[发明专利]一种制备氢氰酸的反应系统和方法

说明书

本发明提供一种制备氢氰酸的反应系统和方法，反应系统包括混合预热汽化器、固定床反应器、熔盐循环回路和导热油循环回路，其中混合预热汽化器用于将原料混合并预热达到进气温度，其底部设有一甲醇喷嘴和一液氨喷嘴；固定床反应器的进料口与混合预热汽化器的出气口连通，用于将原料转化成氢氰酸；熔盐循环回路内设有热传介质，熔盐循环回路通过熔盐循环管线循环连接于固定床反应器的盐浴，并通过热传介质将固定床反应器内的反应热交换出去；导热油循环回路通过导热油循环管线连接于熔盐循环回路和混合预热汽化器，用于将熔盐循环回路交换的反应热转移给混合预热汽化器。本发明提供的制备氢氰酸的反应系统安全可靠，氢氰酸生产效率高。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种制备氢氰酸的反应系统和方法。

背景技术

氢氰酸，是一种剧毒化学品，其化学性质活泼，可与烯烃、炔烃、芳烃、铵盐、有机醇酸、卤族化合物等发生氰化、加成、亲电取代和卤化反应等，用于制造尼龙66、甘氨酸、丙烯腈、己二腈等精细化工品。

由于氢氰酸的需求量越来越大，因此，更需要一种高效、安全、节能的生产氢氰酸的方式。

目前，合成氢氰酸的生产方法主要由直接合成法和丙烯腈副产物法两种渠道，其中丙烯腈副产物合成氢氰酸的方法成本较低，比较经济，但是副产物氢氰酸仅占主产品的十分之一，产量较低，远远不能满足市场的需要。直接合成法包括安氏法、BMA法、轻油裂解法和甲醇氨氧化法，其中安氏法、BMA法和轻油裂解法均是以天然气或石油为原料，需要在高温下进行，而我国是一个天然气资源短缺，煤炭资源丰富的国家，而以煤化工为源头的甲醇氨氧化法则成为制备氢氰酸的又一途径。

甲醇氨氧化法制备氢氰酸的生产过程，需要在固定床反应或流化床反应进行，优选借助固定床反应，在实际生产过程中，此方法产率低，难实现安全、节能、清洁生产。例如，为了避免反应过程中产生过高的反应热，防止反应失控，反应须在低甲醇浓度下进行，从而导致较低的生产率；若通过加入抑爆气体来达到防爆增产的目的，产生的反应热撤出困难会引起严重的问题，氮气和水蒸气的加入还增加了生产的成本，还增加了废气和污水的生成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备氢氰酸的反应系统和方法，以保证生产安全、提高氢氰酸的生产效率、降低生产的成本。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种制备氢氰酸的反应系统，包括混合预热汽化器、固定床反应器、熔盐循环回流和导热油循环回路，混合预热汽化器的底部设有一甲醇喷嘴和一液氨喷嘴，用于将甲醇、氨气和空气三种气体混合成为原料气并预热达到进气温度；固定床反应器的进料口与混合预热汽化器的出气口连通，用于将原料转化成氢氰酸；熔盐循环回路内设有热传介质，熔盐循环回路通过熔盐循环管线连接于固定床反应器的盐浴，并通过热传介质将固定床反应器内的反应热交换出去；导热油循环回路通过导热油循环管线连接于熔盐循环回路和混合预热汽化器，用于将熔盐循环回路交换的反应热转移给混合预热汽化器。混合预热汽化器预先使进入固定床反应器的混合原料充分均匀混合，并升温达到进口温度，以使原料进入到固定床反应器后能够快速完全反应，提高生产的效率；熔盐循环回路通过热传介质的循环流动将固定床反应器内的反应热交换出去，保证了固定床反应器温度的稳定，使反应稳定安全进行；同时，通过熔盐循环回路和导热油循环回路将反应释放的热量转换为混合预热汽化器的热源，实现了高低温物流的充分换热，降低了生产氢氰酸时的能耗，减少了对外接能量的依赖。

进一步地，在本发明中，熔盐循环回路还包括熔盐储罐、熔盐循环泵和熔盐电加热器，熔盐循环管线将熔盐储罐和固定床反应器的盐浴循环连接，熔盐循环泵设置于熔盐循环管线上，熔盐电加热器设置于熔盐储罐上，通过熔盐循环回路将固定床反应器内的反应热交换出去，保证了固定床反应器中的反应稳定安全进行。