本发明属于化工领域，尤其是涉及一种高效回收氰化氢的方法。
背景技术：
氰化氢(HCN)，又名氢氰酸，在有机合成领域有着广泛应用。其中，己二腈作为生产己二胺(尼龙66)、己内酰胺的重要中间体，由于目前国内尚无工业化生产装置，需求一直依赖进口，随着尼龙66产业的快速发展，中间体己二腈对原料HCN的需求和品质日益增大。
HCN是一种剧毒化学品，在常温常压下极易扩散，与水混溶。为了确保使用安全，减少对环境的影响，提高生产效率，合理利用资源，必须加快对HCN合成技术与分离提纯工艺的研究，以满足不断增长的市场需求。
目前生产HCN的工艺方法主要包括Andrussow法及由此引出的氨氧化法、丙烯腈副产法、轻油裂解法等。其中氨氧化法就是在氨氧化催化剂存在下，将氨源和氧源以及可氨氧化的有机物高温转化为氰化物的方法。该法是在常压、高温的条件下，将原料混合气通入由铂、铑合金催化剂或由铂铱合金制成的丝网状催化剂床进行的氨氧化反应。以甲烷氨氧化法为例，其反应式为：
2CH4+2NH3+3O2→2HCN+6H2O。
反应得到的合成气体经过低温溶剂吸收精制后得到HCN液体产品，其浓度90(wt)％左右，水含量较高。
HCN易发生聚合反应，气相HCN在氨和水分同时存在的情况下易发生聚合，液态HCN中水分含量越多越不稳定，越易聚合。因此，在液态氰化氢的生产过程中对其纯度的要求越来越高，对水含量的要求控制在500ppm以下甚至更低。
HCN水溶液精馏分离得到的HCN产品经分析水含量不合格时，不能作为原料送去下游反应，尤其在装置开车阶段，很容易产生不合格氰化氢产品。因此，本专利是对氨氧化法得到的HCN合成气，提出的一种高效的适用于回收不合格氰化氢产品的工艺方法，目前并未获得相关报道。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种高效回收氰化氢的方法，提高了HCN的回收效率，并保证了工艺的连续性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高效回收氰化氢的控制系统，包括吸收塔、精馏塔、精馏塔冷凝器、回流缓冲罐、成品冷凝器、蒸发分离器，所述的吸收塔通过管路与所述的精馏塔相连，所述的精馏塔通过管路与所述的精馏塔冷凝器相连，所述的精馏塔冷凝器通过管路与所述的回流缓冲罐相连，所述的回流缓冲罐通过管路分别与所述的精馏塔、成品冷凝器相连，所述的成品冷凝器通过管路分别与下游装置、蒸发分离器相连，所述的蒸发分离器通过管路与所述的精馏塔相连；所述的成品冷凝器的出口处设置有在线水分分析仪。
所述的成品冷凝器与下游装置之间的管路上设置有第一阀门，所述的成品冷凝器与降膜蒸发器之间的管路上设置有第二阀门，所述的在线水分分析仪分别通过线路与所述的第一阀门、第二阀门相连；所述的在线水分分析仪分别控制第一阀门、第二阀门的开启与关闭。
进一步，所述的蒸发分离器包括蒸发分离器加热室、蒸发分离器分离室，所述的成品冷凝器通过管路与所述的蒸发分离器加热室相连，所述的蒸发分离器分离室通过管路与所述的精馏塔相连。
使用所述的控制系统回收氰化氢的方法，包括如下步骤：
(1)将HCN合成气通入所述的吸收塔，所述的吸收塔的塔顶喷入低温溶剂，所述的低温溶剂对所述的HCN合成气进行吸收，吸收后形成HCN水溶液，未被吸收的尾气送至尾气吸收装置；
(2)所述的HCN水溶液进入所述的精馏塔进行分离，形成HCN气体，所述的HCN气体从所述的精馏塔蒸出后依次进入所述的精馏塔冷凝器、回流缓冲罐、成品冷凝器，经冷凝后形成液态HCN；
(3)所述的液态HCN经所述的在线水分分析仪检测，含水量不合格时，所述的液态HCN进入所述的蒸发分离器进行分离，得到气相HCN与液相HCN，所述的气相HCN送入所述的精馏塔进一步提纯，直至含水量合格时，所述的液态HCN送出供下游装置使用。
