约0.8，在该反应中采用比氨少约20%的甲烷。因此，如果每摩尔数甲烷成本为每摩尔数氨的成本的约0.01，总甲烷成本(X)是总氨成本(Y)的0.008，并且 X = 0.008 (Y)或 Y = X/0.008。
[0100]在下一周每摩尔数的甲烷成本减少约5%，以使得甲烷成本的平均总百分比成本现在是约0.95 (X)。在相同的那周每摩尔数的氨成本也增加约10%，以使得氨成本的平均总百分比成本为约1.1 (Y)。因此，用于氨和甲烷的总成本可以因此大于用于制备HCN的总操作成本的90%并且可以更显著地与氨成本而不是甲烷成本相关。
[0101]将反应器中的甲烷:氨比例调节为0.9，以使得采用比以前更多甲烷和更少的氨。这减少用于典型地过量使用的更昂贵的氨的总成本，并且从而减少用于HCN制备的成本。
[0102]本文引用或提及的全部专利和公开是本发明所属领域的技术人员的水平的指示，并且每个这种引用的专利或公开以与如将其单独地通过引用以其全部内容结合或以其全部内容在本文给出相同的程度通过引用具体地结合在此。 申请人:保留将来自任意这样引用的专利或公开的任意和所有材料和信息物理结合至该说明书中的权利。
[0103]本文描述的特定的方法、器件和组合物是优选的实施方案的代表并且是示例性的并且不意图限制本发明的范围。其他目标、方面和实施方案在考虑到本说明书之后将是本领域技术人员可知道的，并且被包括在通过权利要求的范围定义的本发明的精神范围内。本领域技术人员将容易地明白可以对本文公开的本发明做出变化替换和修改而不脱离本发明的范围和精神。
[0104]本文示例性描述的本发明可以适宜地在不存在未作为要点在本文具体地公开的任意一个或多个要素，或一个或多个限制的情况下实施。本文示意性地描述的方法和工艺可以以不同顺序的步骤实施，并且该方法和工艺不需要限制于本文或权利要求中指出的步骤的顺序。
[0105]如本文和所附权利要求所使用的，除非上限为另外地清楚地指出，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。因此，例如，提及“反应器”或“进料流”包括多个这种反应器或进料流(例如，一系列反应器，或数个进料流)，等等。在本文中，除非另外提及，使用术语“或”是指非限制性的，以使得“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”和“A和B”。
[0106]在任何情况下本发明都不应被解释为限定于本文具体公开的具体实例或实施方案或方法。在任何情况下本发明都不可以解释为由任何审查员或专利商标局的任何其他官员或雇员做出的任何陈述限定，除非这种陈述在由 申请人:书写的答复中具体地并且没有条件或保留地明确地采用。
[0107]所采用的术语和表达作为描述性而非限制性术语使用，并且在这种术语和表达的使用中没有任何意图和排除所示并描述的特征或其部分的任何等价形式，而是应认识到在所要求的本发明的范围内多种变化是可能的。因此，将明白的是虽然本发明通过优选的实施方案和任选的特性具体地公开，本领域技术人员可以采取本文公开的概念的修改和变更，并且这种修改和变更被认为是如果后附权利要求和本发明的陈述定义的本发明的范围内。
[0108]在本文已经宽泛地 并且一般地描述了本发明。落入一般公开内的较窄物种和子组的每一个也形成本发明的一部分。这包括具有条件或否定限制从一般类型去除任意对象的本发明的一般说明，而与排除的对象是否具体地在本文陈述无关。此外，在本发明的特征或方面用马库什基团描述的情况下，本领域技术人员将明白本发明也从而以任意马库什基团的单独的成员或成员的子组描述。
[0109]以下陈述描述了本发明的一些要素或特征。因为本申请是临时申请，这些陈述可能在非临时申请的准备和提交过程中改变。如果这种改变出现，这种改变不希望影响根据由非临时申请给出的权利要求的等价体的范围。根据35U.S.C.§ 111(b)，权利要求对于临时申请不是必需的。因此，本发明的陈述可以不被解释为依照35U.S.C.§112的权利要求。
[0110]陈述:
[0111]1.一种增加氰化氢制备设备中的价值的方法，所述方法包括:
[0112](a)评价甲烷和氨的成本；
[0113](b)调节进料至用于氰化氢的制备的反应器的甲烷与氨的摩尔比，从而使用调节后的甲烷与氨的摩尔比，并且从而增加所述氰化氢制备设备中的价值。
[0114]2.陈述I所述的方法，其中调节后的甲烷与氨摩尔比从约0.6至约1.1变化。
[0115]3.陈述I或2所述的方法，其中对所述反应器进料包含甲烷、氨和氧的反应混合物。
[0116]4.陈述1-3中任一 项所述的方法，其中对所述反应器进料包含甲烷、氨和氧的反应混合物；并且其中所述氧是基本上由空气、富集氧的空气、基本上纯的氧或空气和惰性气体的混合物组成的进料流。
[0117]5.陈述1-4中任一项所述的方法，其中所述反应器包括包含钼的催化剂。
[0118]6.陈述1-5中任一项所述的方法，其中增加所述氰化氢制备设备中的价值包括减少在所述设备中的氰化氢制备的每单位成本。
[0119]7.陈述6所述的方法，其中所述设备中氰化氢制备的每单位成本减少高达约10 %，或高达约8 %，或高达约5 %，或高达约4 %，或高达约3 %，或高达约2 %，或高达约1%。
[0120]8.陈述1-7中任一项所述的方法，其中增加所述氰化氢制备设备中的价值包括减少甲烷的每单位成本。
[0121]9.陈述1-8中任一项所述的方法，其中增加所述氰化氢制备设备中的价值包括减少氨的每单位成本。
[0122]10.陈述1-7中任一项所述的方法，其中甲烷和氨的市场成本是每单位成本或每摩尔数成本。
