用於安排安德盧梭法中的反應器的系統的製作方法

2023-04-23 22:22:36 2

用於安排安德盧梭法中的反應器的系統的製作方法
【專利摘要】一種用於製備氰化氫的方法包括：將反應混合物進料進料至各自包括含鉑的催化劑床的多個主反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；確定所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於閾值；當所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率處於或低於所述閾值時，在所述多個主反應器中識別出一個或多個次優反應器；以及當識別出所述一個或多個次優反應器時，將所述反應混合物進料補充進料至一個或多個補充反應器，其中所述一個或多個補充反應器的每一個包括含鉑的催化劑床。可以代替所述反應混合物進料至所述一個或多個次優反應器的進料，進行所述補充進料，或除了所述反應混合物進料至所述一個或多個次優反應器的進料之外，還進行所述補充進料。總的方法足以保持所述一個或多個補充反應器和所述主反應器中的總測量氰化氫生產率在所需的總氰化氫生產率範圍內。
【專利說明】用於安排安德盧梭法中的反應器的系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請權利要求2012年12月18日提交的題為「安德盧梭法中的反應器方案(REACTOR SCHEME IN ANDRUSSOff PROCESS) 」 的美國臨時專利申請系列號 61/738，891 的優先權，其公開通過引用以其全部內容結合在此。

【技術領域】
[0003]本公開涉及用於由甲烷、氨和氧製備氰化氫(HCN)的安德盧梭法的反應器方案。

【背景技術】
[0004]安德盧梭法用於氰化氫(HCN)由甲烷、氨和氧在鉑或鉑合金催化劑上的氣相製備。將過濾過的氨、天然氣和空氣進料至反應器中並在包含鉑或鉑合金的催化劑的存在下加熱至約800°C至約2，500°C。甲烷可以由天然汽提供，其可以進一步純化。具有兩個碳、三個碳或更多的烴可以存在於天然氣中。雖然可以使用空氣作為氧的源，該反應也可以用富集氧的空氣或未稀釋的氧(例如，氧安德盧梭法)進行。可以將來自反應器流出物的熱在一個或多個廢熱鍋爐中回收，所述廢熱鍋爐也將反應器流出物冷卻至所需的溫度。可以將含有HCN的反應器出口氣輸送通過氨吸收過程以移除未反應的氨。這可以通過與磷酸銨溶液、磷酸或硫酸接觸以移除氨完成。可以將產物出口氣從氨吸收器輸送通過HCN吸收器，在此可以加入冷水以帶走HCN。可以將HCN-水混合物送至氰化物汽提器，在此可以將廢物從該液體移除。此外，可以將HCN-水混合物輸送通過分餾器以在將產物儲存在槽中或作為進料使用之前濃縮HCN。
[0005]很多組合安德盧梭法的HCN製備設備包括並聯運行的多個反應器，以增加HCN的總生產率。在這些多反應器安德盧梭系統的運行過程中，一個或多個反應器中的催化劑可以不可預測地以次優轉化產率開始運行，如當催化劑床達到其壽命終點時。一個或多個催化劑床的這種不可預測的次優運行可以導致進料至系統的反應物的次優轉化率和HCN的次優產率，或者因為一個或多個催化劑床的次優運行，或者因為當設備預期以滿容量運行時的過程中出乎意料地關閉一個或多個次優反應器。
[0006]次優反應器不僅可以導致總轉化率和產率低於所需的轉化率或產率，次優反應器還可以導致送至設備的隨後純化和處理部分的產物流中HCN的不一致流動和濃度。進料至純化和處理系統的HCN的不一致流動和濃度可以導致HCN產物的最終生產率上的不穩定變動。不均勻運行還可以導致下遊操作的較不經濟運行。HCN的生產率或濃度上的變動還可以導致品質顧慮。例如，HCN生產率上的變動可以導致下遊客戶生產率上的變動。
[0007]當使用富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法時與空氣安德盧梭法比較可以遭遇一些另外的困難。在空氣安德盧梭法中，氧進料流包括具有約20.95摩爾％氧的氧含量的空氣。富集氧的或氧安德盧梭法具有氧含量大於空氣中的氧含量的含氧進料流，如對於富集氧的安德盧梭法約21摩爾％氧至約30摩爾％氧或對於氧安德盧梭方法約26摩爾％氧至約100摩爾％氧。例如，採用反應物進料中更濃縮的氧含量，該方法傾向於以更濃縮的方式進行，以使得該方法可能傾向於產生更高濃度的所有產物，包括副產物。富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法中的設備可以，因此，更易於影響雜質的積累，所述雜質在空氣安德盧梭法中可以更容易地從系統吹掃。與空氣安德盧梭法比較，更大速率的副產物積累對於富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法可以導致設備的腐蝕或更頻繁的關閉。此外，因為富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法中的試劑和產物可以更濃縮，系統可以比空氣安德盧梭法中對試劑的濃度上的變化更敏感。例如，試劑濃度上的局部變化可以導致催化劑床內的局部熱點，這與空氣安德盧梭法比較可以減少催化劑的壽命。富集氧的或氧安德盧梭法對進料氣體的加熱值上的改變更敏感；因此，進料流的組成上小的變化可以導致反應器中比對於在空氣安德盧梭法中相似的進料流組成觀察到的更大的溫度波動。此外，富集氧的或氧安德盧梭法中試劑的濃度或流速上的變化可以導致該方法的總效率上與空氣安德盧梭法比較更大的差別。
[0008]在以下文章中描述了 HCN製備的各個方面:Eric.L.Crump,美國環境保護署(U.S.Environmental Protect1n Agency)，空氣品質計劃和標準辦公室(Office ofAir Quality Planning and Standards)，對於所提出的氰化物製備的經濟影響分析NESHAP(Economic Impact Analysis For the Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP)(2000 年 5 月)，在 http://nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi ? Dockey = P10AHG1.PDF在線可得，涉及HCN的製備、最終使用和經濟影響；N.V.Trusov，硫化合物和甲烷的高級同系物對由安德盧梭法的氰化氫製備的影響(Effect of Sulfur Compounds and HigherHomologues of Methane on Hydrogen Cyanide Product1n by the Andrussow Method)，Rus.J.0f Applied Chemistry，第 74 卷，第 10 期，第 1693-97 頁(2001)涉及天然氣的不可避免組分，如硫和甲烷的高級同系物對通過安德盧梭法的HCN製備的影響；清潔發展機制(CDM)執行理事會(Clean Development Mechanism(CDM) Executive Board)，聯合國氣候變化框架公約(United Nat1ns Framework Convent1n on Climate Change) (UNFCCC)，清潔發展機制項目設計文件表格(Clean Development Mechanism Project Design DocumentForm) (CDM PDD)，第 3 片反，(7 月 28 日，2006)，在 http://cdm.unfccc.1nt/Reference/PDDsForms/PDDs/PDD form04 v03 2.pdf在線可得,涉及HCN通過安德盧梭法的製備；以及GaryR.Maxwell等，在氰化氫製備技術的轉移中確保工藝安全性(Assuring process safetyin the transfer of hydrogen cyanide manufacturing technology)，J.0f HazardousMaterials，第142卷，第677-84頁(2007)涉及HCN的安全製備。
實用新型內容
[0009]如上所述，現有安德盧梭系統具有的問題可以包括一個或多個反應器中歸因於不可預期的次優催化劑活性的次優轉化率，其可以導致對於未計劃的或頻繁的催化劑替換的需要。此外，歸因於差催化劑活性的次優轉化率可以導致整個安德盧梭系統的生產率上不可預期的變動。本公開描述一種用於製備氰化氫的系統，所述系統可以避免或減少在多反應器安德盧梭系統中歸因於在低於所需活性運行的一個或多個反應器中的催化劑或歸因於反應器中從舊催化劑至新催化劑的調換的次優轉化率對氰化氫的影響。本公開的系統包括在對獲得其中系統在如果全部反應器按容量運行下運行的工廠的最大速率需要的數量的反應器之外，補充反應器的使用。剛一檢測到特定的反應器的次優運行，就可以活化補充反應器以替換或補充次優反應器。補充反應器可以因此迅速地補救次優轉化率的問題並且可以提供更一致並且可預測的經由安德盧梭法的氰化氫製備的速率。
