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氢氰酸生产工艺解决方案

氢氰酸生产工艺解决方案

东庚深耕氢氰酸(HCN)及其衍生物领域近十年,自主开发了涵盖原料净化、HCN 合成、高效脱氨、液氰精制在内的全流程工艺技术,
已为国内外多家大型装置提供成套工艺包和工程支撑服务。工艺包完全自主可控,无需境外技术许可。

工艺介绍

全球主流技术, 天然气安氏法(Andrussow 氨氧化法)合成路线


东庚 HCN 工艺采用经典安氏法(Andrussow 氨氧化法)合成路线,以天然气(甲烷)、液氨与空气为核心原料,在铂铑合金催化剂的作用下,于1000°C 以上的高温环境中进行氨氧化反应,生成富含氢氰酸的合成气。经三级静态混合脱氨、精洗氨、低温吸收、两级精馏等单元,最终制得纯度 99.0%~99.9% 的高纯液体氢氰酸。该技术路线是当前全球氢氰酸工业化生产的主流路径,产能规模可覆盖 4,000~60,000 吨/年,工艺成熟可靠,具有灵活的产量调节能力和显著的成本竞争优势。

工艺介绍

传统塔式脱氨工艺

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塔式吸收设备占地面积大,投资高

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内件更换频繁,运维成本持续累积

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氨吸收率偏低,影响下游产品品质

东庚路线 · 三级静态混合脱氨

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高效脱氨: 不同浓度梯度硫酸循环逆流吸收,氨吸收率 ≥99.99%

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设备更小: 静态混合设计大幅缩减设备尺寸,降低投资

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副产资源化: 硫酸铵连续稳定采出,外售创造额外经济价值

工艺流程

东庚高纯液体 HCN 工艺以安氏法合成路线为基础,构建八单元完整工艺体系,涵盖气体合成(原料净化、HCN 反应、高效脱氨、硫铵脱氰)与液体精制(精洗氨、吸收、一级与二级精馏)两大核心部分

01

原料制备单元 原料净化

天然气经 PSA(根据天然气组成确定是否需要)及脱硫净化,液氨经除杂后汽化,空气经过滤后由空压机增压至 1.0~2.0 Bar。原料品质在进入反应器前得到严格保证,防止催化剂中毒,延长催化剂使用寿命。

原料制备单元 原料净化
02

合成反应单元 HCN 合成反应

净化后天然气、氨气、空气经两级气气混合器充分混合并预热至约 100°C,进入 HCN 反应器在铂铑催化剂床上完成氨氧化反应。催化床温度 1100~1200°C,反应器压力 0.4~1.2 Bar,反应后合成气经换热器冷却至 150~200°C。东庚专有多级气体分布器优化反应器内温度分布,尽可能回收 HCN 合成气热量,HCN 反应器可副产 10 barG 的饱和蒸汽。

03

脱氨单元 三级静态混合高效脱氨

合成气依次进入三级静态混合反应器,与不同浓度梯度硫酸循环液逆流气液接触反应,将 HCN 合成气中的氨高效转化为硫酸铵,硫酸铵水溶液经脱氰后连续采出。与传统塔式吸收相比,脱氨设备尺寸大幅缩小,可避免设备腐蚀,内件更换周期更长,显著提高装置长周期运行时间。

04

副产品回收单元 硫铵蒸发结晶

脱氨系统采出的硫酸铵溶液经脱氰处理后,进入蒸发浓缩、结晶、离心、干燥工序,制得肥料级硫酸铵产品外售,实现氨资源完全回收利用。副产品销售创造额外经济价值,同时消除含氨废液排放,满足环保要求。

05

精制前处理单元 精洗氨

来自脱氨单元的合成气进入精洗氨塔,用约 20% 稀硫酸进行精洗,除去微量残余氨,确保进入吸收塔的合成气中氨含量趋近于零。塔釜吸收液循环套用至脱氨单元,实现稀酸资源化利用,降低原料消耗。

06

液氰吸收单元 HCN 吸收

精洗后合成气由吸收塔底部进入,5~10°C 的酸性贫液由塔顶喷淋逆流接触,HCN 被高效吸收为富液。塔顶含微量 HCN 的尾气送尾气焚烧系统处理,副产蒸汽回收热量。富液由泵采出送入精馏塔进行提纯精馏。

07

热敏精制单元 一级精馏与高纯精馏

富液经预热后进入精馏塔 1,在塔顶冷凝后采出 99.0% wt 液体 HCN。再经精馏塔 2(高纯精馏塔)二级精馏,最终采出 99.9% wt 高纯液体 HCN,含水量极低,满足己二腈等高端衍生物合成要求。精馏后的贫液循环返回吸收塔作为吸收液循环使用。东庚专有一体化精馏塔设计结合分段阻聚剂分布,有效规避 HCN 热敏聚合风险,开车周期可稳定运行一年以上。

08

绿色安全保障单元 三废处理与安全仪表系统

含 HCN 尾气经尾气焚烧后达标排放,同时副产蒸汽回收热量;含氰废水经深度处理后进入全厂污水处理装置;废催化剂(铂网)由厂家统一回收再生,废脱硫剂、PAS 吸附剂由有资质的厂家处理。装置配备了 DCS 控制系统、全厂 SIS 安全仪表系统以及在线连续 HCN 检测装置,通过过程控制、安全联锁与实时监测的多层协同,形成多层次本质安全防护体系。

工艺优势

01

反应与精馏双重安全设计

HCN本质安全工程贯穿全流程:密封微负压操作、连续在线HCN检测与多重自动联锁、SIS安全仪表系统,以及专为 HCN 剧毒热敏特性定制的精馏防聚合设计,确保装置与人员双重安全。

02

氨转化率行业领先

采用东庚专有多级气体分布器优化 HCN 反应器,实现催化床温度均匀分布,氨转化率最高可达 70% 以上,高于行业传统水平,原料利用效率显著提升,同时延长催化剂使用寿命。

03

系统低能耗设计

合成单元副产 1 MPa 蒸汽约 15 t/h(基于 2 万吨/年规模),精馏单元采用热集成与余热回收设计,综合电耗与蒸汽消耗显著优于传统工艺,有效压低吨产品生产成本。

04

三级静态混合高效脱氨

不同浓度梯度硫酸循环逆流吸收,氨吸收率 ≥99.99%;设备尺寸紧凑,内件更换周期更长,相比塔式吸收维护成本更低,装置长周期稳定运行能力显著提升。

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