[发明专利]含有生物来源碳的氢氰酸

说明书

本申请是申请号为200980128550.9、申请日为2009年05月19日、发明名称为“含有生物来源碳的氢氰酸”的专利申请的分案申请。

本发明涉及氢氰酸并且更具体地具有包含生物来源碳的氢氰酸和通过甲烷或甲醇的氨氧化制造所述包含生物来源碳的氢氰酸的方法作为主题。

氢氰酸HCN作为多种合成方法中的反应物或者作为合成中间体具有许多应用。其特别是丙酮氰醇的制备中的关键反应物、有机产品如甲基丙烯酸甲酯MMA的制造或杀虫剂的制造中的合成中间体。HCN的衍生物氰化钠在化学工业中也具有许多应用。

目前的氢氰酸HCN的工业生产主要是基于起始于二十世纪三十年代的Andrussow法。该方法在于使甲烷或天然气与氨在空气和任选的氧气的存在下在由铑/铂丝网(gauze)构成的催化剂上反应。由于反应CH₄+NH₃→HCN+3H₂(1)是吸热的，空气的加入使得有可能通过所产生的氢气的一部分和过量的甲烷的燃烧而具有总体上放热的体系并由此保持该合成反应进行而无需外部贡献能量。

已知名称为氨氧化的反应如下：

CH₄+NH₃+3/2O₂→HCN+3H₂O+热量(2)

所述方法是基于反应(1)和(2)的。

动力学是非常快的，其中接触时间为约几毫秒或几十毫秒并且气体速度为约几米/秒。优化各反应物的比例以获得最大产率和避开反应混合物的可燃性区域。

所述反应通常达到60％～70％的产率，其以所产生的氢氰酸的摩尔数与所引入的氨的摩尔数之比表示，甲烷的转化率几乎是定量的。氢氰酸的选择性通常为80％～90％，其以所产生的HCN的摩尔数与已反应的NH₃的摩尔数之比表示。

用于制造HCN的Degussa法是基于上述反应(1)的，在不存在氧气或空气的情况下在约1300℃的温度下进行。所述反应在内部涂覆有铂的烧结氧化铝管中进行。使用炉子内部的气体加热所述管束。

另一方法在于使用甲醇代替甲烷以根据如下反应制造HCN：

CH₃OH+NH₃+O₂→HCN+3H₂O(3)

在二十世纪五十年代到六十年代在Distillers公司的专利GB 718 112和GB 913 836中具体描述的该方法采用基于氧化钼的催化剂在340℃～450℃的温度下进行，或者采用基于锑和锡的催化剂在350℃～600℃的温度下进行。可参考Walter Sedriks在Process Economics Reviews PEP’76-3,June 1977中的文章。该方法已经形成多种改进的主题，特别是关于所采用的催化体系的改进的主题；可提及，例如，基于负载在二氧化硅上的钼/铋/铁的混合氧化物的体系(Sumitomo的US 3 911 089、The Standard Oil Company的US 4 511 548、Mitsubishi的JP 2002-097017)或者由Nitto Chemical Industry所描述(EP 340 909；EP 404 529；EP 476 579；Science and Technology in Catalysis,1998，第335～338页；Applied Catalysis A:General 194-195,2000,497-505)或由Mitsubishi(JP 2002-097015、JP 2002-097016、EP 832 877)所描述的基于Fe/Sb/O的催化剂。

存在用于制造氢氰酸的其它方法。特别可提及根据Sohio法由丙烯合成丙烯腈(反应A)，这产生作为副产物的氢氰酸(反应B)：

C₃H₆+NH₃+3/2O₂→CH₂＝CH-CN+3H₂O(A)

C₃H₆+3NH₃+3O₂→3HCN+6H₂O(B)