[发明专利]一种制备氢氰酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氢氰酸领域，具体涉及一种利用煤层气制备氢氰酸的方法。

背景技术

煤层气又称为“瓦斯”，是一种与煤炭伴生的非常规天燃气，主要成分是甲烷，此外还有二氧化碳、氧气、氮气、硫化氢、氢气、乙烷等气体。煤层气以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的状态存在；根据相关数据表明，从泥炭发展到无烟煤过程中每吨煤可产生50-300m³的煤层气。我国每年排放的煤层气在194亿m³以上，约占世界煤层气排放总量的35％。高浓度的煤层气可以得到有效的利用，但低浓度煤层气利用率不足，大部分被排空，不仅浪费了资源，而且由于甲烷的温室效应和破坏臭氧的能力远超二氧化碳，也造成严重的空气污染。

氢氰酸是一种重要的工业原料。现有技术中，常用的氢氰酸制备方法包括丙烯腈副产法、安氏法、轻油裂解法、甲醇(醛)氨氧化法；其中，安氏法占氢氰酸总产能的六成以上。安氏法是以甲烷、氨和空气为原料，铂网为催化剂合成氢氰酸，但存在三个主要问题：第一是对于甲烷的浓度要求高，至少要求浓度在95％以上；第二，氢氰酸合成装置的尾气中存在大量氮气不能回收利用，只能放空，这又严重污染环境；第三，普通铂网催化性能较低，氢氰酸产率不高。

如果使用低浓度煤层气制备氢氰酸，则可以有效解决低浓度煤层气的利用问题，但现有的安氏法等不适合于低浓度煤层气。中国专利文献CN102897797B公开了一种利用低浓度的煤层气生产氢氰酸衍生物的环保情节工艺。该专利中，先将煤层气通过变压吸附等分离手段，得到相对浓缩的甲烷气，然后通过氨氧合成氢氰酸混合气体，与氢氧化钠水溶液反应得到氰化钠用于合成下游氢氰酸衍生物、与甲醛及其它下游氢氰酸衍生物、用水或其它溶剂吸收并提纯得到高纯度液体氢氰酸衍生物。该专利的主要问题在于能耗较高，氢羟酸产率较低，尾气无法利用且污染环境，同样规模的反应装置生产能力不高，因此利用价值低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种制备氢氰酸的方法，具有更高的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种制备氢氰酸的方法，包括：

步骤a)对煤层气进行提浓处理，得到提浓煤层气和第一尾气，所述第一尾气含有氮气和氧气；

步骤b)在纳米多孔铂网催化剂的存在下，使所述提浓煤层气、富氧气体和氨气进行反应制备得到氢氰酸。

优选的，所述纳米多孔铂网催化剂是采用去合金化法技术改性的铂网催化剂。

优选的，所述采用去合金化法技术改性的铂网催化剂是经由铜和/或铝等金属改性过的铂网催化剂。

优选的，所述步骤a)中的提浓煤层气中甲烷的体积含量为15-45％。

优选的，所述提浓煤层气中甲烷的体积含量为17-35％。

优选的，所述步骤a)中对煤层气进行提浓处理具体包括：

将低浓度煤层气使用MOFs作为吸附材料在分离装置中进行分离得到提浓煤层气和第一尾气。

优选的，所述步骤b)中的富氧气体由所述第一尾气处理得到。

优选的，所述步骤b)中的富氧气体还包括由空气进行处理得到的富氧空气。

优选的，所述步骤a)中煤层气为甲烷提及含量为5-15％的低浓度煤层气。

优选的，所述纳米多孔铂网催化剂由如下方法制备得到：

采用去合金化法技术，在普通铂网表面镀一层铜、铝等金属，然后在500-1200℃下，恒温1-15h处理，冷却后使用酸溶液、碱溶液浸泡，冲洗得到纳米多孔铂网催化剂。

本发明先对煤层气进行提浓处理后，得到含有预定甲烷浓度的提浓煤层气，然后在纳米多孔铂网催化剂的存在下，使提浓煤层气、富氧气体和氨气进行反应得到氢氰酸。与现有技术相比，本发明实现了低浓度煤层气更加高效的直接制备氢氰酸，同时节省能量也减少环境污染，同样规模的反应装置具有更高的生产能力。

附图说明

图1本发明提供制备氢氰酸的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种制备氢氰酸的方法，包括：

步骤a)对煤层气进行提浓处理，得到提浓煤层气和第一尾气，所述第一尾气含有氮气和氧气；

步骤b)在纳米多孔铂网催化剂的存在下，使所述提浓煤层气、富氧气体、氨气进行反应制备得到氢氰酸。