用于生产氰化氢的转化器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于生产氰化氢的转化器，包括用于引入含甲烷的气体、含氨的气体和含氧气的气体的狭长导管，其中导管会产生三元气体混合物流；反应容器，其包括用于接收三元气体混合物的入口、阻火器以及用于将三元气体混合物转化成氰化氢的催化剂床层；以及分布板，其设置在反应容器内，位于入口的下游和阻火器的上游，分布板具有比反应容器的入口大并且比反应容器的最大直径小的直径，其中分布板具有占分布板总面积的50%到80%的空区域并且其中分布板包括与入口的中心点对齐的实心区域。分布板会沿着催化剂床层均匀分散三元气体混合物。分布板操作为具有小于150kPa的低压降。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种用于生产氰化氢的转化器，包括用于引入含甲烷的气体、含氨的气体和含氧气的气体的狭长导管，其中导管会产生三元气体混合物流；反应容器，其包括用于接收三元气体混合物的入口、阻火器以及用于将三元气体混合物转化成氰化氢的催化剂床层；以及分布板，其设置在反应容器内，位于入口的下游和阻火器的上游，分布板具有比反应容器的入口大并且比反应容器的最大直径小的直径，其中分布板具有占分布板总面积的50%到80%的空区域并且其中分布板包括与入口的中心点对齐的实心区域。分布板会沿着催化剂床层均匀分散三元气体混合物。分布板操作为具有小于150kPa的低压降。【专利说明】用于生产氰化氢的转化器相关申请的交叉引用本申请要求2012年12月18号提交的美国临时申请61/738684的优先权，其公开的全部内容合并到本文中。
本技术涉及一种转化器，其包括用于在催化剂床层上方均匀分散三元气体混合物的分布板。
技术介绍
通常，根据Andrussow 法或 BMA 法(例如见，Ullman’ s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,第 A8 卷，ffeinheim, 1987 年，第 161-163 页)，以工业规模生产氰化氢(“HCN”)。例如，在Andrussow法中，通过将氨与含甲烷的气体和含氧气的气体在高温下在反应器中，在存在适当的催化剂(美国专利号1934838和6596251)下反应，可经济地生产HCN。含硫化合物和甲烷的较高同系物可对甲烷的氧化氨解参数产生影响。例如，见 Trusov, Effect of Sulfur Compounds by Andrussow Method, Russian J.AppliedChemistry, 74:10(2001), pp 1693-1697。通过将反应器排出气体与氨吸收器内的磷酸铵水溶液相接触而将未反应的氨从HCN中分离。将所分离的氨纯化并浓缩以再循环到HCN转化中。典型地,通过在水中吸收而将HCN从处理后的反应器排出气体流中回收。可通过进一步地提纯步骤来处理所回收的HCN以生产纯化的HCN。Clean Development MechanismProject Design Document Form(CDM F1DD, Version3)，2006 不意性地解释了 Andrussow法HCN生产方法。纯化后的HCN可用在氰化中，例如含烯基基团的氰化，或例如1，3_ 丁二烯和戊烯腈的氰化，所述1，3_ 丁二烯和戊烯腈的氰化可用于己二腈(“ADN”)的生产。在BMA方法中，HCN由甲烷和氨在基本无氧并且在存在钼催化剂下合成，导致产生HCN、氢气、氮气、剩余氨和剩余甲烧。(例如,见，Ullman’ s Encyclopedia of IndustrialChemistry,第A8卷，ffeinheim, 1987年，第161-163页)。商业经营要求对于处理氰化氢的危险性质的工艺安全管理。(见，Maxwell等，Assuring process safety in thetransfer of hydrogen cyanide manufacturing technology, JHazMatl42(2007)677-684)。此外，来自生产设备的HCN生产方法的排放物可受制于调节，这可影响HCN生产的经济性° (见，Crump, Economic, Impact Analysis For The Proposed Cyanide ManufcaturingNESHAP, EPA, May2000)。