含氰化氫、氨和水的氣體的除氨方法技術

一種從含氰化氫、氨和水的氣體中除去氨的方法，首先使氣體同磷酸銨水溶液接觸除去氣體中的氨，然后使產生的磷酸銨溶液通過電解池從而使草酸鹽和甲酸鹽轉變為氫和二氧化碳。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?含氰化氫、氨和水的氣體的除氨方法專利技術背景氫氰酸(或“氰化氫”)(HCN)可以通過氨和天然氣(甲烷)及含氧氣體在適當催化劑的存在下、在轉爐內于高溫下進行反應(US1,934,838)而進行工業化生產。轉爐排出的氣體含有未反應的氨及少量草酸和甲酸(或草酸和甲酸的前體)。未反應的氨是通過在氨吸收器中使轉爐排氣與磷酸銨水溶液接觸而在吸收器中與HCN分離。在磷酸銨溶液中初始銨對磷酸鹽的摩爾比是1-1.5，此溶液可被稱為“貧磷酸銨溶液”。草酸和甲酸在水溶液中消失，轉變為草酸鹽和甲酸鹽。吸收后，磷酸銨溶液中最終的銨對磷酸鹽的摩爾比的范圍是1.5-2.0，此溶液可被稱為“富磷酸銨溶液”。在蒸餾塔(氨汽提塔)中，用水蒸氣汽提富磷酸銨溶液中的氨而將其轉變成貧磷酸銨溶液。由此得到的貧磷酸銨溶液在氨吸收器中被重復利用。氨汽提塔中的蒸餾操作未除去草酸鹽和甲酸鹽。結果這些化合物聚積在磷酸銨溶液中。存在的草酸鹽和甲酸鹽化合物可導致侵蝕和使工藝設備出現故障。超過1％的草酸鹽濃度和超過3％的甲酸鹽濃度是不理想的。因此，必須將一部分磷酸銨溶液作為廢料從回路清除。廢物處理成本與該清除有關。此步驟也需要補充額外的磷酸銨溶液，導致成本增加。已知磷酸銨溶液的凝固點隨其濃度的增加而降低。在如上所述的方法中，氨吸收器是在約55℃的溫度下工作的。貧磷酸銨溶液中存在的草酸鹽和甲酸鹽促進溶液凝固點的升高。但是，即使有草酸鹽和甲酸鹽存在，磷酸銨溶液濃度的上限值為約35％，以避免磷酸銨溶液的凝固及因溶液凝固造成的設備堵塞。但是，如果能從貧磷酸銨溶液中除去草酸鹽和甲酸鹽，凝固點就會降低，結果是能使用較高濃度的磷酸銨溶液而不會出現凝固的危險。這種較高的磷酸銨濃度會提高生產能力。因此，理想的是提供一種生產HCN的方法，其中的草酸鹽和甲酸鹽化合物被持續地分解，從而避免其在此過程中聚積而增加基本清除步驟，并且允許使用較高濃度的貧磷酸銨，使生產能力增加。專利技術概要-->在本專利技術中，利用電化學電池使磷酸銨溶液中存在的草酸鹽和甲酸鹽化合物連續地分解為二氧化碳和氫。所以不需要持續地進行清除。因此，降低了廢物的產生，并節省了處理廢物所需的費用。還降低了補充磷酸銨溶液的需求。草酸鹽和甲酸鹽化合物濃度的降低導致磷酸銨溶液的凝固點降低。這種降低允許使用磷酸銨濃度較高的磷酸銨溶液，因此提高了生產能力。因此，本專利技術提供一種從含氰化氫、氨和水的氣體中除去氨的方法，包括：a.使氣體與第一磷酸銨水溶液接觸，產生基本上不含氨的HCN氣體和第二磷酸銨水溶液，其中第一磷酸銨水溶液具有銨離子對磷酸根離子的第一摩爾比，第二磷酸銨水溶液具有銨離子對磷酸根離子的第二摩爾比，該第二摩爾比高于第一摩爾比，所述第二磷酸銨水溶液含有草酸銨和甲酸銨；b.蒸餾該第二磷酸銨溶液得到氨氣和第三磷酸銨溶液，第三磷酸銨溶液具有低于第二摩爾比的銨離子對磷酸根離子的第三摩爾比，并且含有草酸銨和甲酸銨；c.冷卻所述第三磷酸銨溶液得到第四磷酸銨溶液；d.使第四磷酸銨溶液通過至少一對電極之間，所述至少一對電極上加有DC電壓、能夠產生足夠的電流以氧化所述草酸鹽和甲酸鹽，從而產生含有二氧化碳和氫的氧化產物以及基本上不含草酸鹽和甲酸鹽的第五磷酸銨溶液；和e.從第五磷酸銨溶液中分離出氧化產物。附圖簡述附圖包括兩幅圖。圖1示出了一種采用本專利技術方法的方框圖，圖2示出了本專利技術中使用的電解池的示意圖。