JP2001048526A - シアン化水素の製造方法 - Google Patents
シアン化水素の製造方法Info
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- 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
- C01C3/0212—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process
- C01C3/0216—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process characterised by the catalyst used
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流出ガス中のアンモニアの量を最低限にし、
公知の触媒の分解という問題のない商業的に実行可能な
触媒を用いる、商業的に実行可能な新規なＨＣＮ生成方
法の提供。 【解決手段】 酸化窒素、炭化水素ガス、および任意に
アンモニアを、シアン化水素に転化することができる触
媒を提供すること；酸化窒素、炭化水素ガス、および任
意にアンモニアを、触媒に供給すること；ならびに触媒
の存在下、大気圧および大気圧より高い圧力から選択さ
れる圧力で、酸化窒素、炭化水素ガス、および任意のア
ンモニアを反応させ、シアン化水素を生成することを含
む方法であって、酸化窒素供給流れの温度を１８０℃よ
り高く保つ方法、Ｏ２を最低限にする方法、水を最低限
にする方法、およびそれらの組み合わせから選択される
方法で、硝酸の生成が最低限にされている方法
公知の触媒の分解という問題のない商業的に実行可能な
触媒を用いる、商業的に実行可能な新規なＨＣＮ生成方
法の提供。 【解決手段】 酸化窒素、炭化水素ガス、および任意に
アンモニアを、シアン化水素に転化することができる触
媒を提供すること；酸化窒素、炭化水素ガス、および任
意にアンモニアを、触媒に供給すること；ならびに触媒
の存在下、大気圧および大気圧より高い圧力から選択さ
れる圧力で、酸化窒素、炭化水素ガス、および任意のア
ンモニアを反応させ、シアン化水素を生成することを含
む方法であって、酸化窒素供給流れの温度を１８０℃よ
り高く保つ方法、Ｏ２を最低限にする方法、水を最低限
にする方法、およびそれらの組み合わせから選択される
方法で、硝酸の生成が最低限にされている方法
Description
【０００１】本発明は、酸化窒素（「ＮＯ」）、メタン
（「ＣＨ４」）、および任意のアンモニアからシアン化
水素（「ＨＣＮ」）を生成する方法に関する。特に、本
発明は、触媒およびフレーム化学（ｆｌａｍｅ ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ）を用いる方法であり、商業的に実行可能
で経済的な方法を得ることに関する。
（「ＣＨ４」）、および任意のアンモニアからシアン化
水素（「ＨＣＮ」）を生成する方法に関する。特に、本
発明は、触媒およびフレーム化学（ｆｌａｍｅ ｃｈｅ
ｍｉｓｔｒｙ）を用いる方法であり、商業的に実行可能
で経済的な方法を得ることに関する。
【０００２】ＨＣＮは、ナイロン、メチルメタアクリレ
ート、シアン化ナトリウム、農薬および医薬、ならびに
特殊なアミン（ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ａｍｉｎｅ）を生
成するのに用いられる。それゆえに、ＨＣＮの需要は大
きく、例えば米国だけで、ＨＣＮの需要は毎年２０億ポ
ンドを超える。
ート、シアン化ナトリウム、農薬および医薬、ならびに
特殊なアミン（ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ａｍｉｎｅ）を生
成するのに用いられる。それゆえに、ＨＣＮの需要は大
きく、例えば米国だけで、ＨＣＮの需要は毎年２０億ポ
ンドを超える。
【０００３】ＨＣＮ生成の既知の方法には、それらに関
連したいくつかの問題がある。これらの方法に関連した
問題には、残留アンモニアを除去する必要および触媒の
失活が含まれる。それゆえ、残留アンモニアの除去を必
要とせず、触媒有効寿命の長い、商業的に実行可能なＨ
ＣＮ生成方法が必要である。
連したいくつかの問題がある。これらの方法に関連した
問題には、残留アンモニアを除去する必要および触媒の
失活が含まれる。それゆえ、残留アンモニアの除去を必
要とせず、触媒有効寿命の長い、商業的に実行可能なＨ
ＣＮ生成方法が必要である。
【０００４】商業的には、ＨＣＮは一般に、アンドリュ
ッソー法（Ａｎｄｒｕｓｓｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓ）で生
成される。アンドリュッソー法（米国特許第１，９３
４，８３８号参照）において、アンモニア、空気といっ
た酸素含有ガス、およびメタンといった炭化水素ガス
を、周囲温度又は昇温下、反応系に供給する。その後、
Ｐｔ含有触媒の存在下、１０００℃から１４００℃の温
度で、反応体を反応させ、シアン化水素を生成する。
ッソー法（Ａｎｄｒｕｓｓｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓ）で生
成される。アンドリュッソー法（米国特許第１，９３
４，８３８号参照）において、アンモニア、空気といっ
た酸素含有ガス、およびメタンといった炭化水素ガス
を、周囲温度又は昇温下、反応系に供給する。その後、
Ｐｔ含有触媒の存在下、１０００℃から１４００℃の温
度で、反応体を反応させ、シアン化水素を生成する。
【０００５】アンドリュッソー法に関連した１つの問題
