制备氰化氢和回收氢气的方法

制备氰化氢和回收氢气的方法
【专利摘要】本发明提供一种生成和回收氰化氢的方法，其包括从氰化氢粗产品中回收氢气。该方法包括形成一氰化氢粗产品和将该氰化氢粗产品分离形成尾气流和氰化氢产品流。该尾气流进一步分离回收氢气。该氰化氢产品流进一步操作以回收氰化氢。
【专利说明】制备氰化氢和回收氢气的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有于2012年12月18日提交的美国申请61/738，747的优先权，该申请的全部内容和公开结合于本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种制备氰化氢和回收氢气的方法。特别地，本发明涉及通过从氰化氢粗产品中回收氢气流和氰化氢产品流来提高生产效率。
【背景技术】
[0004]传统地，氰化氢(HCN)通过Andrussow法或BMA法来进行工业规模的生产(例如参见 Ullman’ s Encyclopedia of Indusrial Chemistry, VolumeA8, Weinheiml987, P.161-163)。例如在Andrussow法中，可以在适合的催化剂存在下在反应器中使氨与含甲烷的气体和含氧气体在高温下反应来商业化地制备HCN (美国专利1，934，838和6，596，251)。硫化合物和甲烷的高级同系物可能会影响甲烷的氧化氨解的参数° 例如参见 Trusov, Effect of Sulfur Compounds and Higher Homologues of Methaneon Hyfrogen Cyanide Production by the Andrussow Method, Russian J.Applied Chemistry, 74:10 (2001), pp.1693-1697。通过使反应器流出气流在氨吸收器中与磷酸铵水溶液相接触来将未反应的氨与HCN分离。将分离的氨纯化和浓缩，用于再循环到HCN的转化中。通常通过将其吸收到水中来从处理后的反应器流出气流中回收HCN。所回收的HCN可以通过进一步的提炼工序来处理，以制备纯化的HCN。文献Clean Development MechanismProject Design Document Form(CDM F1DD, Version3)，2006 图不性地解释了 AndrussowHCN制造法。纯化的HCN可用于氢氰化反应，如含有烯烃的基团的氢氰化或者1，3_ 丁二烯和戊烯腈的氢氰化，上述的氢·氰化可用于制造己二腈(“ADN”)。在BMA法中，HCN在实质上没有氧并在钼催化剂存在的条件下由甲烷和氨合成，其结果是产生了 HCN、氢气、氮气、残留的氨和残留的甲烧(如参见:Ullman’ s Encyclopedia of Industrial Chemistry, VolumeA8，Weinheiml987，P161-163)。商业经营者要求工艺安全管理，以控制氰化氢的危险的性质(参见 Maxwell 等人，Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanidemanufacturing technology, JHazMatl42 (2007 年)，677-684)。另外，HCN 制造工艺中的来自生产设备的排放可能要遵守法规，这可能影响HCN生产的经济性。(参见Crump, EconomicImpact Analysis For The Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP, EPA,May2000 年)。
[0005]美国专利2，797，148披露了从含有氨气和氰化氢的气态混合物中回收氨气。氨气与含烃气体、含氧气气体反应制备氰化氢的工艺过程中所得的反应尾气包括氨气、氰化氢、氢气、氮气、水蒸气和碳氧化物。该尾气冷却至温度为55-90°C，然后通入吸收塔以将氨气从该尾气中分离出来。
