CN102015532B - 通过直接加热使气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的改进方法 - Google Patents

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Abstract

由气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的方法，其中将所述甲酰胺的脱水与放热反应结合，其中用于脱水的反应器包括由共同的反应器壁分隔的两个隔开的流道，其中一个流道用于甲酰胺的脱水，第二个流道用于所述放热反应。

Description

通过直接加热使气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的改进方法
本发明涉及一种由气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的方法，其中所述甲酰胺的脱水通过用于脱水反应的反应器与放热反应结合，所述反应器包括由共同的反应器壁分隔的两个隔开的流道，其中一个流道用于甲酰胺的脱水，第二个流道用于所述放热反应。 
氢氰酸是一种重要的基础化学药品，例如其可作为许多有机合成如制备己二腈、甲基丙烯酸酯、蛋氨酸和络合剂(NTA、EDTA)的起始材料。此外，在制备用于采矿和冶金工业的碱金属氰化物时也需要氢氰酸。 
大部分氢氰酸是由甲烷(天然气)和氨反应制得的。在Andrussov法中，同时加入大气氧。以这种方式，氢氰酸的制备以自热方式进行。与此相反，Degussa AG的BMA法在无氧条件下进行。因此，在BMA法中，甲烷与氨的吸热催化反应是在采用外加热介质(甲烷或H2)下进行的。上述方法的缺点在于由于甲烷只有与过量的NH3才能经济地进行反应，因而不可避免地形成大量的硫酸铵。未反应的氨用硫酸从粗工艺气中洗脱。 
制备氢氰酸的另一重要方法是SOHIO法。丙烯/丙烷氨氧化形成丙烯腈的反应伴随着形成约10％(基于丙烯/丙烷)的作为副产物的氢氰酸。 
工业制备氢氰酸的另一重要方法是甲酰胺在减压下吸热脱水，其按照方程式(I)进行： 
HCONH2→HCN+H2O    (I) 
该反应伴随着甲酰胺按照方程式(II)分解以形成氨和一氧化碳： 
HCONH2→NH3+CO    (II) 
产生的氨用硫酸从粗气中洗脱。然而，由于高选择性只能获得非常少的硫酸铵。 
形成的氨能催化所期望的氢氰酸聚合，从而导致氢氰酸品质变差和所期望的氢氰酸产率降低。 
如EP-A 0209039中所公开的，氢氰酸的聚合和烟尘的伴随形成可通过以空气的形式加入少量氧气而加以抑制。EP-A 0209039公开了一种在高度烧结的氧化铝或氧化铝-二氧化硅成型体上或在耐高温腐蚀的铬-镍不锈钢成型体上进行的甲酰胺热解方法。根据其实施例，所述热解在填充有上述催化剂且通过盐浴进行外部加热的单管反应器中进行。 
US2,042,451涉及用于制备氢氰酸的甲酰胺脱水方法，其中将涂覆有催化活性氧化物薄层的加热表面用作催化剂。将黄铜或铁用作该加热表面的材料，将氧化铝、氧化锰、氧化铬或氧化锡用作催化活性氧化物层。根据US2,042,451的描述，在距催化剂表面超过半英寸远处的甲酰胺气体完全没有分解。根据US2,042,451，为进行甲酰胺的吸热分解，使用了烘箱。 
DE-A 1000796涉及甲酰胺蒸气的分解方法，其考虑到了反应空间中的温度梯度，所述分解反应是在分解空间中，在颗粒状或微粒状高度焙烧的含氧化铁的硅酸盐或尖晶石上进行的，分解空间壁的催化活性低于分解空间中催化剂的催化活性。所述壁包含例如不锈钢，尤其是含约84％铁和16％铬的不锈钢。所述分解空间由外加热管形成。 
WO2004/050587公开了由甲酰胺制备氢氰酸的方法，其中分解是在空金属管中进行的，所述管具有由含铁、铬和镍的钢制成的反应器内表面。即使在仅施加低真空时，通过该方法也能获得高氢氰酸选择性。该方法可在高达300毫巴的压力下实施。根据其实施例，脱水是在从外部电加热的反应管中进行的。 
