Способ получения акрилонитрила

Способ получения акрилонитрила

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛА путем реакции пропилена с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1,15-1,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака 1:1,05-1,25, отличаю щи йс я тем, что, с целью обеспечения стабильного выхода целевого продукта , в качестве катализатора исполь .зуют состав эмпирической формулы Mo;j2. Рец-в , Ро,9-,5 , и процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислорода воздуха СУ) равном 1:9,2-9,8.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ХИЧ Ф

РЕСПУБЛИК

1 (1% 011

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к пАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2025298/23-04 (22), 17. 05. 74 (31) 33406/74 (32) 27.03.74 (33) Япония (46) 15.08.84. Бюл. N 30 (72) Кунитоси Аоки, Иакото Хонда, Тецуро Дорзано (Япония) (71) Асахи Касеи Когио Кабусики

Кайся (Япония) (53) 547.239.07(088 ° 8) (56) 1. Выложенная заявка ФРГ

112 2127997, кл. 120, 21, опублик.

08. 11. 73.

2. Патент Англии 11 1319392, кл. С 2 С, опублик. 1973 (прототип)., 1@1С 07 С 121/32; С 07 С 120/14

В 01 J 23/ВВ.,В 0! J 27/1В (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛА путем реакции пропилена с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего

: окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1 15-1 82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака

1:1,05-1,25, о т л и ч а ю щ и йе я тем, что, с целью обеспечения стабильного выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют состав эмпирической формулы

Ио1 В1 g РеЧ-с Na,1 zg Рою-(,ъ, и процесс ведут при молярном соотно- Я шенин пропилена и кислорода воздуха равном 1:9,2-9,8.

1109049

Изобретение относится к способу получения акрилонитрила, который находит применение в химии полимеров. !

Известен способ получения акрилонитрила в условиях окислительного аммонолиза из пропилена при 3505204С в присутствии окисного молибден-, железо-, висмут-, фосфорсодержащего катализатора эмпирической 10 формулы

Мо«Вдю Ре + на носителе — кремне земе . Моляр ное соотношение пропилеи:аммиак;воздух соответственно равно 1:1-1,25-11 (13 1S

Выход целевого продукта 68,5-76,5Х.

Недостаток данного способа состоит в том, что указанный выход не является стабильным во времени. 20

Наиболее близким к предложенному является способ получения акри онитрила контактированием при 400-520 С с давлением (2 ата пропилена, аммиака и кислородсодержащего газа с д псевдоожиженным катализатором, содержащим окись молибдена, окись висмута, окись железа, кобальта, фосфора, щелочного металла (Na, К), следующей эмпирической формулы

Мо Bi35 +Fe>> Со а Na< Р„ на носителе — кремнеземе.

Процесс проводят в присутствии

12,5 моль NH и 1-2,8 моль О на

1 моль пропилена C2l.

Выход целевого продукта до 78Х.

Однако выход целевого продукта снижается во времени.

Целью изобретения является обеспечение стабильности выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 4> акрилонитрила путем реакции пропилена с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1,151,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака равном 1: 1 05-1,25, в качестве катализатора используют состав эмпирической формулы

Мо„ В4, 4 Fe< в Na„<-ã,ç Ро,ь-р и процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислорода воздуха равном 1:9,2-9,8.

П р и м.е р 1. Катализатор состава Мо„ Bi+< Fe 5- Ма Р1 (числа представляют атомные отношения) на носителе из 50% SiO готовят следующим образом.

К 16,67 кг силиказоля (рН вЂ” 9,5, содержащего 30 вес.Х SiO .и

0,52 вес.Ж Na в виде Na>0 в качест-. ве стабилизатора, добавляют 0,18 кг водного раствора 85%-ной (по весу) фосфорной кислоты (НзРО ), а затем раствор, полученный растворением

3,3 кг парамолибдата аммония

Г(НН ) Мо,, ° 4Н 03 99,48Х-ной чистоты в 6,41 кг воды, при 80 С. Образовавшийся раствор охлаждают до. комнатной температуре, после чего к нему добавляют при перемешивании раствор, полученный растворением при 50 С 3,44 кг нитрата висмута

СВ1(КОз)5 ° 5НзОД, чистота 99,0Х и 2,89 кг нитрата висмута (Ре(МО5)

° 9Н О f, чистота 98,0%, в 3,35 кг

16,3%-ной (по весу) азотной кислоты с последующим охлаждением до комнатной температуры. Приготовление шлама исходного материала катализатора осуществляют в течение

20 мин. Концентрация полученного шпама 34Х и вязкость 18 сП. Затем шлам со скоростью 0,18 кг/мин подают в распыпительную сушилку с параллельным потоком, состоящую иэ цилиндрической части с диаметром

1800 мм и нижней конической части.