在生产HCN中，将氨气、含甲烷的气体和含氧气的气体混合以形成供入反应器的三元气体混合物。三元气体混合物与催化剂床层相接触。典型地是，催化剂床层具有大于反应器的供给管道的直径并且需要将三元气体混合物在催化剂床层上方分布。主要用于阻止回燃的阻火器已经用于分布三元气体混合物，如美国专利2620259 ；6491876和6656442所描述。美国专利3215495描述了由惰性耐火材料颗粒层覆盖的惰性铝-硅耐火材料纤维层，所述惰性铝-硅耐火材料纤维层有助于供入气体在催化剂床层上方的分布以避免热点。美国专利3423185描述了反应器内部的用于支持金属网纱催化剂的格栅，在所述反应器中氨和甲烷反应以生产HCN，格栅包括多个水平布置的带有用作反应气体通道的孔的陶瓷块体，格栅的上部部分包括用于支撑丝网催化剂的催化剂接触构件以及格栅的下部部分包括用于沿反应器的横截面均匀分散反应气体的气体分布构件。美国专利6221327公开了一种改进的催化系统，所述催化系统使用了反应区的流过辐射屏蔽，以及用于使用用于生产氰化氢的催化系统方法。催化系统的辐射屏蔽件可由两个或多个辐射屏蔽层形成。在一些实施中，其中不关心经过辐射屏蔽件的压降，可使用多层或较厚的屏蔽件以产生这种压降，其目的在于进一步改善经过系统的流动分布。美国专利8133458公开了用于通过两步反应将甲烷、氨和氧气以及碱金属或碱土金属氢氧化物转化成碱金属或碱土金属氰化物的反应器，所述反应器包括带有气体入口的第一阶段，其中第一阶段由带有分布板的锥体形成，所述分布板在催化剂材料上方提供了均匀的气体分布，其中分布板设置在反应器的气体入口和催化剂材料之间并且分布板穿有多个孔，通过将多个分布板在气体的流动方向中彼此间隔开，第一分布板主要用于分布气体，而最后的分布板用作热辐射屏蔽件和朝向催化剂材料的分布板，并且其中催化剂材料以通过催化剂重量而固定的催化剂丝网的形式而存在。总之，需要高的压降以保证三元气体混合物的足够分布。但是，高的压降将导致产率损失。因此，所需要地是，改善反应气体在催化剂床层上方的适合于HCN生产的分布。
技术实现思路
本技术涉及一种用于生产氰化氢的转化器，包括:用于引入含甲烷的气体、含氨的气体和含氧气的气体的狭长导管，其中所述导管会产生三元气体混合物流；反应容器，其包括用于接收三元气体混合物的入口、阻火器以及用于将所述三元气体混合物转化成氰化氢的催化剂床层；以及分布板，其设置在所述反应容器内，位于所述入口的下游和所述阻火器的上游，所述分布板具有比所述反应容器的入口大并且比反应容器的最大直径小的直径，其中所述分布板具有占分布板总面积的50%到80%的空区域，并且其中所述分布板包括与入口的中心点对齐的实心区域。在一个实施例中，所述分布板横向于所述三元气体混合物流而设置。在一个实施例中，所述实心区域具有为锥形形状的升起部分。在一个实施例中，所述升起部分牢固地固定于所述分布板。在一个实施例中，还包括一个或多个将所述分布板与所述反应容器的内壁相连的支撑臂。在一个实施例中，所述一个或多个支撑臂中的每一个安装在所述分布板的下游表面。在一个实施例中，所述空区域由多个孔而限定。在一个实施例中，所述多个孔中的每个孔具有从0.1mm到20mm的直径。在一个实施例中，所述阻火器包含耐火陶瓷材料。在一个实施例中，所述耐火陶瓷材料选自由泡沫陶瓷、陶瓷毡、丸体、铝-硅耐火非织物毡和其结合组成的组。在一个实施例中，所述实心区域具有小于或等于所述狭长导管的出口的直径。在一个实施例中，所述分布板具有从IOcm到2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产氰化氢的转化器，其特征在于，包括：用于引入含甲烷的气体、含氨的气体和含氧气的气体的狭长导管，其中所述狭长导管会产生三元气体混合物流；反应容器，其包括用于接收三元气体混合物的入口、阻火器以及用于将所述三元气体混合物转化成氰化氢的催化剂床层；以及分布板，其设置在所述反应容器内，位于所述入口的下游和所述阻火器的上游，所述分布板具有比所述反应容器的入口大并且比反应容器的最大直径小的直径，其中所述分布板具有占分布板总面积的50%到80%的空区域，并且其中所述分布板包括与入口的中心点对齐的实心区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·C·卡顿，布兰特·J·斯塔尔曼，凯文·L·哈姆麦克，
申请(专利权)人：英威达科技公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH