焦爐煤氣綜合利用生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法技術

本發明專利技術的目的是提供一種焦爐煤氣綜合利用生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，其特征是提供一種利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段獲得相對濃縮的、品質要求相對較低的甲烷氣，并利用這種甲烷氣作為原料生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；將焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段進行分離，得到甲烷氣、氫氣、一氧化碳和尾氣；甲烷氣通過氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸混合氣體，與氫氧化鈉水溶液反應得到氰化鈉用于合成下游氫氰酸衍生物、與甲醛或其它醛類合成羥基乙腈或其它衍生物用于合成下游氫氰酸衍生物、用水或其它溶劑吸收并提純得到高純液體氫氰酸用于合成下游氫氰酸衍生物。氫氣用于合成氨，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進一步氧化得到甲醛產品。

【技術實現步驟摘要】

一種涉及生產氫氰酸衍生物的方法，是指，尤其是利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段分離得到甲烷氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；充分考慮到焦爐煤氣分離得到的氫、一氧化碳等的資源化綜合利用與生產氫氰酸衍生物工藝過程的環保性，屬資源綜合利用的環保清潔生產方法。
技術介紹
焦爐煤氣是在焦炭生產過程中產生的煤氣，其熱值約為天然氣的一半，主要成分為氫氣(約 55 60%)、甲烷(約 23 27%)、CO (約 5 8%)、CmHn (約 2 4%)、CO2 (約 I. 5 3%)、N2(約3 7%)、02 (約O. 3^0. 8%)等。我國年產焦炭約4億噸，可副產焦爐煤氣約1700億Nm3，除去煉焦自用部分外，尚有約70(Γ800億Nm3富余焦爐煤氣需尋求其他用途，但據估計目前至少有1/3以上的富余焦爐煤氣未能加以利用，通過火炬焚燒后放散至大氣中，既浪費了大·量的寶貴資源又嚴重污染了環境。焦爐煤氣中含有大量的氫、甲烷和一氧化碳，都是合成化學品的寶貴原料，如將火炬焚燒排放的焦爐煤氣加以利用可以生產天然氣約80億Nm3。就建設單位而言，若具備100萬噸/年焦炭生產能力，每年將產生富余焦爐煤氣約2. O億Nm3，如火炬焚燒后排入大氣將造成大量能源的浪費。焦爐煤氣傳統的利用方法是經過脫焦油、萘、苯和H2S后作為民用燃料氣或發電，這樣非但將寶貴的化工原料燒掉浪費了，而且還有C02、SO2和NOn產生，依然污染環境。現階段相關焦化企業擬建將焦爐煤氣經凈化處理用于合成甲醇與氨裝置，再進一步用于下游產品生產，使副產的焦爐煤氣發揮經濟效益，減少排放污染；但由于焦爐煤氣經凈化處理用于合成甲醇與氨的裝置投資比較大，合成氨和合成甲醇的附加值也不高，下游產品的應用領域狹窄且附加值有限，投資效益不明顯，所以建設力度也不大。我國能源資源狀況特征是富煤、缺油、少氣。天然氣是清潔能源，天然氣指標受國家嚴格控制，以天然氣為原料的化工項目尤其是精細化工項目受到了極大的制約。所以，我們提出對焦爐煤氣綜合利用發展精細化工，用于合成氫氰酸衍生物及其下游產品，實現資源充分綜合利用，開拓焦爐煤氣綜合利用新領域。
技術實現思路
針對焦爐煤氣應用現狀，我們提出一種，尤其是利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段分離得到甲烷氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；充分考慮到焦爐煤氣分離得到的氫、一氧化碳等的資源化綜合利用，既可以很好的實現焦爐煤氣的綜合利用，又可以為發展天然氣精細化工開辟一個新的原料途徑，實現了資源充分利用循環經濟模式的環保清潔工藝生產。本專利技術的目的是提供一種，尤其是利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段分離得到甲烷氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；充分考慮到焦爐煤氣分離得到的氫、一氧化碳等的資源化綜合利用與生產氫氰酸衍生物工藝過程的環保性；其特征是提供一種利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段獲得相對濃縮的、品質要求相對較低的甲烷氣，并利用這種品質要求相對較低的甲烷氣作為原料生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；將焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段實現焦爐煤氣中甲烷氣、一氧化碳、氫氣等的分離，得到品質要求相對較低的甲烷氣、氫氣、一氧化碳和尾氣；這種甲烷氣作為生產氫氰酸衍生物的原料，可以殘留有一定成分比例的氫和一氧化碳等成分；這種品質要求相對較低甲烷氣體直接用于本專利技術提出的應用領域，本專利技術提出采用甲烷氨氧化或氨化脫氫方法合成氫氰酸氣體混合物，氫氰酸氣體混合物與氫氧化鈉水溶液吸收反應得到氰化鈉用于合成下游氫氰酸衍生物、氫氰酸氣體混合物脫氨后與甲醛或其它醛類合成羥基乙腈或其它氫氰酸衍生物用于合成下游氫氰酸衍生物、氫氰酸氣體混合物通過脫氨后用水或其它溶劑吸收并提純得到高純液體氫氰酸用于合成下游氫氰酸衍生物；變壓吸附得到的氫用于衍生物的氫化或通過合成氨裝置得到液氨用于甲烷氨氧化生產氫氰酸，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進一步氧化得到甲醛用于吸收氫氰酸制備羥基乙腈。