[发明专利]提高氢氰酸收率的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工原料中间体制备技术领域，具体涉及一种提高氢氰酸收率的制备方法。

背景技术

氢氰酸是一种重要的化工原料中间体，可用于制备尼龙、杀虫剂、丙烯腈以及金银铜等的电镀、有机合成等，有很大的市场空间。

生产氢氰酸的方法主要有甲烷氨氧化法、丙烯腈副产法、轻油裂解法等。甲烷氨氧化反应温度在1000℃以上，氢氰酸产率只能达到60～70％，反应温度高，带来不安全因素。丙烯腈副产法是以丙烯、空气和氨为原料进行催化氧化合成丙烯腈，同时副产部分氢氰酸，由于丙烯腈催化剂的不断改进，副产物氢氰酸越来越少。轻油裂解法是以轻油、石油焦炭为主要原料，与氨进行高温反应合成氢氰酸，该生产工艺需要不断添加固体焦炭，合成过程不稳定，难以连续稳定地生产。

甲醇原料充足，价格上具有竞争力，且从安全角度来说也具有优势。因此，通过甲醇氨氧化来制备氢氰酸的路线受到人们的广泛关注，但在实际应用中，主要存在着产品收率低、不能够实现清洁生产的问题。

CN101157458B公开了在用铁/钼氧化物催化甲醇氨氧化工艺中采用加入抑爆气体来达到防爆增产的方法，忽视了反应收率的降低以及在固定床反应器中产生的反应热撤出困难而可能会引起严重后果的问题，氮气和水蒸气的加入既增加了生产成本，又增加了废气和污水的产生量，且原料气的混合是在文丘里管中进行的，存在混合不均匀的问题，由此也会导致反应不够彻底、生产效率降低。

催化剂是甲醇氨氧化法生产氢氰酸的关键技术，目前对于催化剂的研究仍集中于Fe-Mo氧化物催化剂、P-V氧化物催化剂、Mn-P氧化物催化剂、Pt、Pt-Rh合金催化剂等。中国专利CN 101715369 B详细总结了复合氧化物催化剂上甲醇的氨氧化反应特性，大部分催化剂都有很高的氢氰酸收率，但是从工业化角度考虑，时空收率也是非常重要的工艺指标，以CN 101715369 B为例，其最佳时空收率经过计算为0.13g(HCN)/(gcat*h)，因此开发具有更高氢氰酸时空收率的催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明提出一种提高氢氰酸收率的制备方法，该方法具有产品收率高、氨比低、生产过程清洁、无废水产生、能源利用率高的特点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高氢氰酸收率的制备方法，包括以下方法：

1)氨氧化反应：

先将甲醇与液氨分别汽化后进行混合，再与经压缩、加热后的含分子氧的气体进行混合后，在钼铋催化剂与钼钒催化剂混合物存在的条件下于固定床反应器中常压进行氨氧化反应，得到混合气体A，其中钼铋催化剂与钼钒催化剂的质量比为4～3:6～7；

2)中和：

将混合气体A经换热器降温后送入氨中和冷却塔的下部进行酸中和反应，得到混合气体B与铵盐溶液，混合气体B经氨中和冷却塔的上部进行冷却后，得到混合气体C；其中，铵盐溶液进入脱氰塔以脱除其中的氢氰酸，然后将脱除的氢氰酸返回氨中和冷却塔；

3)吸收：

将混合气体C送入吸收塔内用水进行吸收，得到氢氰酸水溶液；

4)精馏：

将氢氰酸水溶液先预热至45～55℃，再加入到精馏塔中进行蒸馏，加入阻聚剂，于精馏塔的塔顶得到氢氰酸，塔底液相经换热冷却后返回吸收塔，作为吸收水循环利用；

其中，所述钼铋催化剂由元素钼、铋以及锰的氧化物组成，所述钼钒催化剂的实验式为Mo₁V_0.24Sb_0.26Nb_0.18O_n/44％-SiO₂，n为催化剂成分化合生成的对应氧化物中氧原子的总数。

优选地，所述钼铋催化剂具有的实验式为：Mo_aBi_bMn_cO_d；a、b、c是原子比例，a＝1时，b＝1～3，c＝2～6，d为催化剂成分化合生成的对应氧化物中氧原子的总数。

优选地，所述钼铋催化剂通过以下方法制备得到：

将作为催化剂成分的原料溶解于水中，加入螯合剂充分混合，热处理形成浆料，将浆料喷雾干燥，得到催化剂颗粒；将催化剂颗粒在350～450℃温度下初步煅烧1～10h之后，在600～800℃的温度煅烧2～12h即可。