WO2014003525A1 - Method for producing hydrogen cyanide - Google Patents
Method for producing hydrogen cyanide Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014003525A1 WO2014003525A1 PCT/KZ2012/000005 KZ2012000005W WO2014003525A1 WO 2014003525 A1 WO2014003525 A1 WO 2014003525A1 KZ 2012000005 W KZ2012000005 W KZ 2012000005W WO 2014003525 A1 WO2014003525 A1 WO 2014003525A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- reactor
- hydrogen cyanide
- ammonia
- carbon monoxide
- catalysts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
- C01C3/02—Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
- C01C3/0208—Preparation in gaseous phase
- C01C3/0237—Preparation in gaseous phase from carbon monoxide and ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/10—Magnesium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/12—Silica and alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/12—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/20—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group II (IIA or IIB) of the Periodic Table
- B01J2523/22—Magnesium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/31—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/30—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group III (IIIA or IIIB) of the Periodic Table
- B01J2523/39—Actinides
- B01J2523/395—Thorium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/40—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group IV (IVA or IVB) of the Periodic Table
- B01J2523/41—Silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
- B01J2523/80—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts of Group VIII of the Periodic Table
- B01J2523/84—Metals of the iron group
- B01J2523/842—Iron
Definitions
- the invention relates to a method for producing hydrogen cyanide (hydrocyanic acid) HCN, for the production of cyanide compounds, in particular sodium cyanide NaCN.
- the essence of the invention is the production of hydrogen cyanide and its subsequent processing into sodium cyanide, from exhaust waste gases, metallurgical and other enterprises of the Republic of Ukraine.
- the purpose of the invention the integrated use of mineral raw materials is the disposal of industrial waste by the enterprise of the Republic of Ukraine.
- the invention relates to a technology for processing exhaust gas, metallurgical and other enterprises of the Republic of Ukraine and can be used in the production of hydrogen cyanide and cyanide compounds.
- the reaction was carried out in a two-stage apparatus with gas recirculation.
- the reactor consists of a three-zone gas path connected in series. Each zone also consists of three zones connected in series by a common gas path in order: - a gas heating zone - a tube or channel type heat exchanger, a mixing zone - gas accumulation - a mixing chamber and a contact (reaction) zone of the catalysts — catalyst bed. All heat exchangers are equipped with a thermocouple, which are connected to temperature controllers to regulate the temperature.
- the aim of the invention is to solve the problem of creating a highly efficient method for the production of hydrogen cyanide from carbon monoxide and ammonia, cheapen and simplify the existing technological scheme, use compact synthesis of the reactor and catalyst differing in the manufacturing method and the principle of exposure to the reaction mixture of gases of self-stimulating purposes, the use of simple energy-saving heating and cooling circulating closed systems with an inert heating agent, to the complex use of mineral raw materials, recycling waste gas containing CO and other metallurgical plant RK.
- the essence of the present invention is that with the selection of exhaust industrial gases containing at least 25% carbon monoxide from the exhaust duct, purifying them from unnecessary impurities and carrying out enrichment processes, bringing carbon monoxide at least 95%, accumulate in a gas tank in sufficient volume as feedstock providing the conduct of a continuous technological process for the production of hydrogen cyanide without stopping.
- Our synthesis reactor the production of hydrocyanic acid, works on the principle that an electric air heater, in contrast, has an additional outer jacket, thanks to which it is always heated at least 300 ° C and our catalysts are installed, which are made using special powder metallurgy technology in the form of round electrodes that are designed and operate as a heating element.
- the catalysts in the reactor are arranged vertically and horizontally along a certain step, form a multilayer network without contact, the catalyst electrode is heated by electric currents, due to which the catalysts emit heat and radiant energy are especially noticeable in a gaseous medium.
- the entire technological system of the gas path of the hydrogen cyanide production is flushed with an inert gas, in particular pure nitrogen gas, to a residual oxygen content of no more than 1% at the end point of the path.
- the hydrogen cyanide production technology consists of the following operating modes: “start-up mode”, “mode-operation” and “mode-stop”. During the “start-up mode”, preparatory work is carried out, the technological system is launched and the equipment is manufactured and commissioned for the “operation mode”
- the reactor is started with inert gas in the closed reactor-smoke exhaust reactor circulating mode, the catalyst heating system is turned on, and at the same time the circulation agent is fed from the general inert gas heating system through the outer jacket of the reactor.
- the reactor Upon reaching a temperature of 500 ° C in the inside of the reactor and a temperature of 300 ° C of circulating inert gas external reactor barrel, the reactor is considered ready for start-up operating mode.
- the reactor is fully automated with regulating and controlling devices that operate in automatic and manual mode.
- technological parameters for maintaining the technological mode according to the regulation are: V— nm 3 / hr gas volume, T - ° ⁇ , gas temperature in three places, at the beginning, middle and tail part, ⁇ - MPa, gas pressure, Q -% .
