RU2800707C2 - Method for purifying hydrogen cyanide - Google Patents
Method for purifying hydrogen cyanide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800707C2 RU2800707C2 RU2021100195A RU2021100195A RU2800707C2 RU 2800707 C2 RU2800707 C2 RU 2800707C2 RU 2021100195 A RU2021100195 A RU 2021100195A RU 2021100195 A RU2021100195 A RU 2021100195A RU 2800707 C2 RU2800707 C2 RU 2800707C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- distillation column
- liquid
- hydrogen cyanide
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к способу очистки цианистого водорода. Кроме того, настоящее изобретение также относится к способу получения 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила посредством осуществления реакции цианистого водорода, полученного посредством способа очистки по настоящему изобретению, с 3-меркаптопропиональдегидом.The present invention relates to a process for purifying hydrogen cyanide. In addition, the present invention also relates to a method for producing 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile by reacting hydrogen cyanide obtained by the purification method of the present invention with 3-mercaptopropionaldehyde.
Уровень техникиState of the art
Цианистый водород (HCN) может быть получен либо в ходе так называемого способа Андрусова, либо в ходе так называемого способа BMA или способа Дегусса. Способ Андрусова обеспечивает получение цианистого водорода в ходе газофазной реакции из метана, аммиака и кислорода в присутствии платинового катализатора:Hydrogen cyanide (HCN) can be produced either by the so-called Andrusov process or by the so-called BMA process or the Degussa process. The Andrusov method provides the production of hydrogen cyanide during a gas-phase reaction from methane, ammonia and oxygen in the presence of a platinum catalyst:
CH4 + NH3 + 1,5 O2 → HCN + 3 H2O, ΔHR = - 481,06 кДж/мольCH 4 + NH 3 + 1.5 O 2 → HCN + 3 H 2 O, ΔH R = - 481.06 kJ / mol
Аммиак, природный газ (метан) и кислород загружают в реактор и обеспечивают протекание реакции в присутствии платинового катализатора при температуре в диапазоне от 800 до 1500°C. Как правило, метан поступает из природного газа, который может быть дополнительно очищен; в природном газе также могут присутствовать C2, C3 и высшие углеводороды (например, этан, этен, пропан, пропен, бутан, бутен, изобутен и т. д., в общем называемые C2+ углеводороды). Хотя в качестве источника кислорода можно применять воздух, реакцию также можно проводить с использованием неразбавленного кислорода или воздуха, обогащенного кислородом (т. е. в способе Андрусова с использованием кислорода). Теплота реакции, выделяемая в ходе основной реакции, обеспечивает множество побочных реакций, которые подробно обсуждаются в литературе, например, в Waletzko, N., Schmidt, L.D. «Modeling Catalytic Gauze Reactors: HCN Synthesis», AIChE Journal vol. 34, no. 7, 1146-1156 (1988). Ammonia, natural gas (methane) and oxygen are loaded into the reactor and the reaction is allowed to proceed in the presence of a platinum catalyst at a temperature in the range from 800 to 1500°C. As a rule, methane comes from natural gas, which can be further purified; natural gas may also contain C 2 , C 3 and higher hydrocarbons (eg, ethane, ethene, propane, propene, butane, butene, isobutene, etc., collectively referred to as C 2 + hydrocarbons). Although air can be used as the source of oxygen, the reaction can also be carried out using neat oxygen or oxygen-enriched air (i.e., in the Andrusov process using oxygen). The heat of reaction released during the main reaction provides many side reactions, which are discussed in detail in the literature, for example, in Waletzko, N., Schmidt, LD "Modeling Catalytic Gauze Reactors: HCN Synthesis", AIChE Journal vol. 34, no. 7, 1146-1156 (1988).
В способе Андрусова продукты в первичном реакторе, следовательно, включают цианистый водород, непрореагировавший аммиак, монооксид углерода, азот и другие побочные продукты реакции, в частности, нитрилы, такие как ацетонитрил, акрилонитрил и пропионитрил. In the Andrusov process, the products in the primary reactor therefore include hydrogen cyanide, unreacted ammonia, carbon monoxide, nitrogen and other reaction by-products, in particular nitriles such as acetonitrile, acrylonitrile and propionitrile.
Название «способ BMA» представляет собой сокращение от цианистый водород (Blausäure) из метана (Methan) и аммиака (Ammoniak) на немецком. Соответственно, название BMA уже указывает на то, что данный способ предназначен для получения цианистого водорода из метана и аммиака в присутствии платинового катализатора. Уравнение реакции аналогично реакции конверсии метана водяным паром (SMR) для метана и воды: The name "BMA process" is an abbreviation for hydrogen cyanide (Blausäure) from methane (Methan) and ammonia (Ammoniak) in German. Accordingly, the name BMA already indicates that this method is intended for the production of hydrogen cyanide from methane and ammonia in the presence of a platinum catalyst. The reaction equation is similar to the methane steam reforming (SMR) reaction for methane and water:
CH4 + NH3 → HCN + 3 H2, ΔHR = 251 кДж/мольCH 4 + NH 3 → HCN + 3 H 2 , ΔH R = 251 kJ/mol
Реакция является чрезвычайно эндотермической, и реагенты метан и аммиак вступают в реакцию в трубке из оксида алюминия, покрытой платиновым катализатором, примерно при 1400°C. Полученная таким образом смесь продуктов содержит приблизительно 23 об. % цианистого водорода и приблизительно 72 об. % водорода, а также незначительные количества аммиака. The reaction is extremely endothermic and the reactants methane and ammonia are reacted in a platinum catalyst coated alumina tube at about 1400°C. The product mixture thus obtained contains approximately 23 vol. % hydrogen cyanide and approximately 72 vol. % hydrogen, as well as small amounts of ammonia.
В обоих способах поток газообразного продукта, содержащий цианистый водород и непрореагировавший аммиак, резко охлаждают до температуры от приблизительно 100 до 400°C на выходе. Затем, охлажденный таким образом поток продукта направляют в процесс удаления аммиака, в котором аммиак превращается в нелетучую аммониевую соль посредством обеспечения контакта аммиака с водным раствором кислоты, например фосфорной кислоты или серной кислоты. Далее поток газообразного продукта, не содержащий аммиака, направляют в абсорбционную колонну для получения HCN, где HCN поглощается водой. Затем полученный таким образом водный раствор HCN очищают в дистилляционной колонне с получением верхнего потока, содержащего цианистый водород, и водного нижнего потока, который может быть либо рециркулирован, либо утилизирован. Более конкретно, водный раствор HCN очищают в стандартной дистилляционной колонне, в которую его вводят в одной точке между верхней и нижней частью дистилляционной колонны, на так называемой ступени подачи. Данная точка введения или ступень подачи также разделяет дистилляционную колонну на секцию ректификации над ступенью подачи и отпарную секцию ниже ступени подачи. В способах из предшествующего уровня техники пар, достигающий верхней части колонны, охлаждается и конденсируется в жидкость в верхнем конденсаторе, который может быть размещен либо внутри верхней части дистилляционной колонны, либо за пределами дистилляционной колонны (см., например, обзорную статью Cyano Compounds, Inorganic in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2012, том 10, стр. 673-710, в частности, раздел 1.2, стр. 675-678 и фиг. 3 на стр. 676). Часть данной жидкости возвращают в колонну в виде обратного потока, а остальную часть выводят в виде дистиллята или верхнего продукта. Данная общая структура потока в дистилляционной колонне обеспечивает противоточный контакт восходящего пара и потоков жидкости, движущихся вниз по насадке(насадкам) или тарелкам, на всех насадках или тарелках по всей колонне. Тем не менее, обратный поток, который необходим для достижения необходимой чистоты цианистого водорода, приводит к накоплению высших нитрилов, например, ацетонитрила, акрилонитрила и пропионитрила внутри колонны. Если указанные нитрилы присутствуют в высоких концентрациях, внутри колонны могут возникать две отдельные жидкие фазы, что приводит к проблеме полимеризации, которая обычно происходит на границе раздела фаз между двумя жидкими фазами, и к образованию пены. In both processes, the product gas stream containing hydrogen cyanide and unreacted ammonia is quenched to about 100 to 400° C. at the outlet. The product stream thus cooled is then sent to an ammonia removal process in which the ammonia is converted to a non-volatile ammonium salt by contacting the ammonia with an aqueous solution of an acid, such as phosphoric acid or sulfuric acid. Next, the ammonia-free gaseous product stream is sent to an absorption tower to produce HCN, where the HCN is taken up in water. The aqueous HCN solution thus obtained is then purified in a distillation column to obtain an overhead stream containing hydrogen cyanide and an aqueous underflow which can either be recycled or disposed of. More specifically, the aqueous HCN solution is purified in a standard distillation column into which it is introduced at one point between the top and bottom of the distillation column, in the so-called feed stage. This introduction point or feed stage also separates the distillation column into a distillation section above the feed stage and a stripping section below the feed stage. In prior art methods, the vapor reaching the top of the column is cooled and condensed to liquid in an overhead condenser, which can be placed either inside the top of the distillation column or outside of the distillation column (see, for example, Cyano Compounds, Inorganic in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2012,
В опубликованной заявке на патент WO 2017/011428 A1 раскрыт способ снижения количеств нитрилов в цианистом водороде. В частности, в данном документе описан способ, который включает подачу продукта реакции, включающего HCN, воду и нитрилы, в разделительный сосуд, отбор отводимого потока жидкости, содержащего HCN, воду и нитрилы, из разделительного сосуда и подачу отводимого потока жидкости в боковую отпарную колонну для удаления нитрилов из смеси, содержащей HCN. Тем не менее, экспериментальные данные из WO 2017/011428 A1 показывают, что данный способ не подавляет или по меньшей мере значительно снижает накопление нитрилов в разделительном сосуде. Напротив, поток после удаления нитрилов, выходящий из боковой отпарной колонны, содержит значительные количества нитрилов. Published patent application WO 2017/011428 A1 discloses a process for reducing the amounts of nitriles in hydrogen cyanide. In particular, this document describes a process that includes feeding a reaction product comprising HCN, water and nitriles to a separation vessel, withdrawing an effluent stream containing HCN, water and nitriles from the separation vessel, and feeding the effluent stream to a side stripper. to remove nitriles from a mixture containing HCN. However, experimental data from WO 2017/011428 A1 show that this method does not suppress or at least significantly reduces the accumulation of nitriles in the separation vessel. In contrast, the nitrile removal stream exiting the side stripper contains significant amounts of nitriles.
