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防止HCN聚合的措施及其他控制方法

作者: 添加时间:2014/8/3 16:51:37 浏览:

   防止HCN聚合的措施。脱NH3NH3是引起HCN聚合的重要因素,但它又是生产HCN重要原料之一。任何一种HCN生产工艺中,其反应气中必有未反应完全的NH3与HCN同时存在。仅仅是由于工艺不同,转化率不同。为了防止HCN聚合,不同工艺均采用脱除NH3的办法,使NH3脱离HCN系统。常见的成熟方法是稀硫酸水溶液吸收,生成硫铵,将NH3从系统中脱除。添加抗聚合稳定剂从聚合速度常数与诱导期方程式中可知,系统的pH值对聚合及速度影响很大。因此,在水吸收与蒸馏时,应加入稳定剂。一般采用的稳定剂为无机酸,如硫酸、磷酸等。一般,pH值在45之间,可达防止聚合的目的。国外也曾采用双组分稳定剂的办法,这些稳定剂中的一些物质与溶液中的CN-一起反应,起到稳定作用,并保持了水溶液中的理想pH值范围。

  温度影响的控制通过对温度的控制,减少与杜绝HCN聚合。针对反应气的情况,采取两方面办法。一是高温反应气以最快的速度,冷却至200-300e范围之间,可防止HCN聚合及其分解。二是冷却器壁的温度,应保持在140-150e,防止器壁温度低而诱发聚合。在完成高温合成气的快速冷却后,脱除NH3,并由低温水吸收HCN,生成HCN水溶液。这样,既解决了温度对HCN聚合的影响,又使NH3与HCN分离,解除NH3对HCN聚合的影响。这在安氏法、丙烯腈副产HCN、以及以轻油裂解法为气头制备液体HCN工艺中是必需的。
  及时清除聚合物当系统中无法采取有效措施,或从工艺整体上考虑并不经济的情况下,可不采取脱NH3及加入稳定剂的办法。但在流程中的一些特定部位随着时间推移会产生聚合现象,并出现聚合物的累积,时间越长,影响将越大。因此,及时清除这些聚合物是有效措施之一。如:在轻油裂解工艺生产液体氰化物过程中,全国没有一家企业采取脱NH3和在中和反应器中加入稳定剂的办法。在裂解炉出口,尽管炉气中HCN与NH3共存,但此时系统中没有水且温度较高,不会发生聚合现象。但在冷却过程,特别是在出现水渗漏时,则会出现一些粘稠聚合物,其与炭粉共同作用堵塞管道与设备。有时,在过滤器的布袋表面也会出现一些油状的聚合物。特别是,在中和吸收釜的进气管道气相与吸收液相接触的过渡区域内,更易发生聚合现象。在塔式吸收的气相入口处,也易发生这种情况。实际中唯一的解决办法是,在这些敏感的部位,采取特殊的收集与易拆装设施,及时或定期清除聚合物,避免其进入系统增加聚合物浓度,引起整体聚合。
  准确与适当的工艺控制在系统中不能脱NH3,且不宜加入稳定剂时,除上述及时清理聚合物的办法外,更重要的是对生产过程进行适当与准确地控制。如,轻油裂解工艺生产液体氰化钠过程中,假若工艺控制不当,使氨油比偏离合理的范围,造成通NH3过量,这不仅使物耗上升、质量下降,更重要的是,在吸收过程中容易出现假碱现象,造成终点判断失误,继续通气反应,形成了过量HCN在过量NH3的诱发下形成聚合物的可能。因此,适当的物料比,准确地终点控制同样是防止HCN聚合的有效办法。
  设备及其它控制措施。换热设备,特别是与合成气直接接触的部位,其材质应首选不锈钢。换热器应采取直管式,管道应尽量为大口径。当出现设备或管道过渡时,应注意角度,不可产生死角,以防滞流产生。设备、管道表面平滑,避免突然扩大或缩小。HCN水吸收、蒸馏或其它特定装置所用材质,事先应进行酸化处理。HCN水溶液蒸馏时,应注意提馏段与精馏段的位置设定。应加大提馏段,减少精馏段,使提馏段的HCN浓度在90以上的位置为好。减少HCN的停留与存贮时间,等等。总之,采取上述办法,可避免HCN在生产过程中聚合或减少聚合发生的几率,延长诱导期,由于HCN聚合是由多种因素促成,防止其聚合反应是多方面、综合性的。