PL136402B3 - Method of manufacture of hydrogen cyanide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku objetego patentem nr 115 479- jest srposób otrzymywania cyjanowodoru z mieszaniny metanu, amoniaku i powietrza ewen¬ tualnie wzbogaconego w tlen w obecnosci katali¬ zatora platynowego lulb ze stopu metali z grupy platynowców w postaci pakietu siatek, z których co najmniej jedna siatka w pakiecie pokryta jest powloka tlenków lub mineralów ognioodpornych, zawierajaca metale z grupy platynowców.W ciagu dalszych prac nad udoskonaleniem spo¬ sobu wedlug patentu nr 11115 4i7i9 stwierdzono, ze mozna osiagnac te sama lub wyzsza wydajnosc procesu oraz podobna konwersje amoniaku do cy¬ janowodoru, jezeli co najmniej jedna siatke w pa¬ kiecie zastapi sie warstwa materialu metalocera- micznego uzyskanego przez pokrycie ognioodporne¬ go materialu ceramicznego powloka tlenków lub mineralów ognioodpornych zawierajaca metale z grupy platynowców.W polaczeniu z pakietem siatek stosowanych ja¬ ko katalizator w sposobie wedlug opisu patento¬ wego nr iltiJ5 4fll9 material metaloceramiczny oka¬ zal sie aktywny w procesie syntezy cyjanowodoru.Jako ognioodporny material ceramiczny wedlug wynalazku stosuje sie korzystnie korund, kwarc, weglik krzemu, dwutlenek cyrkonu itp.Material ten pokrywa sie warstwa tlenków ognioodpornych, takich jak na .przyklad SiOa, Al^Oa, Zr02 przez jego zanurzenie w wodnych roztworach 10 15 20 zwiazków glinu, krzemu lub cyrkonu, zwlaszcza w wodnym koloidalnym roztworze wodorotlenku glinu, w Toztworze koloidalnej krzemionki, tlenku lub wodorotlenku cyrkonu lub w mieszaninach tych roztworów, a nastepnie suszenie i kalcynacje w temperaturze 4B-0^1^0K)ioC, korzystnie SSO^-aSJO^C.Powloke tlenkowa na materiale ceramicznym im¬ pregnuje sie nastepnie solami metali grupy pla¬ tynowców, wzglednie mieszanina soli tych metali, po czym poddaje sie procesowi redukcji przez ogrzewanie w strumieniu wodoru lub innego gazu redukcyjnego w temperaturze 2SK)H-ilt200oC, korzyst¬ nie 450^9010^0.Powloke na ognioodpornym materiale ceramicz¬ nym mozna równiez przygotowac przez zanurzenie tego materialu w mieszaninie utworzonej z wod¬ nego roztworu zwiazków glinu i/lub krzemu, iflub cyrkonu oraz wodnego roztworu soli metali grupy platynowców, nastepnie suszenie i redukcje w tem¬ peraturze 25CM12lOKK°C.Warstwa o wysokosci Ofi^&O cm, korzystnie 2,5 cm katalizatora metaloceramicznego zastepuje sie jedna lub wiecej siatek platynowych w pakiecie, stosowanych jako katalizator w procesie wedlug opisu patentowego nr 1115 4719, uzyskujac tym sa¬ mym znaczne oszczednosci platyny.W sposobie otrzymywania cyjanowodoru wedlug wynalazku ulozenie zloza katalitycznego jest do¬ wolne. Mozna poszczególne siatki oddzielac war- 136 4023 136 402 4 stwami katalizatora metaloceramicznego, jak rów¬ niez stosowac oddzielnie pakiet siatek ponizej lub powyzej warstwy katalizatora metaloceramicznego.Katalizator metaloceramiczny uaktywnia sie w trakcie -pracy jja