JP2006501120A - 火炎内での窒素含有炭化水素の酸化によるシアン化水素の製造法 - Google Patents
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Abstract
Description
λato=[O]/([H]/2+2×[C])
その中で、[O]、[H]および[C]は、燃焼ガス混合物中で全体的に含有されている、結合されたかまたは遊離の酸素、水素または炭素を表わす。
(i)300℃未満の温度への分解ガスの冷却;
(ii)ガス洗浄による硫酸アンモニウムまたは燐酸アンモニウムとしてのアンモニアの分離、この場合には、アンモニアの含量に乏しい分解ガスを得ることができ;
(iii)シアン化水素水溶液としてのシアン化水素の分離、この場合には、シアン化水素の含量に乏しい残留分解ガスを得ることができ;
(iv)蒸留によるシアン化水素水溶液からのシアン化水素の取得;
(v)火炎反応帯域内への残留分解ガスの場合による部分的な返送
を含む。
実験室用装置中で、アセトニトリルの自動熱的な非接触的部分酸化の試験を行ない、この場合このアセトニトリルは、高度に窒素を含有する炭化水素のための簡単なモデル物質として使用される。実験室用装置は、15mmの外径を有するバーナーを含み、このバーナーは、前混合された装入物質の供給のために軸線方向の6つの4mmの開口を備え、酸素の供給のために同心的に2mmの開口を備えている。バーナー上には、15mmの内径を有する酸化アルミニウムからなる1.1mの長さの管が取り付けられており、この管は、電気加熱される炉中に存在する。炉の温度は、熱損失を最少化するために、1300℃の計算された反応温度と等しくなるように選択される。2個の別々の薄膜蒸発器中にアセトニトリル1.93kg/hおよび水0.19kg/hを計量供給し、蒸発させる。蒸気を酸素0.12Nm3/hと均一に混合し、120℃で軸線方向の6つの穿孔に供給する。火炎を安定化するために、同心の穿孔に酸素0.12Nm3/hを供給する。1300℃の反応温度の際の反応ガスの滞留時間は、計算により0.05秒である。その後に、形成された分解ガスを水冷却された壁を通して急速に約150℃に冷却し、こうしてガス組成物を”凍結させる”。冷却器は、29.7mmの内径を有する90゜の湾曲部を備え、この湾曲部には、20mmの内径を有する485mmの長さの真っ直ぐの断片が続く。反応器の端部と試料採集位置との間の冷却された長さは、全部で670mmである。引続き、分解ガス混合物の組成を測定する。HCNおよびNH3がFT−IR−スペクトロメーターにより測定され、この場合HCNの測定のために、分解ガスは、先にP2O5上で乾燥され、他方、NH3は、水蒸気含有ガス混合物中で測定される。CO、CO2およびCH4をND−IRで測定し、CH4、C2H2、C2H4およびC2H6をGC−FIDで測定し、H2を熱伝導率検出器で測定し、この場合HCN、NH3およびH2Oは、先にNaOHまたはP2O5で分離される。
HCN 29
NH3 1.8
CO 28
CO2 1.4
H2 26
CH4 1.8
C2H2 2
C2H4 0.1
C2H6 0.001
これから、使用された窒素に対して約70%のHCN収率が明らかになる。
Claims (17)
- 1つ以上の窒素含有炭化水素または窒素含有炭化水素混合物の自動熱的な非接触酸化によるシアン化水素の製造法において、窒素含有炭化水素、酸素含有ガス、場合によってはアンモニア、場合によっては水、場合によっては窒素酸化物含有ガスおよび場合によっては本質的に不活性の挙動を取る他の装入ガス成分を火炎反応帯域内に導入し、火炎反応帯域内および後反応帯域内で1000〜1800℃の温度で0.03〜0.3秒の反応時間の間に、少なくともシアン化水素、炭素酸化物、水素、水、アンモニア、窒素、易揮発性炭化水素の成分および場合によっては他の分解ガス成分を含有する分解ガスに反応させ、この場合、原子のC/N比は、反応帯域内で1〜7であり、原子状の空気数λatoは、0.6未満であり、分解ガスを冷却し、分離することを特徴とする、1つ以上の窒素含有炭化水素または窒素含有炭化水素混合物の自動熱的な非接触酸化によるシアン化水素の製造法。
- アンモニアを火炎反応帯域内に導入する、請求項1記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素が1〜5のC/N比を有する、請求項1または2記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素が5〜7のC/N比を有する、請求項1または2記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素が残留物である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 水を火炎反応帯域内に導入する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 本質的に不活性の挙動を取る他の装入ガス成分を火炎内に導入する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 本質的に不活性の挙動を取る他の装入ガス成分が分解ガスから取得される炭素酸化物および/または水素を含む、請求項7記載の方法。
- 窒素酸化物含有ガスを火炎反応帯域内に導入する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素または炭化水素混合物を液状の形で火炎反応帯域内に導入する、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素を噴霧して100μm未満の平均粒径を有する液滴に変える、請求項10記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素または炭化水素混合物を水性エマルジョンとして火炎反応帯域内に導入する、請求項10または11記載の方法。
- 使用された水性エマルジョンを噴霧して100μm未満の粒径を有する液滴に変える、請求項12記載の方法。
- 使用された窒素含有炭化水素をガス状で火炎内に導入する、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
- ガス状の窒素含有炭化水素を酸素含有ガス、アンモニア、窒素酸化物含有ガス、水および本質的に不活性の挙動を取る装入ガス成分から選ばれる、装入ガス成分の少なくとも一部分と一緒に予め混合し、得られたガス混合物を火炎反応帯域内に導入する、請求項14記載の方法。
- 反応帯域内に乱流を予め占有させる、請求項1から15までのいずれか1項に記載の方法。
- 得られた分解ガスは、少なくともシアン化水素、炭素酸化物、水素、水、アンモニア、窒素および易揮発性炭化水素の成分を含有し、得られた分解ガスの分離が次の工程:
(i)300℃未満の温度への分解ガスの冷却;
(ii)ガス洗浄による硫酸アンモニウムまたは燐酸アンモニウムとしてのアンモニアの分離、この場合には、アンモニアの含量に乏しい分解ガスを得ることができ;
(iii)シアン化水素水溶液としてのシアン化水素の分離、この場合には、シアン化水素およびアンモニアの含量に乏しい残留分解ガスを得ることができ;
(iv)蒸留によるシアン化水素水溶液からのシアン化水素の取得;
(v)火炎反応帯域内への残留分解ガスの場合による部分的な返送
を含む、請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法。
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