[0010]本公開描述了一種用於製備氰化氫的方法。該方法可以包括:將反應混合物進料進料至各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器。反應混合物進料可以包含氣態氨、甲烷和氧氣。在將反應混合物進料進料的同時，可以確定多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於閾值，並且當多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率處於或低於閾值時，可以識別出多個主反應器中的一個或多個次優反應器。當識別出一個或多個次優反應器時，可以將反應混合物進料補充進料至一個或多個補充反應器，其中所述一個或多個補充反應器的每一個包含含鉑或鉑合金的催化劑床。剛一開始補充進料，就可以停止至一個或多個次優反應器的反應混合物進料。所述確定、所述補充進料以及所述停止可以足以保持一個或多個補充反應器和除了一個或多個次優反應器之外的主反應器中的總測量氰化氫生產率，其在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0011]本公開還描述了一種用於製備氰化氫的方法，所述方法包括:將反應混合物進料進料至各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器。反應混合物進料可以包含氣態氨、甲烷和氧氣。在將反應混合物進料進料的同時，可以確定多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於閾值，並且當多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率處於或低於閾值時，可以識別出多個主反應器中的一個或多個次優反應器。可以將反應混合物進料補充進料至各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的一個或多個補充反應器。補充進料可以足以保持一個或多個補充反應器和多個主反應器中的總測量氰化氫生產率，其在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0012]本公開還描述了一種用於製備氰化氫的系統。該系統可以包括各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器，其中多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；以及各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的一個或多個補充反應器。進料系統可以將反應混合物進料以足以提供第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，其中反應混合物進料可以包含氣態氨、甲烷和氧氣。控制系統可以配置為確定多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，識別出具有低於閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，開始反應混合物進料至一個或多個補充反應器的補充進料，停止至一個或多個次優反應器的反應混合物進料，以及將一個或多個補充反應器和除了一個或多個次優反應器之外的主反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0013]本公開還描述了一種用於製備氰化氫的系統，所述系統可以包括:各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器，其中多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；以及各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的一個或多個補充反應器。進料系統可以將反應混合物進料以足以提供第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，其中所述反應混合物進料可以包含氣態氨、甲烷和氧氣。控制系統可以配置為確定多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，識別出多個主反應器中具有低於閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，開始反應混合物進料至一個或多個補充反應器的補充進料，以及將多個主反應器和一個或多個補充反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0014]本公開的系統和方法的這些和其他實例和特徵將在以下的【具體實施方式】中部分給出。實用新型內容意在提供本公開的主題的概述，並且不意於提供排他的或詳盡的說明。包括下面的【具體實施方式】以提供關於本公開的系統和方法的進一步信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是用於氰化氫經由安德盧梭法的製備的實例方法的流程圖。
[0016]圖2是可以作為圖1的方法的一部分包括的實例氰化氫合成系統的流程圖。

【具體實施方式】
[0017]氰化氫通過安德盧梭法的合成(參見，例如，Ullmann ' s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry，第 8 卷，VCH VerlagsgeseIIschaft, Weinheim，1987，第 161-162頁)可以在氣相中在包含鉑或鉑合金，或其他金屬的催化劑上進行。在作為美國專利號1，934，838公開的原始安德盧梭專利等中發現並描述了適合用於進行安德盧梭法的催化劑。在安德盧梭的原始工作中，他公開了催化劑可以選自在約1000°C的工作溫度不熔(固體)的氧化催化劑；他將鉑、銥、銠、鈀、鋨、金或銀包括作為或者純形式或者合金形式的催化活性金屬。他還注意到也可以使用某些基本金屬(base metals)如稀土金屬、鉦、鈾等，如不熔氧化物或磷酸鹽的形式，並且可以將催化劑或者形成為網(篩)，或沉積在耐熱性固體載體如二氧化矽或氧化鋁上。
[0018]在的隨後開發工作中，選擇了含鉑的催化劑，這歸因於它們的功效和金屬即使是絲網或網形式的耐熱性。例如，可以使用鉑-銠合金作為催化劑，其可以是金屬絲網或篩如紡織或編織絲網片的形式，也可以沉積在載體結構體上。在一個實例中，紡織或編織絲網片可以形成篩形結構，其具有20-80目的尺寸，例如，具有約0.18mm至約0.85mm的尺寸的開口。催化劑可以包含約85重量％至約95重量％ Pt和約5重量％至約15重量％ Rh，如85/5Pt/Rh，90/10，或95/5Pt/Rh。鉑-銠催化劑還可以包含小量的金屬雜質，如鐵(Fe)、鈀(Pd)、銥(Ir)、^!了 (Ru)和其他金屬。雜質金屬可以以痕量，如約1ppm以下存在。
[0019]安德盧梭法的寬範圍的可能實施方案描述在德國專利549,055中。在一個實例中，在約800至2，500 0C，1，000至1，500°C，或約980至1050 °C的溫度使用包含串聯設置的多個具有10%銠的Pt的細目絲網的催化劑。例如，催化劑可以是可商購的催化劑，如可得自英國倫敦的Johnson Matthey Plc的Pt-Rh催化劑絲網，或可得自德國哈瑙的HeraeusPrec1us Metals GmbH&C0.的 Pt-Rh 催化劑絲網。
[0020]本公開描述了一種用於氰化氫經由安德盧梭法的製備的方法和系統。在多個實施方案中，本公開的方法和系統可以包括多個反應器安德盧梭法的反應器方案，其中化學品製備工廠用最大生產率分級，如經由政府許可。當主反應器全部在預期轉化率和進料速率運行時，特定數目的主反應器可以足以支持允許的速率或所需的速率。本公開的方法和系統包括一個或多個補充反應器，所述補充反應器可以用於或者替換次優地發揮性能的主反應器或補充次優地發揮性能的主反應器。歸因於在低於所需的活性運行的催化劑的次優性能或歸因於反應器中從舊催化劑調換為新催化劑，主反應器可以成為次優的。
[0021]在當反應器在預期轉化率運行時足以支持工廠的最大、允許速率的反應器之外，一個或多個補充反應器的使用與更傳統的安德盧梭法和系統比較對於本公開的方法和系統需要更大的資本成本。然而，額外的資本成本可以從多個反應器系統提供更一致的生產率。更一致的生產率可以提供安德盧梭法其他部分(如氨回收、氰化氫純化和廢水處理，描述下面的)更加一致的運行，並且可以對通過安德盧梭法製備的氰化氫的下遊用戶提供更加恆定運行。一個或多個補充反應器的使用還可以允許預定的維護而不是匆忙的催化劑更換，從而減少成本並提高系統在線的時間。
[0022]與空氣安德盧梭法比較，本公開的方法和系統在富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法中可以是特別有用的。空氣安德盧梭法使用具有大約20.95摩爾％氧的空氣作為含氧進料流。富集氧的安德盧梭法使用具有大於在空氣中發現的氧含量的含氧進料流，例如，具有約21摩爾％氧至約26%、27%、28%、29%或至約30摩爾％氧的進料流，如約22摩爾％氧、23%、24%或約25摩爾％氧。氧安德盧梭法使用具有約26摩爾％氧、27%、28%、29%，或約30摩爾％氧至約100摩爾％氧的含氧進料流。在一些實施方案中，氧安德盧梭法可以使用具有約 35 摩爾 ％氧、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或約100摩爾％氧的含氧進料流。
[0023]在不同的實例中，富集氧的安德盧梭法中，或具有小於100摩爾％氧的含氧進料流的氧安德盧梭法中的含氧進料流可以通過以下各項中的至少一個產生:通過將空氣與氧混合，通過將氧與任意合適的氣體或氣體的組合混合，或通過從含氧氣體組合物如空氣移除一種或多種氣體。
[0024]存在使用富集氧的或氧安德盧梭法代替空氣安德盧梭法的益處。有益地，通過使用富集氧的或氧安德盧梭法，在流出物流中可以產生比空氣安德盧梭法中更大的比例的氫。同樣，在富集氧的或氧安德盧梭法中，在含氧進料流中存在較少非反應性或雜質材料，這減少所需的試劑在加入至反應器之前的加熱成本，導致減少的能量成本。用於製備等量HCN的設備對於富集氧的或氧安德盧梭法還可以是比對於空氣安德盧梭法更緊湊的(更小)。
[0025]然而，富集氧的安德盧梭法或氧安德盧梭法可以具有在空氣安德盧梭法中未經歷的多個問題。此外，隨著進料氣體的氧濃度增加，問題被放大。例如，富集氧的或氧安德盧梭法中的試劑由其他氣體，如惰性氣體較少地稀釋。因此，富集氧的或氧安德盧梭法傾向於以比空氣安德盧梭法更濃縮的方式進行。如此，富集氧的或氧安德盧梭法傾向產生更高濃度的全部產物，包括副產物。如果必須將一個反應器離線，如為更換催化劑床，更大濃度的產物和更小反應器尺寸與空氣安德盧梭法比較可以導致系統輸出更大的下降。
[0026]富集氧的或氧安德盧梭法的更濃縮的性質還可以導致反應器和相關的設備對系統中雜質的積累更敏感，可以更容易地將其從在空氣安德盧梭法中採用的設備吹出。更大的副產物積累速率可以導致增加的腐蝕速率以及方法的多個部分的更頻繁的關閉和維護。可以由副產物積累、腐蝕和相關問題顯著地影響的設備包括，例如，一個或多個反應器，一個或多個氨回收系統，以及一個或多個HCN回收系統。例如，富集氧的或氧安德盧梭法中的催化劑一般必須比空氣安德盧梭法中的催化劑更頻繁地更換。
[0027]反應器內的其他組件與空氣安德盧梭法比較還可以在富集氧的或氧安德盧梭法中更快地被腐蝕或打破。例如，反應器內負載催化劑床的結構或反應器的其他部分，如熱交換器管，可以由與空氣安德盧梭法比較可以在富集氧的或氧安德盧梭法中更迅速地腐蝕或損耗的陶瓷材料製成。
[0028]此外，因為富集氧的或氧安德盧梭法中的試劑更濃縮，反應可以比在空氣安德盧梭法中對試劑的濃度上的變化更敏感。當試劑進行通過催化劑的試劑的濃度上的局部變化可以導致催化劑床中的溫度變化，如熱點，這與空氣安德盧梭法比較可以減少催化劑的壽命。富集氧的或氧安德盧梭法可以對進料氣體的加熱值上的改變更敏感；因此，進料流的組成上小的變化可以導致對於空氣安德盧梭法中相似的進料流組合物將觀察到的反應器中更大的溫度波動。富集氧的或氧安德盧梭法中試劑的濃度或流速上的變化還可以導致該方法的總效率上與空氣安德盧梭法比較更大的差別。
[0029]從富集氧的或氧安德盧梭法的流出物的熱傳遞可以比空氣安德盧梭法中更困難，部分因為流出物比對於空氣安德盧梭法觀察到的更濃縮，並且將這種濃縮的流出物冷卻至冷凝點可以增加如果流出物更稀可能不會觀察到的副產物形成的可能性。
[0030]在富集氧的或氧安德盧梭法中，可以採取另外的工程控制或注意以避免與純氧或富集氧的氧源的使用相關的問題，導致空氣安德盧梭法中一般不使用或需要的設備設計和運行中的安全性方案。
[0031]本文描述的系統和方法可以提供這些問題的解決方案。例如，一個或多個補充反應器的使用可以使得允許系統更好響應其中需要使反應器或反應器催化劑離線的情況，如上所述，這在富集氧的或氧安德盧梭法中更頻繁地出現。因為催化劑更換對富集氧的和氧安德盧梭法更快地出現，一個或多個補充反應器的可得性允許系統以減少的或消除的停機時間運行。
[0032]一個或多個補充反應器的使用還可以對於操作者提供更大的靈活性，以對所有反應器調節速率，包括補充、次優以及正常地運行的反應器。該靈活性可以，在一些實例中，允許操作者抵削或補救與富集氧的或氧安德盧梭法相關的一些問題。例如，可以控制至一個或多個反應器的反應混合物的進料速率或組成以抑制上面描述的副產物或雜質的積累。此夕卜，當與主反應器一起使用一個或多個補充反應器時，與僅進料至主反應器比較，反應物進料的進料速率可以減少。因此，反應器可以在更有效的條件下運行。
[0033]如下面進一步描述的，一個或多個補充反應器的使用還可以提供從系統的HCN合成部分出來的更加一致組成的流出物流，例如，一個或多個補充反應器的使用可以減少或消除流出物流中的組成變動。這，反過來，可以減少從該方法的後續系統如氨回收系統出來的組成變動。更均勻的運行還可以提供下遊系統如氨回收系統更經濟的運行。因為可以將所回收的氨的一部分再循環回反應器，一個或多個補充反應器的使用可以提供進料至反應器的更加一致濃度的反應物。如上所述，反應器中試劑濃度上的變化可以導致催化劑床中溫度變化，這導致熱點的形成。因此，一個或多個補充反應器的使用可以延長催化劑的壽命，並且可以提供對歸因於使用純氧或富集氧的進料源可以出現的問題更好的控制。更加一致的試劑濃度還可以提高系統的總效率。更均勻的運行還可以在反應器流出物流上平衡來自廢熱鍋爐的水蒸汽生產率並且可以簡化工廠的水蒸汽管理。換言之，變得可以不需要或更不容易啟動和關閉專用水蒸汽生成鍋爐，因為HCN系統更可靠地產生給定速率的水蒸汽。
[0034]圖1是用於經由安德盧梭法製備氰化氫(HCN)的實例方法10的流程圖。在實例方法10中，對HCN合成系統12提供氨(NH3)流2、甲烷(CH4)流4和含氧流6 (其包含氧氣
(O2))。將三種進料流2、4、6混合併在多個反應器(在下面更詳細地描述)中反應，以在合適的催化劑的存在下根據反應I轉化為氰化氫和水:
[0035]2NH3+2CH4+302— 2HCN+6H 20 [I]
[0036]可以將來自HCN合成系統12的所得到的產物流14進料至配置為回收未反應的NH3的氨回收系統16。氨可以通過經由與包含一種或多種可以從產物流14吸收NH3的磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)和磷酸銨溶液的酸流18接觸的NH3吸收而回收。在圖1中所示的實例中，將酸流18加入至氨回收系統16以吸收NH3。在H3PO4S液的情況下，可以將氨從所得到的磷酸銨溶液使用一個或多個汽提器移除以從1^04分離NH 30可以將順3經由NH 3再循環流20再循環回至HCN合成系統12。可以將氨回收溶液和其他廢物再循環或作為廢水流22排放，同時可以將NH3H提過的HCN流24進料至HCN回收系統26。
[0037]氨吸收器可以是任何合適的設計並且一般可以逆流運行。富酸吸收劑液體可以在頂部附近進入吸收塔並且可以向下流動。吸收塔可以含有內部件以促進液體-氣體接觸。合適的內部件的實例教導在 Kirk-OthmerEncyclopaedia of Chemical Technology，第 3版，第I卷，第53-96頁(John Wiley&Sons，1978)，並且可以包括盤、板、環和鞍，僅舉幾個例子。含氨氣體可以在塔底附近進入塔並且向上流動，從而逆流接觸吸收劑液體，條件是將該液體在塔的頂部引入。調節至吸收器塔的氣體和液體流動以提供有效接觸，同時從塔溢流(歸因於過高液體負荷)，在氨-富集氣體中夾帶液體(歸因於氣體的過度流動)或由氣體至吸收塔的不充分流動導致的低吸收性能。在給定對於氨再循環流的生產量和純度需要的情況下，本領域技術人員可以確定塔長度、直徑和一個或多個內部件的類型的選擇。
[0038]可以使用用來形成氨吸收系統的任意合適的構造的塔，包括，例如，一個塔或多個塔布置。雖然單個塔可以提供水溶液與進料流之間的必須接觸時間以有效地移除所需量的氨，使用多個塔代替一個有時可以是更方便的。例如，高或大的塔對於建造、容納和保持可以是昂貴的。本文的氨吸收器的任何描述可以包括一起形成氨吸收器的任意合適數目的塔。氨吸收器可以包括吸收器單元和汽提器單元，如在從安德盧梭法反應流出物分離氨的實例中，HCN汽提器單元。在這樣的實例中，吸收器單元可以從進料流使用水溶液提取氨。進入吸收器單元的水溶液可以是來自解吸器的水溶液再循環流。吸收器允許進料流和水溶液至少分離至一定程度。之後可以使可以含有從大部分氨分離的HCN的吸收器單元的塔頂流通過HCN回收系統。可以含有包含HCN的殘餘進料流材料的水溶液之後可以進入汽提器單元，其可以加熱水溶液。汽提器單元可以允許將水溶液和其他材料分離，例如可以將包含殘餘HCN的殘餘進料流材料在汽提器單元中更完全地從水溶液中分離。氨吸收還可以在汽提器單元中出現。可以包含殘餘HCN或其他材料的汽提器單元的塔頂流可以返回至吸收器單元，例如與進料流一起進入。可以之後將汽提器單元的底部流送至氨解吸器。
[0039]HCN回收系統26可以包括配置為從HCN流24分離和純化HCN的一個或多個單元操作。作為HCN回收系統26的結果，製備純化的HCN產物流28。HCN回收系統26還可以產生廢氣30和廢水流32，其可以任選地與來自氨回收系統16的廢水流22組合成組合的廢水流34中。可以將組合的廢水34進料至可以回收可以再循環回氨回收系統16的另外的NHS38的氨汽提器36中。來自氨汽提器36的最終廢水40可以進一步在廢水處理、儲存或處置系統中處理。
[0040]圖2是在圖1的方法10中可以使用的實例HCN合成系統12的更詳細的流程圖。HCN合成系統12包括多個主反應器40A、40B和40C (在本文統稱為「主反應器40」或「多個主反應器40」)，其各自包括催化劑床42A、42B、42C (在本文統稱為「催化劑床42」或「多個催化劑床42」 );和一個或多個補充反應器44，其包括催化劑床46。
[0041 ] 每個催化劑床42、46包括能夠催化反應I的催化劑材料，如包含鉑(Pt)或鉑合金的催化劑。在一個實例中，催化劑床42、46各自包含鉑和銠(Rh)催化劑，如包含約85重量％至約95重量％ Pt和約5重量％至約15重量％ Rh的催化劑。催化劑床42、46的催化劑還可以包含小量的金屬雜質，如鐵(Fe)、鈀(Pd)、銥(Ir)、釕(Ru)和其他金屬。雜質金屬可以以痕量存在，如約1ppm以下。
[0042]催化劑床42、46可以用催化劑，如上面描述的Pt-Rh催化劑，在載體結構，如紡織或編織絲網片，波紋催化劑結構，或負載催化劑結構上形成。在一個實例中，紡織或編織絲網片可以形成具有20-80目的尺寸的目狀結構，例如，具有尺寸為約0.18mm至約0.85mm的開口。每個催化劑床42、46中存在的催化劑的量可以依賴於進料至每個相應的反應器40、44的反應混合物的進料速率。在一個實例中，每個催化劑床42、46中的催化劑的質量為約0.4g至約0.6g/以鎊/小時計的進料至反應器40、46的反應混合物的進料速率。
[0043]催化劑床42、46的催化劑可以是可商購的催化劑，如可得自英國倫敦JohnsonMatthey Plc的Pt-Rh催化劑絲網，或可得自德國哈瑙的Heraeus Prec1us MetalsGmbH&C0.的Pt-Rh催化劑絲網。
[0044]可以配置HCN合成系統12，以使得如果確定反應器40的任一個中的HCN的百分比產率處於或低於所需的產率閾值，那麼可以將反應進料進料至一個或多個補充反應器44，以或者替換次優主反應器40或者作為與次優主反應器40 —起運行的補充。在一個實例中，多個主反應器40的每一個具有基本上相同的幾何構造(例如，基本上相同的尺寸和基本上相同的形狀)。類似地，所述一個或多個補充反應器44的每一個也可以具有與主反應器40的每一個基本上相同的幾何結構，以使得所述一個或多個補充反應器44的每一個可以充當對於次優地運行的主反應器40的替代反應器。補充反應器44可以之後充當一個主反應器，並且現在可以將取下離線的次優主反應器40充當補充反應器。
[0045]HCN合成系統12可以包括用於將每個進料流如冊13流2、CH 4流4和含氧流6準備為處於所需的條件的操作，以便實現根據反應I的反應並製備HCN。例如，可以將可以作為液體進料的NH3進料流2通過可以將液體NH 3流2蒸發為NH 3蒸氣流50的氨蒸發器48蒸發。可以將NH3蒸氣流50在NH 3過熱器52中進一步加熱以形成過熱的NH 3蒸氣54。
[0046]014流4可以是天然氣進料4的形式。天然氣進料4的組成可以是具有小百分數的其他烴的大部分CH4。在一個實例中，天然氣進料4可以是約90重量％至約97重量％ CH4,約3重量％至約10重量%乙烷(C2H6)，約O重量%至約5重量％丙烷(C3H8)，約O重量%至約I重量％丁烷(C4Hltl，或者是異丁烯、正丁烷的形式，或它們的組合)，以及痕量的高級烴和其他氣體。還可以將天然氣進料4純化以包含更純的甲烷源。在一個實例中，純化天然氣進料4可以包含約99.9% 014和小於約0.1重量％其他烴(其主要是乙烷)。天然氣進料4可以通過氣體加熱器56加熱。
[0047]可以將含氧流6如用壓縮機58加壓。如上所述，在一個實例中，含氧流6可以包含富集氧的流，例如，其具有至少21摩爾％，至約26%，27%，28%，29%，或至約30摩爾％氧，如約22摩爾％氧，23%，24%，或約25摩爾％氧；或氧流，例如，其具有約26摩爾％氧至約 100 摩爾 ％氧，如約 35 摩爾 ％氧，40%，45%，50%，55%，60%，65%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，或約100摩爾％氧的氧含量。