为给甲酰胺脱水提供必要的高温，现有技术的反应器一般是外部加热的，通常采用通过烟道气加热循环气体的方式。由于加热气体侧热传导性差以及分解(脱水)需要相当多的热量，需要大的热交换面积以引入甲酰胺脱水所需的热量。由于大的反应器热交换面积以及具有烟道气产生设备的循环气路，脱水部分(反应部分)占据了由甲酰胺脱水制备氢氰酸的工厂建筑资金成本中相当大的部分。 
此外，期望提供用于制备氢氰酸的小生产装置，以避免氢氰酸或由其制备的碱金属氰化物(按需生产)的传输。在这种情况下，具有循环气路的 大反应器是一个障碍。 
因此，本发明的目的是提供一种制备氢氰酸的方法，该方法能在廉价的、紧凑的系统中实施，该系统具有快速启动和关闭的动力学性质和高效的传热性，从而使得氢氰酸的按需生产成为可能。该方法应对所期望的氢氰酸具有高选择性并在实施时不需要循环气体。 
所述目的通过采用在350～650℃温度下在反应器中由气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的方法而实现。 
在本发明的方法中，通过反应器将甲酰胺的脱水反应与放热反应结合，所述反应器包括由共同的反应器壁分隔的两个隔开的流道，其中一个流道用于甲酰胺的脱水，第二个流道用于所述放热反应，所述共同的反应器壁由比导热率λ至少为10W/(mK)，优选至少为15W/(mK)，尤其优选为20W/(mK)的材料制成。 
就本专利申请的目的而言，将甲酰胺的脱水与放热反应结合表示将二者通过热交换进行能量结合。由于将甲酰胺的吸热脱水与放热反应结合，能使所需的热交换面积显著降低并且能省掉循环气体。所述共同的反应器壁具有至少10W/(mK)的比导热率，其将甲酰胺的吸热脱水与所述放热反应分隔，这使得所述放热反应和甲酰胺的吸热脱水之间的有效热结合成为可能。 
这能为氢氰酸的生产提供小的生产单元，其结果是可能降低资金成本并使得按需生产成为可能。 
与现有技术中实施的通过循环气体引入热量的方式相比，由于本发明的两个或更多个因素，供热侧载入的气体得以减少。因此在相同的压力降下，用于甲酰胺脱水的反应器(分解器)能以紧凑得多的方式构建。此外，也不需要通常所用的循环气体压缩机及生产循环气体。如果合适的话，在本发明的方法中可采用气体/气体热交换器以预热助燃空气和回收热。 
当甲酰胺吸热脱水与放热反应结合时，反应器中可能发生点火和熄灭现象，即当供热侧放热反应的热量没有被反应侧甲酰胺的脱水反应充分移除时，在反应器中可形成热点和高温度梯度。这些热点不仅会导致选择性 和转化率的降低，还会导致反应器的热点区域发生热损坏。本发明所用的将放热反应与甲酰胺的脱水分隔的反应器壁能使放热反应的热量通过反应器壁的热传导分散，从而避免在反应器中形成和/或形成高温度梯度。为避免形成热点，所述反应器的材料必须具有足够的热导率，而且也有必要选择适当尺寸的通道长度和板厚。较短的通道和较厚的壁板导致热点减少。 
根据本发明，改进的反应热的热结合和分散能够由以下措施实现： 
-改进气体和壁材料间的热传导 
-壁催化反应：在壁上产生/消耗热量 
-通过高比例的壁材料和至少10W/(mK)的比导热率分散反应热 
将吸热反应与放热反应结合是现有技术中已知的。然而，这种吸热反应与放热反应的结合迄今为止还没有在制备氢氰酸的工艺中提及。 
EP0967005A2涉及用于烃或烃衍生物起始材料如甲醇的蒸汽重整的反应器，其中同时进行起始材料的催化氧化以提供重整反应所需的热量。EP 0967005A2所用的反应器包括用于将引入的起始材料与含氧气体进行氧化的氧化段和位于氧化段下游用于进行蒸汽重整反应的重整段，其中重整段通过热传导与氧化段相连。据说EP 0967005A2的反应器特别用于制备燃料电池驱动的机动车所用的氢气。EP 0967005A2没有提供在重整段和氧化段间建立热传导连接的精确信息。其仅仅陈述了重整段通过不透气隔离壁与氧化段进行热传导连接。EP 096005A2没有提供与该不透气隔离壁材料有关的信息。 
EP 0885653A2公开了一种用于气相和/或液相催化化学反应的紧凑反应器，其中使两股料流以并流或向流方式通过该反应器，确保了催化剂和两股料流间具有良好的热接触。根据EP 0885653A2，该反应器包括用于两股料流的平行流道，该流道由手风琴状折叠隔离壁构成。在以这种方式形成的折叠结构上构建波纹状结构，从而制得用于液体流的连续流道。该反应器壁可涂覆催化剂。然而，EP 0885653A2并没有提及反应器所用的是何种材料和催化剂。 
WO 01/32302A1公开了一种用于将放热和吸热反应自动结合的反应 器装置，其具有用于两股反应料流的隔开的流道，该流道包括位于所有引入的进料气体和热产物气体之间的热交换段以及反应区域，在所述反应区域中放热和吸热反应以彼此直接热交换的方式进行。至于用于制备WO01/32302的热交换段的材料，WO 01/32302A1没有给出任何信息。 
如上所述，上述文献没有涉及制备氢氰酸的方法。此外，上述文献没有指出通过采用具有至少为10W/(mk)的比导热率的共同反应器壁进行轴向热传导来避免在反应器中形成高温度梯度以及形成热点。 
本发明方法中的放热反应优选为可燃气体(燃料气体)在引入氧气(优选为大气氧)下进行的催化燃烧。作为可燃气体，原则上可使用所有用于可燃气体生产的气体混合物和气体。烃或含烃混合物通常用作可燃气体。适当的烃特别为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及这些气体的混合物或含有一种或多种所述烃以及其它气体的混合物。适当的可燃气体是本领域技术人员已知的。 
可燃气体(燃料气体)的燃烧通常是在催化剂存在下进行的。适当的催化剂同样是本领域技术人员已知的。例如，可使用8B与1B族的贵金属和合金，如Pt、Pd、Ag和Au。也可使用氧化物，如MgO、CoO、MoO3、NiO、ZnO、Cr2O3、WO3、SnO、CuO/Cu2O、MnO2或V2O5。混合氧化物如CuO-ZnO-Al2O3、CoO-MgO、CoO-La2O3、La2CuO4、Nd2CuO4、CoZnO-MoO3，钙钛矿如LaMnO3、CoTiO3、LaTiO3、CoNiO3和尖晶石如CuAl2O4、MgAl2O4、(Cu，Zn)Al2O4、(Cu，Zn，Ba)Al2O4、(Cu，Zn，Mg)Al2O2、(Cu，Zn，Va)Al2O4或LaNiO4也是适当的。能以内件或床的形式将催化剂引入到发生催化燃烧的反应器部分中，即用于放热反应的流道中。此外，作为择一选择方案或者与内件或床同时存在，与可燃气体接触的反应器壁的一侧可具有催化活性涂层。特别优选具有涂覆的壁而不具有内件或床的变体。该涂层通常由上述催化剂材料构成。施加涂层的方法是本领域技术人员已知的。所述催化活性涂层通常具有0.01～200μm，优选为0.1～100μm，特别优选为0.5～70μm的厚度。通常以使得涂覆的反应器壁的比导热率不受到显著损害的方式选择催化活性涂层的厚度。 
作为可燃气体催化燃烧的催化剂，特别优选采用位于反应器壁(无其它内件或床)上的催化活性涂层，所述涂层特别优选选自周期表中1b和8b族的金属或混合氧化物种类，特别是钙钛矿。 
催化燃烧所需的氧气可在可燃气体进入反应器的入口处全部直接混入到可燃气体中。然而，也可在反应器的入口处混入仅仅一部分反应物(氧气或可燃气体)中，并在沿着流道的多个点处将剩余量的反应物引入到另一反应物中。此处，在一开始就混入的反应物部分应少于可燃气体完全燃烧所需的反应物的量。由于将一种反应物在沿着流道的多个点处引入燃烧，可燃气体的总量不是在流道的开始处就立即燃烧，而是可燃气体沿着整个流道发生燃烧。这样，可使放热反应产生的热量分布更均匀。 
气态甲酰胺的吸热脱水在350～650℃，优选为450～550℃，特别优选为500～550℃的温度下进行。如果选择更高的温度，预计会降低选择性。 
甲酰胺脱水反应的压力通常为100毫巴～4巴，优选为300毫巴～3巴。 
就本专利申请的目的而言，上述和下文的压力是绝对压力。 
在本发明的方法中，甲酰胺气流的最佳停留时间由甲酰胺在层流区中的比长度空速(length-specific space velocity)决定，一般为0.02～0.4kg/(mh)，优选为0.05～0.3kg/(mh)，特别优选为0.08～0.2kg/(mh)。因此，最佳停留时间依赖于管道直径。因此，管道直径越小，导致最佳停留时间越短。如上所述，上文给出的甲酰胺的比长度空速值适用于层流区。在湍流的情况下，所述空速可更高。 
本发明的方法优选在氧气(优选大气氧)存在下进行。氧气(优选大气氧)的用量以所用的甲酰胺的量计一般为＞0～10mol％，优选为0.1～10mol％，特别优选为0.5～3mol％。为此，气态甲酰胺(甲酰胺蒸气)在供入管式反应器或板式反应器前，可与氧气(优选大气氧)混合。 
本发明的催化脱水可在任何已知的用于甲酰胺催化脱水的催化剂上进行。适当的甲酰胺脱水催化剂是本领域技术人员已知的。例如，本发明的催化脱水可在作为催化剂的成型体存在下进行，其中所述成型体选自如下组：由氧化铝和如果合适的话的二氧化硅构成的高度烧结的成型体，优选 含50～100重量％的氧化铝和0～50重量％的二氧化硅，特别优选为85～95重量％的氧化铝和5～15重量％的二氧化硅；以及例如EP-A 0209039中描述的铬镍不锈钢成型体。此外，适于本发明的催化脱水的催化剂可为由处于多孔载体材料(如氧化铝)上的钢或氧化铁构成的填充物。适当的填充物例如已描述在DE-A 10138553中。 
如果采用成型体，则可采用有序和无序的成型体如腊希环、Pal环、片材、球体和类似成型体作为可能的成型体。重要的是，所述填充物在适当的压力降下具有良好的热传导性。所用的成型体的尺寸或几何形状通常依赖于用这些成型体填充的反应器(优选为管式反应器或板式反应器)的内径。 
由钢或氧化铁构成的适当的填充物通常为有序填充物。所述有序填充物优选为静态混合器。使用静态混合器能在管式反应器或板式反应器中获得均匀的压力和优异的热传导性。所述静态混合器可具有任何本领域技术人员已知的任意几何形状。优选的静态混合器由金属片制成，其可为穿孔金属片或金属成型片。当然也可使用穿孔的金属成型片。 
适当的成型体已描述在EP-A 0209039中，且适当的静态混合器已描述在DE-A 10138553中。 
与甲酰胺接触的反应器壁一侧也可具有催化活性涂层。该涂层可作为上述催化剂的替代存在或者一起使用。适当的催化活性涂层及其厚度是本领域技术人员已知的。通常以使得涂覆的反应器壁的比导热率不受到显著损害的方式选择催化活性涂层的厚度。 
已发现在现有技术中用于甲酰胺脱水的反应器中经常使用的钢或铁催化活性反应器壁在本发明的方法中仅能允许采用短的通道长度，这是因为钢或铁的热导率低。根据本发明，将两个流道(用于甲酰胺脱水的流道和用于放热反应的流道)分隔的共同的反应器壁能允许采用更长的流道几何尺寸，所述共同的反应器壁由选自铜、银、铝、镁、氧化镁、黄铜、碳化物(特别是碳化硅)、氮化物(特别是氮化铝)、碳(特别是石墨或碳纳米管(CNT)形式的碳)、硅和抗氧化的渗硅碳化硅SiSiC的材料制成。 
已发现将流道分隔的共同反应器壁的高热导率有利于将所述放热反应与甲酰胺脱水的吸热反应结合。上述材料具有高于100W/(mk)的比导热率。 
除了将流道分隔的共同反应器壁材料的热导率外，在用于甲酰胺脱水反应的流道上获得良好的热导率和均匀的温度从而使操作稳定的另一个重要因素是所述共同反应器壁的厚度。共同反应器壁的厚度通常为0.5～10mm，优选为1～6mm，特别优选为1～3mm。此处，板的厚度越大，通常会导致反应器材料中热流的提高以及导致用于甲酰胺脱水的流道上的温度越均匀从而获得越稳定的操作点。非常高的厚度仅能使热流稍有改善，但会导致材料的消耗和尺寸增加。 
用于本发明方法中的反应器通常为多管反应器或板式反应器，所述反应器具有由共同的反应器壁分隔的至少两个隔开的流道，其中一个流道用于甲酰胺的脱水反应，第二个流道用于所述放热反应。 
优选的反应器是板式反应器，其中各板在其整个面积上彼此连接，所述反应器由至少两个平行叠置的层A和B构成，其中层A具有至少两个在其中反应催化脱水的平行反应通道，层B具有至少两个在其中发生放热反应的平行反应通道。 
就本专利申请的目的而言，层主要是二维的平面元件，即与其面积相比厚度可以忽略不计的元件。所述层优选为基本上平坦的板，将其构建以形成上述通道。适当的层厚与上述共同反应器壁的厚度相同。 
为了在用于甲酰胺脱水的流道上获得很好的热量分布和均匀的温度从而保持稳定的操作，期望上述反应器具有非常短的边缘长度。适当的边缘长度一般为2～100cm，优选为3～70cm，特别优选为6～40cm。最佳边缘长度依赖于所用材料的热导率。就本专利申请的目的而言，边缘长度是上述板在在平面中二维方向上的延伸(在每种情况下，在一个维度上的延伸就是边缘长度)。 
上述管式反应器或板式反应器通常有2～1000个，优选40～500个交替层叠的层A和层B，在所述层A中发生催化脱水，在所述层B中发生放热反应，其中各个单独的层具有多个，优选为10～500，特别优选为20～200 个平行通道，所述平行通道构成了从层的一侧到其相对一侧的连续流道。 
如上所述，待脱水的气态甲酰胺流经各层A，可燃气体通常流经所述层B。 
在优选的实施方案中，用于甲酰胺脱水的流道以及用于放热反应的流道各自具有2～100cm，优选为3～70cm，特别优选为6～40cm的长度。 
在上述优选的反应器中，层A的反应通道的平均水力直径一般为0.5～6mm，优选为＞1～4mm，特别优选为＞1～3mm。所述层B的通道通常具有＜4mm，优选为0.2～3mm，特别优选为0.5～2mm的平均水力直径。 
已发现，对于相同的管式反应器或板式反应器的反应管长度和相同的甲酰胺通过量，更小的直径(通道几何尺寸)没有导致所需氢氰酸转化率的显著降低，尽管小的通道几何尺寸承载了明显要高的表面载荷(surface loading)。此外，还发现，通过将反应管的尺寸设置在毫米级范围内(一般为0.5～6mm，优选为＞1～4mm，特别优选为＞1～3mm)，能避免由沉积所导致的管式反应器或板式反应器的反应管堵塞，从而能使毫/微米结构的管式反应器或板式反应器具有长运行寿命。 
水力直径dh是理论参数，可以将其用于非圆形横截面的管或通道的计算。所述水力直径是4乘以过流断面积A除以被流体润湿的测量横截面周长C： 
dh＝4A/C 
在各种情况下，所述平均水力直径基于优选使用的反应器的反应通道。 
如上所述，气态甲酰胺流经的层A与层B交替排列，在层B的一侧供入放热反应所需的化合物和氧气，优选为大气氧(如果合适的话，供入部分反应物，其余部分在沿着流道的多个点处供入)，在另一侧去除放热反应中形成的混合物。就本专利申请的目的而言，层A和B交替排列表示各层A之后排列有层B、或者各对连续的层A之后排列有层B或者各层A之后排列有各对连续的层B。在每种情况下，应确保层A与层B具有至少一个共同的反应器壁，从而使本发明的热结合成为可能。 
本发明脱水方法中的压力降一般设定为＜2巴，优选从0.02至1巴。 
在优选的反应器中，层A和B的通道可以以使得料流错流、向流或并流传输的方式排列。此外，任意混合形式也是可能的。原则上，在本发明的方法中优选并流，其目的是为了在反应器上获得非常均匀的温度分布。 
在本发明优选采用的反应器中，通常在层A的一端为所述层A的通道提供用于引入起始材料(气态甲酰胺)的分配装置以及在层A的另一端提供用于收集反应产物(氢氰酸)的收集装置。此处，一个分配装置通常可为所有层A供料。此外，一个收集装置通常可用于所有层A。所有层A通常形成连续的反应通道系统。 
一般地，与层A的分配和收集装置相对应，也为层B提供分配装置和收集装置，其中在所述层B的通道中发生放热反应。然而，层B也可具有多个分配装置，从而使得放热反应中的反应物能在沿着流道的多个点处分配加入。所有层B通常形成其中发生放热反应的连续通道系统。 
在优选反应器的一个实施方案中，所述分配和收集装置各自设置成置于层A和B叠层外侧的腔。此处，所述腔的壁可为直的或者例如半圆形的。重要的是，所述腔的几何形状适于获得能使流经所述通道的料流均匀流动的流动和压力降。 
在另一个实施方案中，所述分配和收集装置各自置于层A和B的叠层中，其中，在所述层两端的每一端处，各层A或各层B的平行通道各自具有将所述平行通道相连的横向通道，并且层A和B叠层中的所有横向通道都由收集通道连接，该收集通道以基本上垂直于该层A和B平面的方式设置。在这种情况下，同样重要的是，所述腔的几何形状适于获得能使流经所述通道的料流均匀流动的流动和压力降。所述腔的适当几何形状是本领域技术人员已知的。 
如上所述，上述两个实施方案的目的不是为了排除下述方案的可能性：进行放热反应所需的氧气在沿着所述流道的多个点处供入。 
图1以例举的方式表示适当反应器的一部分的三维示意图，在图1中，层A和B交替排列，从而使得各层A之后是层B，并且层A和B的这种排列能获得错流。 
在图1中： 
A表示甲酰胺流经的层A 
B表示其中发生放热反应的层B 
在每种情况下，箭头表示甲酰胺或用于进行放热反应的介质的流动方向。 
图2以例举的方式表示层的平面示意图，所述层可为层A或B。在所述层中，分配装置V和收集装置S以示意的方式表示。 
在图2中： 
V表示分配装置 
S表示收集装置 
优选的反应器可由本领域技术人员已知的方法制造。例如，适当的方法已在V.Hessel，H. ，A.Müller，G.Kolb，Chemical Microprocess Engineering-Processing and Plants，Wiley-VCH，Weinheim，2005年，第385～391页，以及W.Ehrfeld，V.Hessel，V.Haferkamp，Microreactors，Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，Wiley-VCH，Weinheim，1999年中公开。反应器的制造通常包括在各层中以如下方式制造微结构：将适用于反应器的材料板机械加工，将所述层堆叠，将所述层连接以构建所述反应器，并安装用于引入气态甲酰胺或排出氢氰酸、以及如果合适的话的用于引入和排出用于放热反应的起始材料和形成的产物的连接件。DE-A 10 2005 051 637描述了制造微结构反应器的各种方法，可采用类似的方法制备上述优选的反应器。 
用于本发明方法中的气态甲酰胺是由液态甲酰胺汽化得到的。适当的液态甲酰胺汽化方法是本领域技术人员已知的，并已在说明书引言部分所提及的现有技术中描述了。 
液态甲酰胺的汽化优选在汽化室中在200～300℃，优选为210～260℃，特别优选为220～240℃的温度下进行。液态甲酰胺的汽化压力通常为400毫巴～4巴，优选为600毫巴～2巴，特别优选为800毫巴～1.4巴。 
在优选的实施方案中，液态甲酰胺的汽化是在短停留时间下进行的。特别优选的停留时间为＜20秒，优选为10秒，在各种情况下都基于液态甲酰胺。 
由于在汽化室中的停留时间非常短，甲酰胺几乎能够完全汽化而不形成副产物。 
甲酰胺在汽化室中的上述短停留时间优选在微结构装置中获得。可用作汽化室的适当微结构装置已在例如DE-A 10132370、WO2005/016512和WO2006/108796中描述。 
特别优选的液态甲酰胺汽化方法以及特别优选的微汽化室已在同时提交的名称为“Improved process for preparing hydrocyanic acid by catalytic dehydration of gaseous formamide”的专利申请和欧洲申请07120540.5中描述，将其以引用方式明确引入本发明。 
将微结构汽化室与本发明方法组合应用能用于特别紧凑且廉价的由甲酰胺制备氢氰酸的工厂。 
本发明的制备氢氰酸的方法能以一般为＞90％，优选为＞95％的高选择性制备所需的氢氰酸，从而获得一般为＞80％，优选为＞85％，特别优选为＞88％的产率。 

Claims (12)

1.一种在反应器中在350～650℃温度下通过将气态甲酰胺催化脱水制备氢氰酸的方法，其中所述甲酰胺的脱水通过所述反应器与放热反应结合，所述反应器包括由共同的反应器壁分隔的两个隔开的流道，其中一个流道用于甲酰胺的脱水，第二个流道用于所述放热反应，所述共同的反应器壁由比导热率λ至少为10W/(mK)的材料制成，其中所述放热反应是在引入氧气下进行的可燃气体的催化燃烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述共同的反应器壁与所述可燃气体接触的一侧具有催化活性涂层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述涂层选自8B和1B族的贵金属，包含8B和/或1B族金属的合金，选自MgO、CoO、MoO3、NiO、ZnO、Cr2O3、WO3、SnO、CuO/Cu2O、MnO2和V2O5的氧化物，选自CuO-ZnO-Al2O3、CoO-MgO、CoO-La2O3、La2CuO4、Nd2CuO4和CoO-ZnO-NiO-MoO3的混合氧化物，选自LaMnO3、CoTiO3、LaTiO3和CoNiO3的钙钛矿，以及选自CuAl2O4、MgAl2O4、(Cu，Zn)Al2O4、(Cu，Zn，Ba)Al2O4、(Cu，Zn，Mg)Al2O2和LaNiO4的尖晶石。
4.根据权利要求1或2所述的方法，在沿着所述流道的多个点处，将氧气引入到所述可燃气体中，或者将所述可燃气体引入到氧气中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述催化脱水是在100毫巴～4巴的压力下进行的。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述催化脱水是在层流区中的0.02～0.4kg/(mh)的甲酰胺比长度空速下进行的。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述催化脱水是在氧气存在下进行的。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述催化脱水是在成型体存在下或在作为催化剂的填充物存在下和/或在所述共同的反应器壁与甲酰胺接触的一侧具有催化活性涂层的情况下进行的，所述成型体选自由氧化铝和如果合适的二氧化硅构成的高度烧结的成型体以及铬镍不锈钢成型体；所述填充物由处于多孔载体材料上的钢或氧化铁构成。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述流道分隔的共同的反应器壁是由选自铜、银、铝、镁、氧化镁、黄铜、碳化物、氮化物、碳、硅和抗氧化的渗硅碳化硅SiSiC的材料制成的。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应器是由至少两个平行叠置的层A和B构成的管式反应器或板式反应器，其中所述层A具有至少两个在其中发生催化脱水的平行反应通道，所述层B具有至少两个在其中发生放热反应的平行反应通道。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述层A的反应通道具有1～6mm的平均水力直径，所述层B的反应通道具有＜4mm的平均水力直径。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述用于甲酰胺脱水的流道和用于放热反应的流道各自具有2～100cm的长度。
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