[0006]美国专利3，647, 388披露了一种由最多6个碳原子的气态烃(例如甲烧)与氨气发生反应制备氰化氢的方法。优选的方法在燃烧器中进行，该燃烧器具有用于含氧流体流动的中心管道，以及与该中心管道相邻的一个或多个环形管道，其用于氢气、氨气和气态烃类的并流流动，这些管道的终点设置于反应室内，在该反应室内气态烃类和氨气在氢和氧燃烧火焰的焰锋处发生反应。该方法无需使用催化剂。
[0007]尽管Andrussow法和HCN的回收是已知的，但是几乎无人研究报道关于使用催化剂生产HCN的工艺过程中分离尾气以回收氢气产物流的方法。
[0008]因此，实有必要开发一种在存在催化剂的条件下制备HCN且从反应器的尾气中回收氢气的方法。
[0009]上述提及的公开出版物均并入本申请中作为参考。

【发明内容】

[0010]在一个实施例中，本发明关于一种制备氰化氢的方法，包括:(a)确定含甲烷的气体中的甲烷含量，且当拟甲烷含量确定为小于90vol%时纯化该含甲烷的气体；(b)使含有至少25vol%氧气的三元混合气在催化剂条件下发生反应生成含有氰化氢和尾气的氰化氢粗产品，所述三元混合气包含含甲烷的气体、含氨气的气体和含氧气的气体，且所述含甲烷的气体由甲烷含量小于90vol%的含甲烷的原料纯化而来；(c)分离所述氰化氢粗产品得到包含氰化氢的氰化氢产品流以及包含氢气、水、一氧化碳和二氧化碳的尾气流；(d)分离所述尾气流而形成包含氢气的氢气产品流以及包含一氧化碳、二氧化碳和水的排出物流；以及(e )从所述氰化氢产品流中回收氰化氢。在一些实施例中，所述三元混合气可以包含至少28vol%的氧气。该含有氧气的气体可以包含大于21vol%氧气,例如至少80vol%氧气，至少90vol%，至少95vol%或至少99vol%。所述尾气流可以包含40_90vol%氢气，0.l-20vol%水,0.l-20vol%—氧化碳 和0.l-20vol% 二氧化碳。
[0011]在这里公开的一些实施例中，该尾气流可以采用变压吸附器进行分离，且所述变压吸附器中的每个吸附床吸附可以所述尾气中的非氢成分。所述变压吸附器可以在压力为1400-2400kPa和温度为16-55°C下操作。所述变压吸附器可以包含至少两个吸附床。每一吸附床可以包含至少一种吸附剂，包括沸石、活性炭、硅胶、氧化铝及其混合物。在一些实施例中，每一吸附床包含至少三种吸附剂。每一吸附床中的吸附剂可以相同也可以不相同。本发明所揭示的具体实施例中，所述氢气产品流可以包含至少95vol%的氢气，例如至少99vol%，至少99.5vol%或者至少99.9vol%的氢气。所述氰化氢产品流包含小于10vol%氢气，例如小于5vol%,小于lvol%,或实质上不含氢气。所述氰化氢粗产品中至少70vol%的氢气可被回收至氢气产品流中，例如至少75vol%。所述氰化氢粗产品和所述氰化氢产品流均可还包含氨气。该方法中的步骤(c)可进一步包含分离所述氰化氢粗产品形成氨气流的步骤。所述氨气流可被回收至反应器中。
[0012]在另一实施例中，本发明提供一种制备氰化氢的方法，包括:Ca)确定含甲烷的气体中的甲烷含量，且当拟甲烷含量小于90vol%时纯化该含甲烷的气体；(b)使含有至少25vol%氧气的三元混合气在催化剂条件下发生反应，生成含有氰化氢和尾气的氰化氢粗产品，所述三元混合气包含含甲烷的气体、含氨气的气体和含氧气的气体，且所述含甲烷的气体由甲烷含量小于90vol%的含甲烷的原料纯化而来；(c)分离所述氰化氢粗产品，得到包含氰化氢的氰化氢产品流、氨气流以及包含氢气、水、一氧化碳和二氧化碳的尾气流；(d)分离所述尾气流而形成包含氢气的氢气产品流以及包含一氧化碳、二氧化碳和水的排出物流；以及(e)从所述氰化氢产品流中回收氰化氢。至少部分所述氨气流可以返回至反应器中。
