CN103086400A - 利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法。其特征是：将含甲烷的驰放气通过变压吸附装置及其它分离设备进行分离得到氨(或甲醇)、氢气、氮气、甲烷气和尾气，氨(或甲醇)、氢气、氮气返回合成氨(或合成甲醇)系统充分利用，甲烷气用于合成氢氰酸衍生物，尾气用于氩气的回收利用；甲烷气合成氢氰酸用于合成各种氢氰酸衍生物：甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸合成气，合成气与氢氧化钠水溶液吸收反应得到氰化钠用于合成下游氢氰酸衍生物、合成气与甲醛及其它有机醛类合成羟基乙腈及其它氢氰酸衍生物用于合成下游氢氰酸衍生物、合成气用水或其它溶剂吸收并解析提纯得到液体氢氰酸并用于合成下游氢氰酸衍生物。
Description
技术领域
一种涉及生产氢氰酸衍生物的方法，是指利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，充分考虑到合成氨、合成甲醇及氨醇联产等装置产生的含有甲烷气的驰放气的回收和综合循环利用与生产氢氰酸衍生物工艺过程的环保性，属资源综合利用的环保清洁生产方法。
背景技术
合成氨、合成甲醇及氨醇联产工业是人们所熟知的行业，合成氨装置驰放气的组份主要有氨、氢、氮、甲烷、氩等气体，合成甲醇及氨醇联产装置驰放气的成份主要有甲醇、氢、氮、甲烷、氩等气体；驰放气的回收综合利用，不少仁人志士做过诸多的努力，取得了良好的效果。一般厂家对驰放气回收后进行分离获取氨(或甲醇)、氢，回到合成氨(或合成甲醇)系统或生产其它产品，剩余气体焚烧排放；也有部分厂家对氩进行了进一步的回收，剩余气体也焚烧排放。
用于焚烧的气体中富含甲烷气体；也就是说合成氨驰放气的甲烷是被焚烧掉了，驰放气中的甲烷被焚烧虽然获得了热值，本发明人认为依然没有充分发挥驰放气综合利用的价值。
我国能源资源状况特征是：富煤、缺油、少气；甲烷是天然气的主要成份，浪费甲烷就是浪费了天然气。天然气是清洁能源，天然气指标受国家严格控制，天然气化工项目是国家严格控制发展的项目；所以，我们可以利用驰放气中的甲烷气来发展天然气精细化工，建设合成氢氰酸及其衍生物装置，实现资源充分综合利用。
发明内容
针对如上所述驰放气综合利用的不足，提出一种利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，既可以很好的实现驰放气的综合利用，又可以为发展天然气精细化工开辟一个新的途径，实现了资源充分利用循环经济模式的环保清洁工艺生产。
本发明的目的是提供利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，其特征是利用合成氨、合成甲醇及氨醇联产等含有甲烷的驰放气通过变压吸附等分离手段，实现驰放气中氨(或甲醇)、氢、氮、甲烷分离；氨(或甲醇)、氢、氮返回合成氨(或合成甲醇)系统充分利用，甲烷用于生产氢氰酸衍生物，尾气用于氩气的回收利用；甲烷用于生产氢氰酸衍生物，是指利用驰放气分离得到的甲烷气体直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸，氢氰酸与氢氧化钠水溶液吸收反应得到氰化钠用于合成下游氢氰酸衍生物、与甲醛及其它醛类合成羟基乙腈及其它氢氰酸衍生物用于合成下游氢氰酸衍生物、用水或其它溶剂吸收并提纯得到高纯液体氢氰酸用于合成下游氢氰酸衍生物。
本发明提供的利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，其具体实施步骤如下：
第一步：合成氨、合成甲醇及氨醇联产等所有含有甲烷气的驰放气的回收分离，获取相对纯净的甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸及其氢氰酸下游衍生物。
合成氨驰放气中含有氨、氢、氮、甲烷、氩等气体，通过变压吸附装置及其它分离设备分离分别得到氨气、氢气、氮气、甲烷气和尾气；氨气、氢气、氮气返回合成氨系统，甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸及其氢氰酸下游衍生物，尾气再用于氩气的回收。
合成甲醇及氨醇联产驰放气中含有甲醇、氢、氮、甲烷、氩等气体，通过变压吸附装置及其它分离设备分离分别得到甲醇、氢气、氮气、甲烷气和尾气；甲醇、氢气、氮气返回合成甲醇或氨醇联产系统，甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸及其衍生物，尾气再用于氩气的回收。