は、流出ガスにおける残留アンモニアのレベル（ｌｅｖ
ｅｌ）が高いことである。残留アンモニアは、ＨＣＮの
重合を引き起こすので、除去されなければならない。流
出ガス中の低レベルのアンモニアは、精製工程内で、酸
の添加を通して中和されることができる。アンドリュッ
ソー法の流出ガス中のアンモニアのレベルは、ＨＣＮを
直接、精製工程に送るには高すぎる。それゆえ、残留ア
ンモニアを含む流出ガスは、アンモニアの大部分を除去
するため、分離工程に送られ、その後、精製工程に送ら
れなければならない。
は、流出ガスにおける残留アンモニアのレベル（ｌｅｖ
ｅｌ）が高いことである。残留アンモニアは、ＨＣＮの
重合を引き起こすので、除去されなければならない。流
出ガス中の低レベルのアンモニアは、精製工程内で、酸
の添加を通して中和されることができる。アンドリュッ
ソー法の流出ガス中のアンモニアのレベルは、ＨＣＮを
直接、精製工程に送るには高すぎる。それゆえ、残留ア
ンモニアを含む流出ガスは、アンモニアの大部分を除去
するため、分離工程に送られ、その後、精製工程に送ら
れなければならない。
【０００６】残留アンモニアを除去する２つの既知の方
法がある。第１の方法は、アンモニウム塩を生成するた
めに、硫酸といった酸の添加を必要とする。生成するア
ンモニウム塩は、ほとんど価値がなく、廃棄問題をもた
らす。硫酸の添加コストおよびアンモニウム塩の廃棄コ
ストゆえに、この方法は望ましくない。
法がある。第１の方法は、アンモニウム塩を生成するた
めに、硫酸といった酸の添加を必要とする。生成するア
ンモニウム塩は、ほとんど価値がなく、廃棄問題をもた
らす。硫酸の添加コストおよびアンモニウム塩の廃棄コ
ストゆえに、この方法は望ましくない。
【０００７】残留アンモニアを除去する第２の方法は、
アンモニアの錯体をつくるために、硝酸、リン酸、また
はホウ酸といった鉱酸の使用を必要とする。アンモニア
／酸錯体は、その後、該方法にリサイクルされるアンモ
ニアを放出するために熱分解される。高い資本経費（ｃ
ａｐｉｔａｌ ｃｏｓｔ）およびアンモニウム／酸錯体
の熱分解の高い操作コストゆえに、この方法は望ましく
ない。
アンモニアの錯体をつくるために、硝酸、リン酸、また
はホウ酸といった鉱酸の使用を必要とする。アンモニア
／酸錯体は、その後、該方法にリサイクルされるアンモ
ニアを放出するために熱分解される。高い資本経費（ｃ
ａｐｉｔａｌ ｃｏｓｔ）およびアンモニウム／酸錯体
の熱分解の高い操作コストゆえに、この方法は望ましく
ない。
【０００８】米国特許第２，０８３，８２４号は、メタ
ンおよび酸化窒素から、ＨＣＮを生成する方法を開示し
ている。白金およびロジウムといった白金属元素で被覆
された非孔質の耐熱（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ）物質が、
該方法の触媒として用いられた。開示された唯一の非孔
質の耐熱物質には、シリカが含まれていた。
ンおよび酸化窒素から、ＨＣＮを生成する方法を開示し
ている。白金およびロジウムといった白金属元素で被覆
された非孔質の耐熱（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ）物質が、
該方法の触媒として用いられた。開示された唯一の非孔
質の耐熱物質には、シリカが含まれていた。
【０００９】前記の方法に関する１つの問題は、触媒が
支持されており、支持された触媒は、工業的にスケール
アップするのが困難であることにある。シリカで支持さ
れた触媒も、ＨＣＮ反応器内の還元性雰囲気のため、寿
命が短い。この方法に用いられる触媒は、硝酸の攻撃
（ａｔｔａｃｋ）および触媒表面上の炭素析出のため、
触媒有効寿命が短い。
支持されており、支持された触媒は、工業的にスケール
アップするのが困難であることにある。シリカで支持さ
れた触媒も、ＨＣＮ反応器内の還元性雰囲気のため、寿
命が短い。この方法に用いられる触媒は、硝酸の攻撃
（ａｔｔａｃｋ）および触媒表面上の炭素析出のため、
触媒有効寿命が短い。
【００１０】これらの文献の開示にもかかわらず、流出
ガス中のアンモニアの量を最低限にし、公知の触媒の分
解という問題のない商業的に実行可能な触媒を用いる、
商業的に実行可能なＨＣＮ生成方法が引き続き必要であ
る。
ガス中のアンモニアの量を最低限にし、公知の触媒の分
解という問題のない商業的に実行可能な触媒を用いる、
商業的に実行可能なＨＣＮ生成方法が引き続き必要であ
る。
【００１１】本発明は、酸化窒素、炭化水素ガス、およ
び任意にアンモニアを、シアン化水素に転化することが
できる触媒を提供すること；酸化窒素、炭化水素ガス、
および任意にアンモニアを、触媒に供給すること；なら
びに触媒の存在下、大気圧および大気圧より高い圧力か
ら選択される圧力で、酸化窒素、炭化水素ガス、および
任意のアンモニアを反応させ、シアン化水素を生成する
ことを含む方法であって；反応系の温度を１８０℃より
高く保つ方法、Ｏ２を最低限にする方法、水を最低限に
する方法、およびそれらの組み合わせから選択される方
法を用いて、硝酸の生成を最低限にする方法を提供す
る。
び任意にアンモニアを、シアン化水素に転化することが
できる触媒を提供すること；酸化窒素、炭化水素ガス、
および任意にアンモニアを、触媒に供給すること；なら
びに触媒の存在下、大気圧および大気圧より高い圧力か
ら選択される圧力で、酸化窒素、炭化水素ガス、および
任意のアンモニアを反応させ、シアン化水素を生成する
ことを含む方法であって；反応系の温度を１８０℃より
高く保つ方法、Ｏ２を最低限にする方法、水を最低限に
する方法、およびそれらの組み合わせから選択される方
法を用いて、硝酸の生成を最低限にする方法を提供す
る。
【００１２】上記のように、本発明方法の第１段階は、
触媒を供給することである。触媒は、遷移金属、周期表