[0013]在另一具体实施例中，本发明涉及一种从Andrussow工艺中回收氢气的方法,包含:(a)确定含甲烷的气体中的甲烷含量，且当拟甲烷含量确定为小于90vol%时纯化该含甲烷的气体；(b)使含有至少25vol%氧气的三元混合气在催化剂条件下发生反应，生成含有氰化氢和尾气的氰化氢粗产品，所述三元混合气包含含甲烷的气体、含氨气的气体和含氧气的气体，且所述含甲烷的气体由甲烷含量小于90vol%的含甲烷的原料纯化而来；(c)分离所述氰化氢粗产品，得到包含氰化氢的氰化氢产品流以及包含氢气、水、一氧化碳和二氧化碳的尾气流；(d)在一种变压吸附器中分离所述尾气流而得到氢气。所述变压吸附器可以在压力为1400-2400kPa和温度为16-55°C下操作。所述变压吸附器可以包含至少两吸附床。每一吸附床可以包含至少一种吸附剂。每一吸附床中的吸附剂可以相同也可以不相同。所述氢气产品流可以包含至少95vol%的氢气，例如至少99vol%，至少99.5vol%或者至少99.9vol%的氢气。所述氰化氢产品流包含小于10vol%氢气,例如小于5vol%,小于lvol%，或实质上不含氢气。所述氰化氢粗产品中至少70vol%的氢气可被回收至氢气产品流中，例如至少72.5vol%。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是一种HCN的生产和回收系统的示意图。
【具体实施方式】
[0015]此处所用之术语仅出于描述特定实施方案的目的，并不意欲限制本发明。除非上下文中清楚地显示出另外的情况，如此处所用的单数形式“一个”和“该”也包括复数形式。还应当理解，在本说明书中使用的用语“包括”和/或“包括有”时说明了存在所述的特征、整体、步骤、操作、部件和/或构件，但不妨碍一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、部件组、构件和/或构件组的存在 或添加。
[0016]例如“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”的用语及其变体应广泛地理解，并且包含所列出的主体以及等效物，还有未列出的另外的主体。另外，当由过渡性用语“包含”、“包括”或“含有”来引出组分、部件组、工艺或方法步骤或者任何其他的表述时，应当理解此处还考虑了相同的组分、部件组、工艺或方法步骤，或者具有在该组分、部件组、工艺或方法步骤或任何其它表述的记载之前的过渡性用语“基本上由...组成”、“由...组成”或“选自由...构成的组”的任何其它的表述。
[0017]如果的适用话，权利要求中的相应的结构、材料、动作以及所有功能性的装置或步骤的等效物包括用于与权利要求中所具体陈述的其他部件相结合地来执行功能的任何结构、材料或动作。本发明的说明书出于介绍和描述的目的而提供，但并不是穷举性的或将本发明限制到所公开的形式。在不偏离本发明的范围和精神的前提下，许多改变和变体对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。这里选择并描述了一些实施方案，目的是对本发明的原理和实际应用进行最佳的解释，并且使得本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的不同实施方案具有多种 变化，如同适合于该特定用途一样。相应地，尽管本发明已经依据实施方案进行了描述，然而本领域技术人员将认识到，本发明可以有所改变地并在所附权利要求的精神和范围之内实施。[0018]现在将详细参考特定的所公开的主题。尽管所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，然而可以理解，它们并不将所公开的主题限制到这些权利要求中。相反，所公开的主题覆盖了所有的替代方案、改变以及等效物，这些可以包含于由权利要求所限定的所公开的主题的范围之内。
[0019]本发明提供了一种提高从氰化氢粗产品中回收HCN和氢气的生产效率的方法。本发明还提供一种能实施本发明方法的系统(本申请中也被称之为“装置”)。