skutek wychwytywania platyny z siatek oraz prawdopodobnie tworzenia sie cen¬ trów aktywnych typu PtxAly i A1N, dlatego tez moze byc' ponownie uzywany, po wymianie zuzy¬ tych siatek na nowe.Przedmiot wynalazku objasniono w przykladach wykonania, które nie ograniczaja jego zakresu.Przyklad I podano w celach porównawczych.Przyklad I. Mieszanine gazów skladajaca sie z l|l,i6f/f obj. amoniaku, l&tffh obj. gazu ziemnego zawierajacego 96»5P/t metanu i 75P/# powietrza pod¬ grzana do temperatury 60°C wprowadza sie do reaktora stalowego, w którego srodkowej czesci izolowanej cieplnie przez ogrzewanie, znajdowal sie pakiet katalizatora ze stopu wagowo 90P/o Pt — lOf/a Rh, zlozony z szesciu siatek, w tym trzy o srednicy drutu 046 mm, posiadajace 635 oczek/cm2 i trzy o srednicy drutu 0,076 mm posiadajace ltiBft oczka/cm2. Dwie siatki — jedna z cienkiego i jedna z grubego drutu byly uprzednio aktywowane. Pa¬ kiet siatek znajdowal sie w koszu wykonanym z rury kwarcowej o srednicy wewnetrznej 50 mm.Predkosc przeplywu mieszanki gazu w reaktorze wynosila 1,5 m/s, a cisnienie 0,<2 MPa. Gazy po¬ reakcyjne schladzano szybko do 220°C i podda¬ wano analizie. Maksymalna konwersja amoniaku do cyjanowodoru wynoszaca S&Ot/t obj. uzyskano po 1I8K) godzinach pracy od momentu zainicjowania - reakcji na katalizatorze. Zawartosc HCN w gazie poreakcyjnym wynosila 1&I% obj.Przyklad II. Prowadzac proces jak w przy¬ kladzie I stosowano zloze katalityczne skladajace sie z trzech siatek, w tym dwu uprzednio akty¬ wowanych (dwie siatki z drutu o srednicy 0,16 mm i jedna z drutu o srednicy 0,076 mm) oraz warstwy o wysokosci 2y5 cm katalizatora metalo¬ ceramicznego. Katalizator metaloceramiczny przy¬ gotowano, zanurzajac dwukrotnie korund w wod¬ nym roztworze koloidalnego wodorotlenku glinu zawierajacego 7,5f/» wag. substancji suchej, a po¬ nadto Q#/t wag. HiPtCle i H»RhCU. Po kazdym zanurzeniu katalizator suszono oraz redukowano, przepuszczajac przez okres 0,5 godz. gaz swietlny w temperaturze 45(0(oC. Wsad katalityczny ulozono w sposób nastepujacy, liczac w kierunku przeply¬ wu mieszanki: siatka gruba, siatka cienka, war¬ stwa o wysokosci 1^25 cm katalizatora metaloce¬ ramicznego, siatka cienka i warstwa o wysokosci 1,25 cm katalizatora metaloceramicznego. Po 100 godzinach pracy, uzyskano konwersje amoniaku do cyjanowodoru 99i^f/« obj., a zawartosc cyjanowo¬ doru w gazie poreakcyjnym wynosila 7,5P/i obj.Przyklad III. Prowadzac proces w sposób jak w przykladzie I i stosujac zloze katalityczne skladajace sie z czterech siatek (dwie siatki z dru- Drukarnla tu o srednicy 0,il6 mm i dwie z drutu o srednicy Q,0T7j8 mm), z których dwie zostaly wstepnie zakty- wowane oraz warstwe o wysokosci 2,5 cm katali¬ zatora metaloceramicznego przygotowanego jak w 5 przykladzie II, uzyskano konwersje amoniaku do cyjanowodoru wynoszaca 5A9p/» obj. po 70 godzi¬ nach pracy. Po 2100 godzinach pracy uzyskano kon¬ wersje amoniaku do cyjanowodoru 64,8P/» obj., przy zawartosci cyjanowodoru w gazach poreakcyj- 10 nych 6/P/f obj.Przyklad IV. Prowadzac proces jak w przy- klaodzie I i stosujac zloze katalityczne skladajace sie z czterech siatek Pt 96f/t wag., Rh 101/* wag., pokrytych powloka o skladzie <•/• wag.) lVt PtRh/ 15 /AljOs, oraz warstwy o wysokosci 2fi cm kataliza¬ tora metaloceramicznego przygotowanego jak w przykladzie II, po 2 godzinach pracy uzyskano konwersje amoniaku do cyjanowodoru 64f/§ obj. przy zawartosci cyjanowodoru w gazach poreakcyj- 20 nych 8,3°/t obj. Po 2)4 godzinach pracy uzyskano konwersje amoniaku do cyjanowodoru 70*2f/a obj., a zawartosc cyjanowodoru w gazach poreakcyj¬ nych wynosila 9,1% obj.Pr z y k l a d V. Proces prowadzi sie jak w przy- 25 kladzie I, przy zastosowaniu zloza katalitycznego skladajacego sie z czterech siatek pokrytych po¬ wloka o skladzie <•/• wag.) l'/a PtRh/AljO* oraz warstwy o wysokosci 2,5 cm katalizatora metalo¬ ceramicznego przygotowanego przez dwukrotne za- 30 nurzenie weglika krzemu w wodnym zolu wodo¬ rotlenku glinu zawierajacym 7y5f/t wag. substancji suchej oraz O&Afl* wag. koloidalnego siarczku pla¬ tyny i 0^Li2P/« wag. koloidalnego siarczku rodu. Po¬ kryty weglik krzemu kalcynowano w temperatu- 35 rze 550^C, a nastepnie redukowano jak w przy¬ kladzie II.Po uplywie 2 godzin otrzymano konwersje amo¬ niaku do cyjanowodoru 66V§ obj., przy zawartosci cyjanowodoru w gazach poreakcyjnych 8,7% obj. 40 Po uplywie 24 godzin konwersja amoniaku do cy¬ janowodoru wynosila 7Sf/t obj., a zawartosc cyja¬ nowodoru w gazach poreakcyjnych 9^P/t obj.Zastrzezenie patentowe 45 Sposób otrzymywanda cyjanowodoru z mieszani¬ ny metanu, amoniaku i powietrza ewentualnie wzbogaconego w tlen w obecnosci kaita&atiora pla¬ tynowego lufo ze sitopu metali z grupy platynow- 50 ców w postaci pakietu siatek, z totórydh co naj¬ mniej jedna siaitka w pakiecie pokryla jest powlo¬ ka tlenków luib mineralów ognioodpornych, za^ wierajaca metale z grupy platynowców wedlug patentu nr l|lS(4fl|9, znamienny tym, ze stosuje sie 55 pakiet siatek, z których co najmniej jedna zaste¬ puje sie wajrtetwa ognioodpornego materialu cera¬ micznego pokrytego powloka tlenków luib minera¬ lów ognioodpornych, zawieraijaca metale z grupy platynowców. a, Zaklad Nr 6, 129/86 100 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 45 Sposób otrzymywanda cyjanowodoru z mieszani¬ ny metanu, amoniaku i powietrza ewentualnie wzbogaconego w tlen w obecnosci kaita&atiora pla¬ tynowego lufo ze sitopu metali z grupy platynow- 50 ców w postaci pakietu siatek, z totórydh co naj¬ mniej jedna siaitka w pakiecie pokryla jest powlo¬ ka tlenków luib mineralów ognioodpornych, za^ wierajaca metale z grupy platynowców wedlug patentu nr l|lS(4fl|9, znamienny tym, ze stosuje sie 55 pakiet siatek, z których co najmniej jedna zaste¬ puje sie wajrtetwa ognioodpornego materialu cera¬ micznego pokrytego powloka tlenków luib minera¬ lów ognioodpornych, zawieraijaca metale z grupy platynowców. a, Zaklad Nr 6, 129/86 100 zl PL