[0048]可以將三種進料流2、4、6組合，如用氣體混合器(gas mixture)組合。在一個實例中，提供氣體混器60A、60B、60C(在本文統稱為「氣體混合器(mixer) 60」或「多個氣體混合器60」)以將反應混合物進料流64A，64B，64C (在本文統稱為「反應混合物進料流64」或「多個反應混合物進料流64」)進料至主反應器40的每一個，並且提供氣體混合器62以將反應混合物進料流66進料至補充反應器44。可以獨立地控制每個氣體混合器60、62，以便控制在每個反應混合物進料流64、66中存在的每種反應物(NH3XHjPO2)的比例。混合器60、62可以是分開的設備，如圖2中所示，或可以將混合器結合至另一件設備中，如通過作為反應器40、44的一部分。
[0049]在氧安德盧梭法的正常運行過程中，進料至反應器的反應混合物進料流64、66可以具有約25摩爾％至約40摩爾％ CH4,約30摩爾％至約45摩爾％ NH3,並且約20摩爾％至約45摩爾％ O2;如約28.7摩爾％至約37.1摩爾％ O2，約34.3摩爾％至約43.8摩爾％NH3,以及約25.6摩爾％至約30.7摩爾％ 02的組成。在一個實例中，反應混合物進料流64、66具有約33.3摩爾％ CH4、約38.9摩爾％ NH3和約27.8摩爾％ 02的組成。在空氣或富集氧的安德盧梭法的正常運行過程中，進料至反應器的反應混合物進料流64，66可以具有約15-40體積％ CH4、約15-45體積％順4和約15-70體積％空氣或富集氧的空氣的組成。反應混合物進料流64、66還可以包括痕量的其他、反應性或非反應性化合物如二氧化碳(CO2)和氮氣體(N2)。在實例氧安德盧梭法中，反應混合物進料流64、66包含O摩爾％至約3摩爾％ (:02和O摩爾％至約2摩爾％ N2O
[0050]HCN合成系統12可以配置為確定一個或多個主反應器40是否在次優速率運行以使得一個或多個主反應器中的HCN的百分比產率處於或低於預定閾值。在本文將這種表現不佳的反應器40稱為「次優反應器」。為了簡潔的原因，本公開的餘下部分將描述其中發現第一主反應器40A低於預定閾值運行的一個實例，並且第一主反應器40A將因此被稱為「次優反應器40A」。然而，本領域技術人員將明白主反應器40A、40B、40C中的任一個可以在次優速率運行以使得主反應器40A、40B、40C中的任一個可以是本公開的含義範圍內的「次優反應器」。
[0051]可以使用數個參數以確定特定的反應器40是否在次優產率運行。可以指示反應器40A在次優速率運行的參數的實例可以包括但是不限於，跨越催化劑床42A的壓降(其中壓降越大指示催化劑越低效地發揮功能)、反應器產物氣體的組成(其可以使用氣相色譜儀或其他組成分析儀器測定)、催化劑床42A的溫度(其中溫度越低指示催化劑越低效地發揮功能)、在調節進料速率以保持所需的產率之後反應混合物至特定的反應器的進料速率與至其他反應器的進料速率比較的比例，以及與催化劑的預期壽命比較，催化劑床42A中的催化劑的年齡(換言之，催化劑已經運行的時間量)。在一個實例中，來自反應器40A的流出物流中甲烷濃度的增加可以觸發反應器40A次優地運行的發現，在本文也稱為「甲烷穿透」。當反應器40A的流出物中的甲烷濃度大於或等於閾值時，可以確定出現甲烷穿透。在一個實例中，甲烷穿透閾值可以是約0.4摩爾%至約I摩爾%，如約0.6摩爾%。
[0052]也可以使用全部反應器40的總產率上的減少指示主反應器40A中的一個潛在地以次優速率運行。在一個實例中，可以使用氨產率(例如，從轉化為HCN的冊13流2進料至HCN合成系統12的氨的摩爾數的百分數)以確定反應器40A是否次優地運行。如通過上面的反應I所示，理想地將進料至反應器40的每摩爾數的NH3轉化為一摩爾數的HCN。因此，每個反應器40的見13產率可以定義為反應器40中製備的HCN的摩爾數除以進料至反應器40的NH3的摩爾數。如上所述，將進料至反應器的NH3的一部分從NH 3回收系統16再循環回HCN合成系統12，以使得進料至每個反應器的NH3的一部分是再循環的NH 3。在一個實例中，對於每個反應器40可以基於進料至反應器40的新NH3(例如，不包括再循環的NH3)確定NH3產率。總產率上的初始降低可以有時通過調節反應器40之間的進料比補救。然而，這一般是短期解決方案，並且最終，產率將繼續下降，有時更迅速地，並且最終可以不能通過調節進料比提尚。
[0053]在一個實例中，預期或所需的產率從約5%至約10%的減少可以指示主反應器40中的一個以次優速率運行。在總產率減少該量的發現之後，可以研宄單獨主反應器40的每一個以將次優反應器40A從可以正常運行的其他反應器40B、40C隔離。可以測量或確定多個參數，如以下各項中的一項或多項:跨越每個催化劑床42的壓降，每個催化劑床42的溫度，以及對於每個反應器40的輸入和輸出組成。如果這些參數的測量或確定指示主反應器40中的一個以次優速率運行，如第一主反應器40A，那麼可以將次優反應器40A用補充反應器44(如下面描述的)替換。如果這些參數的測量和確定指示所有主反應器40以次優速率運行，那麼可以推定很可能除了反應器40之外該方法的一些其他方面不當地運行，因為對於所有主反應器40將同時以相同方式次優地運行將是不尋常的。
[0054]如上所述，HCN合成系統12包括:可以用於補充主反應器40的至少一個補充反應器44，條件是確定一個或多個主反應器40以小於最小所需的閾值的百分比產率運行。為了促進所述一個或多個補充反應器44的使用，HCN合成系統12可以包括多個主入口閥門68A、68B、68C (在本文統稱為「主入口閥門68 」或「多個主入口閥門68 」)，其可以各自被控制以減少或關閉至相應的主反應器40的反應混合物進料流64，條件是確定相應的主反應器40以次優速率運行。可以包括補充入口閥門70，以打開進入補充反應器44中的補充反應器混合物進料流66。HCN合成系統12還可以包括各自對應於主反應器40中的一個的多個主出口閥門72A、72B、72C(在本文統稱為「主出口閥門72」或「多個主出口閥門72」)，以及補充出口閥門74。可以操作出口閥門72、74以使得離線反應器40，44將與產物流14隔離。
[0055]HCN合成系統12可以包括:控制系統76，其可以控制每個反應混合物進料流64、66至其相應的反應器40、44的流速。例如，如果確定第一反應器40A以次優產率運行，控制系統76可以減少或停止進料至第一主反應器40A的反應混合物進料流64A。控制系統76還可以開始反應混合物進料流66至補充反應器44的進料。如果需要，控制系統76可以控制混合器60、62，以便控制進料至每個反應器40、44的每種反應混合物進料流64、66中的組成。在一個實例中，控制系統可以控制混合器60、62，主入口閥門68，補充入口閥門70，主出口閥門72，以及補充出口閥門74，以便允許或阻止反應混合物通過至反應器40、44的所需組合中。閥門68、70、72、74可以通過控制系統76控制，所述控制系統配置為開始反應混合物至補充反應器44的進料，如通過打開補充入口閥門70和補充出口閥門74，並且停止至一個或多個次優主反應器40的反應混合物進料，如通過關閉主入口閥門68中的一個和相應的主出口閥門72。可以配置控制系統76和閥門68、70、72、74，以使得閥門68、70、72、74可以在打開位置和關閉位置之間移動。備選地，控制系統76和閥門68、70、72、74的每一個可以配置為在除了打開和關閉位置之外，還可在一個或多個中間位置移動，以使得閥門68、70,72,74的一個或多個還可以控制通過閥門68、70、72、74的流速，以便在特定的主反應器40與補充反應器44之間分流反應混合物的流動。
[0056]控制系統76還可以配置為確定主反應器40的任一個中的HCN的百分比產率是否低於閾值或識別出哪一個主反應器40以次優百分比產率運行。控制系統76還可以將來自餘下的主反應器40和所述一個或多個補充反應器44的總HCN生產率保持在所需的總HCN生產率範圍內。下面更詳細地描述控制系統76。
[0057]例如，如果確定第一主反應器40A以次優水平運行(例如，因為催化劑床42A以次優轉化率運行)並且需要用補充反應器44替換次優第一主反應器40A，那麼可以將反應混合物進料流64A中的反應混合物通過關閉第一主反應器入口閥門68A並打開補充反應器入口閥門70而經由第一旁路線66A分流。如果需要用補充反應器44補充第一主反應器40A，那麼可以將反應混合物的一部分從第一主反應40A通過部分地關閉第一主反應器入口閥門68A並且部分地打開第一補充反應器入口閥門70A而分流至補充反應器44。在一個實例中，可以控制要進料至主反應器40和所述一個或多個補充反應器44的任意組合的反應混合物進料流64、66，並且在一些實例中，採用進料速率的任意組合，以便完全補充任意次優主反應器40以便提供在所需的總HCN生產率範圍內的總HCN生產率。
[0058]在一個實例中，可以通過首先關閉從空氣進料流6進料至反應器40A的氧，例如，通過關閉從空氣進料6至混合器60A或反應器40A的閥門，從而關閉次優反應器40A。在停止氧流動之後，可以將反應器40A通過其他反應物流(例如，見13流2和甲烷流4)吹掃預定時間期間，之後關閉餘下的反應物進料流2和4。在停止NH3進料流2和甲烷進料流4之後，可以將從反應器40A的流出物送至火炬，以火炬燒掉不希望排空的任何產物或反應物。之後可以將反應器40A用惰性氣體流如氮吹掃。
[0059]在確定一個或多個主反應器是次優反應器40A之後，可以開始調換程序以啟動補充反應器44的運行並關閉次優反應器40A的運行。調換程序中的初始步驟可以是啟動補充反應器44，如通過打開補充入口閥門70和/或補充出口閥門74。在補充反應器的啟動和初始運行的過程中可以控制至補充反應器44的反應混合物的流量。
[0060]在一個實例中，補充反應器44的催化劑床46中的催化劑在補充反應器44的啟動之前未活化。因此，在一個實例中，可以在補充反應器44剛好啟動之後的初始時間期間的過程中活化催化劑床46。催化劑床46的活化可以包括:首先將反應器點火，這可以耗費O小時至約6小時，或更長，之後用與最終的反應混合物不同的反應混合物運行補充反應器44。在一個實例中，與最終的反應混合物比較，活化反應混合物可以具有低量的CH4。在用低CH4反應混合物進料至反應器44的同時，反應器44可以在相對於在將催化劑床46活化之後反應器44的正常運行而言升高的溫度運行。補充反應器44可以在該升高的溫度運行約8小時至約10天以便完全活化催化劑46並允許反應器44在全速運行。在活化催化劑床46之後，可以將反應混合物的比例改變至正常反應物比例，並且至補充反應器44的進料速率可以在一段時間期間內如約12小時至約4天內逐漸增加。
[0061]在啟動補充反應器44之後，可以減少或關閉反應混合物至次優反應器40A的流量。可以監控全部反應器，例如，全部主反應器40(包括次優反應器40A)和補充反應器44的輸出速率，並且可以調節進料至次優反應器40A和補充反應器44的反應混合物的流量，以對於整個方法10保持所需的輸出。例如，可以將至補充反應器44的流量在最小速率保持預定時間期間，以便最小化對氨回收系統16以及HCN回收系統26中的下遊操作的影響。依賴於總產率，次優反應器40A和補充反應器44可以在完全關閉次優反應器40A之前都用反應混合物進料一定時間期間。
[0062]在一些實例中，可以僅使用補充反應器44以增加次優反應器40A，以使得包括次優反應器40A的所有主反應器40和補充反應器44可以不無限期地運行，例如直至可以開始所計劃的關閉。在一個實例中，次優反應器40A和補充反應器44可以同時運行數天至數周。次優反應器40A和補充反應器46同時運行時的時間量可以極大地依賴於特定的情況和條件。
[0063]在從次優反應器40A至補充反應器44的調換過程中，可以存在這樣的時間期間:來自方法10的HCN的總生產率上有變動。例如，當將補充反應器44啟動並將反應混合物至次優反應器40A的進料速率減少或關閉時，來自主反應器40和補充反應器44的全體的HCN的總生產率可以有約10%至約20%的變動，或者作為生產率上的增加或者作為生產率上的減少。在調節至主反應器40和補充反應器44的每一個的進料速率的同時，如果需要，在將次優反應器40A關閉的同時，該變動可以繼續。在一個實例中，調換過程中生產率上的變動可以持續數分鐘(例如，5-10分鐘)至約6小時，或更長，直至調節進料速率和其他運行參數並且總生產率可以穩定化。
[0064]在將次優反應器40A關閉之後，可以替換廢催化劑床42A並且可以將新催化劑床42A活化，以使得可以隨時將次優反應器40A用作新的補充反應器。換言之，正常地運行的主反應器40B和40C和新運行的補充反應器44可以充當主反應器，並且具有新活化的催化劑床42A的已關閉的次優反應器40A可以充當補充反應器以替換運行中的主反應器40B、40C、44中的一個，條件是那些反應器40B、40C、44中的一個開始以次優產率運行。
[0065]次優反應器40A的催化劑床42A可以通過以下方式移除:首先將次優反應器40A從系統隔離，如通過關閉第一入口閥門68A和/或第一出口閥門72A。在隔離次優反應器40A之後，反應物的流動可以繼續以進料至次優反應器40A，之後切斷氧(空氣)流動，同時將順3和CH4流動保持預定時間期間，例如約10分鐘至約15分鐘。可以之後停止NH 3和CH 4流動，並且可以將次優反應器40A用非反應性氣體如氮(N2)吹掃預定期間，如約15分鐘。可以允許將次優反應器40A冷卻，如果需要，可以打開反應器40A，並且可以移除廢催化劑床42A。可以將新催化劑床42A安裝在反應器40A中以使得它可以隨時充當如上所述的補充反應器。
[0066]實施例
[0067]通過參考通過示例的方式提供的以下實施例可以更好地理解本公開。本公開不限於本文給出的實施例。
[0068]比較例1-通常運行
[0069]使用內部具有陶瓷絕緣襯裡的4英寸內徑不鏽鋼反應器用於中試。裝載四十片的得自Johnson Matthey (美國)的90重量％ Pt/ΙΟ重量％ Rh40目絲網作為催化劑床。使用穿孔的氧化鋁片用於催化劑片載體。將總流速設定在2532SCFH(標準立方英尺/小時)。在模擬製造序列中，在安德盧梭反應設備中使用三個反應器以從約34摩爾％甲烷、約37摩爾％氨和約27摩爾％氧的反應混合物在鉑或鉑合金催化劑的存在下產生氰化氫。來自反應器的氣態產物流含有約17摩爾％氰化氫，約6摩爾％未反應的氨，約35摩爾％氫，約6摩爾％ CO，並且約34摩爾％ H2O,基於NH3反應具有大約82%產率的氰化氫(摩爾為基礎的)。
[0070]通過確定氰化氫的總產率監控反應器的性能。當總產率減少約3% (例如，基於反應的冊13至約79% (摩爾為基礎的))，則可以假定三個反應器中的一個以次優產率運行。可以通過確定以下各項中的至少一項確定哪一個反應器以次優產率運行:跨越每個反應器的催化劑床的壓降、每個反應器床的溫度，以及每個反應器的入口和出口組成。可以關閉次優反應器，直至可以替換催化劑床並且可以活化新催化劑床。在那段時間，設備將僅用兩個反應器繼續運行，以使得在所需容量的大約三分之二(67% )運行設備並具有基於反應的NH3為約82%的總產率(摩爾為基礎的)。
[0071 ] 實施例2-補充反應器替換次優主反應器
[0072]使用內部具有陶瓷絕緣襯裡的4英寸內徑不鏽鋼反應器用於中試。裝載四十片的得自Johnson Matthey (美國)的90重量％ Pt/ΙΟ重量％ Rh40目絲網作為催化劑床。使用穿孔的氧化鋁片用於催化劑片載體。將總流速設定在2532SCFH(標準立方英尺/小時)。在製造次序上，氰化氫由與比較例I中描述的構造相似的三個主反應器製備。實施例2的設備還包括補充反應器。主反應器的性能通過確定氰化氫的總產率監控。該實施例中最優的產率的下限為基於NH3低於通常情況3%。檢測到三個主反應器中的一個具有包含大於0.6摩爾％未反應的甲烷的次優氣態產物流。來自次優反應器的氣態產物流可以導致氰化氫上10%減少和未反應的氨上10%減少，導致基於反應的見13大約10% (摩爾為基礎的)的該特定反應器的產率的減少。次優反應器將三個反應器的總產率減少約3%。反應器的一個的次優性能，與設備的其他方面相反，通過測量以下各項中的至少一個證實:跨越每個主反應器的催化劑床的壓降、每個主反應器的催化劑床的溫度，以及每個主反應器的入口和出口組成。
[0073]補充反應器通過將反應混合物進料以最小進料速率進料至補充反應器以活化補充反應器的催化劑而啟動。在最初的時間期間，如約6小時至約24小時，例如約8小時，進料至補充反應器的反應混合物可以具有與進料至主反應器的反應混合物的組成不同的組成。例如，在啟動和催化劑活化過程中進料至補充反應器的反應混合物可以是約4%以上甲烷，約3%以下氨，以及約1%以下氧。即使在該初始時間期間之後，當可以將與主反應器相同的進料組合物進料至補充反應器時，在補充反應器可以以滿容量運行之前，可以將進料至補充反應器的進料速率和組成調節約2天至約10大。
[0074]在將補充反應器催化劑活化之後，通過中止至次優主反應器的反應混合物進料而關閉次優主反應器。在補充反應器的啟動和補充反應器的關閉過程中，可以調節至補充反應器和次優反應器兩者的進料速率，以最小化對餘下的設備的下遊影響。在關閉之後，可以對次優反應器給出催化劑更換。在補充反應器在線並且次優反應器離線的情況下，在高換至補充反應器的過程中HCN的總生產率可以保持在所需的總生產率的約10%之內，並且在高換之後，總生產率可以恢復回高達所需容量的100%，與在比較例I中次優反應器的關閉過程中可以獲得的67%的所需容量比較。在調換之後，補充反應器的總產率基於所反應的NH3K最優的主反應器低約5%。
[0075]實施例3-補充反應器與次優主反應器同時運行
[0076]使用內部具有陶瓷絕緣襯裡的4英寸內徑不鏽鋼反應器用於中試。裝載四十片的得自Johnson Matthey (美國)的90重量％ Pt/ΙΟ重量％ Rh40目絲網作為催化劑床。使用穿孔的氧化鋁片用於催化劑片載體。將總流速設定在2532SCFH(標準立方英尺/小時)。在生產序列上，氰化氫製備設備包括三個主反應器和一個補充反應器，與實施例2中描述的配置相似。通過確定氰化氫的總產率監控主反應器的性能。該實施例中最優產率的下限基於見13為比正常低3 % ο檢測到三個主反應器中的一個具有包含大於0.6摩爾％未反應的甲烷的次優氣態產物流。來自次優反應器的次優氣態產物流可以導致氰化氫上10%減少和未反應的氨上10%減少，對於一樣那我特定的反應器導致基於見13大約10%的減少。次優反應器將三個反應器的總產率減少約3%。反應器中的一個的次優性能，如與設備的其他方面相反，通過測量以下各項證實:跨越每個主反應器的催化劑床的壓降，每個主反應器的催化劑床的溫度，以及每個主反應器的入口和出口組成。例如，等於或大於110%的跨越正常運行的主反應器的壓降的跨越主反應器的壓降可以指示更高壓降的反應器正次優地運行。
[0077]補充反應器通過將反應混合物進料以最小進料速率進料至補充反應器以活化補充反應器的催化劑而啟動。在初始時間期間過程中，如約6小時至約24小時，例如約8小時，進料至補充反應器的反應混合物可以具有與進料至主反應器的反應混合物的組成不同的組成。例如，在啟動和催化劑活化過程中進料至補充反應器的反應混合物可以為約4%以上的甲燒，約3%以下氨，以及約1%以下氧。即使在該初始時間期間之後，當可以將與主反應器相同的進料組成進料至補充反應器時，可以將進料至補充反應器的進料速率和組成調節約2天至約10天，之後補充反應器可以以滿容量運行。至次優反應器的進料速率也減少至最小進料速率。在將補充反應器催化劑活化之後，調節至補充反應器、至次優主反應器以及至正常地運行的主反應器的進料速率以最優化總HCN生產率和HCN的總產率。還可以調節進料至每種類型的反應器的反應混合物的組成。
[0078]在補充反應器和次優反應器同時運行的情況下，在補充反應器的啟動和補充反應器中催化劑的活化過程中HCN的總生產率可以保持在所需的總生產率的約10%內。在調換之後，總生產率可以為所需的容量的大約100%，與在比較例I中的次優反應器的關閉過程中可以獲得的所需的容量的67%比較。
[0079]因為次優反應器連續製備越來越低產率的HCN，緩慢地增加至補充反應器的反應混合物的進料速率以將總產率保持在基於所反應的見13為約3%的正常產率內。一旦補充反應器的產率基於所反應的NH3增加至最優的主反應器的約5%之內時，就使次優反應器離線用於催化劑更換和其他維護。
[0080]上面的【具體實施方式】意圖是示意性的，並且非限制性的。例如，上述實例(或其一個或多個要素)可以彼此組合使用。在閱讀以上說明書後，可以使用其他實施方案，如由本領域技術人員使用。同樣，不同特徵或要素可以集合在一起，以使本公開簡化並更有效率。這不應被解釋為意圖是未要求保護的公開特徵對任意權利要求是重要的。而是，所發明的主題可以在於小於具體公開的實施方案的全部特徵中。因此，因此將以下權利要求結合至【具體實施方式】中，其中每個權利要求以其自身作為可分離的實施方案。本公開的範圍應當參考所附權利要求，以及與這些權利要求要求權利的等價替換的完整範圍一起確定。
[0081]在本文與如此通過引用結合的任意文獻之間有不一致用法的情況下，以在本文中的用法為準。