进一步，所述的HCN合成气的温度为30-60℃。优选的，所述的HCN合成气的温度为30-40℃。
进一步，所述的低温溶剂的温度为3-32℃。优选的，所述的低温溶剂的温度为3-15℃。
进一步，所述的低温溶剂为水、乙醇中的至少一种；优选的，所述的低温溶剂为水和乙醇的混合物，其中，水和乙醇的质量比为(8-9)：(1-2)；优选的，所述的低温溶剂为水。
进一步，所述的精馏塔的回流比为1-100；优选的，所述的精馏塔的回流比为5-25。
进一步，所述的步骤(2)中所述的HCN依次进入所述的精馏塔冷凝器、回流缓冲罐，冷凝后的液相返回至精馏塔，未冷凝的HCN气体进入所述的成品冷凝器，经冷凝形成液态HCN。
进一步，所述的步骤(3)中液态HCN进入所述的蒸发分离器进行分离的气化分率为0.6-1.0；所述的蒸发分离器分离室的气相流速为液相沉降流速的0.5-1.0倍。所述的液态HCN经在水分分析仪检测不合格时(含水量>500ppm)，不合格的HCN进入蒸发分离器，在所述的蒸发分离器加热液态HCN汽化产生气液两相。
进一步，所述的步骤(3)中气相HCN从所述的蒸发分离器送入所述的精馏塔；所述的液相HCN从所述的蒸发分离器分离室送入所述的吸收塔。
所述的在线水分分析仪的检测合格指标为大于500ppm。
相对于现有技术，本发明所述的高效回收氰化氢的方法具有以下优势：
本发明所述的高效回收氰化氢的方法实现对HCN产品中水含量的准确控制，可适应多种工况，操作弹性大；通过本发明所述的方法，避免出现液态HCN积存的死区，可以减缓HCN的聚合，防止管道、设备堵塞，提高了装置的生产效率；采用蒸发分离器处理含水量不合格的HCN，提高了HCN的回收效率，并保证了工艺的连续性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的高效回收氰化氢的控制系统的示意图。
附图标记说明：
1-吸收塔；2-精馏塔；3-在线水分分析仪；4-精馏塔冷凝器；5-回流缓冲罐；6-成品冷凝器；7-蒸发分离器
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
如图1所示，一种高效回收氰化氢的控制系统，包括吸收塔1、精馏塔2、精馏塔冷凝器4、回流缓冲罐5、成品冷凝器6、蒸发分离器7，所述的吸收塔1通过管路与所述的精馏塔2相连，所述的精馏塔2通过管路与所述的精馏塔冷凝器4相连，所述的精馏塔冷凝器4通过管路与所述的回流缓冲罐5相连，所述的回流缓冲罐5通过管路分别与所述的精馏塔2、成品冷凝器相连6，所述的成品冷凝器6通过管路分别与下游装置、蒸发分离器相连，所述的蒸发分离器通过管路与所述的精馏塔2相连；所述的成品冷凝器6的出口处设置有在线水分分析仪3。
所述的蒸发分离器7包括蒸发分离器加热室和蒸发分离器分离室，所述的蒸发分离器加热室位于所述的蒸发分离器分离室的上方，所述的成品冷凝器6通过管路与所述的蒸发分离器加热室相连，所述的蒸发分离器分离室通过管路与所述的精馏塔2相连。
使用所述的控制系统回收氰化氢的方法，包括如下步骤：
(1)将HCN合成气通入所述的吸收塔1，所述的吸收塔1的塔顶喷入低温溶剂，所述的低温溶剂对所述的HCN合成气进行吸收，吸收后形成HCN溶液，未被吸收的尾气送至尾气吸收装置；
(2)所述的HCN溶液进入所述的精馏塔2进行分离提纯，形成HCN气体，所述的HCN气体从所述的精馏塔2蒸出后依次进入所述的精馏塔冷凝器4、回流缓冲罐5、成品冷凝器6，经冷凝后形成液态HCN；
(3)所述的液态HCN经所述的在线水分分析仪3检测，含水量不合格时，所述的液态HCN进入所述的蒸发分离器进行气液两相分离，得到气相HCN与液相HCN，所述的气相HCN送入所述的精馏塔2进一步提纯，直至含水量合格时，所述的液态HCN送出供下游装置使用。