Таким образом, все еще существует потребность в способе, который подавляет накопление нитрилов, а также образование полимерных побочных продуктов при очистке цианистого водорода, таких как полученные в способе Андрусова или BMA. Thus, there is still a need for a process that suppresses the accumulation of nitriles as well as the formation of polymeric by-products in the purification of hydrogen cyanide, such as those obtained in the Andrusov or BMA process.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Было обнаружено, что данная проблема решается посредством того, что верхний поток пара, обогащенный цианистым водородом, который извлекают из дистилляционной колонны, не сжижают в конденсаторе или внешнем теплообменнике, как в стандартных способах дистилляции. Соответственно, отсутствует наружный обратный поток сжиженного верхнего потока обратно в верхнюю часть дистилляционной колонны. Напротив, подаваемый поток, содержащий цианистый водород, подают в специальный способ дистилляции, который, в отличие от стандартного способа дистилляции, включает разделение жидкого подаваемого потока (1), содержащего цианистый водород, на по меньшей мере два потока (2) и (3). Поток (2) вводят в дистилляционную колонну в точке между верхней и нижней частями дистилляционной колонны. Помимо указанного потока (2), необязательный дополнительный поток, который также отделяют от подаваемого потока (1), можно вводить в дистилляционную колонну в точке между верхней и нижней частями дистилляционной колонны, которая отличается от точки введения потока (2). Поток (3) вводят в дистилляционную колонну в верхней части указанной дистилляционной колонны. С целью обеспечения обратного потока, который необходим для достижения разделения компонентов в колонне, в частности, с конкретной степенью очистки, поток (3) вводят в дистилляционную колонну при температуре ниже температуры потока (2) и необязательного дополнительного потока. Нижний поток, обедненный по цианистому водороду, извлекают из нижней части дистилляционной колонны, и верхний поток пара, обогащенный цианистым водородом, извлекают из дистилляционной колонны. It has been found that this problem is solved by not liquefying the hydrogen cyanide-enriched overhead vapor stream that is withdrawn from the distillation column in a condenser or external heat exchanger, as is the case in standard distillation processes. Accordingly, there is no external reflux of the liquefied overhead stream back to the top of the distillation column. On the contrary, the feed stream containing hydrogen cyanide is fed into a special distillation process, which, unlike the standard distillation process, involves separating the liquid feed stream (1) containing hydrogen cyanide into at least two streams (2) and (3) . Stream (2) is introduced into the distillation column at a point between the top and bottom of the distillation column. In addition to said stream (2), an optional additional stream, which is also separated from the feed stream (1), can be introduced into the distillation column at a point between the top and bottom of the distillation column, which is different from the point of introduction of stream (2). Stream (3) is introduced into the distillation column at the top of said distillation column. In order to provide a reverse flow, which is necessary to achieve separation of the components in the column, in particular with a specific degree of purification, the stream (3) is introduced into the distillation column at a temperature below the temperature of the stream (2) and optional additional stream. The bottom stream depleted in hydrogen cyanide is recovered from the bottom of the distillation column and the top vapor stream enriched in hydrogen cyanide is recovered from the distillation column.
Следовательно, объектом настоящего изобретения является способ очистки цианистого водорода, включающий стадии Therefore, the subject of the present invention is a process for purifying hydrogen cyanide, comprising the steps
a) разделения жидкого подаваемого потока (1), содержащего цианистый водород, на по меньшей мере первый поток (2) жидкости и второй поток (3) жидкости, a) separating a liquid feed stream (1) containing hydrogen cyanide into at least a first liquid stream (2) and a second liquid stream (3),
b) введения первого потока (2) жидкости с температурой T1 в дистилляционную колонну (4) в точке между верхней и нижней частями дистилляционной колонны,b) introducing the first stream (2) of liquid at temperature T1 into the distillation column (4) at a point between the top and bottom of the distillation column,
c) введения второго потока (3) жидкости с температурой T2 в дистилляционную колонну (4) в верхней части дистилляционной колонны, c) introducing a second stream (3) of liquid at a temperature T2 into the distillation column (4) at the top of the distillation column,
d) извлечения верхнего потока (5) пара, обогащенного цианистым водородом, из дистилляционной колонны (4) иd) extracting the top steam stream (5) enriched with hydrogen cyanide from the distillation column (4) and
e) извлечения нижнего потока (6), обедненного по цианистому водороду, из дистилляционной колонны (4), e) extracting the bottom stream (6), depleted in hydrogen cyanide, from the distillation column (4),
где температура T2 второго потока (3) жидкости на стадии c) ниже температуры T1 первого потока (2) жидкости на стадии b). where the temperature T2 of the second liquid stream (3) in step c) is lower than the temperature T1 of the first liquid stream (2) in step b).
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Фиг. 1 представляет собой схематическое представление способа очистки цианистого водорода по настоящему изобретению.Fig. 1 is a schematic representation of the hydrogen cyanide purification process of the present invention.
На фиг. 2 показан вариант осуществления способа по настоящему изобретению, где первый поток (2) жидкости нагревают посредством теплообмена с нижним потоком (6) до его введения в дистилляционную колонну (4).In FIG. 2 shows an embodiment of the method of the present invention, where the first liquid stream (2) is heated by heat exchange with the bottom stream (6) prior to its introduction into the distillation column (4).
На фиг. 3 показан вариант осуществления способа по настоящему изобретению, где весь верхний поток (5) пара или его часть, извлеченный из дистилляционной колонны (4), конденсируют с получением сжиженного потока (13) и, если применимо, остаточного потока (14) пара.In FIG. 3 shows an embodiment of the process of the present invention where all or part of the overhead vapor stream (5) recovered from the distillation column (4) is condensed to form a liquefied stream (13) and, if applicable, a residual vapor stream (14).
На фиг. 4 показан вариант осуществления способа по настоящему изобретению, объединяющий признаки, показанные на фиг. 2 и 3.In FIG. 4 shows an embodiment of the method of the present invention combining the features shown in FIG. 2 and 3.
На фиг. 5 показан способ из предыдущего уровня техники для очистки цианистого водорода, где верхний поток (5) пара, извлеченный из дистилляционной колонны (4), конденсируют и часть полученного в результате сжиженного потока (13) возвращают в дистилляционную колонну (4) в виде обратного потока (15).In FIG. 5 shows a prior art process for purifying hydrogen cyanide, where the overhead vapor stream (5) extracted from the distillation column (4) is condensed and part of the resulting liquefied stream (13) is returned to the distillation column (4) as a reflux (15).
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Дистилляционная колонна, применяемая в способе по настоящему изобретению, содержит по меньшей мере один бойлер или ребойлер, который обеспечивает энергию, необходимую для выпаривания компонентов в дистилляционной колонне. The distillation column used in the method of the present invention contains at least one boiler or reboiler, which provides the energy needed to evaporate the components in the distillation column.
Дистилляционная колонна, применяемой в способе очистки по настоящему изобретению, не ограничена конкретным типом дистилляционной колонны и может представлять собой тарельчатую колонну, колонну с неупорядоченной насадкой или колонну с упорядоченной насадкой. The distillation column used in the purification method of the present invention is not limited to a particular type of distillation column, and may be a tray column, a random packed column, or an ordered packed column.
Жидкий подаваемый поток (1) на стадии a) может быть получен из абсорбционной колонны для получения HCN, где HCN поглощается водой. В данном случае, жидкий подаваемый поток (1) на стадии a) представляет собой содержащий водный цианистый водород поток, который предпочтительно содержит общее количество воды и цианистого водорода, составляющее по меньшей мере 90% по весу, более предпочтительно по меньшей мере 98% по весу. Тот же принцип применяется в отношении первого и второго потоков (2) и (3) жидкости, а также любого необязательного дополнительного потока, который также отделяют от жидкого подаваемого потока (1), содержащего цианистый водород. Способ по настоящему изобретению не ограничен в отношении концентрации конкретных компонентов, в частности, цианистого водорода, в данном жидком подаваемом потоке (1). Тот же принципе обязательно применяется в отношении первого и второго потоков (2) и (3) жидкости и любому дополнительному потоку, отделенному от указанного жидкого подаваемого потока (1). Следовательно, жидкий подаваемый поток (1) может содержать от 1 до 99 вес. % цианистого водорода, предпочтительно от 1 до 75 вес. %, от 1 до 50 вес. %, от 1 до 25 вес. % цианистого водорода. В частности, жидкий подаваемый поток (1) содержит от 1 до 7 вес. % цианистого водорода, особенно предпочтительно от 4 до 5 вес. % цианистого водорода. Как правило, содержание нитрилов в значительной степени зависит от состава подаваемого потока, содержащего природный газ, подаваемого в реактор с цианистым водородом. Предпочтительно, общее количество ацетонитрила и акрилонитрила в жидком подаваемом потоке (1) находится в диапазоне от 1 до 5000 ppm по весу.The liquid feed stream (1) in step a) can be obtained from the HCN absorption column, where the HCN is taken up in water. In this case, the liquid feed stream (1) in step a) is an aqueous hydrogen cyanide containing stream, which preferably contains a total amount of water and hydrogen cyanide of at least 90% by weight, more preferably at least 98% by weight . The same principle applies to the first and second liquid streams (2) and (3), as well as any optional additional stream that is also separated from the liquid feed stream (1) containing hydrogen cyanide. The method of the present invention is not limited with respect to the concentration of specific components, in particular hydrogen cyanide, in a given liquid feed stream (1). The same principle necessarily applies to the first and second fluid streams (2) and (3) and any additional stream separated from said liquid feed stream (1). Therefore, the liquid feed stream (1) may contain from 1 to 99 wt. % hydrogen cyanide, preferably from 1 to 75 wt. %, from 1 to 50 wt. %, from 1 to 25 wt. % hydrogen cyanide. In particular, the liquid feed stream (1) contains from 1 to 7 wt. % hydrogen cyanide, particularly preferably 4 to 5 wt. % hydrogen cyanide. As a rule, the content of nitriles is highly dependent on the composition of the feed stream containing natural gas fed to the reactor with hydrogen cyanide. Preferably, the total amount of acetonitrile and acrylonitrile in the liquid feed stream (1) is in the range of 1 to 5000 ppm by weight.
Было обнаружено, что способ очистки по настоящему изобретению обеспечивает значительное снижение накопления нитрилов и полимерных побочных продуктов внутри дистилляционной колонны. В частности, было обнаружено, что накопление ацетонитрила и акрилонитрила значительно снижено в способе по настоящему изобретению. В частности, количество побочных продуктов, представляющих собой ацетонитрил и акрилонитрил, близко к нулю в каждой тарелке тарельчатой дистилляционной колонны, применяемой в способе по настоящему изобретению. Для сравнения, побочные продукты, представляющие собой ацетонитрил и акрилонитрил, могут накапливаться до почти 60% в верхней части дистилляционной колонне в способе дистилляции для очистки неочищенного цианистого водорода из предыдущего уровня техники. Без ограничения какой-либо конкретной теорией, считается, что данный эффект основан на различном температурном профиле по всей дистилляционной колонне в способе по настоящему изобретению, по сравнению с температурным профилем по всей дистилляционной колонне в способе очистки цианистого водорода из предыдущего уровня техники. Температуру приблизительно 26°C измеряют в верхней части дистилляционной колонны из предыдущего уровня техники, если неочищенный цианистый водород дистиллируют с флегмовым числом 1. Высшие нитрилы, такие как ацетонитрил и акрилонитрил, характеризуются значениями температуры кипения между значениями температуры кипения HCN и воды. Следовательно, данные побочные продукты обычно накапливаются внутри дистилляционной колонны. Тем не менее, любое накопление нитрилов внутри колонны неизбежно способствует образованию двух отдельных жидких фаз. Еще более проблематичным является образование полимерных побочных продуктов, которое происходит на границе раздела фаз. Соответственно, указанное разделение фаз способствует полимеризации, которая неизбежно ведет к засорению внутри дистилляционной установки и может потребовать остановки дистилляции. По сравнению со способами дистилляции из предыдущего уровня техники, способ по настоящему изобретению обеспечивает более высокие значения температуры в верхней части дистилляционной колонны. В частности, значения температуры, составляющие более 30°C, измеряют в верхней части дистилляционной колонны (4) в способе по настоящему изобретению. Данные более высокие значения температуры в верхней части дистилляционной колонны в способе по настоящему изобретению обеспечивают большее количество воды в верхней части дистилляционной колонны по сравнению со способами из предыдущего уровня техники. Это предотвращает разделение фаз в дистилляционной колонне в способе по настоящему изобретению, а также накопление побочных продуктов, таких как ацетонитрил и акрилонитрил, в отдельной жидкой фазе.It has been found that the purification process of the present invention provides a significant reduction in the accumulation of nitriles and polymeric by-products within the distillation column. In particular, it was found that the accumulation of acetonitrile and acrylonitrile is significantly reduced in the method of the present invention. In particular, the by-products of acetonitrile and acrylonitrile are close to zero in each tray of the tray distillation column used in the process of the present invention. By comparison, acetonitrile and acrylonitrile by-products can accumulate up to nearly 60% at the top of the distillation column in the prior art crude hydrogen cyanide purification distillation process. Without being limited to any particular theory, this effect is believed to be based on the different temperature profile across the entire distillation column in the process of the present invention compared to the temperature profile across the entire distillation column in the prior art hydrogen cyanide purification process. A temperature of approximately 26° C. is measured at the top of a prior art distillation column when crude hydrogen cyanide is distilled at a reflux ratio of 1. Higher nitriles such as acetonitrile and acrylonitrile have boiling points between those of HCN and water. Therefore, these by-products usually accumulate inside the distillation column. However, any buildup of nitriles within the column inevitably promotes the formation of two separate liquid phases. Even more problematic is the formation of polymeric by-products that occurs at the interface. Accordingly, said phase separation promotes polymerization, which inevitably leads to clogging within the distillation unit and may require distillation to be stopped. Compared to prior art distillation methods, the method of the present invention provides higher temperatures at the top of the distillation column. In particular, temperatures above 30° C. are measured at the top of the distillation column (4) in the method of the present invention. These higher temperatures at the top of the distillation column in the process of the present invention provide more water at the top of the distillation column compared to prior art methods. This prevents phase separation in the distillation column in the process of the present invention, as well as the accumulation of by-products such as acetonitrile and acrylonitrile in the separate liquid phase.
Кроме того, способ по настоящему изобретению также обеспечивает значительную экономию энергии, потребляемой для работы дистилляционной колонны (4), по сравнению со способом очистки цианистого водорода из предыдущего уровня техники. В частности, было обнаружено, что способ по настоящему изобретению снижает нагрузку ребойлера дистилляционной колонны (4) на более 20% по сравнению со способом дистилляции для очистки цианистого водорода из предыдущего уровня техники. In addition, the method of the present invention also provides significant savings in energy consumed for the operation of the distillation column (4) compared to the prior art hydrogen cyanide purification method. In particular, it has been found that the method of the present invention reduces the reboiler load of the distillation column (4) by more than 20% compared to the prior art distillation process for purifying hydrogen cyanide.
Во избежание какого-либо разделения фаз в ходе очистки потоков жидкости, содержащих цианистый водород, дистилляционную колонну (4) предпочтительно эксплуатируют при температуре, составляющей по меньшей мере 30°C, предпочтительно по меньшей мере 35, 40 или 45°C, в верхней части колонны. In order to avoid any phase separation during purification of liquid streams containing hydrogen cyanide, the distillation column (4) is preferably operated at a temperature of at least 30°C, preferably at least 35, 40 or 45°C, in the upper part columns.
В одном варианте осуществления способа по настоящему изобретению дистилляционную колонну (4) эксплуатируют при температуре, составляющей по меньшей мере 30°C, в верхней части колонны. In one embodiment of the process of the present invention, the distillation column (4) is operated at a temperature of at least 30° C. at the top of the column.
В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению дистилляционную колонну (4) эксплуатируют при температуре в диапазоне от 30°C до 50°C, в верхней части колонны.In a preferred embodiment of the method according to the present invention, the distillation column (4) is operated at a temperature in the range from 30°C to 50°C, in the upper part of the column.
В частности, дистилляционную колонну (4) эксплуатируют при температуре в диапазоне от 35°C до 50°C, от 40°C до 50°C или от 45°C до 50°C в верхней части колонны. In particular, the distillation column (4) is operated at a temperature in the range of 35°C to 50°C, 40°C to 50°C or 45°C to 50°C at the top of the column.
Разделение подаваемого потока (1) также обеспечивает регулирование долей каждого потока (2) и (3), а также любого другого потока помимо потоков (2) и (3). Выбранные значения скорости потока полученных таким образом потоков (2), (3) и любых необязательных дополнительных потоков помимо потока (2) соответствуют необходимым долям данных потоков. Сумма потоков (2) и (3), а также любого потока помимо потока (2) равна входящему потоку подаваемого потока (1). Следовательно, разделение подаваемого потока (1) также обеспечивает регулирование конкретного соотношения массового расхода или доли первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости.The division of the feed stream (1) also controls the proportions of each stream (2) and (3), as well as any other stream in addition to streams (2) and (3). The selected flow rates of the thus obtained streams (2), (3) and any optional additional streams in addition to stream (2) correspond to the required proportions of these streams. The sum of streams (2) and (3) and any stream other than stream (2) is equal to the input stream of the supplied stream (1). Therefore, the division of the feed stream (1) also provides for the control of a specific mass flow ratio or proportion of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3).
Было обнаружено, что соотношение массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости в диапазоне от 95:5 до 50:50 подходит не только для подавления накопления нитрилов и образования полимерных побочных продуктов в дистилляционной колонне (4), но также экономит все или по меньшей мере часть охлаждения, необходимого для конденсации пара, достигающего верхней части дистилляционной колонны, и энергии, необходимой для испарения сконденсированного пара, которая возвращается обратно в дистилляционную колонну в виде обратного потока. Даже небольшого потока (3) по сравнению с потоком (2) достаточно для достижения очистки цианистого водорода со степенью качества, сопоставимой с процедурой из предыдущего уровня техники. В способе по настоящему изобретению соотношение массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости предпочтительно находится в диапазоне от 95:5 до 50:50, от 90:10 до 50:50, от 85:15 до 50:50, от 80:20 до 50:50, от 75:25 до 50:50, от 70:30 до 50:50, от 65:35 до 50:50, от 60:40 до 50:50 или от 55:45 до 50:50. Путем снижения соотношения массового расхода потока (2) и потока (3) от 85:15 до 75:25 нагрузка ребойлера дистилляционной колонны снижается более чем на 8%. При этом содержание воды в верхнем потоке пара снижается с 13,9 вес. % до 6,9 вес. %. Кроме того, соотношение массового расхода потока (2) и потока (3) с по меньшей мере 50% потока (2) обеспечивает снижение максимальной концентрации нитрилов в жидкой фазе внутри дистилляционной колонны от более 56% в способе дистилляции для очистки цианистого водорода из предыдущего уровня техники до значений менее 1%. Таким образом, накопление нитрилов значительно снижается. It has been found that the mass flow ratio of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3) in the range of 95:5 to 50:50 is suitable not only for suppressing the accumulation of nitriles and the formation of polymeric by-products in the distillation column (4), but also saves all or at least part of the cooling required to condense the vapor reaching the top of the distillation column and the energy required to vaporize the condensed vapor which is returned back to the distillation column as a reflux. Even a small stream (3) compared to stream (2) is sufficient to achieve hydrogen cyanide purification with a degree of quality comparable to the prior art procedure. In the method of the present invention, the mass flow ratio of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3) is preferably in the range of 95:5 to 50:50, 90:10 to 50:50, 85:15 to 50: 50, 80:20 to 50:50, 75:25 to 50:50, 70:30 to 50:50, 65:35 to 50:50, 60:40 to 50:50 or 55: 45 to 50:50. By reducing the mass flow ratio of stream (2) to stream (3) from 85:15 to 75:25, the distillation column reboiler load is reduced by more than 8%. At the same time, the water content in the upper steam stream decreases from 13.9 wt. % to 6.9 wt. %. In addition, the mass flow ratio of stream (2) and stream (3) with at least 50% of stream (2) reduces the maximum concentration of nitriles in the liquid phase inside the distillation column from more than 56% in the distillation process for purifying hydrogen cyanide from the previous level technique to values less than 1%. Thus, the accumulation of nitriles is significantly reduced.
В одном варианте осуществления способа по настоящему изобретению соотношение массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости находится в диапазоне от 95:5 до 50:50. In one embodiment of the process of the present invention, the mass flow ratio of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3) is in the range of 95:5 to 50:50.
Если способ по настоящему изобретению включает введение дополнительного потока в дистилляционную колонну (4) в дополнение к первому потоку (2) жидкости, значения, указанные выше и ниже для массового расхода первого потока (2) жидкости, соответствуют сумме массового расхода первого потока (2) жидкости и указанного дополнительного потока в дополнение к потоку (2). If the method of the present invention involves introducing an additional stream into the distillation column (4) in addition to the first liquid stream (2), the values given above and below for the mass flow rate of the first liquid stream (2) correspond to the sum of the mass flow rate of the first liquid stream (2) liquid and said additional flow in addition to flow (2).
Соотношение массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости, находящееся в диапазоне от 90:10 до 75:25, имеет сразу несколько преимуществ. Во-первых, оно обеспечивает верхний поток пара с содержанием воды менее 7 вес. %, что приемлемо для дополнительной обработки цианистого водорода в крупномасштабных способах. Во-вторых, температуру, составляющую приблизительно 47°C, измеряют в верхней части дистилляционной колонны (4). Данное условие подавляет накопление нитрилов, а также подавляет образование полимерных побочных продуктов в дистилляционной колонне (4). Кроме того, потребление энергии ребойлером дистилляционной колонны (4) уменьшается на 5% по сравнению со способом дистилляции из предыдущего уровня техники. The ratio of the mass flow rate of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3), which is in the range from 90:10 to 75:25, has several advantages at once. First, it provides an overhead steam stream with a water content of less than 7 wt. %, which is acceptable for further processing of hydrogen cyanide in large scale processes. Secondly, a temperature of approximately 47° C. is measured at the top of the distillation column (4). This condition suppresses the accumulation of nitriles and also suppresses the formation of polymeric by-products in the distillation column (4). In addition, the energy consumption of the reboiler of the distillation column (4) is reduced by 5% compared to the distillation method of the prior art.
В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению соотношение массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости находится в диапазоне от 90:10 до 70:30. In a preferred embodiment of the method according to the present invention, the mass flow ratio of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3) is in the range from 90:10 to 70:30.
Без ограничения какой-либо конкретной теорией считается, что экономия нагрузки ребойлера обусловлена снижением массового расхода первого потока (2) жидкости по сравнению со способом дистилляции из предыдущего уровня техники. Следовательно, поток (2) с более низким массовым расходом можно нагревать до более высоких значений температуры, чем полный подаваемый поток из процедуры дистилляции из предыдущего уровня техники, что приводит к меньшему потреблению энергии, чем в процедуре дистилляции из предыдущего уровня техники. Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the reboiler load savings are due to the reduced mass flow rate of the first liquid stream (2) compared to the prior art distillation process. Therefore, the lower mass flow stream (2) can be heated to higher temperatures than the total feed stream from the prior art distillation procedure, resulting in less energy consumption than the prior art distillation procedure.
Можно предположить, что аналогичное снижение потребления энергии произойдет в процедуре дистилляции из предыдущего уровня техники при снижении флегмового числа. Тем не менее, результаты моделирования демонстрируют, что снижение флегмового числа при дистилляции неочищенного HCN из предыдущего уровня техники до значения примерно 0,26 не обеспечивает экономию пара или охлажденной воды. Для сравнения, очистка HCN до продукта того же качества в способе по настоящему изобретению не только экономит всю охлажденную воду, которая требуется в способе из предыдущего уровня техники для очистки цианистого водорода, но также экономит более 20% пара. Получение охлажденной воды должно быть энергоемким и дорогостоящим. Таким образом, способ по настоящему изобретению обеспечивает общую экономию энергии более чем на 34% по сравнению с очисткой HCN из предыдущего уровня техники, которая обеспечивает такое же качество продукта. It can be assumed that a similar reduction in energy consumption will occur in the distillation procedure of the prior art with a decrease in reflux. However, the simulation results show that lowering the reflux in the distillation of prior art crude HCN to about 0.26 does not save steam or chilled water. By comparison, purifying HCN to the same quality product in the process of the present invention not only saves all the chilled water required in the prior art process for purifying hydrogen cyanide, but also saves more than 20% steam. Producing chilled water must be energy intensive and costly. Thus, the method of the present invention provides an overall energy saving of more than 34% compared to the prior art HCN purification, which provides the same product quality.
В соответствии с настоящим изобретением, обратный поток, который требуется для достижения необходимой степени очистки, обеспечивается посредством введения второго потока (3) жидкости, который был отделен от подаваемого потока (1). В отличие от стандартной процедуры дистилляции для очистки HCN, второй поток (3) жидкости не нагревают перед его введением в дистилляционную колонну (4). Напротив, указанный поток (3) вводят в дистилляционную колонну (4) с температурой, которая предпочтительно ниже, чем температура верхней части дистилляционной колонны в способе по настоящему изобретению. Предпочтительно температура второго потока (3) жидкости на стадии c) составляет менее 30°C, менее 25°C, не более 20°C, не более 15°C или не более 10°C. Предпочтительно температура второго потока (3) жидкости на стадии c) находится в диапазоне от 5°C до менее 30°C, от 5°C до менее 25°C, от 5°C до не более 20°C, от 5°C до не более 15°C или от 5°C до не более 10°C.In accordance with the present invention, the reverse flow, which is required to achieve the required degree of purification, is provided by introducing a second liquid stream (3) that has been separated from the feed stream (1). In contrast to the standard distillation procedure for HCN purification, the second liquid stream (3) is not heated before it is introduced into the distillation column (4). On the contrary, said stream (3) is introduced into the distillation column (4) at a temperature which is preferably lower than the temperature of the top of the distillation column in the process of the present invention. Preferably, the temperature of the second liquid stream (3) in step c) is less than 30°C, less than 25°C, not more than 20°C, not more than 15°C, or not more than 10°C. Preferably, the temperature of the second liquid stream (3) in step c) is in the range of 5°C to less than 30°C, 5°C to less than 25°C, 5°C to no more than 20°C, 5°C up to no more than 15°C or from 5°C to no more than 10°C.
В другом варианте осуществления способа по настоящему изобретению температура T2 второго потока (3) жидкости на стадии c) составляет менее 25°C. In another embodiment of the method according to the present invention, the temperature T2 of the second liquid stream (3) in step c) is less than 25°C.
В дополнительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению первый поток (2) жидкости нагревают перед его введением в дистилляционную колонну (4). In a further embodiment of the method of the present invention, the first liquid stream (2) is heated before it is introduced into the distillation column (4).
Нагретый таким образом поток (2) затем вводят в виде нагретого потока (8) в дистилляционную колонну (4).The thus heated stream (2) is then introduced as a heated stream (8) into the distillation column (4).
В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению первый поток (2) жидкости нагревают до температуры T1, составляющей от 25°C до не более 130°C. Диапазон от 25°C до не более 130°C включает все условия для осуществления способа по настоящему изобретению, включая соотношение 50:50 потока (2) и потока (3), полный нагретый поток (8) жидкости и нижний поток с чистой водой с наименьшей теплоемкостью. Предпочтительно первый поток (2) жидкости нагревают до температуры T1, составляющей от 25°C до не более 95°C. Данная температура T1 является особенно пригодной для соотношения массового расхода потока (2) и потока (3) 75:25, как показано в примере.In a preferred embodiment of the process of the present invention, the first liquid stream (2) is heated to a temperature T1 of 25°C to at most 130°C. The range from 25°C to no more than 130°C includes all conditions for carrying out the method of the present invention, including a 50:50 ratio of stream (2) to stream (3), a full heated liquid stream (8) and a bottom stream with pure water with lowest heat capacity. Preferably, the first liquid stream (2) is heated to a temperature T1 of 25°C to at most 95°C. This temperature T1 is particularly suitable for a mass flow ratio of stream (2) and stream (3) of 75:25 as shown in the example.