[0082]在本文中，使用術語「一個」或「一種」，如在專利文獻中共同的，包括一個或多於一個，而與「至少一個」或「一種或多種」的任意其他實例或使用無關。在本文中，除非另外指出，使用術語「或」指代非排除性的或，以使得「A或B」包括「A但不是B，」 「B但不是A」，以及「A和B」。在本文中，使用術語「包括」和「在其中」作為相應的術語「包含」和「其中」的通俗語等價。同樣，在以下權利要求中，術語「包括」和「包含」是開放式的，換言之，包含除在權利要求中在這些術語之後列出的那些之外的要素的系統、器件、物品、組合物、配方或方法任被認為是落入該權利要求的範圍之內。此外，在以下權利要求中，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅作為標記使用，並且不意圖對它們的對象賦予數值要求。
[0083]本文描述的方法實例可以是機械或計算機實現的，至少部分地。一些實例可以包括用指令編碼的計算機可讀介質或機械可讀介質，所述指令運行性以配置電子器件以進行如以上實例中描述的方法或方法步驟。這種方法或方法步驟的實現可以包括代碼，如微代碼、彙編語言代碼、高級語言代碼等。這種代碼可以包括用於進行不同方法的計算機可讀指令。代碼可以形成電腦程式產品的一部分。此外，在一個實例中，代碼可以有形地儲存在一種或多種易失性、非臨時性或非易失性有形計算機可讀介質上，如在執行過程中或在其他時間。這些有形計算機刻度介質的實例可以包括，但是不限於，硬碟、可換磁碟、可換光碟(例如，壓縮磁碟(CD)和數字視頻磁碟(DVD))、磁帶盒、存儲卡或棒、隨機存儲存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等。
[0084]提供摘要以滿足37C.F.R.§ 1.72(b)，以允許讀者很快地確定技術公開的性質。應當明白它將不用於解釋或限定權利要求的範圍或含義的情況下提交。
[0085]雖然已經參考示例性實施方案描述了本公開，本領域技術人員將認識到可以在形式和細節上進行改變而不脫離本公開的精神和範圍。
[0086]下面提供的特別列舉的陳述僅用於示例的目的，並且不以其他方式限制如由權利要求定義的所公開主題的範圍。這些所列舉的陳述包括本文描述的全部組合、子組合以及多重引用(例如，多重從屬)組合。
[0087]旌述
[0088]陳述I提供一種用於製備氰化氫的方法，所述方法包括:
[0089]將反應混合物進料進料至各自包括含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0090]確定所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於閾值；
[0091]當所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率處於或低於所述閾值時，在所述多個主反應器中識別出一個或多個次優反應器；
[0092]當識別出所述一個或多個次優反應器時，將所述反應混合物進料補充進料至一個或多個補充反應器，其中所述一個或多個補充反應器的每一個包括含鉑或鉑合金的催化劑床；
[0093]剛一開始所述補充進料，就停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料；
[0094]其中所述確定、所述補充進料和所述停止足以保持所述一個或多個補充反應器和除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器中的總測量氰化氫生產率，其在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0095]陳述2提供陳述I所述的方法，其中所述確定、所述補充進料以及所述停止足以保持所述一個或多個補充反應器和除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器中的總測量氰化氫百分比產率，其在所需的總氰化氫百分比產率範圍內。
[0096]陳述3提供陳述I或2中任一項所述的方法，其中所述識別出所述一個或多個次優反應器包括下列中的至少一個:確定來自所述多個主反應器的每一個的流出物的組成，確定所述多個主反應器的每一個的氨產率，確定所述多個主反應器的每一個至氰化氫的產率，以及確定跨越所述多個主反應器的每一個的壓降。
[0097]陳述4提供陳述3所述的方法，其中確定所述流出物的組成包括確定所述多個主反應器的每一個的流出物的甲烷濃度，其中所述識別出所述一個或多個主反應器包括確定所述流出物的甲烷濃度等於或大於甲烷穿透閾值。
[0098]陳述5提供陳述4所述的方法，其中所述甲烷穿透閾值是0.4摩爾％至I摩爾％甲烷。
[0099]陳述6提供陳述1-5中任一項所述的方法，所述方法還包括:監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0100]陳述7提供陳述1-6中任一項所述的方法，其中確定所述多個主反應器中的任一個中或所述補充反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於所述閾值包括:將所述主反應器或所述補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0101]陳述8提供陳述1-7中任一項所述的方法，其中當將所述主反應器各自以大於或等於所述閾值的氰化氫的百分比產率運行時，所述多個主反應器能夠提供所需的總氰化氫生產率。
[0102]陳述9提供陳述8所述的方法，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，當組合時，在停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料之後，能夠至少提供所述所需的氰化氫生產率。
[0103]陳述10提供陳述1-9中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料，就保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料。
[0104]陳述11提供陳述1-10中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一識別出所述多個主反應器中的所述一個或多個次優反應器，就活化所述一個或多個補充反應器的每一個的催化劑床。
[0105]陳述12提供陳述11所述的方法，其中至所述一個或多個補充反應器的所述反應混合物進料的進料在活化所述一個或多個補充反應器的所述催化劑床之後出現。
[0106]陳述13提供陳述1-12中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料，就將所述一個或多個次優反應器的每一個的所述催化劑床用替換催化劑床替換以產生一個或多個更新的反應器；以及將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個更新的反應器。
[0107]陳述14提供陳述13所述的方法，所述方法還包括在將所述反應混合物進料的所述部分進料至所述一個或多個更新的反應器之前，活化所述一個或多個更新的反應器的每一個的所述替換催化劑床。
[0108]陳述15提供陳述13-14中任一項所述的方法，其中進料至所述一個或多個更新的反應器的反應混合物進料包括進料至所述一個或多個補充反應器的反應進料。
[0109]陳述16提供陳述15所述的方法，所述方法還包括:剛一開始至所述一個或多個更新的反應器的所述反應混合物進料的進料，就停止至所述一個或多個補充反應器的反應混合物進料。
[0110]陳述17提供陳述13-16中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個更新的反應器，就保持至所述一個或多個更新的反應器和所述一個或多個補充反應器的反應混合物進料。
[0111]陳述18提供陳述1-17中任一項所述的方法，所述方法還包括:控制除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器和所述一個或多個補充反應器，以將所述一個或多個補充反應器和除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器中的所述總測量氰化氫生產率保持在所述所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0112]陳述19提供陳述1-18中任一項所述的方法，其中將所述反應混合物進料進料至多個主反應器包括:將所述反應混合物進料平行進料至所述多個主反應器的每一個。
[0113]陳述20提供陳述1-19中任一項所述的方法，其中將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個補充反應器包括將所述反應混合物進料平行進料至:至除了所述多個主反應器的第一個之外的所述主反應器的反應混合物進料。
[0114]陳述21提供陳述1-20中任一項所述的方法，其中所述反應混合物進料包括富集氧的空氣。
[0115]陳述22提供陳述1-21中任一項所述的方法，所述方法還包括:從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0116]陳述23提供陳述1-22中任一項所述的方法，其中所述主反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0117]陳述24提供陳述1-23中任一項所述的方法，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0118]陳述25提供一種用於製備氰化氫的系統，所述系統包括:
[0119]多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床，其中所述多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；
[0120]一個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床；
[0121]進料系統，所述進料系統用於將反應混合物進料以足以提供所述第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0122]控制系統，所述控制系統配置為；