- concentration (composition) of gases ⁇ , NH3, HCN, ⁇ 0 2 , ⁇ 2 , 0 2 , N 2 ) /.
- An alloy of a tubular catalyst (TEN) consists of a mixture of electrode masses, iron oxides (III), aluminum, magnesium, silicon and thorium dioxide.
- the method of producing hydrogen cyanide consists in the fact that the carbon monoxide and ammonia entering the mixing pipe of the reactor are mixed due to incoming flowing horizontally directed against each other, the mixture is heated to 300 ° C from the temperature of the jacket of the reactor and falls into the initial internal chamber of the reactor in operating mode is heated being in direct contact with the catalysts due to the heat and radiant energy of the released self-heating catalysts (Tenov), the formation or decomposition of ammonia, from Deposition from the technological mode or other side effects is monitored according to the readings of the devices, if detected automatically or manually, it is controlled and immediately eliminated, the output of hydrogen cyanide reaches up to 99%, the loss of carbon monoxide is not more than 0.1%, and ammonia is not more than 0.9 %, the production flowchart operates in the non-waste technology mode, the reactor flow diagram rests on fig. one.
- the implementation of this method of producing hydrogen cyanide is carried out by the utilization of gas wastes from metallurgical and other enterprises containing carbon monoxide of at least 25%.
- Example 3 As in the first example, only by changing the ammonia supply by 10 m / h and the temperature in the reactor everywhere the same was kept up to 500 ° C. After an hour of work, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 12.05 kg, the remaining data are entered into the Nel table.
- Example 4 In the same way as in the first example, only by changing the ammonia supply by 15 m 3 / h and the temperature in the reactor everywhere the same was kept up to 500 ° C.
- Example 5 As in the first example, only by changing the ammonia supply by 20 m 3 / h and the temperature in the reactor were kept the same everywhere up to 500 ° C. After an hour of operation, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 15.08 kg, the remaining data are entered into table N ° l.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНИСТОГО ВОДОРОДА METHOD FOR PRODUCING CYANIDE HYDROGEN
Изобретение относится к способом получения цианистого водорода (синильной кислоты) HCN, для производства цианистых соединений в частности цианистого натрия NaCN. The invention relates to a method for producing hydrogen cyanide (hydrocyanic acid) HCN, for the production of cyanide compounds, in particular sodium cyanide NaCN.
Сущность изобретении производство цианистого водорода и последующей переработкой в цианид натрия, из выбросных отходных газов, металлургических и других предприятий РК. The essence of the invention is the production of hydrogen cyanide and its subsequent processing into sodium cyanide, from exhaust waste gases, metallurgical and other enterprises of the Republic of Kazakhstan.
Цель изобретения: комплексное использование минерального сырья - утилизация промышленных отходов предприятии РК. The purpose of the invention: the integrated use of mineral raw materials is the disposal of industrial waste by the enterprise of the Republic of Kazakhstan.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION
Изобретение относится к технологии переработки выбросных отходных газов, металлургических и других предприятий РК и может быть использовано при производстве цианистого водорода и цианистых соединений. The invention relates to a technology for processing exhaust gas, metallurgical and other enterprises of the Republic of Kazakhstan and can be used in the production of hydrogen cyanide and cyanide compounds.
Известны многочисленные патенты разных стран особенно США, в которых описываются способ получения цианистого водорода из газообразной смеси окиси углерода СО и аммиака NH3 нагреванием в присутствии катализаторов при высокой температуре в зависимости от выбранного катализатора 500 - 750°С, согласно эндотермической реакции: Numerous patents are known from various countries, especially the United States, which describe a method for producing hydrogen cyanide from a gaseous mixture of carbon monoxide CO and ammonia NH 3 by heating in the presence of catalysts at high temperature depending on the chosen catalyst 500 - 750 ° C, according to the endothermic reaction:
СО + Нз+Пккал -+ HCN + Н20 CO + H3 + Pcal - + HCN + H 2 0
Реакция подробно исследована П.В. Зимаковым (1929г) в СССР, за рубежом Брэдигом и его сотрудниками в 1920-1930 гг. на многочисленных катализаторах, приготовленных из окислов алюминия А1203, хрома Сг2Оз, кальция СаО, магния MgO, кремния SiO2, тория ТЮ2, титана ТЮ2, церия Се2О3, циркония ZrO2 и редкоземельных металлов. Установлено: The reaction was investigated in detail by P.V. Zimakov (1929) in the USSR, abroad Bradig and his collaborators in 1920-1930. on numerous catalysts prepared from aluminum oxides A1 2 0 3 , chromium Cr 2 Oz, calcium CaO, magnesium MgO, silicon SiO 2 , thorium TiO 2 , titanium Ti 2 , cerium Ce 2 O 3 , zirconium ZrO 2 and rare earth metals. Installed:
1. При 750°С, большом избытке окиси углерода СО от 5: 1 до 20:1 по объему и времени контакта около ОД сек на катализаторе окиси алюминия А12О3 с добавкой окиси церия Се2О3 достигнута максимальная степень превращения аммиака в цианистый водород 65%. 1. At 750 ° C, a large excess of carbon monoxide CO from 5: 1 to 20: 1 in volume and contact time of about OD sec on an aluminum oxide catalyst Al 2 O 3 with the addition of cerium oxide Ce 2 O 3 the maximum degree of ammonia conversion to hydrogen cyanide 65%.
