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      一種聯(lián)合制備液體氫氰酸和二異丁腈肼的工藝方法

      文檔序號(hào):8402517閱讀:750來源:國(guó)知局
      一種聯(lián)合制備液體氫氰酸和二異丁腈肼的工藝方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域,涉及一種用輕油裂解生產(chǎn)氫氰酸的反應(yīng)混合氣中提純氫氰酸以及利用尾氣生產(chǎn)二異丁腈肼的方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]氫氰酸是一種用途廣泛的化工原料,可以應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、化妝品、染料、化肥、電鍍、高分子材料、照相、礦業(yè)、冶金等眾多領(lǐng)域。目前,氫氰酸的主要生產(chǎn)方法主要有輕油裂解法、安氏法(Andrussow法)、BMA法以及丙烯腈副產(chǎn)法等。輕油裂解是以輕油(或者汽油)、液氨和燒堿為主要原料,石油焦粒和氮?dú)鉃檩o助原料的生產(chǎn)法,首先使輕油和液氨氣化,并按比例在霧化器中混合,預(yù)熱至280°C,通過三相電極浸入石油焦粒層導(dǎo)電發(fā)熱的沸騰反應(yīng)爐,在常壓、1450°C條件下可裂解成氫氰酸氣體;安氏法是將甲烷、氨氣和氧氣按一定比例充分混合后通入氧化器,以鉑銠合金或者鉑銥合金為催化劑,在常壓下、1000°C以上的條件下反應(yīng)合成氫氰酸;BMA法是對(duì)安氏法的改進(jìn),不需要氧氣參與反應(yīng),以鉑為催化劑,將甲烷和氨氣在常壓、1300°C以上的條件下反應(yīng)合成氫氰酸;丙烯腈副產(chǎn)法是用丙烯氨化氧化法制丙烯腈副產(chǎn)氫氰酸的方法,該方法是以石油氣中丙烯、氨和空氣為原料,丙烯和氨按一定比例混合送入氧化反應(yīng)器中,由分布器均勻分散到催化劑床層中,空氣按一定比例從反應(yīng)器底部進(jìn)入,經(jīng)分布板向上流動(dòng),同時(shí)副產(chǎn)氫氰酸。
      [0003]但是無論采用安氏法、BMA法生產(chǎn)、輕油裂解法還是丙烯腈副產(chǎn)法生產(chǎn)的氫氰酸混合氣,混合氣中大部分是惰性氣體,只有7%?30%的氫氰酸氣體。氫氰酸混合氣大大限制了其使用范圍,例如,在丙酮氰醇的合成中,為了獲得高純度的丙酮氰醇,通常采用高純度的氫氰酸液體;丁二烯與氫氰酸反應(yīng)生產(chǎn)己二腈,對(duì)氫氰酸的純度要求是非常高的,尤其是對(duì)氫氰酸中水和氧氣的要求是非常嚴(yán)格,對(duì)于這些化合物的生產(chǎn),氫氰酸混合氣是無法代替高純度的氫氰酸液體。為了獲得高純度的液體氫氰酸都不可避免的采用吸收和精餾的方法,傳統(tǒng)的氫氰酸提純工藝中,吸收氫氰酸的方法多采用水吸收,這不僅僅要求將吸收氫氰酸的水冷凍至較低的溫度,導(dǎo)致降低溫度需要能耗高,并且所得的氫氰酸吸收液中氫氰酸的濃度較低(約為10~20g/L),導(dǎo)致氫氰酸提純效率低,而且為了將溶于水中的氫氰酸蒸出,需要進(jìn)行精餾、在冷卻,才能得到高純度的液體氫氰酸,每精餾一噸氫氰酸,消耗蒸汽高達(dá)15噸。此外,傳統(tǒng)的氫氰酸提純工藝不可能完全將氫氰酸的氣體吸收,因此,在吸收后的尾氣中會(huì)夾帶部分的氫氰酸氣體,這些夾帶的氫氰酸氣體隨尾氣的焚燒而損失掉,沒能得到充分利用,因此,氫氰酸的液化率最高只有95%。
      [0004]二異丁腈肼是生產(chǎn)偶氮二異丁腈的必須中間體,二異丁腈肼經(jīng)過氯氣氧化得到偶氮二異丁腈粗品,粗品再經(jīng)過重結(jié)晶,干燥,得到偶氮二異丁腈產(chǎn)品。二異丁腈肼另一種生產(chǎn)方法是用丙酮氰醇與水合肼發(fā)生縮合反應(yīng)。但是由于丙酮氰醇的制備需要用高純度的液體氫氰酸,因此丙酮氰醇法制備二異丁腈肼其成本較高。