对于其它含有甲烷气组份的驰放气(或称尾气)，通过变压吸附装置及其它分离设备分离得到甲烷气，由甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸及其氢氰酸下游衍生物。直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸的甲烷气体的质量要求比较宽松，主要质量指标如下：甲烷气≥90.0％(体积)、氢气≤8.0％(体积)、氮气≤9.0％(体积)。
第二步：甲烷气直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸再合成多种氢氰酸衍生物。氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸反应气与氢氧化钠水溶液吸收反应得到高纯氰化钠并合成下游氢氰酸衍生物、与甲醛及其它醛类合成羟基乙腈及其它氢氰酸衍生物并合成下游氢氰酸衍生物、用水或其它溶剂吸收并提纯得到高纯液体氢氰酸并合成下游氢氰酸衍生物。
甲烷氨氧化主反应方程式：
CH4+NH3+3/2O2→HCN+3H2O
甲烷氨化脱氢主反应方程式：
CH4+NH3→HCN+3H2
1、氢氧化钠水溶液吸收合成气中的氢氰酸，生产得到液体氰化钠或固体氰化钠，用于生产氰化钠下游产品。
NaOH+HCN→NaCN+H2O
甲烷气氨氧化或氨化脱氢合成反应气中的氢氰酸与吸收液中的氢氧化钠反应生成氰化钠，反应得到的合成反应气中是含有游离氨的，本吸收过程是在合成反应气没有经过除氨工序直接进行的氢氰酸的吸收过程，其游离氨在吸收反应后存留在尾气中，在尾气处理时再进行游离氨的回收利用，通过氨分离回收装置处理得到可以直接用于氨氧化或氨化脱氢合成反应的原料氨，实现了游离氨的回收利用与氰化钠的清洁生产。
上述吸收反应得到了氰化钠水溶液，通过冷却调配得到液体氰化钠产品；通过浓缩、结晶、离心、干燥得到氰化钠固体产品，结晶母液直接或净化后套用到氢氧化钠吸收反应液中。
2、甲醛水溶液或其它有机醛类吸收合成气中的氢氰酸，反应得到羟基乙腈水溶液或其它氢氰酸衍生物，用于生产多种氢氰酸衍生物下游产品。
CH2O+HCN→HOCH2CN
甲烷气氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸的反应气中含有一定量的游离氨，我们采用联合除氨的技术工艺实现氨的回收利用，实现清洁生产。
3、用水或其它溶剂吸收并合成气中的氢氰酸，通过解析或精馏等方式提纯得到液体氢氰酸，液体氢氰酸用于合成氢氰酸衍生物及下游产品。
甲烷气氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸的反应气中含有一定量的游离氨，我们采用联合除氨的技术工艺实现氨的回收利用，实现清洁生产。
第三步：通过氢氰酸吸收和游离氨回收后的尾气再采用水或氢氧化钠水溶液或甲醛水溶液净化吸收，尾气中残余的氢氰酸得到净化同时收获少量氢氰酸水溶液或氰化钠粗品水溶液或含羟基乙腈的甲醛水溶液，净化后的尾气用尾气锅炉焚烧。
NaOH+HCN→NaCN+H2O
CH2O+HCN→HOCH2CN
虽然尾气体系中残余的游离氢氰酸的量非常有限，但由于氢氰酸属剧毒物质；我们必须对尾气进行净化处理，同时也可以收获少量的氢氰酸水溶液或氰化钠粗品水溶液或含羟基乙腈的甲醛水溶液；获得的氢氰酸水溶液直接套用到氢氰酸吸收水中或液碱吸收液中、获得的氰化钠粗品水溶液直接套用到液碱吸收液中、获得的含羟基乙腈的甲醛水溶液直接套用到甲醛吸收液中，净化处理后的尾气再送尾气焚烧锅炉焚烧。
通过如上三个步骤，完成了本发明提供的利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法。其步骤过程是：将含甲烷的驰放气通过变压吸附装置及其它分离设备进行分离得到氨(或甲醇)、氢气、氮气、甲烷气和尾气，氨(或甲醇)、氢气、氮气回合成氨或合成甲醇系统充分利用，甲烷气用于合成氢氰酸再生产氢氰酸衍生物，尾气用于氩气的回收利用；甲烷气氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸用于合成各种氢氰酸衍生物：甲烷气通过氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸合成气，合成气与氢氧化钠水溶液吸收反应得到氰化钠用于合成下游氢氰酸衍生物、合成气与甲醛及其它有机醛类合成羟基乙腈及其它氢氰酸衍生物用于合成下游氢氰酸衍生物、合成气用水或其它溶剂吸收并解析提纯得到液体氢氰酸用于合成下游氢氰酸衍生物。
本发明提供的利用合成氨驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，适用于涉及所有合成氨、合成甲醇及氨醇联产等生产装置的含有甲烷的驰放气生产氢氰酸衍生物的过程；本发明技术方法提供了可以实现合成氨、合成甲醇及氨醇联产等生产装置的含有甲烷的驰放气的资源综合利用循环经济模式的环保清洁生产工艺方法。
本发明提供的技术工艺，具有如下特征：
1、本发明利用驰放气生产氢氰酸衍生物，非常彻底地实现了驰放气资源综合利用，获得良好的经济效益和社会效益，形成了完善的循环经济模式，实现了环保清洁生产。
2、本发明提供了天然气精细化工的一种新的原料途径。虽然驰放气甲烷气的量占合成氨总量的比例并不大，但合成氨、合成甲醇及氨醇联产的规模和总量是非常巨大的，所以综合利用驰放气，采用驰放气中的甲烷气通过氨氧化或氨化脱氢生产氢氰酸及其衍生物所创造的价值是非常可观的。
3、利用驰放气中的甲烷气生产氢氰酸衍生物，可以充分发挥合成氨、合成甲醇及氨醇联产生产厂家的综合优势，可以利用合成氨、合成甲醇及氨醇联产生产厂家多种原材料的供应优势，形成精细化工产业链，为合成氨、合成甲醇及氨醇联产生产厂家开辟了一条新的产业渠道。
4、通过对驰放气的分离，尤其是在分离甲烷气体后，尾气中氩气的含量已经达到了一定程度，为尾气中氩气的回收也提供了非常良好的条件；驰放气中氩气的回收也为合成氨、合成甲醇及氨醇联产生产厂家提供了另一条不可小视的创收渠道。
5、采用驰放气分离提纯得到的甲烷气，是理想的氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸的原料，比普通天然气更具质量优势；合成氨、合成甲醇及氨醇联产原料气是通过精细脱硫过程的，驰放气中几乎不再含有硫元素，所以分离得到的甲烷气中也几乎不会含有硫元素；在氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸过程中，采用的催化剂贵金属铂对硫元素是非常敏感的，所以，利用驰放气分离出来的甲烷气采用氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸工艺生产氢氰酸及其衍生物可以延长催化剂的寿命4-8倍，相应地可以实现连续开车时间延长4-8倍，非常有效地提高设备利用率、提高产品收率、降低能耗、节约生产成本，充分体现了本发明提供的工艺技术的实用性。
附图说明
说明书附图为本发明涉及到的利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法流程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进行更详细地说明本发明，但是本发明的范围不受实施例的限制(组份比例均指体积百分比例)。
实施例1：合成氨驰放气通过变压吸附和其它辅助分离装置进行分离，分别得到H2、NH3、N2、CH4和尾气；H2、NH3、N2分别进入合成氨系统回收利用，尾气用于回收Ar，CH4用于安氏法氨氧化合成氢氰酸。
驰放气分离得到CH4(甲烷气)的组份：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | CH4 | 96.520 | 6 | N2 | 2.328 |
| 2 | H2 | 0.978 | 7 | CO2 | 0.013 |
| 3 | H2O | 0.112 | 8 | CO | 0.005 |
| 4 | NH3 | 0.013 | 9 | Ar | 0.016 |
| 5 | O2 | 0.011 | 10 | 其它 | 0.004 |
利用上述合成氨驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气，合成气成份如下：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.092 | 6 | N2 | 54.328 |
| 2 | NH3 | 1.508 | 7 | CO2 | 0.503 |
| 3 | H2O | 25.513 | 8 | CO | 4.705 |
| 4 | CH4 | 0.462 | 9 | H2 | 4.765 |
| 5 | O2 | 0.020 | 10 | 其它 | 0.104 |
合成气在不经过除氨过程就直接由氢氧化钠水溶液吸收反应得到高纯氰化钠水溶液，游离氨存留在尾气中；氰化钠水溶液质量表如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 30.78 | 0.021 | 0.012 | 水、微量杂质 |
通过冷却调配得到高纯液体氰化钠产品；高纯氰化钠水溶液通过浓缩、结晶、离心分离得到高纯固体氰化钠产品；固体氰化钠产品质量如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 99.58 | 0.068 | 0.008 | 水、微量杂质 |
尾气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2246 | 6 | N2 | 60.8716 |
| 2 | NH3 | 1.6818 | 7 | CO2 | 0.5631 |
| 3 | H2O | 25.6069 | 8 | CO | 5.2714 |
| 4 | CH4 | 0.5181 | 9 | H2 | 5.3388 |
| 5 | O2 | 0.0225 | 10 | 其它 | 0.0012 |
尾气进行氨的回收，采用磷酸或磷酸二氢铵作为吸收载体；回收氨后的尾气成份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2655 | 6 | N2 | 74.7016 |
| 2 | NH3 | 0.0679 | 7 | CO2 | 0.6910 |
| 3 | H2O | 10.4429 | 8 | CO | 6.4691 |
| 4 | CH4 | 0.6358 | 9 | H2 | 6.5518 |
| 5 | O2 | 0.0276 | 10 | 其它 | 0.1468 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料实现了氨的回收利用。
氨回收后的尾气再通过脱盐水吸收净化，尾气中残余的氢氰酸得到净化同时收获少量氢氰酸水溶液；氢氰酸水溶液质量如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 2.78 | 0.78 | 0.58 | 水、微量杂质 |
氢氰酸水溶液套用到氢氧化钠吸收液中；净化尾气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.0058 | 6 | N2 | 80.1532 |
| 2 | NH3 | 0.0012 | 7 | CO2 | 0.7414 |
| 3 | H2O | 4.2440 | 8 | CO | 6.9477 |
| 4 | CH4 | 0.6828 | 9 | H2 | 7.0366 |
| 5 | O2 | 0.0296 | 10 | 其它 | 0.1577 |
净化后的尾气用尾气锅炉焚烧。
实施例2：同实施例1，利用上述合成氨驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到高纯羟基乙腈水溶液，用于合成高纯氢氰酸衍生物。
合成气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.092 | 6 | N2 | 54.328 |
| 2 | NH3 | 1.508 | 7 | CO2 | 0.503 |
| 3 | H2O | 25.513 | 8 | CO | 4.705 |
| 4 | CH4 | 0.462 | 9 | H2 | 4.765 |
| 5 | O2 | 0.020 | 10 | 其它 | 0.104 |
合成气通过初级除氨实现游离氨的回收利用后得到初级除氨合成气，初级除氨合成气的组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.9855 | 6 | N2 | 60.8716 |
| 2 | NH3 | 0.0679 | 7 | CO2 | 0.5631 |
| 3 | H2O | 18.2415 | 8 | CO | 5.714 |
| 4 | CH4 | 0.5181 | 9 | H2 | 5.3388 |
| 5 | O2 | 0.0225 | 10 | 其它 | 0.1196 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料；初级除氨实现了氨的回收利用。
初级除氨合成气再通过硫酸吸收精细除氨，得到副产硫酸铵；精细除氨合成气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 9.1558 | 6 | N2 | 62.1532 |
| 2 | NH3 | 0.0012 | 7 | CO2 | 0.5853 |
| 3 | H2O | 16.6567 | 8 | CO | 5.3628 |
| 4 | CH4 | 0.5225 | 9 | H2 | 5.4168 |
| 5 | O2 | 0.0231 | 10 | 其它 | 0.1226 |
精细除氨得到硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经净化处理并浓缩结晶得到硫酸铵副产品。
精细除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到羟基乙腈水溶液，羟基乙腈水溶液用于下游产品的生产；尾气送尾气焚烧装置焚烧。
获得羟基乙腈水溶液的成份如下：
| 羟基乙腈(％) | 游离甲醛(％) | 游离CN-(％) | 其它 |
| 45.18 | 0.08 | 0.02 | 水、微量杂质 |
实施例3：同实施例2，利用上述合成氨驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用去离子水吸收得到氢氰酸水溶液，在通过精制得到高纯液体氢氰酸，高纯液体氢氰酸用于氢氰酸衍生物的合成；吸收尾气送尾气焚烧装置焚烧。获得高纯液体氢氰酸的质量如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 99.78 | - | - | 水、微量杂质 |
实施例4：合成甲醇驰放气通过变压吸附和其它辅助分离装置进行分离，分别得到H2、CH3OH、N2、CH4和尾气；H2、CH3OH、N2分别进入合成甲醇系统回收利用，尾气用于回收Ar，CH4用于安氏法氨氧化合成氢氰酸。
驰放气分离得到CH4(甲烷气)的组份：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | CH4 | 96.491 | 6 | N2 | 2.341 |
| 2 | H2 | 0.987 | 7 | CO2 | 0.014 |
| 3 | H2O | 0.114 | 8 | CO | 0.005 |
| 4 | CH3OH | 0.018 | 9 | Ar | 0.018 |
| 5 | O2 | 0.008 | 10 | 其它 | 0.004 |
利用上述合成甲醇驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气，合成气成份如下：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.287 | 6 | N2 | 54.446 |
| 2 | NH3 | 1.502 | 7 | CO2 | 0.498 |
| 3 | H2O | 25.442 | 8 | CO | 4.538 |
| 4 | CH4 | 0.451 | 9 | H2 | 4.698 |
| 5 | O2 | 0.019 | 10 | 其它 | 0.119 |
合成气在不经过除氨过程就直接由氢氧化钠水溶液吸收反应得到高纯氰化钠水溶液，游离氨存留在尾气中；获得氰化钠水溶液质量如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 30.66 | 0.020 | 0.011 | 水、微量杂质 |
通过冷却调配得到高纯液体氰化钠产品；高纯氰化钠水溶液通过浓缩、结晶、离心分离得到高纯固体氰化钠产品；获得固体氰化钠产品质量如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 99.61 | 0.064 | 0.008 | 水、微量杂质 |
尾气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2251 | 6 | N2 | 60.8721 |
| 2 | NH3 | 1.6815 | 7 | CO2 | 0.5637 |
| 3 | H2O | 25.5074 | 8 | CO | 5.2722 |
| 4 | CH4 | 0.5174 | 9 | H2 | 5.3369 |
| 5 | O2 | 0.0226 | 10 | 其它 | 0.0011 |
尾气进行氨的回收，采用磷酸或磷酸二氢铵作为吸收载体；回收氨后的尾气成份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2648 | 6 | N2 | 74.7012 |
| 2 | NH3 | 0.0682 | 7 | CO2 | 0.6913 |
| 3 | H2O | 10.4432 | 8 | CO | 6.4718 |
| 4 | CH4 | 0.6361 | 9 | H2 | 6.5511 |
| 5 | O2 | 0.0274 | 10 | 其它 | 0.1449 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料实现了氨的回收利用。