[0020]在Andrussow法生产HCN的过程中，甲烷、氨和含氧原料在高于1000°C的温度下在催化剂的存在下反应，以制备包含HCN、氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气、剩余氨、剩余甲烷和水的氰化氢粗产物。这些成分(即原料)作为一种三元混合气通入反应器中，该三元混合气包含一种含有氧气的气体、一种含有氨气的气体和一种含有甲烷的气体。本领域技术人员容易理解，甲烷的来源可以不同，并可以来自于可再生资源，例如垃圾填埋场、农场、发酵的沼气或者来自于化石燃料，例如天然气、石油伴生气、煤气和天然气水合物，其在 VN Parmon “Source of Methane for Sustainable Development”，273-284页以及在 Derouane, eds.Sustainable Strategies for the Upgrading of NaturalGas !Fundamentals, Challenges, and Opportunities (2003)中被详细描述。为了实现本发明的目的，甲烷的纯度以及含甲烷原料的组成稳定性是重要的。在一些具体实施例中，所述方法还包括确定含甲烷的原料中的甲烷含量，且当甲烷含量被确定小于90vol%时纯化所述含甲烷的原料。甲烷含量可以使用气相色谱法来检测，包括使用拉曼光谱。所述甲烷含量可以连续地实时检测，或者当反应系统中引入新的含甲烷原料时才根据需要进行检测。另外，为了得到更高的纯度，在甲烷含量大于90vol% (如90~95vol%)时也可以对所述含甲烷的原料进行纯化。现有的任何纯化方法都可以用于纯化所述含甲烷的原料，以去除其中的油份、浓缩物、水份、碳2以上的烃类(如乙烧，丙烷，丁烧，戊烧，己烷及它们的异构体)、硫磺和二氧化碳。
[0021]天然气通常作为甲烷原料使用，而空气、富氧空气或纯氧气作为氧气的原料使用。三元混合气通过催化剂后形成氰化氢粗产品。然后该氰化氢粗产品被分离以回收HCN。在本发明中，该氰化氢粗产品被分离后以回收其中的氢气。
[0022]本申请所述的术语“空气”是指大致在地平线上的具有与大气自然状态下基本相同或基本接近的组成的气体混合物。在一些实施例中，空气是指取自室温环境下的空气。空气的组成包括大约78vol%的氮气、大约21vol%的氧气、大约lvol%的氩和大约0.04vol%的二氧化碳，还有少量其它气体。
[0023]本申请所述的术语“富氧空气”是指具有比空气中氧气含量高的气体混合物。富氧空气的组成包括大于21vol%的氧气、小于78vol%的氮气、小于lvol%的氩和小于0.04vol%的二氧化碳。在一些具体的实例中，富氧空气包括至少28vol%的氧气，例如包括至少80vol%的氧气,至少95vol%的氧气,至少99vol%的氧气。
[0024]本申请所述的术语“天然气”是指包含甲烷的混合物，它还可选择性地含有乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、氧气、氮气和氢化硫。天然气还可包含痕量的稀有气体，其包括氦、氖、氩和氙 。在一些具体实施例中，天然气可包含小于90vol%的甲烷。
[0025]Andrussow法制备HCN通常用下述化学反应式表达:
[0026]2CH4+2NH3+302 — 2HCN+6H20[0027]然而，上述化学反应式应该被理解为许多复杂的按顺序发生的反应的简化，其中首先是部分烃被氧化，从而产生足够的热能以支持由剩余的烃和氨气到HCN的吸热合成。
[0028]在合成HCN的过程中有如下三个基本的副反应发生:
[0029]CH4+H20 — C0+3H2
[0030]2CH4+302 — 2C0+4H20
[0031]4NH3+302 — 2N2+6H20
[0032]除了该副反应产生的氮气量外，在粗产品中存在有取决于氧气来源的其它氮气量。尽管现有技术已给出富氧空气或纯氧可作为氧气来源的教导，但是使用富氧空气或纯氧的优点并没有完全揭露。例如可参见美国专利6，596，251。当使用空气作为氧气来源时，氰化氢粗产品包含空气中的成分，例如大约78vol%的氮气，以及上述氨气和氧气的副反应所生产的氮气。
[0033]因为大量氮气的存在，因而HCN合成中使用富氧空气会比较有优势，这是因为在HCN生产中使用空气作为氧气来源导致合成会在存在有大量惰性气体(氮气)的情况下进行，使得在该合成步骤中需要用较大的装置，并且还会导致产品气体中HCN的浓度较低。此外，由于惰性氮气的存在，需要燃烧更多甲烷，以将三元混合气的温度提高到可以维持HCN合成的温度。该氰化氢粗产品含有HCN,也含有副产物氢气、甲烧燃烧的副产物(一氧化碳、二氧化碳、水)、剩余的甲烷和剩余的氨气。然而，如果使用空气(即氧气大约为21vol%)作为原料时，在从其它气态组分中分离HCN以及可回收的氨气之后，惰性氮气的存在会使得残余的气流具有比能量回收所希望更低的燃料价值。
[0034]因此，采用富氧空气或·纯氧代替空气制备HCN具有几方面的好处，包括能够回收氢气。另外的优点包括提高天然气转化为HCN的转化率和反应装置尺寸的相应减小。因此，采用富氧空气或纯氧时，通过通入合成反应器的惰性成分的减少，能够减小反应器的尺寸和减小下游气体处理设备的至少一个部件的尺寸。采用富氧空气或纯氧还可以降低将该含氧气的原料气加热至反应温度所需的能量消耗。
[0035]当采用含氧量为21vol%或更少的空气时，因从能量和经济的角度考虑，氮气的量使得回收氢气变得不切实际。令人惊奇地和出乎意料地，当采用富氧空气或纯氧时，氢气可以以有效和经济的方法从氰化氢粗产品中回收，例如采用变压吸附法。所回收的氢气具有较高的纯度，且无需额外的处理便可应用于后续的工艺步骤。
[0036]当所述氰化氢粗产品是由富氧空气或纯氧制备得到的时，希望对从该氰化氢粗产品中分离得到的尾气进行处理以回收氢气成份，而不是使该尾气在锅炉中燃烧。可采用吸附器将尾气从该氰化氢粗产品中分离。可以采用变压吸附器法(PSA)、膜分离法或其它已知的纯化/回收方法从至少部分尾气中回收氢气。在一些具体实施例中，采用PSA装置回收氢气。在这些例子中，首先将气体从130kPa压缩至2600kPa，例如从130kPa压缩至2275kPa，从130kPa压缩至1700kPa，或者从136kPa压缩至1687kPa，然后再送入PSA装置。除非另有明确的说明，否则本发明中的压力均指绝对压力。所回收的高纯度的氢气作为原料的价值比作为燃料的价值高，从而可用作另一工艺、例如将苯氢化为环己烷的氢化反应的进料流。参见 Wittcoff 等人，Industrial Organic Chemicals in PerspectivePart 1: Raw materials and manufacture (1991)，pp.92-93,其全部内容并入本申请作为参考。所回收的高纯度氢气还可用于将己二腈(ADN)氢化成氨基己腈(ACN)或六亚甲基二胺(HMD)的催化氢化反应中。此外，该回收的高纯度氢气还可用于将环过氧氢化物(cyclohydroperoxide)氢化成环己醇或环己酮的氢化反应中。参见美国专利6，703, 529,该专利中全部内容均并入本申请中作为参考。该回收的高纯度氢气还可用于由丁二烯制备环十二烷中。丁二烯可以环化为1，5，9-环十二碳三烯，然后使用该回收的氢气将其氢化为环十二烷和/或环十二烯，它能够被硝酸氧化生成十二烷二酸。环十二烷可进一步反应生成十二内酰胺,它是尼龙12的单体。参见Wittcoff等人,Industrial Organic Chemicalsin Perspective Part 1: Raw materials and manufacture (1991)，pp.82-84,其全部内容并入本申请作为参考。应该注意到，尾气中氮气的量将对从尾气中回收氢气而不是在锅炉中燃烧尾气的经济可行性产生影响。其他组成或成分也会对回收氢气的理想度产生影响。例如，如果经在线传感器测试到尾气流中HCN的富集超过一预设的最高值，该尾气流必须被重新引导到产生蒸汽的锅炉或火炬，而不进行回收氢气的程序。