（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｃｈａｒｔ）のランタニド系列の
元素、周期表のアクチニウム系列の元素、およびそれら
の混合物から選択されることができる。触媒が、白金、
ロジウム、パラジウム、ニッケル、スズ、セリウム、ア
ンチモン、マグネシウム、マンガン、鉄、コバルト、
金、イリジウム、銀、亜鉛、ジルコニウム、トリウム、
およびそれらの混合物から選択されるのが好ましい。よ
り好ましい態様において、触媒は、白金、ロジウム、パ
ラジウム、ニッケル、スズ、およびそれらの混合物から
選択されることができる。
触媒を供給することである。触媒は、遷移金属、周期表
（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｃｈａｒｔ）のランタニド系列の
元素、周期表のアクチニウム系列の元素、およびそれら
の混合物から選択されることができる。触媒が、白金、
ロジウム、パラジウム、ニッケル、スズ、セリウム、ア
ンチモン、マグネシウム、マンガン、鉄、コバルト、
金、イリジウム、銀、亜鉛、ジルコニウム、トリウム、
およびそれらの混合物から選択されるのが好ましい。よ
り好ましい態様において、触媒は、白金、ロジウム、パ
ラジウム、ニッケル、スズ、およびそれらの混合物から
選択されることができる。
【００１３】触媒は、ワイヤに形成された純粋な触媒で
あることができる。好ましくは、ワイヤは、細目網（ｇ
ａｕｚｅ）に形成される。別法では、触媒は、基体上に
被覆されることができる。好ましくは、基体は多孔質で
ある。触媒で被覆された基体は、好ましくは、細目網に
形成される。
あることができる。好ましくは、ワイヤは、細目網（ｇ
ａｕｚｅ）に形成される。別法では、触媒は、基体上に
被覆されることができる。好ましくは、基体は多孔質で
ある。触媒で被覆された基体は、好ましくは、細目網に
形成される。
【００１４】触媒が基体上に被覆されている際に、基体
上に被覆される触媒の量は、０．５重量％から２０重量
％、好ましくは０．５重量％から１０重量％の範囲であ
ることができる。基体は、以下：二酸化ケイ素（シリカ
−ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉ３Ｎ４）、ホウ化ケイ素、シリコンボロナイトライド
（ｓｉｌｉｃｏｎ ｂｏｒｏｎｉｔｒｉｄｅ）、酸化ア
ルミニウム（アルミナ−Ａｌ２Ｏ３）、アルミノケイ酸
塩（ムライト−３Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ２）、アルミノ
ボロシリケート（ａｌｕｍｉｎｏｂｏｒｏｓｉｌｉｃａ
ｔｅ）、炭素繊維、耐熱繊維（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ
ｆｉｂｅｒ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イ
ットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、およびコルダイト（Ｍｇ
Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）の１つ以上から選択される
ことができるが、これらに限定されるものではない。
上に被覆される触媒の量は、０．５重量％から２０重量
％、好ましくは０．５重量％から１０重量％の範囲であ
ることができる。基体は、以下：二酸化ケイ素（シリカ
−ＳｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉ３Ｎ４）、ホウ化ケイ素、シリコンボロナイトライド
（ｓｉｌｉｃｏｎ ｂｏｒｏｎｉｔｒｉｄｅ）、酸化ア
ルミニウム（アルミナ−Ａｌ２Ｏ３）、アルミノケイ酸
塩（ムライト−３Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ２）、アルミノ
ボロシリケート（ａｌｕｍｉｎｏｂｏｒｏｓｉｌｉｃａ
ｔｅ）、炭素繊維、耐熱繊維（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ
ｆｉｂｅｒ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イ
ットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、およびコルダイト（Ｍｇ
Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）の１つ以上から選択される
ことができるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】本発明方法の第２段階において、ＮＯ、炭
化水素ガス、および任意にアンモニアを、触媒に供給す
る。ＮＯの供給源は、ＮＯのタンク、または１つ以上の
空気、酸素、Ｎ２、もしくはＮＯ２といった希釈剤と、
ＮＯの混合物であることができる。これらの物質は、商
業的に入手できる。
化水素ガス、および任意にアンモニアを、触媒に供給す
る。ＮＯの供給源は、ＮＯのタンク、または１つ以上の
空気、酸素、Ｎ２、もしくはＮＯ２といった希釈剤と、
ＮＯの混合物であることができる。これらの物質は、商
業的に入手できる。
【００１６】好適な炭化水素ガスとしては、メタン、エ
タン、プロパン、ブタン、アセチレン、エチレン、メタ
ノール、エーテル、および揮発性のアルコールが挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。メタンを含む
天然ガスが、好ましい。これらの物質は、商業的に入手
できる。