專利技術詳述現在參考圖1，示出了實施本專利技術的設備10的方框圖。從HCN轉爐(未示出)中排放的廢氣12通入含有磷酸銨溶液(貧磷酸銨溶液)(未示出)的氨吸收器14中，所述磷酸銨溶液具有銨離子對磷酸根離子的初始比率。氨吸收器可以是含不銹鋼填充材料的填充塔。貧磷酸銨溶液從其與轉爐廢氣密切接觸處滴下，并吸收廢氣中的氨。該填料提供了良好的接觸。不含氨的HCN氣流16離開氨吸收器14的頂部作進一步處理或使用。銨離子對磷酸根離子比率高于貧磷酸銨溶液(富磷酸銨溶液)的磷酸銨溶液的料流18離開氨吸收器并通入氨汽提塔20中。氨汽提塔可以是一個具有多個塔盤-->的蒸餾塔。通過蒸餾塔的再沸器部分(未示出)提供的熱量產生水蒸氣，從而迫使氨從富磷酸銨溶液中解吸附。富磷酸銨溶液通過這種作用轉變成貧磷酸銨溶液。氨和水蒸氣的氣流22離開氨汽提塔20的頂部以再利用。貧磷酸銨溶液的料流24流過泵26，并通過冷卻器28被冷卻以產生冷卻的貧磷酸銨溶液的料流30。料流30被分成兩部分：料流32和料流34。料流34在冷卻器36中被進一步冷卻得到料流38。料流38被供入到過濾器40中。該過濾器除去料流38中的粒狀污染物以產生基本上不含粒狀物的料流42，并將其供入電解池44中。現在參考圖2，示出了本專利技術使用的電解池44的示意結構。在此電解池中，在約7000安培的電流下，對一對或多對電極52、54施加了3.5-4.0的直流電壓。電解池的陽極52優選為一個涂有氧化銥的鈦絲細篩。電能使過濾料流42中存在的甲酸鹽和草酸鹽的至少一部分轉變為二氧化碳和氫，它們作為料流50隨同水電解產生的一些氧氣離開電解池。含有二氧化碳和氫的料流50作為廢氣離開電解池。電解池產生了同料流32混合的基本上不含甲酸鹽和草酸鹽的貧磷酸銨溶液46。混合的貧磷酸銨溶液料流48被供入氨吸收器14中。料流48的溫度應在50-60℃的范圍內以實現氨的良好吸收。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從含氰化氫、氨和水的氣體中除去氨的方法，包括：ａ．使氣體與第一磷酸銨水溶液接觸，產生基本上不含氨的ＨＣＮ氣體和第二磷酸銨水溶液，其中第一磷酸銨水溶液具有銨離子對磷酸根離子的第一摩爾比，第二磷酸銨水溶液具有高于第一摩爾比的銨離子對 磷酸根離子的第二摩爾比，所述第二磷酸銨水溶液含有草酸銨和甲酸銨；ｂ．蒸餾第二磷酸銨溶液產生氨氣和第三磷酸銨溶液，第三磷酸銨溶液具有低于第二摩爾比的銨離子對磷酸根離子的第三摩爾比，所述第三磷酸銨溶液含有草酸銨和甲酸銨；ｃ．冷卻 所述第三磷酸銨溶液得到第四磷酸銨溶液；ｄ．使第四磷酸銨溶液通過至少一對電極之間，所述至少一對電極上加有直流電壓，能夠產生足夠的電流以氧化所述草酸鹽和甲酸鹽，從而產生含有二氧化碳和氫的氧化產物以及基本上不含草酸鹽和甲酸鹽的第五磷酸銨溶 液；和ｅ．從第五磷酸銨溶液中分離出氧化產物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2002-7-30 10/209,2581.一種從含氰化氫、氨和水的氣體中除去氨的方法，包括：a.使氣體與第一磷酸銨水溶液接觸，產生基本上不含氨的HCN氣體和第二磷酸銨水溶液，其中第一磷酸銨水溶液具有銨離子對磷酸根離子的第一摩爾比，第二磷酸銨水溶液具有高于第一摩爾比的銨離子對磷酸根離子的第二摩爾比，所述第二磷酸銨水溶液含有草酸銨和甲酸銨；b.蒸餾第二磷酸銨溶液...

【專利技術屬性】
技術研發人員：TH金，
申請(專利權)人：因維斯塔技術有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]