[0037]因此，在一个实施例中，本发明包含一种制备氰化氢的方法，包括在催化剂存在的条件下使三元混合气反应生成包含氰化氢和尾气的氰化氢粗产品，分离该氰化氢粗产品得到氰化氢产品流、氨气流以及含有氢气、水、一氧化碳和二氧化碳的尾气流；分离该尾气流形成含氢气的氢气产品流以及含一氧化碳、二氧化碳和水的排出物流；以及从所述氰化氢产品流中回收氰化氢。
[0038]如图1所示，所述三元混合气105包含含甲烷的气体102，含氨气的气体103和含氧气的气体104。本发明中，为了能在经济上和能耗上可行地回收氢气，含氧气的气体104中氧气含量大于21vol%，例如为富氧空气或纯氧。在一些具体实施例中，含氧气的气体104中氧气含量至少为28vol%，例如至少为80vol%，至少为95vol%或至少为99vol%。
[0039]三元混合气105中所存在的氧气的量受可燃性极限控制。空气、甲烷和氨气的一些特定组合是可燃的，点火后便会形成火焰。如果气体组成处于可燃性极限的上限值和下限值之间时，空气、甲烷和氨气的气体混合物就会燃烧。当空气、甲烷和氨气混合物不在此区间时，通常情况下是不可燃的。富氧空气的使用可以改变该三元混合气中可燃物的浓度。提高该含氧气的气体原料中氧气的含量能明显拓宽该可燃性区间。例如，含有45vol%空气和55vol%甲烷的混合物被认为是富含燃料且不易燃的，而含有45vol%氧气和55vol%甲烷的混合物被则是易燃的。
[0040]另一个值得关注的是可爆极限。例如，在大气压强和室温条件下，含有60vol%氧气、20vol%甲烷和20vol%氨气的气体混合物能爆炸。
[0041]因此，尽管发现在HCN的生产中采用富氧空气具有优势，然而富含氧气的空气必然导致该三元混合气中可燃物浓度的改变，可燃物浓度的这种改变会提高进入反应器中的三元混合气的可燃性极限的上限值。因此，该三元混合气的爆燃和爆炸都与氧气浓度密切相关。此处所用的用语“暴燃”指相对于未燃烧的气体在紧邻于火焰之前以亚声速传播的燃烧波。“爆炸”指相对于未燃烧的气体在紧邻于火焰之前处以超声速传播的燃烧波。暴燃典型地导致适度的压力升高，而爆炸可能导致过度的压力升高。
[0042]尽管已有报道指明采用富氧空气可提高HCN生产能力，然而通常情况下应避免在可燃区间操作。 参见美国专利5，882，618,6, 491，876和6，656，442，上述专利的全部内容都并入本申请作为参考。在本发明中，富氧空气或纯氧进料被控制为在可燃区间内但在可爆区间之外形成三元混合气。因此，在一些实施例中，该三元混合气包含至少25vol%的氧气，例如包含至少28vol%的氧气。在一些实施例中，该三元混合气包含25-32vol%的氧气，例如26-30vol%的氧气。该三元混合气中氨气与氧气的摩尔比为1.2-1.6，例如为1.3-1.5，氨气与甲烷的摩尔比为1-1.5，例如为1.10-1.45，甲烷与氧气的摩尔比为1-1.25，例如为
1.05-1.15。例如，一种三元混合气的氨气与氧气的摩尔比为1.3，甲烷与氧气的摩尔比例为1.2。在另一典型的实施例中，三元混合气的氨气与氧气的摩尔比为1.5，甲烷与氧气的摩尔比例为1.15。因这些摩尔比例的不同会导致三元混合气中的氧气浓度的变化。
[0043]将该三元混合气105通入反应器106，在其中通过催化剂而生成氰化氢粗产品107。催化剂通常为丝网状的钼铑合金或丝网状的钼铱合金。其它可使用的催化剂组分包括但不限于钼族金属、钼族金属合金、负载的钼族金属或负载的钼族金属合金。所使用其他的催化剂结构包括但不限于编织或未编的孔状结构、线纱状、片状、粒状、块状、泡沫状、浸溃式涂层和淋洗式涂层。在与含有至少25vol%氧气的三元混合气联合使用时，该催化剂必须有足够的强度以抵挡增强的速率。因此，可在平坦的催化剂载体上使用85/15的钼铑合金。可在波纹状催化剂载体上使用90/10的钼铑合金，与平坦的催化剂载体相比，波纹状催化剂载体具有更大的比表面积。