2. При 8 -12 кратном избытке окиси углерода СО, 650- 750°С и 10-г35 ат на катализаторе окиси углерода А12О3 промотированного (увеличения активности) с добавкой окиси хрома Сг2О3 окисей кальция СаО или магния MgO, достигнута 97 - 100% -ное превращение аммиака NH3 в HCN. 2. With an 8-12-fold excess of carbon monoxide CO, 650-750 ° C and 10 g35 atm on a promoted carbon monoxide Al 2 O 3 catalyst (increased activity) with the addition of chromium oxide Cr 2 O 3 calcium oxides CaO or magnesium MgO, 97 - 100% conversion of ammonia NH 3 to HCN was achieved.
3. При отдельном нагревании окись углерода СО до 1200°С и аммиака NH3 до 600°С, взятые в объемном соотношении CO:NH3=95:5, достигнута уменьшения потери окиси углерода СО до 0,2%, а аммиака NH3 -2% 3. With separate heating, carbon monoxide CO to 1200 ° C and ammonia NH 3 to 600 ° C, taken in a volume ratio of CO: NH 3 = 95: 5, a decrease in the loss of carbon monoxide CO to 0.2%, and ammonia NH 3 -2%
Реакция проведена в двухступчатом аппарате с рециркуляцией газов. The reaction was carried out in a two-stage apparatus with gas recirculation.
(С.С.Бобков, С.К.Смирнов «Синильная кислота » Издательство «Химия» Москва, 1970 стр. 90-91). (патенты США US 1,387,170 - 1921г; 1, 584,137- 1926г; 1 , 598,707- 1926г; 1,610,035- 1926г; 1,634,735-1927г; 1,934,610- 1933г; 2,475, 822- 1949г; 2,584,080-1952; 2,596,421 -1952г; 2,596,507- 1952г; 2,906,604-1959). (S. S. Bobkov, S. K. Smirnov “Hydrocyanic acid” Publishing house “Chemistry” Moscow, 1970 pp. 90-91). (US patents US 1,387,170 - 1921; 1, 584,137- 1926; 1, 598,707-1926; 1,610,035-1926; 1,634,735-1927g; 1.934.610-1933; 2.475, 822-1949; 2,584,080-1952; 2,596,421 -1952g; 2,596,507-1952; 2,906,604-1959).
Недостатком данных способов получения цианистого водорода из окиси углерода и аммиака являются громоздкости вспомогательных аппаратур для подогрева больших объемов газов и для поддержания температуры проведения реакции в самом реакторе, а также значительного расхода пара и электроэнергии, вследствие чего, несмотря на высокое использования аммиака, оказался экономически неоправданным и в настоящее время не нашел промышленного применения. The disadvantage of these methods for producing hydrogen cyanide from carbon monoxide and ammonia is the cumbersomeness of auxiliary equipment for heating large volumes of gases and to maintain the temperature of the reaction in the reactor itself, as well as a significant consumption of steam and electricity, which, despite the high use of ammonia, was economically unjustified and currently has not found industrial application.
Известны так же: Also known:
- сведение нагревания электрическим сопротивлением камеру из шамотных трубок наполненных пемзой, древесным углем и т.п., лучший выход получался при применений нагретой платиновой спирали, платинированного асбеста или искры, полученный обыкновенной индукционной катушки; - reducing the heating by electrical resistance of the chamber from chamotte tubes filled with pumice, charcoal, etc., the best yield was obtained by using a heated platinum spiral, platinized asbestos or a spark obtained by an ordinary induction coil;
утверждение, что тихий разряд и ток высокого напряжения благоприятствуют образованию сложных цианистых соединений; - упоминания, если подвергать смесь окиси углерода и аммиака действию слабого электрического разряда или влиянию тока высокого напряжения, то образуются циановокислый аммиак с отщеплением водорода. the assertion that a quiet discharge and high voltage current favor the formation of complex cyanide compounds; - mentions, if a mixture of carbon monoxide and ammonia is exposed to a weak electric discharge or to a high voltage current, then ammonium cyanate with the elimination of hydrogen is formed.
СО + NH3HMH4CNO +Н2 CO + NH 3 HMH4CNO + H 2
(Г. елер «Технология цианистых соединений » перевод с немецкого ОНТИ государственное НКТП Научно-техническое издательство Украины Харьков 1934 Киев. Стр. 145-146) (G. Ehler “Technology of cyanide compounds” translation from German ONTI State NKTP Scientific and Technical Publishing House of Ukraine Kharkov 1934 Kiev. Pp. 145-146)
Недостатком данных способов получения цианистого водорода из окиси углерода и аммиака является как утверждал сам автор, что не нашли себе технического применение в технике. The disadvantage of these methods of producing hydrogen cyanide from carbon monoxide and ammonia is, as the author himself claimed, that they did not find technical use in technology.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получение синильной кислоты (цианистого водорода) из окиси углерода и аммиака на реакторе - патент США US N<> 2,906,604, запатентовано 29 сентября 1959 года. Реактор состоит последовательно соединенный газовым трактом из трех зон. Каждая зона также состоит из трех зон последовательно соединенных общим газовым трактом по порядку расположенных:- зона нагрева газов - теплообменник трубчатого или канального типа, зона смешивания - накапливания газов - камера смешивания и зона контакта(реакции) катализаторов- слоя катализаторов. Все теплообменники оборудованы термопарой, которые соединены с терморегуляторами для регулирования температуры. Closest to the proposed invention in technical essence is a method for producing hydrocyanic acid (hydrogen cyanide) from carbon monoxide and ammonia in a reactor - US patent US N <> 2,906,604, patented September 29, 1959. The reactor consists of a three-zone gas path connected in series. Each zone also consists of three zones connected in series by a common gas path in order: - a gas heating zone - a tube or channel type heat exchanger, a mixing zone - gas accumulation - a mixing chamber and a contact (reaction) zone of the catalysts — catalyst bed. All heat exchangers are equipped with a thermocouple, which are connected to temperature controllers to regulate the temperature.
Метод получения цианистого водорода (синильной кислоты) согласно патента US JV2 2,906,604, заключается в том, что в теплообменник 1-ой зоны подается окиси углерода с начальной температурой около 550°С распределяясь по многочисленным каналам 1-го теплообменника подогревается до 700 - 1000°С, далее нагретый окиси углерода поступает в 1-ую камеру смешивания накапливается и смешивается с аммиаком поступающий - через входное отверстие в 1-ую камеру смешивания с начальной температурой 350°С, в таком количестве, что объемная соотношения соответствовал СО : ΝΗ3=5 : 1 , газовые смеси окиси углерода и аммиака проходит через слой катализаторов 1-ой зоны, где происходит реакция образования газообразного цианистого водорода и пары воды с поглощением (эндотермическая) тепла, после этого поступает в теплообменник 2-ой зоны, здесь также подогревается для восстановление потери тепла не менее температуры указанной в первой зоне, далее проходит в камеру смешивания 2- ой зоны, где накапливается и смешивается 0,5 части с аммиаком свежее поступающий через входное отверстие во 2-ую камеру смешивания с начальной температурой 350°С, газовые смеси далее проходит через слой катализаторов 2-ой зоны, где происходит также реакция образования газообразного цианистого водорода и пары воды с поглощения (эндотермического) тепла, после этого поступает в теплообменник 3-ой зоны, здесь подогревается для восстановление потери тепла не менее температуры указанной по первой зоне, далее проходит в камеру смешивания 3- ей зоны, где накапливается и смешивается 0,5 части с аммиаком свежее поступающий через входное отверстие в 3-ую камеру с начальной температурой 350°С, газовые смеси далее проходит через слой катализаторов 3-ей зоны, где происходит также вновь реакция образования газообразного цианистого водорода и пары воды с поглощением (эндотермического) тепла и далее в выходной патрубок реактора. Недостатком этого способа является: The method for producing hydrogen cyanide (hydrocyanic acid) according to US Pat. No. 2,906,604, is that carbon monoxide is fed into the first zone heat exchanger with an initial temperature of about 550 ° C and distributed over the numerous channels of the first heat exchanger to 700 - 1000 ° C , then the heated carbon monoxide enters the 1st mixing chamber, accumulates and mixes with ammonia incoming - through the inlet to the 1st mixing chamber with an initial temperature of 350 ° C, in such an amount that the volume ratio corresponded to CO: ΝΗ 3 = 5: 1, gas mixtures of carbon monoxide and ammonia pass through the catalyst bed of the 1st zone, where there is a reaction of the formation of gaseous hydrogen cyanide and water vapor with the absorption of (endothermic) heat, then it enters the heat exchanger of the 2nd zone, it is also heated here to restore heat loss not less than the temperature specified in the first zone, then it passes to the chamber mixing zone 2, where 0.5 parts with ammonia are accumulated and mixed, the fresh gas coming through the inlet into the second mixing chamber with an initial temperature of 350 ° C, the gas mixture then passes through the catalyst layer of the second zone, where the reaction of the formation of gaseous hydrogen cyanide and water vapor from the absorption of (endothermic) heat, after which it enters the heat exchanger of the 3rd zone, it is heated here to restore heat loss not less than the temperature indicated in the first zone, then the mixture passes into the chamber of the third zone, where 0.5 parts with ammonia accumulates and mixes, the fresh gas coming through the inlet into the third chamber with an initial temperature of 350 ° C, the gas mixture then passes through the catalyst bed of the third zone, where the reaction also takes place the formation of gaseous hydrogen cyanide and water vapor with the absorption of (endothermic) heat and then into the outlet pipe of the reactor. The disadvantage of this method is:
- использования катализаторов в виде зерен слоями, что создает образования пыли, тем самым уменьшается скорость образования конечного продукта цианистого водорода, - the use of catalysts in the form of grains in layers, which creates dust, thereby reducing the rate of formation of the final product of hydrogen cyanide,
- использования косвенного нагревания реакционную газовую смеси перед следующими слоями катализатора в теплообменнике канального(трубчатый теплообменник) типа нагрева, для восстановления необходимой потери тепла на эндотермической реакции образования цианистого водорода после каждого слоя катализаторов, тем самым создается громоздкости косвенных обогревающих оборудований даже в самом синтез реакторе(подачи в реактор предварительно нагретого окиси углерода 550°С, дополнительного подогрева окиси углерода до 700-1000°С и смешивания поступающим с предварительно подогретым до 350°С газообразным аммиаком в реакторе перед прохождения первого слоя, получения смеси газа, состоящего из 5 частей СО и 1 части ΝΗ3, указанная смесь газа имела температуру около 650 - 660°С и далее, - the use of indirect heating of the reaction gas mixture in front of the next catalyst layers in a channel heat exchanger (tubular heat exchanger) of the type of heating, to restore the necessary heat loss on the endothermic reaction of hydrogen cyanide formation after each catalyst layer, thereby creating cumbersome indirect heating equipment even in the synthesis reactor itself ( feeding to the reactor preheated carbon monoxide 550 ° C, additional heating of carbon monoxide to 700-1000 ° C and mixing upayuschim with preheated to 350 ° C with gaseous ammonia in the reactor before passing the first layer, obtaining a mixture gas consisting of 5 parts and 1 part CO ΝΗ 3, said mixture gas had a temperature of about 650 - 660 ° C and below,
- разложение аммиака не исключено, несмотря использования взамен керамических трубок металлических алюминированных трубок - decomposition of ammonia is not excluded, despite the use of metal tubes of aluminum tubes instead of ceramic tubes
- отсутствие прямого нагрева катализаторов, что создаст пассивности самих катализаторов, вместе поглощение тепла реакционная смеси вынуждены отдать, часть тепла на нагрев для активизации катализаторов. - the lack of direct heating of the catalysts, which will create the passivity of the catalysts themselves, together the heat absorption of the reaction mixture is forced to give up, part of the heat for heating to activate the catalysts.
з Целью предлагаемого изобретения является решение задачи создания высокоэффективного способа производство цианистого водорода из окиси углерода и аммиака, удешевление и упрощение существующей технологической схемы, применение компактных синтез реактора и катализатора отличающихся по способу изготовления и принципу воздействия на реакционную смеси газов активного самовозбуждающего назначения, использование простых энергосберегающих обогревательных и охлаждающих циркуляционных замкнутых систем инертным обогревающим агентом, комплексное использование минерального сырья, утилизация газовых СО содержащих отходов металлургических и других предприятии РК. s The aim of the invention is to solve the problem of creating a highly efficient method for the production of hydrogen cyanide from carbon monoxide and ammonia, cheapen and simplify the existing technological scheme, use compact synthesis of the reactor and catalyst differing in the manufacturing method and the principle of exposure to the reaction mixture of gases of self-stimulating purposes, the use of simple energy-saving heating and cooling circulating closed systems with an inert heating agent, to the complex use of mineral raw materials, recycling waste gas containing CO and other metallurgical plant RK.