Шпам подают на центробежный распылительный аппарат, установленный в верхней части распыпительной камеРы и распыляют с помощью ротора с дисковой шайбой (d = 82 мм), вращающейся со скоростью 8200 об/мин.

Источником тепла для сушки является воздух, нагреваемый электрическим нагревателем. Во время работы температуру на входе поддерживают

225 С.

Высушенный материал отбирают из нижней части сушилки и направляют в тоннельную кальцинировочную печь, где ведут кальцинирование в течение 2 ч при 690 С . Крупность полученных частиц 30-120 мкм.

1,4 кг полученного катализатора загружают в реактор диаметром

75 мм, снабженный внутри проволоч1 109049

4,8

Таблица 1

Пример

1: 1,25:9,6

1:1,25:9,2

1: 1,25:9,8

1:1) 10:9,6

470

76,1

76,0

480

6,5

75,7

6,5

480

6,5

75,2

480

1:1,25:9,6

75,9 7,8

460

460

1: 1,10,:9,4

75,4

7,8

1: 1,05:9,5

6,5

76,1

480

3 .ной сеткой из нержавеющей стали (16 меш), в реактор вводят через сосуд предварительного смешивания газообразную смесь пропипена, аммиака и кислорода воздуха при молярном отношении 1:1,25:9,5 со скоростью

420 л/ч) поддерживая температуру реакции 480) С и 1,5 ата. Время контакта 6,5 с. Конверсия пропилена

98,0Х. Выход акрилонитрила, ацето.нитрила и цианистоводородной кисло- ты соответственно 76,5, 2,3 и 5,8Х.

При проведении реакции при 1,15

1,48 и 1,92 ата в течение 6 с при молярном соотношении пропилеи:аммиак:кислород воздуха 1:1,25:9,6 выход соответственно равен 80, 768 и 74Х.

Пример 2-7. Реакцию аминоокисления проводят с катализатором примера 1.

Условия реакции указаны в табл. 1.

П р и и е р ы 9 и 10. Для получения акрилонитрила используют катализаторы, приготовленные аналогично примеру 1, на носителе из

50 вес.Х кремнезема.

Температура Время реакции, контакта, С с

В табл. 2 приведены составы этих катализаторов.

П р и M е р ы 11-13 (сравнительные) . Готовят катализаторы на.: носителе из 50 вес.X кремнезема

1 аналогично примеру 1. Согласно .примерам 12 и 13 силиказоль (рЯ 9,5), стабилизированный аммиаком, водержит 30 вес.Х 8 0 ) но не сод®бежит б натрия. Реакцию аммоокисления с применением этих катализаторов проводят так же, как в примере 1.

Составы катализаторов по при.мерам 11-13 приведены в табл, 3.

t5

В табл. 4 представлен выход акрилонитрила по известному и предлагаемому способам.

20 Как видно из табл. 4, применение предлагаемого способа позволяет получщь целевой продукт со. стабипь/ ным выходом (после 20 дней работы выход остается без изменений), в то

25 время как по известному способу уже на 5-й день работы катализатора выход снижается.

Молярное отношение Выход акрнлоисходных материалов нитрила, СН . NH>. кислород Х воздуха

1109049

Таблица2

Пример

Выход акрнлонитрила, Ж

1,2 . 0,8

2,3 1,3

75,6

74,2

12

Пример

69,0

65,0

4,5

4,5

12

68,3

Таблица 4

Выход акрнлонитрнла, 7, на день

Способ

1) Г

P Na Со SiO 1-й 5-й 10-й 15-й 20-й

Мо Bi Fe

Предлагаемый

Пример !

12 4,5 4,5 1,0 1,8 - 50 76,5 76,4 76,6 76,5 76,5

11 " " " ." — 50 76,1 76,1 76,1 761 760

12 4,5 4,5 1,0 1,0 4,0 50 75,0 73,8 72,7 72,1 71,7

12 2 8 1 0 0,6 — 50 69,0 68,6 68,2 68,0 67,9

12 4,5 4,5 1,0 0 — 50 65,0 64,5,64,0 63,8 63,7

1г

ВНЯИПИ Заказ 5896!45 T aa 410 Попписное (пропилеи: аммиак: кислород воздуха = 1:

:1э05:9 5) Известный (2 )

Пример 1

Сравнительный

Пример 11

Состав катализатора, атомное соотношенн элементов

T Т 1 1

Мо Bi Fe Na P

Состав катализатора, атомное соотношение элементов

Мо Si Fe Na P

0,6 1

0 1

0 1

Компоненты катализатора, атомное соотношение

Таблица 3

Выход акрилоннтрила, Ж