[0044]通常地，当使用纯氧为原料时，该氰化氢粗产品107可以包含34~36vol%的氢气，例如为34~35vol%，该氰化氢粗产品107在热交换器中被冷却之后再排出反应器。该氰化氢粗产品可从高达1200°C冷却至低于500°C，低于400°C，低于300°C或低于250°C。典型的氰化氢粗产品的组分见如下的表1。
[0045]表1氰化氢粗产品的组分
【权利要求】
1.一种制备氰化氢的方法，包括: (a)确定含甲烷的气体中的甲烷含量，且当拟甲烷含量确定为小于90vol%时纯化该含甲烷的气体； (b)使含有至少25vol%氧气的三元混合气在催化剂条件下发生反应，生成含有氰化氢和尾气的氰化氢粗产品，所述三元混合气包含含甲烷的气体、含氨气的气体和含氧气的气体，且所述含甲烷的气体由甲烷含量小于90vol%的含甲烷的原料纯化而来； (c)分离所述氰化氢粗产品，得到包含氰化氢的氰化氢产品流以及包含氢气、水、一氧化碳和二氧化碳的尾气流； (d)分离所述尾气流而形成包含氢气的氢气产品流以及包含一氧化碳、二氧化碳和水的排出物流；以及 Ce)从所述氰化氢产品流中回收氰化氢。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)还进一步包括分离所述氢氰化粗产品以得到氨物流，且其中至少部分所述氨物流返回至反应器中。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述三元混合气包含25-32vol%的氧气。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述含氧气的气体包含至少80vol%的氧气，优选至少95vol%的氧气。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述含氧气的气体包含纯氧。
6.如权利要求1所述的方`法，其中所述尾气流包含: (a)40-90vol% 的氢气；
(b)0.l-20vol% 的水； (c)0.l-20vol% 的一氧化碳； Cd) 0.l-20vol% 的二氧化碳； (e)少于20vol%的氮气。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述尾气流采用变压吸附器进行分离，且所述变压吸附器中的每个吸附床吸附所述尾气中的非氢成分。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述变压吸附器在1400kpa-2400kpa的压力下操作。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述变压吸附器在16-55°C的温度下操作。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述变压吸附器包含至少两个吸附床。
11.如权利要求10所述的方法，其中第一吸附床和第二吸附床均包含至少一种吸附剂。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述氢气产品流包含至少95vol%的氢气，优选至少99vol%的氢气,更优选至少99.5vol%的氢气,最优选至少99.9vol%的氢气。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述氰化氢产品流中包含小于10vol%的氢气，优选小于5vol%的氢气。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述氰化氢产品流实质不含氢气。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述氰化氢粗产品中至少70%的氢气被回收至氢气产品流中。
【文档编号】C01C3/02GK103864108SQ201310681197
【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】约翰·C·卡顿, 大卫·W·瑞贝诺德 申请人:英威达科技公司