タン、プロパン、ブタン、アセチレン、エチレン、メタ
ノール、エーテル、および揮発性のアルコールが挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。メタンを含む
天然ガスが、好ましい。これらの物質は、商業的に入手
できる。
【００１７】別の態様において、本発明方法は、連続方
法であり、ＨＡＮＤＢＯＯＫ ＯＦＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ、ＭｃＧ
ｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ、１９８
６、ｃｈａｐｔｅｒｓ３．４、３．５および３．６に開
示されているＵｈｄｅ ＧｍｂＨ ａｎｄ ＢＡＭＡＧ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓまたはそれの変法によって教示さ
れている様に、ＮＯは、アンモニア酸化法（「ＡＯ
Ｐ」）のような方法における、アンモニアおよび酸素含
有ガスから製造されることができ、その後、触媒に供給
されるか、または炭化水素ガスと混合され、ＨＣＮが生
成する触媒に供給される、かかる開示は本明細書に組み
込まれ参照される。ＡＯＰ工程からの生成物流れを１８
０℃より高い温度に維持するなら、硝酸の生成は最低限
にされる。ＮＯ生成物流れを他の流れと混合する際に
は、混合された流れの温度も１８０℃より高く維持され
なければならない。
法であり、ＨＡＮＤＢＯＯＫ ＯＦＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ、ＭｃＧ
ｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ、１９８
６、ｃｈａｐｔｅｒｓ３．４、３．５および３．６に開
示されているＵｈｄｅ ＧｍｂＨ ａｎｄ ＢＡＭＡＧ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓまたはそれの変法によって教示さ
れている様に、ＮＯは、アンモニア酸化法（「ＡＯ
Ｐ」）のような方法における、アンモニアおよび酸素含
有ガスから製造されることができ、その後、触媒に供給
されるか、または炭化水素ガスと混合され、ＨＣＮが生
成する触媒に供給される、かかる開示は本明細書に組み
込まれ参照される。ＡＯＰ工程からの生成物流れを１８
０℃より高い温度に維持するなら、硝酸の生成は最低限
にされる。ＮＯ生成物流れを他の流れと混合する際に
は、混合された流れの温度も１８０℃より高く維持され
なければならない。
【００１８】一般に、ＡＯＰ方法は、アンモニアの高い
転化率を確実にするために、わずかに酸素過剰で操作さ
れる。しかしながら、もしアンモニアが過剰に供給され
るなら、流出中に残留アンモニアは存在するが、ＡＯＰ
工程における酸化白金の生成は最低限にされ、およびＨ
ＣＮ生成工程における硝酸の生成は最低限にされる。Ｈ
ＣＮへの反応はＮＯおよび任意のアンモニアの供給で有
利に進むので、アンモニア酸化法の化学量論は、ＡＯＰ
触媒の保護または高いＮＨ３転化率が望まれるかどうか
によって、Ｏ２またはＮＨ３を過剰にするというように
変えられることができる。
転化率を確実にするために、わずかに酸素過剰で操作さ
れる。しかしながら、もしアンモニアが過剰に供給され
るなら、流出中に残留アンモニアは存在するが、ＡＯＰ
工程における酸化白金の生成は最低限にされ、およびＨ
ＣＮ生成工程における硝酸の生成は最低限にされる。Ｈ
ＣＮへの反応はＮＯおよび任意のアンモニアの供給で有
利に進むので、アンモニア酸化法の化学量論は、ＡＯＰ
触媒の保護または高いＮＨ３転化率が望まれるかどうか
によって、Ｏ２またはＮＨ３を過剰にするというように
変えられることができる。
【００１９】白金回収フィルター（ｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｆｉｌｔｅｒ）および／またはパラジウム、金、銅、
銀、他の金属もしくはそれらの混合物でできているスク
リーンといった「キャッチメント細目網（ｃａｔｃｈｍ
ｅｎｔ ｇａｕｚｅ）」は、商業的に入手でき、ＡＯＰ
方法において、白金の損失を最低限にするために用いら
れることができる。
ｆｉｌｔｅｒ）および／またはパラジウム、金、銅、
銀、他の金属もしくはそれらの混合物でできているスク
リーンといった「キャッチメント細目網（ｃａｔｃｈｍ
ｅｎｔ ｇａｕｚｅ）」は、商業的に入手でき、ＡＯＰ
方法において、白金の損失を最低限にするために用いら
れることができる。
【００２０】別の態様において、ＮＯ製造方法は、酸素
富化によって促進される。酸素富化には、２１体積％よ
り多く１００体積％までの酸素含有流れを生成するため
に、純酸素および空気を使用することが含まれる。該方
法の化学量論は、触媒の保護および硝酸の回避、または
高いＮＨ３転化率が望まれるかどうかによって、上記の
ように変えられることができる。酸素富化は、改良され
たキャパシティー（ｃａｐａｃｉｔｙ）または生産量を
提供することができる。
富化によって促進される。酸素富化には、２１体積％よ
り多く１００体積％までの酸素含有流れを生成するため
に、純酸素および空気を使用することが含まれる。該方
法の化学量論は、触媒の保護および硝酸の回避、または
高いＮＨ３転化率が望まれるかどうかによって、上記の
ように変えられることができる。酸素富化は、改良され
たキャパシティー（ｃａｐａｃｉｔｙ）または生産量を
提供することができる。
【００２１】酸化窒素方法は、８００℃から１０００
℃、好ましくは８２０℃から９５０℃で行われることが
できる。限定されないがアンモニアおよび／または酸素
含有ガスを含む供給混合物は、室温でまたは任意にプレ