Предпочтительно, чтобы в способе по настоящему изобретению температура T3 второго потока (3) жидкости на стадии c) составляла менее 25°C, а температура T1 первого потока (2) жидкости на стадии b) находилась в диапазоне от 25°C до не более 130°C.Preferably, in the process of the present invention, the temperature T3 of the second liquid stream (3) in step c) is less than 25°C and the temperature T1 of the first liquid stream (2) in step b) is between 25°C and at most 130 °C
Для оптимального рационального использования тепла предпочтительно нагревать первый поток (2) жидкости за счет теплообмена с нижним потоком (6) из дистилляционной колонны (4). Указанный нижний поток характеризуется высокой теплоемкостью и, следовательно, может передавать большую часть тепла потоку (2). Данный нагрев можно осуществлять в теплообменнике (7). После передачи тепла от нижнего потока (6) к потоку (2) нагретый таким образом поток (8) вводят в дистилляционную колонну (4), а охлажденный таким образом нижний поток (6) либо утилизируют, либо направляют для дальнейшего применения в виде потока (11). Указанный поток (11) в основном содержит воду и не более нескольких ppm высококипящих побочных продуктов от перегонки. Тем не менее, чрезвычайно низкое количество данных побочных продуктов не оказывает никакого влияния на цианистый водород. Следовательно, предпочтительно направлять поток (11) в абсорбционную колонну для получения цианистого водорода, в которой цианистый водород поглощается водой.For optimal heat management, it is preferable to heat the first liquid stream (2) by heat exchange with the bottom stream (6) from the distillation column (4). Said bottom stream has a high heat capacity and can therefore transfer most of the heat to the stream (2). This heating can be carried out in the heat exchanger (7). After heat is transferred from the bottom stream (6) to stream (2), the thus heated stream (8) is introduced into the distillation column (4), and the thus cooled bottom stream (6) is either disposed of or sent for further use as a stream ( eleven). Said stream (11) mainly contains water and no more than a few ppm of high-boiling distillation by-products. However, the extremely low amount of these by-products has no effect on hydrogen cyanide. Therefore, it is preferable to send stream (11) to a hydrogen cyanide absorption column in which the hydrogen cyanide is absorbed by water.
В еще одном варианте осуществления способа по настоящему изобретению первый поток (2) жидкости нагревают за счет теплообмена с нижним потоком (6) из дистилляционной колонны (4).In yet another embodiment of the method of the present invention, the first liquid stream (2) is heated by heat exchange with the bottom stream (6) from the distillation column (4).
Охлаждение второго потока (3) жидкости перед его введением в дистилляционную колонну (4) обеспечивает дополнительное повышение степени чистоты цианистого водорода. Указанное охлаждение можно осуществлять посредством теплообменника (9), и охлажденный таким образом поток (3) вводят в дистилляционную колонну (4) в виде потока (10). Cooling the second liquid stream (3) before it is introduced into the distillation column (4) further improves the purity of the hydrogen cyanide. Said cooling can be carried out by means of a heat exchanger (9) and the thus cooled stream (3) is introduced into the distillation column (4) as stream (10).
Предпочтительно, второй поток (3) жидкости охлаждают перед его введением в дистилляционную колонну (4).Preferably, the second liquid stream (3) is cooled before being introduced into the distillation column (4).
Кроме того, предпочтительно, чтобы второй поток (3) жидкости охлаждали до температуры Т2, составляющей от 5 до 20°C, перед его введением в дистилляционную колонну (4).In addition, it is preferable that the second liquid stream (3) is cooled to a temperature T2 of 5 to 20°C before it is introduced into the distillation column (4).
В соответствии с настоящим изобретением первый поток (2) жидкости вводят в точке между верхней и нижней частями дистилляционной колонны (4). Данная конкретная точка часто также упоминается как ступень подачи, которая разделяет дистилляционную колонну на отпарную секцию ниже ступени подачи и секцию ректификации над ступенью подачи. Ступень подачи предпочтительно выбирают таким образом, чтобы обеспечивать от 30 до 70%, предпочтительно от 50 до 65% ступеней разделения дистилляционной колонны (4) в отпарной секции и остальную часть в секции ректификации. Например, если дистилляционная колонна содержит 20 ступеней разделения, причем первая ступень находится в верхней части колонны, а 20-я ступень в нижней части, ступень подачи находится между 6-й и 14-й из указанных 20 ступеней разделения, предпочтительно между 7-й и 10-й из указанных 20 ступеней разделения. According to the present invention, the first liquid stream (2) is introduced at a point between the top and bottom of the distillation column (4). This particular point is often also referred to as the feed stage, which separates the distillation column into a stripping section below the feed stage and a fractionating section above the feed stage. The feed stage is preferably chosen in such a way as to provide 30 to 70%, preferably 50 to 65% of the separation stages of the distillation column (4) in the stripping section and the remainder in the distillation section. For example, if a distillation column contains 20 separation stages, with the first stage at the top of the column and 20th stage at the bottom, the feed stage is between 6th and 14th of these 20 separation steps, preferably between 7th and The 10th of the indicated 20 separation steps.
Тем не менее, способ по настоящему изобретению не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества потоков, на которые разделяют подаваемый поток (1) и которые вводят в дистилляционную колонну. Следовательно, способ по настоящему изобретению также не подлежит каким-либо ограничениям относительно количества дополнительных потоков в дополнение к первому потоку (2) жидкости, которые также вводят в точке по всей дистилляционной колонне. Если подаваемый поток (1) разделяют более чем на два потока, один или более потоков в дополнение к первому потоку (2) жидкости предпочтительно вводят в точке по всей секции ректификации дистилляционной колонны, которая отличается от точки введения первого потока (2) жидкости. Предпочтительно данный дополнительный поток в дополнение к первому потоку (2) жидкости вводят в точке между верхней и нижней частях дистилляционной колонны (4), которая отличается от точки введения первого потока (2) жидкости, в частности, в точке между точками введения первого и второго потока (2) и (3) жидкости. Также предпочтительно, чтобы указанный дополнительный поток вводят в дистилляционную колонну с температурой T3, которая находится в диапазоне между температурой T1 первого потока (2) жидкости при введении в дистилляционную колонну и температурой T2 второго потока (3) жидкости при введении в дистилляционную колонну.However, the process of the present invention is not subject to any restrictions as to the number of streams into which the feed stream (1) is divided and introduced into the distillation column. Therefore, the process of the present invention is also not subject to any restrictions as to the number of additional streams in addition to the first liquid stream (2) which are also introduced at a point throughout the distillation column. If the feed stream (1) is divided into more than two streams, one or more streams in addition to the first liquid stream (2) are preferably introduced at a point throughout the fractionation section of the distillation column that is different from the injection point of the first liquid stream (2). Preferably, this additional stream, in addition to the first liquid stream (2), is introduced at a point between the top and bottom of the distillation column (4), which is different from the point of introduction of the first liquid stream (2), in particular, at a point between the points of introduction of the first and second flow (2) and (3) liquid. It is also preferable that said additional stream is introduced into the distillation column at a temperature T3 that is in the range between the temperature T1 of the first liquid stream (2) when introduced into the distillation column and the temperature T2 of the second liquid stream (3) when introduced into the distillation column.
В одном варианте осуществления способ очистки по настоящему изобретению дополнительно включает стадиюIn one embodiment, the purification method of the present invention further comprises the step of
f) введения по меньшей мере одного дополнительного потока жидкости, который также отделяют от жидкого подаваемого потока (1), содержащего цианистый водород, в дополнение к первому потоку (2) жидкости в дистилляционную колонну (4) в точке между точками введения первого и второго потоков (2) и (3) жидкости, где температура T3 дополнительного потока находится в диапазоне от температуры T2 второго потока (3) жидкости на стадии c) до температуры T1 первого потока (2) жидкости на стадии b).f) introducing at least one additional liquid stream, which is also separated from the liquid feed stream (1) containing hydrogen cyanide, in addition to the first liquid stream (2) into the distillation column (4) at a point between the points of introduction of the first and second streams (2) and (3) fluid, where the temperature T3 of the additional stream is in the range from the temperature T2 of the second fluid stream (3) in step c) to the temperature T1 of the first fluid stream (2) in step b).
В предпочтительном варианте осуществления способа очистки по настоящему изобретению массовый расход первого потока (2) жидкости, который вводят в дистилляционную колонну на стадии b), превышает массовый расход по меньшей мере одного дополнительного потока, который вводят в указанную дистилляционную колонну в дополнение к первому потоку (2) жидкости.In a preferred embodiment of the purification process of the present invention, the mass flow rate of the first liquid stream (2) that is introduced into the distillation column in step b) is greater than the mass flow rate of at least one additional stream that is introduced into said distillation column in addition to the first stream ( 2) liquids.
В принципе, способ согласно настоящему изобретению направлен на избегание конденсации части или всего верхнего потока (5) пара, обогащенного цианистым водородом, и подачи обратного потока сжиженного таким образом потока в верхнюю часть дистилляционной колонны (4). Таким образом, на стадии d) указанный верхний поток (5) пара, обогащенный цианистым водородом, предпочтительно не конденсируют после извлечения из дистилляционной колонны (4). Соответственно, указанный верхний поток (5) пара предпочтительно дополнительно обрабатывают без какой-либо конденсации после извлечения из дистилляционной колонны (4). In principle, the process according to the present invention aims to avoid condensing part or all of the overhead steam stream (5) enriched in hydrogen cyanide and feeding the reverse stream of the thus liquefied stream to the top of the distillation column (4). Thus, in step d), said overhead steam stream (5) enriched in hydrogen cyanide is preferably not condensed after being withdrawn from the distillation column (4). Accordingly, said overhead vapor stream (5) is preferably further processed without any condensation after being withdrawn from the distillation column (4).
Тем не менее, по меньшей мере часть верхнего потока (5) пара после извлечения из дистилляционной колонны (4) альтернативно можно конденсировать с получением сжиженного потока (13), который подают либо на дополнительную обработку, либо в резервуар для хранения. Если верхний поток (5) пара не полностью конденсирован, неконденсированная часть верхнего потока (5) пара составляет остаточный поток (14) пара. В конденсаторе (12) осуществляют (парциальную) конденсацию верхнего потока (5) пара. Данная конденсация не оказывает какого-либо влияния на способ очистки по настоящему изобретению и на достигнутые таким образом положительные эффекты, независимо от того, какое количество верхнего потока пара конденсируют после извлечения из дистилляционной колонны. Напротив, данный вариант осуществления позволяет реагировать на колебания в потреблении цианистого водорода, полученного в ходе способа по настоящему изобретению, или обеспечивать цианистый водород в требуемых количествах и в лучше транспортируемой форме для потребителя. Следовательно, данный конкретный вариант осуществления не ограничивается каким-либо конкретным соотношением сжиженного потока (13) и остаточного потока (14) пара. However, at least a portion of the overhead vapor stream (5) after being withdrawn from the distillation column (4) can alternatively be condensed to form a liquefied stream (13) which is fed either to further processing or to a storage tank. If the top steam stream (5) is not completely condensed, the non-condensed part of the top steam stream (5) is the residual steam stream (14). In the condenser (12) carry out (partial) condensation of the upper steam stream (5). This condensation does not have any effect on the purification process of the present invention and the positive effects thus achieved, regardless of how much of the overhead vapor stream is condensed after being removed from the distillation column. On the contrary, this embodiment makes it possible to respond to fluctuations in the consumption of hydrogen cyanide produced during the process of the present invention, or to provide hydrogen cyanide in the required quantities and in a better transportable form for the consumer. Therefore, this particular embodiment is not limited to any particular ratio of liquefied stream (13) and residual vapor stream (14).
В альтернативном варианте осуществления способ очистки по настоящему изобретению дополнительно включает стадииIn an alternative embodiment, the purification method of the present invention further comprises the steps
g) конденсирования по меньшей мере части верхнего потока (5) пара, извлеченного из дистилляционной колонны (4), с получением сжиженного потока (13) и, если применимо, остаточного потока (14) пара иg) condensing at least a portion of the overhead steam stream (5) extracted from the distillation column (4) to obtain a liquefied stream (13) and, if applicable, a residual steam stream (14) and
h) подачи сжиженного потока (13) со стадии g) на дополнительную обработку или в резервуар для хранения.h) supplying the liquefied stream (13) from step g) for further processing or storage tank.
Если верхний поток (5) пара полностью не конденсируют на стадии g), неконденсированную часть верхнего потока (5) пара, которая составляет остаточный поток (14) пара, предпочтительно непосредственно подают, т. е. без какой-либо конденсации, для дополнительной обработки. В качестве альтернативы верхний поток (5) пара может быть полностью конденсирован на стадии g) с получением сжиженного потока (13), который подают на дополнительную обработку или в резервуар для хранения на стадии h). If the top steam stream (5) is not completely condensed in step g), the non-condensed part of the top steam stream (5) that constitutes the residual steam stream (14) is preferably fed directly, i.e. without any condensation, for further processing . Alternatively, the top vapor stream (5) can be completely condensed in step g) to form a liquefied stream (13) which is fed to further processing or storage tank in step h).
В соответствии со способом по настоящему изобретению обогащенный цианистым водородом верхний поток (5) пара и/или обогащенный цианистым водородом остаточный поток (14) пара не сжижают и, следовательно, они могут быть направлены на дополнительную обработку в форме пара, в которой их получают после дистилляции. Следовательно, дополнительная обработка верхнего потока (5) пара или остаточного потока (14) пара не включает какое-либо хранение потоков. Напротив, какой-либо из данных потоков непосредственно подвергают дополнительной обработке, т. е. в том виде, в котором они были получены после способа очистки по настоящему изобретению, с получением нового химического продукта или смеси с цианистым водородом. According to the process of the present invention, the hydrogen cyanide-enriched top steam stream (5) and/or the hydrogen cyanide-rich tail steam stream (14) are not liquefied and can therefore be sent to further processing in the form of steam, in which they are obtained after distillation. Therefore, the post-treatment of the top steam stream (5) or the residual steam stream (14) does not involve any storage of the streams. On the contrary, any of these streams are directly further processed, i.e., in the form in which they were obtained after the purification process of the present invention, to obtain a new chemical product or mixture with hydrogen cyanide.
В одном варианте осуществления способа очистки по настоящему изобретению верхний поток (5) пара, извлеченный из дистилляционной колонны (4) на стадии d), дополнительно обрабатывают без конденсации указанного верхнего потока пара.In one embodiment of the purification process of the present invention, the overhead vapor stream (5) extracted from the distillation column (4) in step d) is further treated without condensing said overhead vapor stream.
В другом варианте осуществления способа очистки по настоящему изобретению остаточный поток (14) пара со стадии h) дополнительно обрабатывают без конденсации указанного потока пара.In another embodiment of the purification process according to the present invention, the residual steam stream (14) from step h) is further treated without condensing said vapor stream.
В контексте настоящего изобретения дополнительная обработка представляет собой любую обработку верхнего потока (5) пара и/или остаточного потока (14) пара, при которой любой из указанных потоков либо дополнительно вводят в реакцию и/или смешивают с любыми дополнительными компонентами, за исключением ожижения любого из указанных потоков, соответственно.In the context of the present invention, post-treatment is any treatment of the top steam stream (5) and/or residual steam stream (14) in which any of these streams is either further reacted and/or mixed with any additional components, with the exception of liquefying any from the specified streams, respectively.
Дополнительное улучшение в отношении аспектов безопасности достигается, если верхний поток (5) пара или остаточный поток (14) пара, оба обогащенные цианистым водородом и полученные посредством способа очистки по настоящему изобретению, преобразуют в менее опасное соединение. Это значительно снижает потенциальную опасность цианистого водорода. С экономической точки зрения полученное таким образом производное соединение цианистого водорода должно представлять собой соответствующий конечный или промежуточный продукт. В случае промежуточного продукта указанное производное соединение цианистого водорода должно легко превращаться в другие соединения, имеющие экономическое значение. A further improvement in safety aspects is achieved if the top steam stream (5) or the bottom steam stream (14), both enriched in hydrogen cyanide and obtained by the purification process of the present invention, is converted to a less hazardous compound. This greatly reduces the potential danger of hydrogen cyanide. From an economic point of view, the hydrogen cyanide derivative thus obtained should be the corresponding final or intermediate product. In the case of an intermediate, said hydrogen cyanide derivative should be easily converted into other compounds of economic importance.
Цианистый водород представляет собой важное исходное соединение в крупномасштабном производстве незаменимой аминокислоты D,L-метионина, и в данном способе цианистый водород вводят в реакцию с 3-метилтиопропаналем, также известным как 3-метилмеркаптопропиональдегид или сокращенно MMP, с получением нитрила 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты. Данную реакцию можно осуществлять в присутствии подходящих катализаторов, таких как пиридин или триметиламин. Полученный таким образом нитрил 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты может быть гидролизован в присутствии минеральной кислоте с образованием 2-гидрокси-4-метилбутановой кислоты, также известной как аналог гидроксиметионина или под сокращенным названием MHA. В качестве альтернативы нитрил 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты дополнительно вводят в реакцию с гидрокарбонатом аммония с получением соответствующего гидантоина, который омыляют основанием с получением раствора, содержащего метионат, из которого нейтральный метионин осаждают посредством подкисления раствора диоксидом углерода или кислотой. Дополнительное преимущество осуществления реакции цианистого водорода с 3-метилтиопропаналем с получением нитрила 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты заключается в том, что последнее соединение имеет гораздо лучшую стабильность при хранении, чем 3-метилтиопропаналь. Получение нитрила 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты раскрыто, например, в опубликованной заявке на патент US 2012/215022 A1. Тем не менее, способ, раскрытый в данном документе, включает применение неочищенного газообразного продукта из получения цианистого водорода в соответствии со способом Андрусова, который, следовательно, характеризуется низким содержанием цианистого водорода, но более высоким содержанием других компонентов. Тем не менее, данные дополнительные компоненты не способствуют любому дополнительному преимуществу в получении нитрила 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты. Напротив, они обеспечивают очень большой поток вещества, нагревание и проведение которого в течение всего способа требует большой конструкции аппарата и большого количества энергии. Тем не менее, это делает способ по US 2012/215022 A1 достаточно непривлекательным как с энергетической, так и с экономической точки зрения. Для сравнения, способ очистки по настоящему изобретению позволяет применять потоки пара, обогащенные цианистым водородом, то есть верхний поток (5) пара или остаточный поток (14) пара, при получении 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила посредством проведения реакции одного из данных потоков с 3-метилмеркаптопропиональдегидом. Таким образом, способ получения 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила по настоящему изобретению позволяет получить 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрил с более высокой чистотой и меньшими энергозатратами, чем в способе из 2012/215022 А1.Hydrogen cyanide is an important starting compound in the large-scale production of the essential amino acid D,L-methionine, and in this process, hydrogen cyanide is reacted with 3-methylthiopropanal, also known as 3-methylmercaptopropionaldehyde or MMP for short, to produce 2-hydroxy-4 nitrile -methylthiobutanoic acid. This reaction can be carried out in the presence of suitable catalysts such as pyridine or trimethylamine. The 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid nitrile thus obtained can be hydrolyzed in the presence of a mineral acid to form 2-hydroxy-4-methylbutanoic acid, also known as a hydroxymethionine analogue or by the abbreviated name MHA. Alternatively, 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid nitrile is further reacted with ammonium hydrogen carbonate to give the corresponding hydantoin, which is saponified with a base to give a solution containing methionate, from which neutral methionine is precipitated by acidifying the solution with carbon dioxide or acid. An additional advantage of reacting hydrogen cyanide with 3-methylthiopropanal to give 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid nitrile is that the latter compound has much better storage stability than 3-methylthiopropanal. The preparation of 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid nitrile is disclosed, for example, in published patent application US 2012/215022 A1. However, the process disclosed herein involves the use of a crude product gas from the production of hydrogen cyanide according to the Andrusov process, which therefore has a low content of hydrogen cyanide but a higher content of other components. However, these additional components do not contribute any additional benefit in the production of 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid nitrile. On the contrary, they provide a very large flow of material, the heating and conduction of which during the entire process requires a large apparatus design and a large amount of energy. However, this makes the method according to US 2012/215022 A1 rather unattractive from both an energy and an economic point of view. In comparison, the purification process of the present invention allows the use of steam streams enriched in hydrogen cyanide, i.e. the top steam stream (5) or the residual steam stream (14), in the production of 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile by carrying out the reaction of one of data streams with 3-methylmercaptopropionaldehyde. Thus, the method for producing 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile according to the present invention allows to obtain 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile with higher purity and lower energy consumption than the method of 2012/215022 A1.