[0123]確定所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，
[0124]識別出具有低於所述閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，
[0125]開始所述反應混合物進料至所述一個或多個補充反應器的補充進料，
[0126]停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料，以及
[0127]將所述一個或多個補充反應器和除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0128]陳述26提供陳述25所述的系統，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，當組合時，能夠提供大於所述第一氰化氫生產率的第二氰化氫生產率。
[0129]陳述27提供陳述25-26中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為剛一停止至所述多個主反應器的第一個的反應混合物進料，就保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料。
[0130]陳述28提供陳述25-27中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為剛一確定所述一個或多個次優反應器的氰化氫的百分比產率處於或低於所述閾值，就開始所述一個或多個補充反應器的所述催化劑床的活化。
[0131]陳述29提供陳述25-28中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0132]陳述30提供陳述25-29中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為將所述多個主反應器的每一個或所述一個或多個補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0133]陳述31提供陳述25-30中任一項所述的系統，其中所述反應混合物進料包含富集氧的空氣。
[0134]陳述32提供陳述25-31中任一項所述的系統，所述系統還包括氫回收系統，所述氫回收系統用於從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0135]陳述33提供陳述25-32中任一項所述的系統，其中所述主反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0136]陳述34提供陳述25-33中任一項所述的系統，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0137]陳述35提供一種用於製備氰化氫的方法，所述方法包括:
[0138]將反應混合物進料進料至各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的多個主反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0139]確定所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於閾值；
[0140]當所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率處於或低於所述閾值時，識別出所述多個主反應器中的一個或多個次優反應器；
[0141]將所述反應混合物進料進料至各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床的一個或多個補充反應器；
[0142]其中所述補充進料足以保持所述一個或多個補充反應器和所述多個主反應器中的總測量氰化氫生產，其在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0143]陳述36提供陳述35所述的方法，其中所述補充進料足以保持所述一個或多個補充反應器和所述多個主反應器中總測量氰化氫百分比產率，其在所需的總氰化氫百分比產率範圍內。
[0144]陳述37提供陳述35-36中任一項所述的方法，其中所述一個或多個補充反應器補充所述多個主反應器的所述反應混合物進料至氰化氫的轉化率，以使得所述一個或多個補充反應器和所述多個主反應器中的所述總測量氰化氫生產率在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0145]陳述38提供陳述35-37中任一項所述的方法，所述方法還包括:保持至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料，或減少至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料。
[0146]陳述39提供陳述35-38中任一項所述的方法，所述方法還包括:保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料，同時將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個補充反應器。
[0147]陳述40提供陳述35-39中任一項所述的方法，所述方法還包括:將所述一個或多個次優反應器的每一個的所述催化劑床用替換催化劑床替換以產生一個或多個更新的反應器。
[0148]陳述41提供陳述40所述的方法，所述方法還包括活化所述替換催化劑床。
[0149]陳述42提供陳述40-41中任一項所述的方法，所述方法還包括將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個更新的反應器。
[0150]陳述43提供陳述40-42中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一開始進料至所述一個或多個更新的反應器的所述反應混合物的所述部分的進料，就停止至所述一個或多個補充反應器的所述反應混合物進料的所述部分。
[0151]陳述44提供陳述40-43中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個更新的反應器，就保持至所述一個或多個更新的反應器和所述一個或多個補充反應器的所述反應混合物進料。
[0152]陳述45提供陳述35-44中任一項所述的方法，其中當所述主反應器各自以大於或等於所述閾值的氰化氫的百分比產率運行時，所述多個主反應器能夠提供所需的總氰化氫生產率。
[0153]陳述46提供陳述35-45中任一項所述的方法，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，當組合時，能夠至少提供所需的氰化氫生產率。
[0154]陳述47提供陳述35-56中任一項所述的方法，所述方法還包括:剛一識別出所述多個主反應器中的所述一個或多個次優反應器，就活化所述一個或多個補充反應器的每一個的所述催化劑床。
[0155]陳述48提供陳述47所述的方法，其中所述反應混合物進料至所述一個或多個補充反應器的進料在活化所述一個或多個補充反應器的每一個的所述催化劑床之後出現。
[0156]陳述49提供陳述35-48中任一項所述的方法，所述方法還包括控制所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，以將所述一個或多個補充反應器和所述多個主反應器中的所述總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0157]陳述50提供陳述35-49中任一項所述的方法，所述方法還包括監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0158]陳述51提供陳述35-50中任一項所述的方法，其中確定所述多個主反應器的任一個或所述補充反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率是否處於或低於所述閾值包括:將所述多個主反應器或所述補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0159]陳述52提供陳述35-51中任一項所述的方法，其中將所述反應混合物進料進料至多個主反應器包括:將所述反應混合物進料平行進料至所述多個主反應器的每一個。
[0160]陳述53提供陳述35-52中任一項所述的方法，其中將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個補充反應器包括將所述反應混合物進料平行進料至:至所述多個主反應器的反應混合物進料。
[0161]陳述54提供陳述35-53中任一項所述的方法，其中所述反應混合物進料包含富集氧的空氣。
[0162]陳述55提供陳述35-54中任一項所述的方法，所述方法還包括從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0163]陳述56提供陳述35-55中任一項所述的方法，其中所述主反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
[0164]陳述57提供陳述35-56中任一項所述的方法，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
[0165]陳述58提供一種用於製備氰化氫的系統，所述系統包括:
[0166]多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床，其中所述多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；
[0167]—個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器包含含鉑或鉑合金的催化劑床；
[0168]進料系統，所述進料系統用於將反應混合物進料以足以提供所述第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0169]控制系統，所述控制系統配置為；
[0170]確定所述多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，
[0171]識別出所述多個主反應器中具有低於所述閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，
[0172]開始所述反應混合物進料至所述一個或多個補充反應器的補充進料，以及
[0173]將所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0174]陳述59提供陳述58所述的系統，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，當組合時，能夠提供大於所述第一生產率的第二氰化氫生產率。
[0175]陳述60提供陳述58-59中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為開始所述一個或多個補充反應器的所述催化劑床的活化。
[0176]陳述61提供陳述58-60中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為保持至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料或減少至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料。
[0177]陳述62提供陳述58-61中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料，同時將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個補充反應器。
[0178]陳述63提供陳述58-62中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0179]陳述64提供陳述58-63中任一項所述的系統，其中所述控制系統還配置為將所述多個主反應器的每一個或所述一個或多個補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0180]陳述65提供陳述58-64中任一項所述的系統，其中所述反應混合物進料包含富集氧的空氣。
[0181]陳述66提供陳述58-65中任一項所述的系統，所述系統還包括氫回收系統，所述氫回收系統用於從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0182]陳述67提供陳述58-66中任一項所述的系統，其中所述主反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
[0183]陳述68提供陳述58-67中任一項所述的系統，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
[0184]陳述69提供陳述1-68中任一項或任意組合所述的裝置或方法，所述裝置或方法任選地配置以使得可使用或選擇所敘述的所有要素或操作。
[0185]本實用新型的具體陳述:
[0186]1.一種用於製備氰化氫的系統，所述系統包括:
[0187]多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床，其中所述多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；
[0188]—個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床；
[0189]進料系統，所述進料系統用於將反應混合物進料以足以提供所述第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0190]控制系統，所述控制系統配置為；
[0191]確定所述多個主反應器中的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，
[0192]識別出具有低於所述閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，
[0193]開始所述反應混合物進料至所述一個或多個補充反應器的補充進料，
[0194]停止至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料，以及
[0195]將所述一個或多個補充反應器和除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0196]2.陳述I所述的系統，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，當組合時，能夠提供大於所述第一氰化氫生產率的第二氰化氫生產率。
[0197]3.陳述I所述的系統，其中所述控制系統還配置為剛一停止至所述多個主反應器的第一個的反應混合物進料，就保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料。
[0198]4.陳述I所述的系統，其中所述控制系統還配置為剛一確定所述一個或多個次優反應器的氰化氫的百分比產率處於或低於所述閾值，就開始所述一個或多個補充反應器的所述催化劑床的活化。
[0199]5.陳述I所述的系統，其中所述控制系統還配置為監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0200]6.陳述I所述的系統，其中所述控制系統還配置為將所述多個主反應器的每一個或所述一個或多個補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0201]7.陳述I所述的系統，其中所述反應混合物進料包含富集氧的空氣。
[0202]8.陳述I所述的系統，所述系統還包括氫回收系統，所述氫回收系統用於從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0203]9.陳述I所述的系統，其中所述主反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0204]10.陳述I所述的系統，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的所述催化劑床包含鉑-銠合金。
[0205]11.一種用於製備氰化氫的系統，所述系統包括:
[0206]多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床，其中所述多個主反應器能夠提供第一氰化氫生產率；
[0207]一個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器包含含鉑或鉑合金的催化劑床；
[0208]進料系統，所述進料系統用於將反應混合物進料以足以提供所述第一氰化氫生產率的速率進料至一個或多個反應器，所述反應混合物進料包含氣態氨、甲烷和氧氣；
[0209]控制系統，所述控制系統配置為；
[0210]確定所述多個主反應器的任一個中的氰化氫的百分比產率是否低於閾值，
[0211]識別出所述多個主反應器中具有低於所述閾值的氰化氫的百分比產率的一個或多個次優反應器，
[0212]開始所述反應混合物進料至所述一個或多個補充反應器的補充進料，以及
[0213]將所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器中的總測量氰化氫生產率保持在所需的總氰化氫生產率範圍內。
[0214]12.陳述11所述的系統，其中所述多個主反應器和所述一個或多個補充反應器，
當組合時，能夠提供大於所述第一生產率的第二氰化氫生產率。
[0215]13.陳述11所述的系統，其中所述控制系統還配置為開始所述一個或多個補充反應器的所述催化劑床的活化。
[0216]14.陳述11所述的系統，其中所述控制系統還配置為保持至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料或減少至所述一個或多個次優反應器的所述反應混合物進料。
[0217]15.陳述11所述的系統，其中所述控制系統還配置為保持至除了所述一個或多個次優反應器之外的所述主反應器的所述反應混合物進料，同時將所述反應混合物進料進料至所述一個或多個補充反應器。
[0218]16.陳述11所述的系統，其中所述控制系統還配置為監控所述多個主反應器的每一個中，所述一個或多個補充反應器的每一個中，或它們的組合中的氰化氫的百分比產率。
[0219]17.陳述11所述的系統，其中所述控制系統還配置為將所述多個主反應器的每一個或所述一個或多個補充反應器的每一個的氰化氫的百分比產率與所述閾值比較。
[0220]18.陳述11所述的系統，其中所述反應混合物進料包含富集氧的空氣。
[0221]19.陳述11所述的系統，所述系統還包括氫回收系統，所述氫回收系統用於從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫。
[0222]20.陳述11所述的系統，其中所述主反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
[0223]21.陳述11所述的系統，其中所述一個或多個補充反應器的每一個的催化劑床包含鉑-銠合金。
【權利要求】
1.一種用於安排安德盧梭法中的反應器的系統，所述系統包括: 多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床； 一個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床； 進料系統； 控制系統。
2.權利要求1所述的系統，所述系統還包括從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫的氫回收系統。
3.一種用於製備氰化氫的系統，所述系統包括: 多個主反應器，所述多個主反應器各自包含含鉑或鉑合金的催化劑床； 一個或多個補充反應器，所述一個或多個補充反應器包含含鉑或鉑合金的催化劑床； 進料系統； 控制系統。
4.權利要求3所述的系統，所述系統還包括從所述主反應器和所述一個或多個補充反應器中的一個或多個的流出物回收氫的氫回收系統。
【文檔編號】C01C3/02GK204237573SQ201320822881
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2012年12月18日
【發明者】斯圖爾特·福賽思, 馬丁·J·倫納, 劉愛國, 布倫特·J·斯塔爾曼 申請人:因溫斯特技術公司