Сущность настоящего изобретения состоит, что с отбором выбросных отходящих промышленных газов содержащих не менее 25% окиси углерода из газоотводящего тракта, очистки их от не нужных примесей и проведение обогатительных процессов доведение окиси углерода не менее 95%, накапливать в газгольдере в достаточном объеме как исходное сырье обеспечивающее ведение непрерывного технологического процесса производства цианистого водорода без остановки. Наш синтез реактор производство синильной кислоты работает по принципу как электрокалорифер в отличье имеет дополнительно наружную рубашку благодаря которому всегда находится нагретым не менее 300°С и установлены наш катализаторы выполненные по особой технологии порошковой металлургии в виде круглых электродов которые исполнены и работают как ТЭН. Катализаторы в реакторе расположены по рядом определенным шагом вертикально и горизонтально, образуют многослойную сетку без контакта, электрод катализаторов нагревается электрическим токам за счет этого катализаторы выделяет тепло и лучистую энергия особенно заметны в газовой среде. После проведение обязательных перед пусковых подготовительных работ согласно технологического регламента, производится продувка всей технологической системы газового тракта производства цианистого водорода инертным газом в частности чистым газообразным азотом до остаточного содержание кислорода в конечной точке тракта не более 1 %. Технология производство цианистого водорода состоит из следующих режимов работы «режим-пуск », «режим-работа» и «режим - остановка». Во время «режим - пуска» проводится подготовительные работы, пуск технологической системы и оборудование производство и ввод на «режим работы» The essence of the present invention is that with the selection of exhaust industrial gases containing at least 25% carbon monoxide from the exhaust duct, purifying them from unnecessary impurities and carrying out enrichment processes, bringing carbon monoxide at least 95%, accumulate in a gas tank in sufficient volume as feedstock providing the conduct of a continuous technological process for the production of hydrogen cyanide without stopping. Our synthesis reactor, the production of hydrocyanic acid, works on the principle that an electric air heater, in contrast, has an additional outer jacket, thanks to which it is always heated at least 300 ° C and our catalysts are installed, which are made using special powder metallurgy technology in the form of round electrodes that are designed and operate as a heating element. The catalysts in the reactor are arranged vertically and horizontally along a certain step, form a multilayer network without contact, the catalyst electrode is heated by electric currents, due to which the catalysts emit heat and radiant energy are especially noticeable in a gaseous medium. After carrying out the obligatory pre-launch preparatory work according to the technological regulations, the entire technological system of the gas path of the hydrogen cyanide production is flushed with an inert gas, in particular pure nitrogen gas, to a residual oxygen content of no more than 1% at the end point of the path. The hydrogen cyanide production technology consists of the following operating modes: “start-up mode”, “mode-operation” and “mode-stop”. During the “start-up mode”, preparatory work is carried out, the technological system is launched and the equipment is manufactured and commissioned for the “operation mode”
Согласно пускового режима, реактор запускается инертным газом в замкнутой циркуляционном режиме « реактор - дымосос- реактор», включается система нагрева катализаторов и одновременно из общей системы обогрева инертным газом подается циркуляционный агент по наружной рубашке реактора . При достижении температуры 500°С во внутри реактора и температуры 300°С циркулирующего инертного газа по наружной руЬашке реактора, реактор считается готовым к пуску рабочему режиму. Реактор полностью автоматизирован регулирующими и контролирующими приборами, которые работают в автоматическом и ручном режиме. В реакторе технологическими параметрами для ведения технологического режима согласно регламента является: V— нм3/час объём газов, Т -°С, температура газов в трех местах, в начале, середине и хвостовой части, Р - МПа, давление газов, Q - %. концентрация (состав) газов (СО, NH3, HCN, С02, Н2, 02, N2)/. Сплава трубчатого катализатора (ТЭН) состоит из смеси: электродных масс, окисей железа (Ш), алюминия, магния, кремния и двуокиси тория. According to the start-up mode, the reactor is started with inert gas in the closed reactor-smoke exhaust reactor circulating mode, the catalyst heating system is turned on, and at the same time the circulation agent is fed from the general inert gas heating system through the outer jacket of the reactor. Upon reaching a temperature of 500 ° C in the inside of the reactor and a temperature of 300 ° C of circulating inert gas external reactor barrel, the reactor is considered ready for start-up operating mode. The reactor is fully automated with regulating and controlling devices that operate in automatic and manual mode. In the reactor, technological parameters for maintaining the technological mode according to the regulation are: V— nm 3 / hr gas volume, T - ° С, gas temperature in three places, at the beginning, middle and tail part, Р - MPa, gas pressure, Q -% . concentration (composition) of gases (СО, NH3, HCN, С0 2 , Н 2 , 0 2 , N 2 ) /. An alloy of a tubular catalyst (TEN) consists of a mixture of electrode masses, iron oxides (III), aluminum, magnesium, silicon and thorium dioxide.
Способ получения цианистого водорода заключается тем, что поступая в смесительный патрубок реактора окиси углерода и аммиака смешивается из за поступающими горизонтально направленных против друг друга движущихся потоками, смесь от температуры рубашки реактора нагревается до 300°С и попадая в начальную внутреннюю камеру реактора находящего в рабочем режиме, нагревается находясь в прямом контакте с катализаторами за счет тепла и лучистой энергии выделяемых самонагревающихся катализаторов (Тэнов), образования или разложения аммиака, отклонения от технологического режима или других побочных эффектов контролируется по показаниям приборов, при обнаружении автоматическом или в ручном режиме регулируется и сразу устраняется, выход цианистого водорода достигает до 99%, потери окиси углерода не более 0,1 %, а аммиака не более 0,9%, технологическая схема производство работает в режиме без отходной технологии, схема реактора прилыгается рис. 1. The method of producing hydrogen cyanide consists in the fact that the carbon monoxide and ammonia entering the mixing pipe of the reactor are mixed due to incoming flowing horizontally directed against each other, the mixture is heated to 300 ° C from the temperature of the jacket of the reactor and falls into the initial internal chamber of the reactor in operating mode is heated being in direct contact with the catalysts due to the heat and radiant energy of the released self-heating catalysts (Tenov), the formation or decomposition of ammonia, from Deposition from the technological mode or other side effects is monitored according to the readings of the devices, if detected automatically or manually, it is controlled and immediately eliminated, the output of hydrogen cyanide reaches up to 99%, the loss of carbon monoxide is not more than 0.1%, and ammonia is not more than 0.9 %, the production flowchart operates in the non-waste technology mode, the reactor flow diagram rests on fig. one.