Таким образом, другом объектом настоящего изобретения является способ получения 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила, включающий стадииThus, another aspect of the present invention is a process for the preparation of 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile comprising the steps
i) обеспечения очистки цианистого водорода с помощью способа очистки цианистого водорода по настоящему изобретению с получением верхнего потока (5) пара, обогащенного цианистым водородом, или остаточного потока (14) пара, обогащенного цианистым водородом, и i) providing hydrogen cyanide purification using the hydrogen cyanide purification process of the present invention to produce an overhead steam stream (5) enriched in hydrogen cyanide or a tail stream (14) steam enriched in hydrogen cyanide, and
ii) осуществления реакции указанного верхнего потока (5) пара, обогащенного цианистым водородом, или указанного остаточного потока (14) пара, обогащенного цианистым водородом, с 3-меркаптопропиональдегидом с получением 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила.ii) reacting said overhead steam stream (5) enriched in hydrogen cyanide or said residual steam stream (14) enriched in hydrogen cyanide with 3-mercaptopropionaldehyde to produce 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile.
Дополнительным преимуществом данного способа получения 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрила является то, что 3-меркаптопропиональдегид, соединение, которое подвержено реакциям полимеризации и разложения, преобразуется в стабильное при хранении соединение 2-гидрокси-4-(метилтио)бутиронитрил. An additional advantage of this process for preparing 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile is that 3-mercaptopropionaldehyde, a compound that is subject to polymerization and degradation reactions, is converted to a storage-stable compound, 2-hydroxy-4-(methylthio)butyronitrile.
Что касается стадии i) данного дополнительного объекта, применяются все вышеупомянутые варианты осуществления процесса очистки по настоящему изобретению. With respect to step i) of this additional object, all of the above embodiments of the purification process of the present invention apply.
ПримерыExamples
Приведенные в данном документе примеры осуществлялись с использованием вычислительной модели способа, основанного на способе дистилляции, показанном на фиг. 2. Моделирование процессов представляет собой устоявшуюся и надежную методологию, применяемую инженерами для моделирования сложных химических процессов перед конструированием настоящей установки. В контексте приведенных в данном документе примеров применяли коммерческое программное обеспечение для моделирования Aspen Plus® (Aspen Technology, Inc., 20 Crosby Roads, Бедфорд, Массачусетс, 01730, США) в сочетании с данными о физических свойствах, доступных из общедоступных баз данных.The examples provided herein were carried out using a computational model of the method based on the distillation method shown in FIG. 2. Process modeling is a well-established and reliable methodology used by engineers to model complex chemical processes prior to constructing a real plant. In the context of the examples provided herein, commercial Aspen Plus® simulation software (Aspen Technology, Inc., 20 Crosby Roads, Bedford, MA, 01730, USA) was used in combination with physical property data available from public databases.
Пример 1. Очистка потока цианистого водорода, содержащего цианистый водород, по настоящему изобретениюExample 1 Purification of a hydrogen cyanide stream containing hydrogen cyanide according to the present invention
С применением программного обеспечения для моделирования Aspen Plus® очистку потока, содержащего цианистый водород, моделировали для способа дистилляции, показанного на фиг. 2. Водный подаваемый поток (1) из абсорбционной колонны для получения HCN, содержащий 4-5% по весу цианистого водорода, разделяют на первый поток (2) жидкости и второй поток (3) жидкости. Поток (2) нагревают до температуры 92°C в теплообменнике (7) посредством теплообмена с нижним потоком (6) из дистилляционной колонны (4) с получением нагретого потока (8). Указанный поток (8) вводят между 7-й и 10-й ступенями дистилляционной колонны (4), имеющей 20 ступеней. Полученный таким образом охлажденный нижний поток (11), который в основном содержит воду, рециркулируют в абсорбционную колонну для получения HCN. Поток (3) вводят в верхнюю часть дистилляционной колонны (4) с температурой 24,9°C. Верхний поток (5) пара, обогащенный цианистым водородом, извлекают из верхней части дистилляционной колонны (4). Нижний поток (11), обедненный по цианистому водороду и обогащенный водой, извлекают из нижней части дистилляционной колонны и подают в теплообменник (7). Using Aspen Plus simulation software® purification of a stream containing hydrogen cyanide was modeled for the distillation process shown in FIG. 2. The aqueous feed stream (1) from the HCN absorption column containing 4-5% by weight of hydrogen cyanide is separated into a first liquid stream (2) and a second liquid stream (3). The stream (2) is heated to a temperature of 92°C in the heat exchanger (7) by heat exchange with the bottom stream (6) from the distillation column (4) to obtain a heated stream (8). Said flow (8) is introduced between 7th and 10th stages of a distillation column (4) having 20 stages. The cooled bottom stream (11) thus obtained, which mainly contains water, is recycled to the absorption column to produce HCN. Stream (3) is introduced into the top of the distillation column (4) at a temperature of 24.9°C. An overhead steam stream (5) enriched in hydrogen cyanide is withdrawn from the top of the distillation column (4). The bottom stream (11), depleted in hydrogen cyanide and enriched in water, is removed from the bottom of the distillation column and fed into the heat exchanger (7).
Содержание воды в верхнем потоке (5) пара, извлеченном из дистилляционной колонны (4), изменяется с соотношением массового расхода первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости. В частности, содержание воды в верхнем потоке (5) пара снижается с почти 14 вес. % до менее 7 вес. % за счет повышения доли потока (3) с 15 до 25 вес. %, то есть за счет снижения соотношения массового расхода потока (2) и потока (3) от 85:15 до 75:25. В то же время, нагрузка ребойлера дистилляционной колонны (4) снижается практически на 9%. Дополнительное повышение доли потока (3) до более 25 вес. % не приводит ни к дополнительному снижению содержания воды в верхнем потоке (5) пара, ни к дополнительному снижению нагрузки ребойлера дистилляционной колонны (4). Данные результаты обобщены в таблице 1. В данной таблице для предыдущего уровня техники (последняя запись в таблице 1) указаны результаты, рассчитанные для способа дистилляции из предыдущего уровня техники для очистки цианистого водорода, показанного на фиг. 5. По сравнению со способом из предыдущего уровня техники способ по настоящему изобретению обеспечивает более высокое содержание воды в верхнем потоке пара, что, тем не менее, совсем не является проблемой для дополнительной обработки полученного таким образом цианистого водорода. Более важным является то, что способ по настоящему изобретению обеспечивает огромное снижение максимального накопления нитрилов, представляющих собой ацетонитрил и акрилонитрил, в жидкой фазе (от более 56 вес. % до менее 0,1 вес. %) и значительному снижению нагрузки ребойлера дистилляционной колонны (от 7190 кВт до 5700 кВт).The water content in the upper steam stream (5) extracted from the distillation column (4) varies with the ratio of the mass flow rate of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3). In particular, the water content in the upper steam stream (5) is reduced from almost 14 wt. % to less than 7 wt. % by increasing the share of flow (3) from 15 to 25 wt. %, that is, by reducing the ratio of the mass flow rate of flow (2) and flow (3) from 85:15 to 75:25. At the same time, the reboiler load of the distillation column (4) is reduced by almost 9%. An additional increase in the proportion of flow (3) to more than 25 wt. % does not lead to an additional reduction in the water content in the upper stream (5) steam, nor to an additional reduction in the load of the reboiler of the distillation column (4). These results are summarized in Table 1. This table for the prior art (the last entry in Table 1) indicates the results calculated for the prior art distillation method for purifying hydrogen cyanide shown in FIG. 5. Compared to the prior art process, the process of the present invention provides a higher water content in the overhead steam stream, which, however, is not at all a problem for the post-treatment of the hydrogen cyanide thus obtained. More importantly, the method of the present invention provides a huge reduction in the maximum accumulation of nitriles, which are acetonitrile and acrylonitrile, in the liquid phase (from more than 56 wt.% to less than 0.1 wt.%) and a significant reduction in the load of the reboiler of the distillation column ( from 7190 kW to 5700 kW).
Таблица 1. Влияние соотношения первого потока (2) жидкости и второго потока (3) жидкости при делении на содержание воды в верхнем потоке (5) пара и на нагрузку ребойлера дистилляционной колонны (4). Table 1. Influence of the ratio of the first liquid stream (2) and the second liquid stream (3) when divided by the water content in the upper steam stream (5) and the reboiler load of the distillation column (4).