ヒートされて供給されることができる。触媒は、白金、
ロジウム、パラジウム、およびそれらの混合物をはじめ
とする貴金属から選択されることができる。操作圧力
は、大気圧から１５００ｋＰａ、好ましくは大気圧から
６００ｋＰａの範囲であることができる。反応は、典型
的には、０から１０％酸素モル過剰で行われる。流出す
るＮＯは、任意に、１つ以上の廃熱回収交換器（ｗａｓ
ｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｒ）で３０℃から３００℃、好ましくは１８０℃から３
００℃に冷却されることができる。
℃、好ましくは８２０℃から９５０℃で行われることが
できる。限定されないがアンモニアおよび／または酸素
含有ガスを含む供給混合物は、室温でまたは任意にプレ
ヒートされて供給されることができる。触媒は、白金、
ロジウム、パラジウム、およびそれらの混合物をはじめ
とする貴金属から選択されることができる。操作圧力
は、大気圧から１５００ｋＰａ、好ましくは大気圧から
６００ｋＰａの範囲であることができる。反応は、典型
的には、０から１０％酸素モル過剰で行われる。流出す
るＮＯは、任意に、１つ以上の廃熱回収交換器（ｗａｓ
ｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｒ）で３０℃から３００℃、好ましくは１８０℃から３
００℃に冷却されることができる。
【００２２】ＮＯ、炭化水素ガス、および任意のアンモ
ニアを、任意にプレヒートし、ＨＣＮを生成するために
反応させることができる。反応は、１０００℃から１４
００℃、好ましくは１０５０℃から１２５０℃、より好
ましくは１１００℃から１２５０℃の範囲の温度で起こ
ることができる。
ニアを、任意にプレヒートし、ＨＣＮを生成するために
反応させることができる。反応は、１０００℃から１４
００℃、好ましくは１０５０℃から１２５０℃、より好
ましくは１１００℃から１２５０℃の範囲の温度で起こ
ることができる。
【００２３】炭化水素ガスとＮＯのモル比は、０．５：
１から２：１、好ましくは０．８：１から１．８：１、
より好ましくは１．２：１から１．６：１の範囲にある
ことができる。アンモニアを用いる際には、ＮＯの量は
モル基準で１：１に減じられ、添加されるアンモニア１
モルごとに０．５モルのＯ２を加える。酸素の供給源
は、空気、純酸素、メタノールといった酸素含有炭化水
素、窒素の酸化物、炭素の酸化物、またはそれらの組み
合わせであることができる。炭化水素ガス、ＮＯ、およ
び任意のアンモニアは、触媒に供給する前または間に、
希釈剤の量が０体積％から７５体積％の範囲になるよう
に希釈されることができる。好適な希釈剤は不活性ガス
であり、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水蒸
気、二酸化炭素、およびそれらの混合物が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
１から２：１、好ましくは０．８：１から１．８：１、
より好ましくは１．２：１から１．６：１の範囲にある
ことができる。アンモニアを用いる際には、ＮＯの量は
モル基準で１：１に減じられ、添加されるアンモニア１
モルごとに０．５モルのＯ２を加える。酸素の供給源
は、空気、純酸素、メタノールといった酸素含有炭化水
素、窒素の酸化物、炭素の酸化物、またはそれらの組み
合わせであることができる。炭化水素ガス、ＮＯ、およ
び任意のアンモニアは、触媒に供給する前または間に、
希釈剤の量が０体積％から７５体積％の範囲になるよう
に希釈されることができる。好適な希釈剤は不活性ガス
であり、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水蒸
気、二酸化炭素、およびそれらの混合物が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
【００２４】ＨＣＮ反応工程における、硝酸の生成は、
ＮＯ供給流れの温度を１８０℃より高く保つ方法、Ｏ２
を排除する方法、水を排除する方法、およびそれらの組
み合わせ、から選択される方法を用いて、最低限にされ
る。ＮＯ供給中の水は、公知の方法、例えば分縮器の使
用が挙げられるがこれに限定されない方法を通して、最
低限にされることができる。ＨＣＮ反応器への水は、ア
ンモニアの精製といった、他の供給流れ中の水を最低限
にすることで、さらに制限されることができる。硝酸の
生成が最低限にされない場合には、触媒は、硝酸の生成
が最低限にされる場合より速く分解されるであろう。
ＮＯ供給流れの温度を１８０℃より高く保つ方法、Ｏ２
を排除する方法、水を排除する方法、およびそれらの組
み合わせ、から選択される方法を用いて、最低限にされ
る。ＮＯ供給中の水は、公知の方法、例えば分縮器の使
用が挙げられるがこれに限定されない方法を通して、最
低限にされることができる。ＨＣＮ反応器への水は、ア
ンモニアの精製といった、他の供給流れ中の水を最低限
にすることで、さらに制限されることができる。硝酸の
生成が最低限にされない場合には、触媒は、硝酸の生成
が最低限にされる場合より速く分解されるであろう。
【００２５】本発明方法において、残留アンモニアは最
低限にされる。そしてその上、二酸化白金は生成されな
い。それゆえ、本発明方法は、生成物ガスから除去され
る必要がある残留アンモニアの量を減じ、精製の前に中
間のアンモニア除去工程を必要としない。本発明方法
は、触媒が、炭素析出または二酸化白金の生成（白金の
損失）によって不活性化されないので、商業的に実行可
能である。このようにして、商業的に入手できる白金含
有細目網触媒を、本発明方法において用いることができ
る。
低限にされる。そしてその上、二酸化白金は生成されな