      [0005]以上方法存在氫氰酸純化工藝復(fù)雜、成本高、能耗大;或是氫氰酸利用率較低等不足,在工業(yè)生產(chǎn)中難于接受。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,提供一種可以顯著的提高氫氰酸的提純效率和氫氰酸的利用效率,同時(shí)大大降低了在氫氰酸純化過程中能耗的、用輕油裂解生產(chǎn)氫氰酸的反應(yīng)混合氣聯(lián)合制備液體氫氰酸和二異丁腈肼的工藝方法。
      [0007]以下文中除注明外所有提到的濃度和比例均為重量百分濃度或重量比。
      [0008]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:以輕油裂解氫氰酸混合氣為原料,經(jīng)過除氨工序、深冷工序得到液體氫氰酸:所述除氨工序?yàn)閷淝杷峄旌蠚庥??40重量%的硫酸水溶液吸收;所述深冷工序?yàn)閷淝杷峄旌蠚饫鋮s至-10°C?-20°C,氫氰酸混合氣經(jīng)過冷卻后,一部分氫氰酸氣體變?yōu)橐后w,得到液體氫氰酸,另一部分氫氰酸氣體為含有氫氰酸的尾氣;經(jīng)過深冷的含有氫氰酸的尾氣用丙酮連氮水溶液吸收,吸收的溫度為30°C?50°C,得到含二異丁腈肼的水溶液,經(jīng)過冷卻、結(jié)晶、離心過濾得到二異丁腈肼結(jié)晶性固體。濾液循環(huán)用于配制丙酮連氮水溶液吸收含有氫氰酸的尾氣。經(jīng)過丙酮連氮吸收工序后主要含氫氣的尾氣進(jìn)入焚燒爐進(jìn)行焚燒。
      [0009]本發(fā)明所述的除氨工序所用硫酸水溶液為30?40重量%硫酸水溶液,吸收的溫度為不超過50°C ο硫酸的濃度的選擇保證在其吸收氨氣時(shí),不會(huì)析出硫酸銨晶體,溫度控制在低溫時(shí),有利于控制混合氣中的水蒸氣。所述的輕油裂解氫氰酸混合氣經(jīng)過硫酸吸收氨后,混合氣中氫氰酸20%?30%,氫氣58%?90%,水蒸氣0.1%?3%。
      [0010]本發(fā)明所述的除氨工序和所述深冷工序之間還包括除水工序。
      [0011]本發(fā)明所述除水工序?yàn)閷淝杷峄旌蠚馔ㄈ?0?80重量%的硫酸水溶液中,優(yōu)選65?70重量%的硫酸水溶液。
      [0012]本發(fā)明所述除水工序?yàn)榻?jīng)過除氨后的氫氰酸混合氣用65?70重量%的硫酸水溶液進(jìn)行除水,除水時(shí)溫度為10°c?45°C。
      [0013]所述原料輕油裂解氫氰酸混合氣中,氫氰酸20%?30%,氫氣58%?90%,氨氣0.1% ?2%。
      [0014]本發(fā)明所述的除氨工序和所述除水工序之間還包括冷卻工序,所述冷卻工序?yàn)閷?duì)經(jīng)過除氨后的氫氰酸混合氣進(jìn)行冷卻,除去部分水,冷卻溫度為10°c?20°C。冷卻水循環(huán)至除氨的硫酸稀釋用水,所述的經(jīng)過部分除水后得到的氫氰酸混合氣中水分的含量低于0.5%。
      [0015]本發(fā)明所述除水工序?yàn)閷淝杷峄旌蠚馔ㄈ?0?80%的硫酸水溶液中,優(yōu)選65?70%的硫酸水溶液。硫酸的濃度直接關(guān)系到能否吸收水分,理論上是硫酸的濃度越高,則吸水效果就越明顯,但是濃度過高,必然導(dǎo)致增加其氧化性,為了防止氫氰酸被氧化,選擇硫酸的濃度為65?70% ;或者所述的經(jīng)過除氨后的氫氰酸混合氣直接用65?70%的硫酸進(jìn)行除水,除水時(shí)溫度為10°C?40°C。所述經(jīng)過硫酸除水后的氫氰酸混合氣中水的含量低于 lOOOppm。
      [0016]本發(fā)明所述除水工序?yàn)榻?jīng)過除氨后的氫氰酸混合氣用65?70重量%的硫酸進(jìn)行除水,除水時(shí)溫度為10°c?45°C。
      [0017]本發(fā)明經(jīng)過深冷的含有氫氰酸的尾氣用丙酮連氮水溶液吸收的工序?yàn)?
      在串聯(lián)的兩個(gè)反應(yīng)釜中加入丙酮連氮水溶液,然后將上述含氫氰酸尾氣從反應(yīng)釜的釜底通入丙酮連氮水溶液中,控制尾氣的流速為250立方米/小時(shí),反應(yīng)溫度為35°C?40°C,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)反應(yīng)釜中的丙酮連氮70%轉(zhuǎn)化為二異丁腈肼,向第一個(gè)反應(yīng)釜中加入于丙酮連氮3倍質(zhì)量的水,繼續(xù)通入尾氣,當(dāng)?shù)诙磻?yīng)釜中的丙酮連氮40%左右轉(zhuǎn)化為二異丁腈肼,將第一個(gè)反應(yīng)釜中的料液轉(zhuǎn)移至冷卻釜中冷卻至0°C?5°C,結(jié)晶,抽濾得到二異丁腈肼結(jié)晶性固體產(chǎn)品。將第二反應(yīng)釜中的料液轉(zhuǎn)移至第一反應(yīng)釜中,以及在第一反應(yīng)釜中補(bǔ)加上述抽濾得到的母液,第二反應(yīng)釜加入新的丙酮連氮溶液,繼續(xù)通入含氫氰酸的尾氣。整個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行。
      [0018]經(jīng)過丙酮連氮吸收工序后未被丙酮連氮吸收的尾氣進(jìn)入焚燒爐進(jìn)行焚燒。
      [0019]本發(fā)明所述丙酮連氮水溶液中丙酮連氮的濃度為10—70重量%。
      [0020]所述的經(jīng)過丙酮連氮吸收的尾氣,其氫氰酸的含量低于5ppm,尾氣為大量的氫氣,可以直接進(jìn)行焚燒,副產(chǎn)蒸汽。
      [0021]在本發(fā)明中,所述的經(jīng)過吸收氨后的硫酸,其游離氰的殘留,可用氮?dú)饣蛘呖諝獯祾摺?br>[0022]在本發(fā)明中,所述的經(jīng)過除水后的硫酸部分采出或者全部采出,經(jīng)稀釋用于吸收氫氰酸混合氣中的氨氣;所述經(jīng)過除水后的氫氰酸混合氣經(jīng)過深冷得到液體氫氰酸,純度大于99.5%ο
      [0023]所述的氫氰酸混合氣的純化以及氫氰酸尾氣的綜合利用操作都是在微負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的。
      [0024]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明采用直接深冷和尾氣用丙酮連氮吸收相結(jié)合的方法,較傳統(tǒng)的利用水吸收、再精餾的方法,具有氫氰酸的利用率高、氫氰酸純化能耗低,較傳統(tǒng)工藝能耗降低90%的優(yōu)點(diǎn);整個(gè)過程常壓狀態(tài),避免了氫氰酸的分解和聚合,大大降低了設(shè)備的投資和操作時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn);尾氣用丙酮連氮吸收,不僅僅生產(chǎn)出高質(zhì)量的二異丁腈肼,而且減少了氫氰酸的損失,降低了二異丁腈肼的生產(chǎn)成本,提高了氫氰酸的綜合利用,氫氰酸的利用率大于99.9%,避免了氫氰酸對(duì)大氣的污染及其對(duì)人體的危害,真正地做到了環(huán)保、清潔的生產(chǎn)工藝。
      【具體實(shí)施方式】
      [0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
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