本專利技術提供的利用焦化煤氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，其具體實施步驟如下 第一步將焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段實現焦爐煤氣中甲烷氣、一氧化碳、氫氣等的分離，得到品質要求相對較低的甲烷氣、氫氣、一氧化碳和尾氣。焦爐煤氣中主要含有氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮、氧、乙烷等氣體，通過變壓吸附裝置及其它分離設備分離分別得到氫氣、一氧化碳、甲烷氣和尾氣；氫氣用于合成氨，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇進而氧化得到甲醛，甲烷氣直接用于氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸及其氫氰酸下游衍生物，實現了焦爐煤氣的綜合利用零排放的清潔生產。我們所需要的直接用于氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸衍生物及其下游衍生物的相對濃縮的甲烷氣體的質量要求非常寬松，甲烷氣中可以含有一定量的氫氣、一氧化碳、氮氣和氧氣及其它氣體；其中甲燒含量要求為> 55. 0% (體積)、氫氣含量要求為< 10. 0%(體積)、一氧化碳含量要求為10.5% (體積)。這種甲烷氣的純度要求非常低下，節約凈化成本80%或以上，采用這種低純度要求的甲烷氣為原料生產氫氰酸衍生物為焦爐煤氣的綜合利用開辟了一條非常便利的途徑。第二步焦爐煤氣通過第一步分離得到相對凈化的品質要求較低的甲烷氣直接用于甲烷氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸再合成多種氫氰酸衍生物；這種采用品質要求較低的甲烷氣與常規天然氣氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸的反應效果沒有差異，只要按照氨氧化合成氫氰酸反應混合氣的成分要求將甲烷氣與氨、空氣的量或氨化脫氫合成氫氰酸反應混合氣的成分要求將甲烷氣與氨的量采用自控調配就可以很好地保證氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸的反應效果；氨氧化或氨化脫氫合成反應氣與氫氧化鈉水溶液吸收反應得到高純氰化鈉并合成下游氫氰酸衍生物、氨氧化或氨化脫氫合成反應氣脫氨后與甲醛或其它醛類合成羥基乙腈或其它氫氰酸衍生物并合成下游氫氰酸衍生物、氨氧化或氨化脫氫合成反應氣脫氨后用水或其它溶劑吸收并提純得到高純液體氫氰酸并合成下游氫氰酸衍生物。甲烷氨氧化主反應方程式CHi- m- 3.20: - ecx - sh,o ΛΛΛ甲烷氨化脫氫主反應方程式CHi -',…M - HCX — 3H:. 本過程采用的氨，可以是步驟I分離得到的氫為原料合成的氨。I、氫氧化鈉水溶液吸收合成氣中的氫氰酸，生產得到液體氰化鈉或固體氰化鈉，用于生產氰化鈉下游產品。XaOH - HCX - NaCX - HiO 甲烷氨氧化或氨化脫氫合成反應氣中的氫氰酸與吸收液中的氫氧化鈉反應生成氰化鈉，反應得到的合成反應氣中是含有游離氨的，本吸收過程是在合成反應氣沒有經過除氨工序直接進行的氫氰酸的吸收過程，其游離氨在吸收反應后存留在尾氣中，在尾氣處理時再進行游離氨的回收利用，通過氨分離回收裝置處理得到可以直接用于氨氧化或氨化脫氫合成反應的原料氨，實現了游離氨的回收利用與氰化鈉的清潔生產。上述吸收反應得到了氰化鈉水溶液，通過冷卻調配得到液體氰化鈉產品；通過濃縮、結晶、離心、干燥得到氰化鈉固體產品，結晶母液直接或凈化后套用到氫氧化鈉吸收反應液中。2、甲醛水溶液或其它有機醛類吸收合成氣中的氫氰酸，反應得到羥基乙腈水溶液或其它氫氰酸衍生物，用于生產多種氫氰酸衍生物下游產品。CH=O - HQ' — H0CHCN甲烷氣氨氧化或氨化脫氫合成氫氰酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焦爐煤氣綜合利用生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，其特征是提供一種利用焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段獲得相對濃縮的、品質要求相對較低的甲烷氣，并利用這種品質要求相對較低的甲烷氣作為原料生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；將焦爐煤氣通過變壓吸附等分離手段實現焦爐煤氣中甲烷氣、一氧化碳、氫氣等的分離，得到品質要求相對較低的甲烷氣、氫氣、一氧化碳和尾氣；這種甲烷氣作為生產氫氰酸衍生物的原料，可以殘留有一定成分比例的氫和一氧化碳等成分；變壓吸附得到的氫用于衍生物的氫化或通過合成氨裝置得到液氨用于甲烷氨氧化生產氫氰酸，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進一步氧化得到甲醛用于吸收氫氰酸制備羥基乙腈。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李寬義，龍智，曾雯娟，白先麗，李俊，許晨，
申請(專利權)人：李寬義，
類型：發明
國別省市：