い。それゆえ、本発明方法は、生成物ガスから除去され
る必要がある残留アンモニアの量を減じ、精製の前に中
間のアンモニア除去工程を必要としない。本発明方法
は、触媒が、炭素析出または二酸化白金の生成（白金の
損失）によって不活性化されないので、商業的に実行可
能である。このようにして、商業的に入手できる白金含
有細目網触媒を、本発明方法において用いることができ
る。
【００２６】ＨＣＮが生成した後、クエンチング（ｑｕ
ｅｎｃｈｉｎｇ）および精製といった公知の手段で処理
されることができる。クエンチングには、分解または重
合を防ぐためのＨＣＮの冷却が含まれる。これは、一般
に、直接または間接冷却方法を用いることで行われる。
もし、生成物ＨＣＮが求められるなら、ＨＣＮは水に吸
収され、蒸留といった公知の手段でさらに精製されるこ
とができる。もし、シアン化ナトリウム生成物が求めら
れるなら、同様に、苛性アルカリへの吸収を用いること
ができる。
ｅｎｃｈｉｎｇ）および精製といった公知の手段で処理
されることができる。クエンチングには、分解または重
合を防ぐためのＨＣＮの冷却が含まれる。これは、一般
に、直接または間接冷却方法を用いることで行われる。
もし、生成物ＨＣＮが求められるなら、ＨＣＮは水に吸
収され、蒸留といった公知の手段でさらに精製されるこ
とができる。もし、シアン化ナトリウム生成物が求めら
れるなら、同様に、苛性アルカリへの吸収を用いること
ができる。
【００２７】本明細書及び請求項では、他に示されない
限り、パーセントはモル体積基準であり、すべての温度
は摂氏度である。
限り、パーセントはモル体積基準であり、すべての温度
は摂氏度である。
【００２８】本明細書及び請求項の目的のため、本明細
書で挙げられる、範囲及び比の限度は組み合わせて理解
されうる。例えば、もし、１−２０及び５−１５の範囲
が、特別なパラメーターとして挙げられるなら、範囲１
−１５又は５−２０も意図されていると理解される。
書で挙げられる、範囲及び比の限度は組み合わせて理解
されうる。例えば、もし、１−２０及び５−１５の範囲
が、特別なパラメーターとして挙げられるなら、範囲１
−１５又は５−２０も意図されていると理解される。
【００２９】以下の実施例は、本発明方法を例示するも
のとして示されるが、本発明の範囲を制限するように解
釈されるべきではない。
のとして示されるが、本発明の範囲を制限するように解
釈されるべきではない。
【００３０】実施例１ 反応器は、９０重量％白金／１０重量％ロジウム細目網
触媒を含む直径１８ｍｍの石英チューブ反応器であっ
た。供給流れは、表１に記載したとおりである。すべて
のパーセントはモルパーセントであり、比はモル比であ
る。供給は、全反応体が１分当たり０．６リットル（標
準状態）になるように維持された。実験は、最初に窒素
を希釈剤として用いて行われ、その後、アルゴンを希釈
剤として用いて繰り返された。２つの実験をガスクロマ
トグラフィーを用いて比較し、反応中にどれ程の窒素が
生成されるかを決定した。アルゴンを用いた実験の窒素
のピーク面積を、窒素を用いた実験のピーク面積から引
いた。これにより、窒素はガスクロマトグラフィーの標
準になることができる。水の量は、酸素モルバランスに
基づいて計算された。ＮＯまたはＯ２として反応に供給
された酸素のモルは合計され、その後、ＣＯ、ＣＯ２、
ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２の生成物モルが引かれた。残
ったモルは、Ｈ２Ｏのものとした。結果は、表１に示
す。
触媒を含む直径１８ｍｍの石英チューブ反応器であっ
た。供給流れは、表１に記載したとおりである。すべて
のパーセントはモルパーセントであり、比はモル比であ
る。供給は、全反応体が１分当たり０．６リットル（標
準状態）になるように維持された。実験は、最初に窒素
を希釈剤として用いて行われ、その後、アルゴンを希釈
剤として用いて繰り返された。２つの実験をガスクロマ
トグラフィーを用いて比較し、反応中にどれ程の窒素が
生成されるかを決定した。アルゴンを用いた実験の窒素
のピーク面積を、窒素を用いた実験のピーク面積から引
いた。これにより、窒素はガスクロマトグラフィーの標
準になることができる。水の量は、酸素モルバランスに
基づいて計算された。ＮＯまたはＯ２として反応に供給
された酸素のモルは合計され、その後、ＣＯ、ＣＯ２、
ＮＯ、ＮＯ２、およびＯ２の生成物モルが引かれた。残
ったモルは、Ｈ２Ｏのものとした。結果は、表１に示
す。
【００３１】
【表１】
【００３２】上記の実施例は、アンドリュッソー法への
ＮＯの添加により、ＨＣＮの優れた収率が得られること
を示している。実施例は、酸素の消費量が、公知のアン
ドリュッソーＨＣＮ反応において用いられる約半分にま
で減じられることも示している。
ＮＯの添加により、ＨＣＮの優れた収率が得られること
を示している。実施例は、酸素の消費量が、公知のアン
ドリュッソーＨＣＮ反応において用いられる約半分にま
で減じられることも示している。
【００３３】実施例２ 実施例２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄは、供給にＮＨ３
が入っていない以外は実施例１に記載された手順に従っ
て行われた。ＣＨ４とＮＯの比、および反応温度を変え
た。モル比、反応温度、および結果を、表２Ａから２Ｄ
に示す。
が入っていない以外は実施例１に記載された手順に従っ
て行われた。ＣＨ４とＮＯの比、および反応温度を変え
た。モル比、反応温度、および結果を、表２Ａから２Ｄ
に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】実施例２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄは、