所述的HCN合成气的温度为30-60℃。优选的，所述的HCN合成气的温度为30-40℃。
所述的低温溶剂的温度为3-32℃。优选的，所述的低温溶剂的温度为3-15℃。
所述的低温溶剂为水、乙醇中的至少一种；优选的，所述的低温溶剂为水和乙醇的混合物，其中，水和乙醇的质量比为(8-9)：(1-2)；优选的，所述的低温溶剂为水。
所述的精馏塔2的回流比为1-100。优选的，所述的精馏塔2的回流比为5-25。
所述的步骤(2)中所述的HCN气体依次进入所述的精馏塔冷凝器4、回流缓冲罐5，冷凝后的液相返回至精馏塔2作为回流，未冷凝的HCN气体进入所述的成品冷凝器6，经冷凝形成液态HCN。
所述的步骤(3)中液态HCN进入所述的蒸发分离器7进行分离的气化分率为0.6-1.0；所述的蒸发分离器7的气相流速为液相沉降流速的0.5-1.0倍。
所述的步骤(3)中气相HCN从所述的蒸发分离器7送入所述的精馏塔2；所述的液相HCN从所述的蒸发分离器7送入所述的吸收塔1。
实施例1
35℃的HCN进入吸收塔1，吸收塔1的塔顶喷入10℃的低温水，经吸收后得到2.8％的HCN水溶液。HCN水溶液送入精馏塔2分离提纯，回流比为12，蒸出HCN气体，进入精馏塔冷凝器4和回流缓冲罐5，部分冷凝后的液相返回精馏塔2内作为回流，未冷凝的HCN气体进入成品冷凝器6全部冷凝成液态HCN；从成品冷凝器6流出的液态HCN经在线水分分析仪分析3其水含量为650ppm，直接送入蒸发分离器7，经过蒸发过程后产生气液两相，气化分率为0.9，气相流速等于0.95倍液相沉降流速，气相HCN通过压力进入精馏塔2进行进一步提纯，蒸出的HCN气体再次经过部分冷凝、部分液相回流，最终未冷凝的HCN气体全凝成液态HCN，其水含量为50ppm；此时液态HCN停止向蒸发分离器进料，作为合格产品送出供下游装置使用，蒸发分离器7的液体送回至吸收塔1循环使用。
实施例2
33℃的HCN进入吸收塔1，吸收塔1的塔顶喷入8℃的低温水，经吸收后得到3.0％的HCN水溶液。HCN水溶液送入精馏塔2分离提纯，回流比为18，蒸出HCN气体，进入精馏塔冷凝器4和回流缓冲罐5，部分冷凝后的液相返回精馏塔2内作为回流，未冷凝的HCN气体进入成品冷凝器6全部冷凝成液态HCN；从成品冷凝器6流出的液态HCN经在线水分分析仪分析3其水含量为600ppm，直接送入蒸发分离器7，经过蒸发过程后产生气液两相，气化分率为0.85，气相流速等于0.90倍液相沉降流速，气相HCN通过压力进入精馏塔2进行进一步提纯，蒸出的HCN气体再次经过部分冷凝、部分液相回流，最终未冷凝的HCN气体全凝成液态HCN，其水含量为45ppm；此时液态HCN停止向蒸发分离器进料，作为合格产品送出供下游装置使用，蒸发分离器7的液体送回至吸收塔1循环使用。
实施例3
37℃的HCN进入吸收塔1，吸收塔1的塔顶喷入12℃的低温溶剂(其中，水80％，乙醇20％)，经吸收后得到2.6％的HCN水溶液。HCN水溶液送入精馏塔2分离提纯，回流比为15，蒸出HCN气体，进入精馏塔冷凝器4和回流缓冲罐5，部分冷凝后的液相返回精馏塔2内作为回流，未冷凝的HCN气体进入成品冷凝器6全部冷凝成液态HCN；从成品冷凝器6流出的液态HCN经在线水分分析仪分析3其水含量为620ppm，直接送入蒸发分离器7，经过蒸发过程后产生气液两相，气化分率为0.88，气相流速等于0.98倍液相沉降流速，气相HCN通过压力进入精馏塔2进行进一步提纯，蒸出的HCN气体再次经过部分冷凝、部分液相回流，最终未冷凝的HCN气体全凝成液态HCN，其水含量为48ppm；此时液态HCN停止向蒸发分离器进料，作为合格产品送出供下游装置使用，蒸发分离器7的液体及时送回至吸收塔1循环使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。