[0123]11.陈述1-10中任一项所述的方法，其中每天，每2天，每3天，每周，每2周，每3周，每月，每2个月，或以I天至60天之间的任意间隔评价甲烷和氨的所述市场成本。
[0124]12.陈述1-11 中任一项所述的方法，其中保持调节后的比例，直至每单元甲烷成本或每单元氨成本改变。
[0125]13.陈述1-12中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中，当氨成本相对于平均氨成本增加时，调节所述甲烷与氨摩尔比。
[0126]14.陈述1-13中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中，当氨成本相对于平均氨成本减少时，所述反应器中所述甲烷与氨摩尔比在以下范围内:约0.6至约0.95，或约0.6至约0.9，或约0.6至约0.85，或约0.6至约0.8，或约0.65至约0.95，或约0.65至约0.9，或约0.7至约0.95，或约0.7至约0.9，或约0.7至约0.85。
[0127]15.陈述1-14中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间的过程中，当氨成本相对于平均氨成本增加时，所述甲烷与氨摩尔比在以下范围内:约
0.75至约1.1，或约0.77至约1.1，或约0.79至约1.1，或约0.8至约1.1，或约0.75至约
1.05，或约0.75至约1.0,或约0.75至约0.98，或约0.75至约0.96，或约0.75至约0.95，或约0.78至约0.94，或约0.78至约0.93。
[0128]16.陈述1-15中任一项所述的方法，其中只要氨价格节约大于:附加氨回收成本+氨损失成本+与过量氨相关的次优HCN制备的成本，就采用调节后的比例。
[0129]17.陈述1-16中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间的过程中，当甲烷成本相对于平均甲烷成本增加时，调节所述甲烷与氨摩尔比。
[0130]18.陈述1-17中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中，当甲烷成本相对于平均甲烷成本减少时，所述反应器中调节后的比例在以下范围内:约0.75至约1.1，或约0.77至约1.1，或约0.79至约1.1，或约0.8至约1.1，或约
0.75至约1.05,或约0.75至约1.0,或约0.75至约0.98，或约0.75至约0.96，或约0.75至约0.95，或约0.78至约0.94，或约0.78至约0.93。
[0131]19.陈述1-18中任一项所述的方法，其中在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间的过程中，当甲烷成本相对于平均甲烷成本增加时，调节后的比例在以下范围内:约0.6至约0.95，或约0.6至约0.9，或约0.6至约0.85，或约0.6至约0.8，或约0.65至约0.95，或约0.65至约0.9，或约0.7至约0.95，或约0.7至约0.9，或约0.7至约0.85。
[0132]20.陈述1-19中任一项所述的方法，其中只要甲烷价格节约大于杂质成本+甲烷损失成本+与过量甲烷相关的次优HCN制备的成本，就采用调节后的比例。
[0133]21.陈述1-20中任一项所述的方法，其中将进料至所述反应器的氨在大约的设定值保持恒定，并在评价甲烷和氨的市场成本之后变化进料至所述反应器中的甲烷。
[0134]22.陈述1-21中任一项所述的方法，其中将进料至所述反应器中的甲烷在大约的设定值保持恒定，并且在评价甲烷和氨的市场成本之后将进料至所述反应器中的氨变化。[0135]23.陈述1-22中任一项所述的方法，其中只要所述反应器具有约1，000°C至约1，300°C内，或约1，050°C至约1，200°C内的温度，就采用调节后的摩尔比。
[0136]24.陈述1-23中任一项所述的方法，其中只要所述反应器具有对于所选择的甲烷与氨摩尔比的反应温度最低值的约150°C内，或约130°C内，或约120°C内，或约100°C内，或约90°C内，或约80°C内，或约70°C内，或约60°C内，或约50°C内，或约40°C内，或约30°C内，或约20°C内的温度，就采用调节后的比例。
[0137]25.陈述1-24中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有至少约13.5%体积/体积HCN，或至少约14%体积/体积HCN，或至少约14.3%体积/体积HCN,或至少约14.5 %体积/体积HCN，或至少约14.8 %体积/体积HCN，或至少约15 %体积/体积HCN,就采用调节后的比例。
[0138]26.陈述1-25中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有小于约3.5 %体积/体积甲烷，或小于约3.0 %体积/体积甲烷，或小于约2.5 %体积/体积甲烷，或小于约2.0%体积/体积甲烷，或小于约1.8%体积/体积甲烷，或小于约1.5%体积/体积甲烷，就采用调节后的比例。
[0139]27.陈述1-26中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有小于约10%体积/体积氨，或小于约9%体积/体积氨，或小于约8%体积/体积氨，或小于约7 %体积/体积氨，就采用所选择的甲烷与氨摩尔比。