ＣＨ４／ＮＯ方法を通して、優れたＨＣＮ収率を得られ
ることを示している。実施例が、同じ触媒上で連続して
行われた際に、触媒は実験の間よく作用し、触媒を攻撃
する化合物が有意な量で生成していないことは明らかで
ある。ＣＨ４とＮＯの比、および反応温度は、本方法の
収率に影響を及ぼす。白金／ロジウム細目網触媒は、上
記の実験の間、約４４時間用いられた。触媒の分解は、
観察されなかった。
ＣＨ４／ＮＯ方法を通して、優れたＨＣＮ収率を得られ
ることを示している。実施例が、同じ触媒上で連続して
行われた際に、触媒は実験の間よく作用し、触媒を攻撃
する化合物が有意な量で生成していないことは明らかで
ある。ＣＨ４とＮＯの比、および反応温度は、本方法の
収率に影響を及ぼす。白金／ロジウム細目網触媒は、上
記の実験の間、約４４時間用いられた。触媒の分解は、
観察されなかった。
【００３９】実施例３ 実施例３は、反応器が、アルミナ（９２パーセントＡｌ
２Ｏ３／８パーセントＳｉＯ２、１インチ当たり４５個
の孔を有する）フォーム（ｆｏａｍ）支持体上の４重量
％白金を含む直径１８ｍｍの石英チューブ反応器であっ
た以外は先の実施例と同じ手順に従って行われた。供給
は、全反応体が１分当たり０．６リットル（標準状態）
になるように維持された。モル比、反応温度、および結
果を、表３に示す。
２Ｏ３／８パーセントＳｉＯ２、１インチ当たり４５個
の孔を有する）フォーム（ｆｏａｍ）支持体上の４重量
％白金を含む直径１８ｍｍの石英チューブ反応器であっ
た以外は先の実施例と同じ手順に従って行われた。供給
は、全反応体が１分当たり０．６リットル（標準状態）
になるように維持された。モル比、反応温度、および結
果を、表３に示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】実施例３は、触媒が多孔質の基体上にロー
ド（ｌｏａｄ）されている場合も、本発明方法が作用す
ることを示している。
ド（ｌｏａｄ）されている場合も、本発明方法が作用す
ることを示している。
【００４２】伝統的に、重大な輸送安全リスクをともな
う、外部で生成したＨＣＮに依存している、ＨＣＮの少
量の消費者（例えば、農薬、製薬、および特殊化学物質
の会社）にとって、この新しい方法は、原料ＨＣＮの自
己供給（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ）という経済的
に魅力的なオプション（ｏｐｔｉｏｎ）を提供する。本
発明方法の利点には、精製の前にアンモニアを除去する
必要がなくなったこと、および反応器に供給される全モ
ルの減少による生成物のキャパシティーが増大すること
が含まれる。生成物のキャパシティーが増大すること
で、所定のキャパシティーのためにはより小さな反応器
のサイズを用いることができ、また既存の装置では増大
した生産量が得られる。メタンおよびＮＯのみの態様に
おいて、潜在的な生産量は、純（１００％）Ｏ２供給を
用いるアンドリュッソー法で得られる生産量を越えるこ
とができる。
う、外部で生成したＨＣＮに依存している、ＨＣＮの少
量の消費者（例えば、農薬、製薬、および特殊化学物質
の会社）にとって、この新しい方法は、原料ＨＣＮの自
己供給（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ）という経済的
に魅力的なオプション（ｏｐｔｉｏｎ）を提供する。本
発明方法の利点には、精製の前にアンモニアを除去する
必要がなくなったこと、および反応器に供給される全モ
ルの減少による生成物のキャパシティーが増大すること
が含まれる。生成物のキャパシティーが増大すること
で、所定のキャパシティーのためにはより小さな反応器
のサイズを用いることができ、また既存の装置では増大
した生産量が得られる。メタンおよびＮＯのみの態様に
おいて、潜在的な生産量は、純（１００％）Ｏ２供給を
用いるアンドリュッソー法で得られる生産量を越えるこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・スタンレー・デコーシー アメリカ合衆国テキサス州77059，ヒュー ストン，ヘザーベンド・コート・16414
Claims (10)
- 【請求項１】 酸化窒素、炭化水素ガス、および任意に
アンモニアを、シアン化水素に転化することができる触
媒を提供すること；酸化窒素、炭化水素ガス、および任
意にアンモニアを、触媒に供給すること；ならびに触媒
の存在下、大気圧および大気圧より高い圧力から選択さ
れる圧力で、酸化窒素、炭化水素ガス、および任意のア
ンモニアを反応させ、シアン化水素を生成することを含
む方法であって、酸化窒素供給流れの温度を１８０℃よ
り高く保つ方法、Ｏ２を最低限にする方法、水を最低限
にする方法、およびそれらの組み合わせから選択される
方法で、硝酸の生成が最低限にされている方法。 - 【請求項２】 触媒が、遷移金属、周期表のランタニド
系列、周期表のアクチニウム系列、およびそれらの混合
物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 遷移金属が、白金、ロジウム、パラジウ
ム、ニッケル、スズ、セリウム、アンチモン、マグネシ
ウム、マンガン、鉄、コバルト、金、イリジウム、銀、
亜鉛、およびそれらの混合物からなる群から選択され
る、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 遷移金属が、白金、ロジウム、パラジウ
ム、ニッケル、およびスズからなる群から選択される、
請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 触媒が、多孔質の基体上に被覆されてい