Реализация данного способа получения цианистого водорода, осуществляется утилизацией газовых отходов металлургических и других предприятии содержащих окиси углерода не менее 25%. The implementation of this method of producing hydrogen cyanide is carried out by the utilization of gas wastes from metallurgical and other enterprises containing carbon monoxide of at least 25%.
Следующие примеры иллюстрируют путь осуществления изобретения на практике. The following examples illustrate the practice of the invention.
Пример 1. Введенный согласно технологического регламента в рабочий режим электротермореактор (температура внутреннего циркуляционного инертного газа t = 500°С), через патрубок смесителя при помощи компрессора подавали 20 м3/час, газообразную окиси углерода и 2 м3/час аммиака, начало подсчета данного эксперимента начинали после полного вытеснения из системы инертного газа согласно анализа и по прибору, при этом температуру во внутри реактора в входной была 500 °С, в середине 520°С и в выходной части 550 °С, обеспечивая в автоматическом режиме с отклонением ±10°С, автоматическим регулятором при помощь снижением и увеличением нагрузки тока в самонагревающихся катализаторов (ТЭНов). После часа работы выработка готового продукта цианистого водорода составила 2,4 кг, остальные данные введены в таблицу J4e i . Пример 2. Как и в первом примере только с изменением подачи аммиака на 5 м /час и температуру в реакторе везде одинакова держали до 500°С. После час работы выработка готового продукта цианистого водорода составила 6,03 кг, остальные данные введены в таблицу Nsl. Example 1. An electrothermoreactor (operating temperature of internal circulating inert gas t = 500 ° C) brought into operation according to the technological schedule, 20 m 3 / h, gaseous carbon monoxide and 2 m 3 / h ammonia were fed through a mixer nozzle, the beginning of counting This experiment was started after complete displacement of the inert gas from the system according to analysis and instrument, while the temperature inside the reactor in the inlet was 500 ° С, in the middle 520 ° С and in the outlet part 550 ° С, providing in automatic mode with about deviation of ± 10 ° C, the automatic control by reducing the load current and the increase in self-heating catalyst (heaters). After an hour of operation, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 2.4 kg, the remaining data are entered into table J4e i. Example 2. As in the first example, only with a change in the supply of ammonia by 5 m / h and the temperature in the reactor everywhere the same was kept up to 500 ° C. After an hour of work, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 6.03 kg, the remaining data are entered in the Nsl table.
Пример 3. Как в первом примере только изменением подачи аммиака на 10 м/час и температуру в реакторе везде одинакова держали до 500°С. После час работы выработка готового продукта цианистого водорода составила 12,05 кг, остальные данные введены в таблицу Nel . Example 3. As in the first example, only by changing the ammonia supply by 10 m / h and the temperature in the reactor everywhere the same was kept up to 500 ° C. After an hour of work, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 12.05 kg, the remaining data are entered into the Nel table.
Пример 4. Аналогично как и в первом примере только изменением подачи аммиака на 15 м3/час и температуру в реакторе везде одинакова держали до 500°С. Example 4. In the same way as in the first example, only by changing the ammonia supply by 15 m 3 / h and the temperature in the reactor everywhere the same was kept up to 500 ° C.
После час работы выработка готового продукта цианистого водорода составила 18,25 кг, остальные данные введены в таблицу JSfel . After an hour of operation, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 18.25 kg, the remaining data are entered in the JSfel table.
Пример 5. Как в первом примере только изменением подачи аммиака на 20 м3/час и температуру в реакторе везде одинакова держали до 500°С. После час работы выработка готового продукта цианистого водорода составила 15,08 кг, остальные данные введены в таблицу N°l. Example 5. As in the first example, only by changing the ammonia supply by 20 m 3 / h and the temperature in the reactor were kept the same everywhere up to 500 ° C. After an hour of operation, the production of the finished product of hydrogen cyanide was 15.08 kg, the remaining data are entered into table N ° l.