[0140]28.陈述1-27中任一项所述的方法，其中在评价甲烷和氨的市场成本之后，将调节后的比例重新调节。
[0141]29.陈述1-28中任一项所述的方法，其中所述反应器包括包含钼-铑合金的催化剂。
[0142]30.陈述1-29中任一项所述的方法，其中所述反应器包括包含约85重量％至约90重量％ Pt和约10重量％至约15重量％ Rh的催化剂。
[0143]31.陈述1-30中任一项所述的方法，其中所述反应器包括金属丝网、筛或编织丝网片形式下的催化剂。
[0144]32.陈述1-31中任一项所述的方法，其中甲烷的成本包含甲烷的市场价格和用于获得甲烷的购置成本。
[0145]33.陈述1-31中任一项所述的方法，其中氨的成本包含氨的市场价格和用于获得氨的购置成本。
【权利要求】
1.一种增加氰化氢制备设备中的价值的方法，所述方法包括: (a)评价甲烷和氨的成本； (b)调节进料至用于氰化氢的制备的反应器的甲烷与氨的摩尔比，从而使用调节后的甲烷与氨的摩尔比，并且从而增加所述氰化氢制备设备中的价值。
2.权利要求1所述的方法，其中调节后的甲烷与氨摩尔比从约0.6至约1.1变化。
3.权利要求1或2所述的方法，其中增加所述氰化氢制备设备中的价值包括:减少在所述设备中氰化氢制备的每单位成本；减少甲烷的每单位成本；或减少氨的每单位成本。
4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其中每天或每周评价甲烷和氨的成本。
5.权利要求1-4中任一项所述的方法，其中当氨成本相对于在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本增加或减少时，调节所述甲烷与氨摩尔比。
6.权利要求1-5中任一项所述的方法，其中当氨成本相对于在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本减少时，进料至所述反应器中的甲烷与氨摩尔比A在约0.6至约0.9的范围内。
7.权利要求1-6中任一项所述的方法，其中当氨成本相对于在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均氨成本增加时，进料至所述反应器中的甲烷与氨摩尔比B在约0.75至约1.0的范围内。
8.权利要求1-7中任一项所述的方法，其中只要氨价格节约大于:增加的氨回收的成本+氨损失的成本+与过量氨相关的次优HCN制备的成本，就采用调节后的比例。
9.权利要求1-8中任一`项所述的方法，其中当甲烷成本相对于在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均甲烷成本增加或减少时，调节甲烷与氨摩尔比。
10.权利要求1-9中任一项所述的方法，其中甲烷成本相对于当在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均甲烷成本减少时，所述反应器中调节后的比例在0.75至约1.0的范围内。
11.权利要求1-10中任一项所述的方法，其中当甲烷成本相对于在所述氰化氢制备设备的操作的选择期间过程中记录的平均甲烷成本增加时，调节后的比例在约0.6至约0.9的范围内。
12.权利要求1-11中任一项所述的方法，其中只要甲烷价格节约大于杂质成本+甲烷损失成本+与过量甲烷相关的次优HCN制备的成本，就采用调节后的比例。
13.权利要求1-12中任一项所述的方法，其中将进料至所述反应器中的氨在大约的设定值保持恒定，并且在评价甲烷和氨的市场成本之后变化进料至所述反应器中的甲烷；或者其中将进料至所述反应器中的甲烷在大约的设定值保持恒定，并在评价甲烷和氨的市场成本之后变化进料至所述反应器的氨。
14.权利要求1-13中任一项所述的方法，其中只要所述反应器具有约1，000°C至约1，300°C内，或约1，050°C至约1，200°C内的温度，就采用调节后的摩尔比。
15.权利要求1-14中任一项所述的方法，其中只要所述反应器具有在对于所述选择甲烷与氨摩尔比的反应温度最低值的约140°C之内的温度，就采用调节后的比例。
16.权利要求1-15中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有至少约14.5%体积/体积HCN，就采用调节后的比例。
17.权利要求1-16中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有小于约2.5%体积/体积甲烷，就采用调节后的比例。
18.权利要求1-17中任一项所述的方法，其中只要从所述反应器出来的产物流具有小于约8%体积/体积氨，就采用所选择的甲烷与氨摩尔比。
19.权利要求1-18中任一项所述的方法，其中在评价甲烷和氨的市场成本之后，将调节后的比例再调节。
20.权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述反应器包括包含钼-铑合金的催化剂。
21.权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述反应器包括包含约85重量％至约90重量％ Pt和约10重量`％至约15重量％ Rh的催化剂。
【文档编号】C01C3/02GK103864106SQ201310680761
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】斯图尔特·福赛思, 刘爱国, 马丁·J·伦纳, 布伦特·J·斯塔尔曼 申请人:因温斯特技术公司