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 基体上に被覆されている触媒の量が、
０．５重量％から２０重量％であり、基体がアルミナお
よびアルミノケイ酸塩からなる群から選択される、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項７】 反応が８００℃から１４００℃で起こ
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 酸化窒素、炭化水素ガス、および任意の
アンモニアが、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水蒸
気、二酸化炭素、およびそれらの混合物からなる群から
選択される不活性ガスで希釈される、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項９】 前記方法は、連続方法であり、酸化窒素
は、アンモニア酸化法において、アンモニアおよび酸素
含有ガスを含む供給混合物から製造され、その後、触媒
へ供給される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 アンモニア酸化法が、酸素富化されて
いる、請求項９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14334299P | 1999-07-12 | 1999-07-12 | |
| US60/143342 | 1999-07-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001048526A true JP2001048526A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=22503659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000209305A Withdrawn JP2001048526A (ja) | 1999-07-12 | 2000-07-11 | シアン化水素の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2001048526A (ja) |
| KR (1) | KR20010049667A (ja) |
| CN (1) | CN1280098A (ja) |
| BR (1) | BR0002662A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN101479194A (zh) * | 2006-06-27 | 2009-07-08 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 一种用于制备含氮化合物的方法 |
| FR2931477B1 (fr) * | 2008-05-21 | 2012-08-17 | Arkema France | Acide cyanhydrique derive de matiere premiere renouvable |
| US20160046496A1 (en) * | 2012-12-18 | 2016-02-18 | Invista North America S.A R.L. | Hydrogen cyanide production with controlled feedstock composition |
| CN114735721B (zh) * | 2022-03-22 | 2023-12-12 | 山东新和成氨基酸有限公司 | 一种高效催化剂制备氢氰酸的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US2076953A (en) * | 1933-12-07 | 1937-04-13 | Du Pont | Manufacture of hydrocyanic acid |
| GB562917A (en) * | 1942-11-27 | 1944-07-21 | Ici Ltd | Improvements in or relating to the manufacture of hydrocyanic acid |
-
2000
- 2000-06-29 KR KR1020000036483A patent/KR20010049667A/ko not_active Application Discontinuation
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- 2000-07-06 CN CN 00120100 patent/CN1280098A/zh active Pending
- 2000-07-10 BR BR0002662-0A patent/BR0002662A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-07-11 JP JP2000209305A patent/JP2001048526A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN1280098A (zh) | 2001-01-17 |
| BR0002662A (pt) | 2001-03-13 |
| KR20010049667A (ko) | 2001-06-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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