氨回收后的尾气再通过脱盐水吸收净化，尾气中残余的氢氰酸得到净化同时收获少量氢氰酸水溶液；氢氰酸水溶液成份如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 2.69 | 0.77 | 0.56 | 水、微量杂质 |
氢氰酸水溶液套用到氢氧化钠吸收液中；净化尾气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.0056 | 6 | N2 | 80.1498 |
| 2 | NH3 | 0.0011 | 7 | CO2 | 0.7426 |
| 3 | H2O | 4.2438 | 8 | CO | 6.9486 |
| 4 | CH4 | 0.6832 | 9 | H2 | 7.0379 |
| 5 | O2 | 0.0301 | 10 | 其它 | 0.1573 |
净化后的尾气用尾气锅炉焚烧。
实施例5：同实施例4，利用上述合成甲醇驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到高纯羟基乙腈水溶液，用于合成高纯氢氰酸衍生物。
合成气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.287 | 6 | N2 | 54.446 |
| 2 | NH3 | 1.502 | 7 | CO2 | 0.498 |
| 3 | H2O | 25.442 | 8 | CO | 4.538 |
| 4 | CH4 | 0.451 | 9 | H2 | 4.698 |
| 5 | O2 | 0.019 | 10 | 其它 | 0.119 |
合成气通过初级除氨实现游离氨的回收利用后得到初级除氨合成气，初级除氨合成气的组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.936 | 6 | N2 | 60.658 |
| 2 | NH3 | 0.712 | 7 | CO2 | 0.564 |
| 3 | H2O | 17.881 | 8 | CO | 5.248 |
| 4 | CH4 | 0.523 | 9 | H2 | 5.331 |
| 5 | O2 | 0.025 | 10 | 其它 | 0.122 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料；初级除氨实现了氨的回收利用。
初级除氨合成气再通过硫酸吸收精细除氨，得到副产硫酸铵；精细除氨合成气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 9.1561 | 6 | N2 | 62.1440 |
| 2 | NH3 | 0.0011 | 7 | CO2 | 0.5854 |
| 3 | H2O | 16.6648 | 8 | CO | 5.3632 |
| 4 | CH4 | 0.5226 | 9 | H2 | 5.4171 |
| 5 | O2 | 0.0232 | 10 | 其它 | 0.1225 |
精细除氨得到硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经净化处理并浓缩结晶得到硫酸铵副产品。
精细除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到羟基乙腈水溶液，羟基乙腈水溶液用于下游产品的生产；尾气送尾气焚烧装置焚烧。
获得羟基乙腈水溶液的成份如下：
| 羟基乙腈(％) | 游离甲醛(％) | 游离CN-(％) | 其它 |
| 45.21 | 0.08 | 0.02 | 水、微量杂质 |
实施例6：同实施例5，利用上述合成甲醇驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用去离子水吸收得到氢氰酸水溶液，在通过精制得到高纯液体氢氰酸，高纯液体氢氰酸用于氢氰酸衍生物的合成；吸收尾气送尾气焚烧装置焚烧。获得高纯液体氢氰酸的质量如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 99.81 | - | - | 水、微量杂质 |
实施例7：氨醇联产驰放气通过变压吸附和其它辅助分离装置进行分离，分别得到H2、CH3OH、N2、CH4和尾气；H2、CH3OH、N2分别进入合成氨系统回收利用，尾气用于回收Ar，CH4用于安氏法氨氧化合成氢氰酸。
驰放气分离得到CH4(甲烷气)的组份：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | CH4 | 96.493 | 6 | N2 | 2.346 |
| 2 | H2 | 0.981 | 7 | CO2 | 0.013 |