Таблица 1 Table 1
Из приведенных примеров видно, что использование заявляемого способа получения цианистого водорода из выбросных отходящих газовых отходов металлургических и других предприятий РК содержащих углекислого газа СО2 и окиси углерода СО не менее 25%, что полностью обеспечит потребности республики по цианистым соединениям в частность цианистого натрия и позволяет создать производство цианистого водорода с последующим переработкой на цианистый натрий из отечественного сырья с качеством не уступающих наилучших образцов зарубежных стран и утилизировать отходы металлургических и других промышленных предприятии РК From the above examples it is seen that the use of the proposed method for producing hydrogen cyanide from waste gas waste from metallurgical and other enterprises of the Republic of Kazakhstan containing carbon dioxide CO 2 and carbon monoxide CO of at least 25%, which will fully satisfy the needs of the republic for cyanide compounds in particular sodium cyanide and allows to create a production of hydrogen cyanide with subsequent processing into sodium cyanide from domestic raw materials with a quality not inferior to the best samples of foreign countries and ilizirovat waste metallurgical and other industrial enterprises RK
б b
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133369/05A RU2603656C2 (en) | 2012-06-27 | 2012-07-16 | Method of producing hydrogen cyanide |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20120763 | 2012-06-27 | ||
| KZ2012/0763.1 | 2012-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014003525A1 true WO2014003525A1 (en) | 2014-01-03 |
Family
ID=49783565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KZ2012/000005 Ceased WO2014003525A1 (en) | 2012-06-27 | 2012-07-16 | Method for producing hydrogen cyanide |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2603656C2 (en) |
| WO (1) | WO2014003525A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2596507A (en) * | 1946-06-17 | 1952-05-13 | Phillips Petroleum Co | Manufacture of hcn |
| US2906604A (en) * | 1955-08-01 | 1959-09-29 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Method of producing hydrogen cyanide |
| US4423023A (en) * | 1982-07-26 | 1983-12-27 | The Standard Oil Company | Process for the production of hydrocyanic acid from carbon monoxide and ammonia |
| CN201454504U (en) * | 2009-05-18 | 2010-05-12 | 重庆中容石化机械制造有限公司 | Hydrocyanic acid reactor body |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU28902A1 (en) * | 1930-07-31 | 1933-01-31 | В.А. Плотников | The method of obtaining hydrocyanic acid |
| RU2298433C2 (en) * | 2001-02-08 | 2007-05-10 | Умикор АГ энд Ко. КГ. | Three-dimensional catalytic nets braided in two or more layers |
-
2012
- 2012-07-16 RU RU2014133369/05A patent/RU2603656C2/en active
- 2012-07-16 WO PCT/KZ2012/000005 patent/WO2014003525A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2596507A (en) * | 1946-06-17 | 1952-05-13 | Phillips Petroleum Co | Manufacture of hcn |
| US2906604A (en) * | 1955-08-01 | 1959-09-29 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Method of producing hydrogen cyanide |
| US4423023A (en) * | 1982-07-26 | 1983-12-27 | The Standard Oil Company | Process for the production of hydrocyanic acid from carbon monoxide and ammonia |
| CN201454504U (en) * | 2009-05-18 | 2010-05-12 | 重庆中容石化机械制造有限公司 | Hydrocyanic acid reactor body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014133369A (en) | 2016-08-10 |
| RU2603656C2 (en) | 2016-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6366570B2 (en) | Pressure-regulated reactor | |
| KR101902952B1 (en) | Method and reaction equipment for preparing dimethyl ether and olefin from methanol | |
| CN107098415A (en) | Method and system for treating salt-containing organic wastewater | |
| JP5155390B2 (en) | Apparatus and method for catalytic gas phase reaction and use thereof | |
| CN106083628B (en) | A kind of method for preparing p-chlorophenylglycine | |
| MX2010012853A (en) | Method for producing hydrogen cyanide in a particulate heat exchanger circulated as a moving fluidized bed. | |
| EP2526058B1 (en) | Single-chamber evaporator and the use thereof in chemical synthesis | |
| CN112694163A (en) | Method for quenching waste water of catalytic wet-type acrylonitrile oxidation device | |
| WO2014003525A1 (en) | Method for producing hydrogen cyanide | |
| KR100330824B1 (en) | How to make NO from N20 | |
| JP5495676B2 (en) | Method for producing chloroalkane | |
| CN107857703A (en) | A kind of reactor and method of continuous production nitromethane | |
| DE882985C (en) | Process for carrying out catalytic reactions, in particular for the production of hydrocyanic acid | |
| CN102731300A (en) | Industrialization method for producing dimethyl oxalate by continuous cycle esterification and coupling carbonylation | |
| CN117861582A (en) | System and method for synthesizing glyoxylic acid based on sectional feeding or cyclic feeding of microchannel reactor | |
| JP2012206122A (en) | Method for treating waste water | |
| WO2018060196A1 (en) | Method for producing hydrogen cyanide | |
| CN110590598A (en) | Method for synthesizing ketoxime | |
| RU2043301C1 (en) | Method for production of copper, zinc, nickel and cobalt basic carbonates and oxides | |
| SU1342893A1 (en) | Method of producing methanol | |
| CN221385920U (en) | Tail gas circulation process system for preparing cyanic acid by methanol ammoxidation | |
| RU2394770C2 (en) | Method of producing hexafluorides of actinide elements and device for realising said method | |
| RU92859U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCTION OF METHANOL | |
| CN202671463U (en) | Device for preparing oxalate by CO gas-phase coupling | |
| KR20100126304A (en) | Method and apparatus for producing hydrogen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12879871 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2012879871 Country of ref document: EP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2014133369 Country of ref document: RU Kind code of ref document: A |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12879871 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |