相關申請的交叉引用

本申請要求享有于2012年12月18日提交的美國申請61/738,775的優先權，該申請的全部內容和公開結合于本文中。

技術領域

本發明涉及一種生產化學反應產物、如氰化氫的方法。更具體地講，本發明涉及一種改進的有商業上優勢的生產氰化氫的方法，所述方法包括含若干個管子的熱交換器，其中氰化氫粗產物從所述若干個管子中流過，所述若干個管子中的每一個均包括延伸過管子進口的陶瓷套管，其中所述陶瓷套管與所述管子隔開，即與不接觸管子。

背景技術

傳統地，氰化氫（“HCN”）是按照Andrussow法或BMA法進行工業規模的生產的。（例如參見Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Volume A8,Weinheim1987:161-163）。例如，在Andrussow法中，可以在適當的催化劑存在下在反應器中使氨氣與含甲烷的氣體和含氧氣的氣體在高溫下反應商業化地來制備HCN（參見美國專利US1,934,838號和US6,596,251）。硫化合物以及甲烷的高級同系物可能會影響甲烷的氧化氨解反應的參數。例如參見Trusov,Effect of Sulfur Compounds and Higher Homologues of Methane on Hydrogen Cyanide Production by the Andrussow Method,Russian J.Applied Chemistry,74:10(2001):1693-1697。通過使反應器流出氣體在氨氣吸附器中與磷酸銨水溶液接觸來將未反應的氨氣與HCN中分離。將分離出來的氨氣純化、濃縮，用于再循環HCN的轉化。通常通過將其吸附至水中從而從處理后的反應器流出的氣流中回收HCN。所回收的HCN可經過進一步的提煉工序處理后，以制備純化的HCN。Clean Development Mechanism Project Design Document Form(CDM PDD,Version3),2006（清潔發展機制項目設計書，第三版，2006年）圖示性地解釋了HCN的Andrussow生產工藝。純化的HCN可使用于氫氰化，如含烯烴基團的氫氰化或1,3-丁二烯和戊烯腈的氫氰化，其中1,3-丁二烯和戊烯腈的氫氰化可用作生產己二腈（“ADN”）。在BMA工藝中，用甲烷和氨氣在實際無氧氣的條件下于鉑催化劑存在下合成HCN，其結果是產生了HCN、氫氣、氮氣、剩余的氨氣和剩余的甲烷（參見Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Volume A8,Weinheim1987：161-163）。商業經營者要求進行工藝安全管理以控制氰化氫的危險性（參見Maxwell等人，Assuring process safety in the transfer of hydrogen cyanide manufacturing technology,JHazMat142(2007)：677-684）。另外，HCN制造工藝中的來自生產設備的排放可能要遵守法規，這將影響HCN生產的經濟性。（參見Crump,Economic Impact Analysis For The Proposed Cyanide Manufacturing NESHAP,EPA,May2000）。

當HCN流出反應器時，在其進入分離區以回收氨和氰化氫之前必須冷卻。其中一種冷卻反應器產品的方法包括使用熱交換器。US6960333教導了一種延長用于化學反應器的間接管板型熱交換器，尤其是那些暴露于還原、氮化和/或滲碳環境中的熱交換器的使用壽命的方法。US6960333進一步教導了二氧化硅、氧化鋁和氧化鋯的陶瓷套管不能在苛刻環境下針對化學和物理試劑提供足夠的防護，其中也包括了氰化氫反應器中的情形。US6960333教導了在這些環境下，通常使用的套管（包括已知的陶瓷套管）是保護性的，意味著其會降解，必須對其進行監控以及定期更換。US6960333教導了使用含鎳-鉻合金或氮化硅的套管能夠大大增加熱交換管、尤其是在氰化氫生產中使用的熱交換管的使用壽命。

使用含套管的熱交換管以生產氰化氫的現有套管和工藝遭遇到許多問題，阻礙了其商業可行性，這些問題包括：套管壽命不足的保護性套管，可能過份昂貴的套管，以及使用含上述問題的套管生產氰化氫工藝的工藝效率和生產率的降低。

發明內容