| 3 | H2O | 0.116 | 8 | CO | 0.005 |
| 4 | CH3OH | 0.013 | 9 | Ar | 0.018 |
| 5 | O2 | 0.011 | 10 | 其它 | 0.004 |
利用上述驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气，合成气成份如下：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.106 | 6 | N2 | 54.335 |
| 2 | NH3 | 1.502 | 7 | CO2 | 0.502 |
| 3 | H2O | 25.511 | 8 | CO | 4.702 |
| 4 | CH4 | 0.459 | 9 | H2 | 4.762 |
| 5 | O2 | 0.019 | 10 | 其它 | 0.102 |
合成气在不经过除氨过程就直接由氢氧化钠水溶液吸收反应得到高纯氰化钠水溶液，游离氨存留在尾气中；氰化钠水溶液质量如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 30.59 | 0.020 | 0.011 | 水、微量杂质 |
通过冷却调配得到高纯液体氰化钠产品；高纯氰化钠水溶液通过浓缩、结晶、离心分离得到高纯固体氰化钠产品；固体氰化钠产品质量如下：
| 外观 | 氰化钠(％) | CO3 2- | NH3 + | 其它 |
| 无色透明 | 99.62 | 0.066 | 0.008 | 水、微量杂质 |
尾气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2250 | 6 | N2 | 60.7728 |
| 2 | NH3 | 1.6821 | 7 | CO2 | 0.5626 |
| 3 | H2O | 25.6073 | 8 | CO | 5.2709 |
| 4 | CH4 | 0.5178 | 9 | H2 | 5.3379 |
| 5 | O2 | 0.0224 | 10 | 其它 | 0.0012 |
尾气进行氨的回收，采用磷酸或磷酸二氢铵作为吸收载体；回收氨后的尾气成份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.2646 | 6 | N2 | 74.7014 |
| 2 | NH3 | 0.0680 | 7 | CO2 | 0.6912 |
| 3 | H2O | 10.4441 | 8 | CO | 6.4687 |
| 4 | CH4 | 0.6352 | 9 | H2 | 6.5522 |
| 5 | O2 | 0.0274 | 10 | 其它 | 0.1472 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料实现了氨的回收利用。氨回收后的尾气再通过脱盐水吸收净化，尾气中残余的氢氰酸得到净化同时收获少量氢氰酸水溶液；氢氰酸水溶液成份如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 2.59 | 0.72 | 0.55 | 水、微量杂质 |
氢氰酸水溶液套用到氢氧化钠吸收液中；净化尾气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 0.0054 | 6 | N2 | 80.1545 |
| 2 | NH3 | 0.0013 | 7 | CO2 | 0.7412 |
| 3 | H2O | 4.2444 | 8 | CO | 6.9475 |
| 4 | CH4 | 0.6833 | 9 | H2 | 7.0359 |
| 5 | O2 | 0.0294 | 10 | 其它 | 0.1571 |
净化后的尾气用尾气锅炉焚烧。
实施例8：同实施例7，利用上述氨醇联产驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到高纯羟基乙腈水溶液，用于合成高纯氢氰酸衍生物。合成气组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.101 | 6 | N2 | 54.319 |
| 2 | NH3 | 1.507 | 7 | CO2 | 0.504 |
| 3 | H2O | 25.507 | 8 | CO | 4.709 |
| 4 | CH4 | 0.463 | 9 | H2 | 4.768 |
| 5 | O2 | 0.019 | 10 | 其它 | 0.103 |
合成气通过初级除氨实现游离氨的回收利用后得到初级除氨合成气，初级除氨合成气的组份如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 8.9858 | 6 | N2 | 60.8722 |
| 2 | NH3 | 0.0678 | 7 | CO2 | 0.5632 |
| 3 | H2O | 18.2413 | 8 | CO | 5.2717 |
| 4 | CH4 | 0.5180 | 9 | H2 | 5.3385 |
| 5 | O2 | 0.0221 | 10 | 其它 | 0.1194 |
磷酸二氢铵溶液吸收氨转化为磷酸氢铵溶液，通过解析与氨的回收；解析出来的磷酸二氢铵溶液循环用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料；初级除氨实现了氨的回收利用。
初级除氨合成气再通过硫酸吸收精细除氨，得到副产硫酸铵；精细除氨合成气的组分如下表：
| 序号 | 组份名称 | 组份比例％ | 序号 | 组份名称 | 组份比例％ |
| 1 | HCN | 9.1564 | 6 | N2 | 62.1518 |
| 2 | NH3 | 0.0011 | 7 | CO2 | 0.5850 |
| 3 | H2O | 16.6582 | 8 | CO | 5.3626 |
| 4 | CH4 | 0.5222 | 9 | H2 | 5.4174 |
| 5 | O2 | 0.0230 | 10 | 其它 | 0.1223 |
精细除氨得到硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经净化处理并浓缩结晶得到硫酸铵副产品。
精细除氨后的合成气用甲醛溶液吸收得到羟基乙腈水溶液，羟基乙腈水溶液用于下游产品的生产；尾气送尾气焚烧装置焚烧。获得羟基乙腈水溶液的成份如下：
| 羟基乙腈(％) | 游离甲醛(％) | 游离CN-(％) | 其它 |
| 45.26 | 0.08 | 0.02 | 水、微量杂质 |
实施例9：同实施例8，利用上述氨醇联产驰放气分离得到CH4(甲烷气)通过安氏法氨氧化合成反应得到合成气；反应合成气通过联合除氨得到不含氨或含恒量氨的反应合成气体；除氨后的合成气用去离子水吸收得到氢氰酸水溶液，在通过精制得到高纯液体氢氰酸，高纯液体氢氰酸用于氢氰酸衍生物的合成；吸收尾气送尾气焚烧装置焚烧。获得高纯液体氢氰酸的质量如下：
| 氢氰酸(％) | CO3 2-(％) | NH3 +(％) | 其它 |
| 99.80 | - | - | 水、微量杂质 |
Claims (3)
1.一种利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法，其特征是利用合成氨、合成甲醇及氨醇联产等含有甲烷的驰放气通过变压吸附等分离手段，实现驰放气中氨(或甲醇)、氢、氮、甲烷等的分离；氨(或甲醇)、氢、氮返回合成氨(或合成甲醇)系统充分利用，甲烷用于生产氢氰酸衍生物，尾气用于氩气的回收利用。
2.权利要求1所述甲烷用于生产氢氰酸衍生物，其特征是指利用驰放气分离得到的甲烷气体直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸；氢氰酸与氢氧化钠水溶液吸收反应得到氰化钠用于合成下游氢氰酸衍生物、与甲醛及其它醛类合成羟基乙腈及其它氢氰酸衍生物用于合成下游氢氰酸衍生物、用水或其它溶剂吸收并提纯得到高纯液体氢氰酸并用于成下游氢氰酸衍生物。
3.权利要求2所述甲烷气体直接用于氨氧化氨化脱氢合成氢氰酸，其特征是直接用于氨氧化或氨化脱氢合成氢氰酸的甲烷气体的质量要求比较宽松，主要质量指标如下：甲烷气≥90.0％(体积)、氢气≤8.0％(体积)、氮气≤9.0％(体积)。
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|---|---|---|---|
| CN201110349626.XA CN103086400B (zh) | 2011-11-08 | 利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110349626.XA CN103086400B (zh) | 2011-11-08 | 利用驰放气生产氢氰酸衍生物的环保清洁工艺方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103086400A true CN103086400A (zh) | 2013-05-08 |
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