Лучшее рациональное использование тепла обеспечивает дополнительные улучшения нагрузки ребойлера дистилляционной колонны (4) в способе по настоящему изобретению. Более конкретно, второй поток (3) жидкости, который составляет 25 вес. % подаваемого потока (1), охлаждают до температуры в диапазоне от 5 до практически 25°C с получением охлажденного потока (10), который вводят в верхнюю часть дистилляционной колонны (4). Кроме того, поток (2), который составляет 75 вес. % потока (1), нагревают до температуры 93°C с получением нагретого потока (8), который вводят на ступень подачи дистилляционной колонны (4). Указанное охлаждение обеспечивает дополнительное снижение содержания воды в верхнем потоке (5) пара на 1,5 вес. %. Более высокая охлаждающая способность охладителя (9), которая необходима для охлаждения второго потока (3) жидкости, должна компенсироваться ребойлером дистилляционной колонны (4). Следовательно, нагрузка ребойлера в дистилляционной колонне (4) снова повышается, но лишь незначительно (см. таблицу 2). Better heat management provides further improvements in distillation column (4) reboiler loading in the process of the present invention. More specifically, the second liquid stream (3) which is 25 wt. % of the feed stream (1) is cooled to a temperature in the range from 5 to practically 25°C to obtain a cooled stream (10), which is introduced into the top of the distillation column (4). In addition, thread (2), which is 75 wt. % stream (1) is heated to a temperature of 93°C to obtain a heated stream (8), which is injected into the feed stage of the distillation column (4). This cooling provides an additional reduction in the water content in the upper steam stream (5) by 1.5 wt. %. The higher cooling capacity of the cooler (9), which is necessary for cooling the second liquid stream (3), must be compensated by the reboiler of the distillation column (4). Consequently, the load of the reboiler in the distillation column (4) increases again, but only slightly (see table 2).
Таблица 2. Влияние температуры потока (10) на содержание воды в верхнем потоке (5) пара и на нагрузку ребойлера дистилляционной колонны (4).Table 2. Influence of the temperature of the stream (10) on the water content in the upper steam stream (5) and on the load of the reboiler of the distillation column (4).
Пример 2. Сравнение с процедурой из предыдущего уровня техникиExample 2 Comparison with Prior Art Procedure
В данном примере результат очистки содержащего цианистый водород потока с помощью способа дистилляции из предыдущего уровня техники, показанного на фиг. 5 (данные экспериментов), сравнивают с результатами очистки содержащего цианистый водород потока с помощью способа по настоящему изобретению (данные моделирования с использованием Aspen Plus® для способа, показанного на фиг. 2). Способ из предыдущего уровня техники осуществляли при температуре 47,3°C в верхней части дистилляционной колонны с получением верхнего потока (5) пара с тем же составом и качеством для обеспечения возможности сравнения рабочих параметров двух способов. То же применимо к способу по настоящему изобретению. В способе дистилляции из предыдущего уровня техники температуру в верхней части дистилляционной колонны регулировали с помощью флегмового числа, составляющего 0,26. В способе по настоящему изобретению температуру в верхней части дистилляционной колонны (4) регулируют посредством регулирования доли, составляющей 22,5 вес. %, для второго потока (3) жидкости. Дополнительные различия в работе двух дистилляционных колонн избегаются для лучшего сравнения двух способов. Таким образом, второй поток (3) жидкости не нагревают перед введением в дистилляционную колонну (4) в способе по настоящему изобретению. In this example, the result of purifying a hydrogen cyanide containing stream using the prior art distillation method shown in FIG. 5 (experimental data) is compared with the results of purification of a hydrogen cyanide-containing stream using the method of the present invention (simulation data using Aspen Plus® for the method shown in Fig. 2). The prior art process was carried out at 47.3° C. at the top of the distillation column to produce an overhead vapor stream (5) of the same composition and quality to enable comparison of the operating parameters of the two processes. The same applies to the method of the present invention. In the prior art distillation method, the temperature at the top of the distillation column was controlled with a reflux ratio of 0.26. In the method according to the present invention, the temperature in the upper part of the distillation column (4) is controlled by adjusting the proportion of 22.5 wt. %, for the second liquid stream (3). Additional differences in the performance of the two distillation columns are avoided in order to better compare the two methods. Thus, the second liquid stream (3) is not heated before being introduced into the distillation column (4) in the process of the present invention.
По сравнению со способом дистилляции из предыдущего уровня техники способ по настоящему изобретению характеризуется значительно более низким потреблением энергии для обеспечения верхнего потока пара того же качества. Более конкретно, наблюдается не только значительная экономия охлажденной воды, которую в противном случае должна обеспечивать холодильная машина, за счет исключения обратного потока в способе по настоящему изобретению, а также значительная экономия пара. Данные результаты обобщены в таблице 3. Compared to the prior art distillation process, the process of the present invention is characterized by a significantly lower energy consumption in order to provide the same quality top steam stream. More specifically, there is not only significant savings in chilled water that the chiller would otherwise have to provide by eliminating backflow in the process of the present invention, but also significant steam savings. These results are summarized in Table 3.
Таблица 3. Сравнение потребления энергии при очистке согласно предыдущему уровню техники и очистке по настоящему изобретению с равным качеством продукта Table 3. Comparison of energy consumption in cleaning according to the prior art and cleaning according to the present invention with equal product quality
Данный сравнительный пример демонстрирует, что невозможно компенсировать более низкие требования к охлаждению и более низкое потребление пара в способе по настоящему изобретению за счет уменьшения флегмового числа в способе из предыдущего уровня техники. This comparative example demonstrates that it is not possible to compensate for the lower cooling requirements and lower steam consumption in the process of the present invention by reducing the reflux ratio in the prior art process.
Список условных обозначенийList of conventions
(1) Жидкий подаваемый поток, содержащий цианистый водород(1) Liquid feed stream containing hydrogen cyanide
(2) Первый разделенный поток жидкости, подлежащий введению в дистилляционную колонну (4) в точке между верхней и нижней секциями дистилляционной колонны (4)(2) The first separated liquid stream to be introduced into the distillation column (4) at a point between the upper and lower sections of the distillation column (4)
(3) Второй разделенный поток жидкости, подлежащий введению в дистилляционную колонну (4) в верхнюю часть дистилляционной колонны (4)(3) The second split liquid stream to be introduced into the distillation column (4) at the top of the distillation column (4)
(4) Дистилляционная колонна(4) Distillation column
(5) Верхний поток пара, обогащенный цианистым водородом(5) Top steam stream enriched with hydrogen cyanide
(6) Нижний поток, обедненный по цианистому водороду(6) Bottom stream lean in hydrogen cyanide
(7) Теплообменник для нагревания первого потока (2) жидкости(7) Heat exchanger for heating the first flow (2) liquid
(8) Нагретый поток из теплообменника (7), подлежащий введению в дистилляционную колонну (4) в точке между верхней и нижней частями дистилляционной колонны (4)(8) Heated stream from the heat exchanger (7) to be introduced into the distillation column (4) at a point between the top and bottom of the distillation column (4)
(9) Теплообменник для охлаждения второго потока (3) жидкости(9) Heat exchanger for cooling the second flow (3) liquid
(10) Охлажденный поток из теплообменника (9), подлежащий введению в верхней части дистилляционной колонны (4)(10) Cooled stream from the heat exchanger (9) to be introduced at the top of the distillation column (4)
(11) Нижний поток из теплообменника (7)(11) Bottom flow from heat exchanger (7)
(12) (Парциальный) конденсатор для верхнего потока (5) пара(12) (Partial) condenser for upper flow (5) steam
(13) Сжиженный поток из (парциального) конденсатора (12)(13) Liquefied stream from (partial) condenser (12)
(14) Остаточный поток пара, подлежащий подаче для дополнительной обработки(14) Residual steam flow to be supplied for further processing
(15) Обратный поток из конденсатора (12)(15) Condenser return flow (12)
Claims (27)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18186212.9 | 2018-07-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021100195A RU2021100195A (en) | 2022-07-12 |
| RU2800707C2 true RU2800707C2 (en) | 2023-07-26 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004092068A1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-10-28 | Basf Aktiengesellschaft | Method for purifying hydrocyanic acid |
| RU2494092C2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-09-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Improved method for combined production of acrylonitrile and hydrogen cyanide |
| WO2015006548A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Invista Technologies S.A R.L. | Hydrogen cyanide manufacturing process with second waste heat boiler |
| WO2015142718A1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Ineos Europe Ag | Heads column overhead system |
| RU2604534C2 (en) * | 2011-02-23 | 2016-12-10 | Эвоник Дегусса Гмбх | Method for producing 2-hydroxy-4-(methylthio)butanenitrile from 3-(methylthio)propanal and hydrogen cyanide |
| WO2017011428A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | The Chemours Company Fc, Llc | Method for removing nitriles from hydrogen cyanide |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004092068A1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-10-28 | Basf Aktiengesellschaft | Method for purifying hydrocyanic acid |
| RU2494092C2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-09-27 | Е.И. Дюпон Де Немур Энд Компани | Improved method for combined production of acrylonitrile and hydrogen cyanide |
| RU2604534C2 (en) * | 2011-02-23 | 2016-12-10 | Эвоник Дегусса Гмбх | Method for producing 2-hydroxy-4-(methylthio)butanenitrile from 3-(methylthio)propanal and hydrogen cyanide |
| WO2015006548A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Invista Technologies S.A R.L. | Hydrogen cyanide manufacturing process with second waste heat boiler |
| WO2015142718A1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Ineos Europe Ag | Heads column overhead system |
| WO2017011428A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | The Chemours Company Fc, Llc | Method for removing nitriles from hydrogen cyanide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101648653B1 (en) | Method for purifying acetonitrile | |
| KR101528987B1 (en) | Method for purifying acrylonitrile | |
| EP0842149B1 (en) | Process for the preparation of 3-(methylthio)propanal | |
| KR20150034694A (en) | Integrated method for producing acrolein and 3-methylmercapto propionaldehyde | |
| RU2494092C2 (en) | Improved method for combined production of acrylonitrile and hydrogen cyanide | |
| US10730811B2 (en) | Process and plant for producing olefins | |
| CN107835790B (en) | Process for removing nitriles from hydrogen cyanide | |
| KR102670277B1 (en) | Method for purifying hydrogen cyanide | |
| RU2800707C2 (en) | Method for purifying hydrogen cyanide | |
| CN104603101A (en) | Method for purifying acetonitrile | |
| KR970704681A (en) | Preparation of 3- (methylthio) propanol (PROCESS FOR THE PREPARATION OF 3- (METHYLTHIO) PROPANAL) | |
| CN110776408B (en) | Purification method for acrolein | |
| US20160046496A1 (en) | Hydrogen cyanide production with controlled feedstock composition |