Способ получения акриламида

Способ получения акриламида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пц 456408

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 25.08.72 (21 1824858/23-4 (51) М. Кл. С 07с 103/56 (32) Приоритет 26.08.71 (31) 64746 (33) Япония

Опубликовано 05.01.75. Бюллетень 1че 1

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.398.1 (088.8) Дата опубликования описания 05.03.75 (72) Авторы изобретения

Иностр анцы

Нобуеси Хасимото, Киетака Есимура, Сиро Асано, Тадатоси Хонда и Риези Цухийя (Япония) Иностранная фирма

«Мицуи Тоацу Кемикалз, Инкорпорейтед» (Япония) 11Т Б

,"! н Ч3 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА

Изобретение относится к способу получения акриламида, который находит широкое применение в производстве разнообразных синтетических материалов.

Известен способ получения акриламида гидратацией акрилонитрила или метакрилонитрила в присутствии металлических медных катализаторов, таких, как медь Ренея, медь

Ульмана, восстановленная медь и другие, нанесенных на носители.

Однако растворенный в исходных реагентах кислород значительно сокращает срок службы катализатора. Кроме того, если последний окисляется (с образованием окисленной меди), но реакция продолжается, то из-за протекания побочной реакции наряду с акриламидом образуются значительные количества, например, циангидрина этилена, что снижает эффективность процесса в целом.

С целью повышения выхода целевого продукта и увеличения срока службы катализатора предложено акрилонитрил или смесь его с водой предварительно обрабатывать инертным газом, взятым в количестве 0,01 — 1,0 моль на 1 моль акрилонитрила, и полученный при этом отработанный газ промывать водой, которую совместно с обработанным акрилонитрилом направляют на гидратацию.

Целесобразно использовать инертный газ, содержащий менее 2 об. ф кислорода.

Очистка от кислорода воды и акрилонитрила, которые применяются в качестве исходных реагентов при синтезе акриламида, проводится без потери получаемого акриламида.

5 Растворенный в воде кислород можно довольно легко удалить химическими или физическими методами. В акрилонитриле кислорода растворено во много раз больше, чем в воде. Его можно удалить из акрилонитрила

1о химическим методом с помощью таких восстановителей, как гидразин, сульфит натрия или тиосульфат натрия. Однако при такой обработке при нормальной температуре могут протекать нежелательные побочные реакции, на-!

5 пример полимеризация акрилонитрила и взаимодействие последнего с восстанавливающим агентом. Кроме того, реакция образования акриламида сопровождается некоторыми нежелательными вторичными реакциями.

20 При физических методах обработки побочные реакции не протекают, но в этом случае возникают разные осложнения. Например, акрилонитрил можно очистить от кислорода нагреванием до температуры, близкой к точке кипения, но это усложняет процесс. Поэтому по сравнению с вышеописанными методами десорбирование с использованием инертных газов высокой степени чистоты, таких, как водород, азот, двуокись углерода, проще и

3о эффективнее.

456408

По предлагаемому способу осуществляют контакт отходящего газа, который был уже в контакте с акрилонитрилом, с водой и используют инертный газ, содержащий менее

2 об. /о кислорода. Если колнчсство .юследнего в инертном газе будет превышать 2 об. /о, то остаточный кислород, содержащийся в исходных реагентах перед их введением в реактор, будет препятствовать синтезу акриламида. Инертный газ желательно применять в количестве 0,001 — 1 .,IOJIb на 1 моль акрилонитрила, но лучше в количестве 0,05 — 0,2 моль на 1 моль акрилонитрила.

При использовании инертного газа с содержанием кислорода менее 2 об. /, целесообразно продувать его через смесь акрилонитрила с водой, так как количество кислорода, растворенного в смеси указанных компонентов, меньше суммарного его содержания в отдельных компонентах. В этом случае очистка от кислорода исходных реагентов более эффективна. желательно, чтобы при контакте воды, смешанной с акрилонитрилом, с отходящими газами направления потоков указанных компонентов были бы взаимно противоположны, так как это способствует выделению акрилонитрила из отходящих газов. Растворенный в воде кислород практически полностью удаляется при контакте воды с отходящими газами, ранее использованными для очистки акрилонитрила от кислорода.

В качестве инертного газа можно использовать любой подходящий газ (кроме кислорода), который не должен вступать в реакцию с акрилонитрилом, а также препятствовать синтезу акриламида. Можно применять такие газы, как водород, азот, углекислый газ или смесь двух и более указанных газов.

На чертеже изображена схема установки для реализации процесса по предложенному способу.

Инертный газ по линии 1 и акрилонитрил по линии 2 поступают в башню 3 очистки от кислорода, где удаляется кислород. В некоторых случаях в башню 3 из улавливающей башни 4 по линиям 5 и 6 насосом 7 подается часть промывочной воды. Если содержание кислорода в исходном акрилонитриле невелико, указанную промывочную воду, минуя башню

3, по линии 5 вводят непосредственно в зону

8 реакции.

В верхней части башни 3 промывочную воду смешивают с акрилонитрилом. При стекании вниз по этой башне смесь вступает в контакт с движущимся навстречу инертным газом, в результате чего кислород удаляется из акрилонитрила. жидкость из башни 3, протекающую через ее днище и насос 9, объединяют с промывочной водой из башни 4, пропускаемой через насос 7 и по линиям 5, 10, и направляют в зону реакции. Отходящие газы из башни 3 поступают по линии 11 в башню 4 и вдуваются в нее через днище. Одновременно по линии 12 в эту башню через верхнюю ее часть подают воду навстречу отходящим газам для их промывки, что позволяет добиться эффективного поглощения водой акрилонитрила, содержащегося в отходяших газах. Последние отводят по линии 13.

Для обеспечения контакта инертного газа с акрилонитрилом или смесью последнего с водой можно использовать любую аппаратуру, которая позволяла бы осуществить достаточно эффективный контакт. Например, может применять резервуар с перемешиванием.

В этом случае инертный газ вдувают, например, через входную трубу со множеством отверстий. Последние расположены ниже лопасти мешалки, укрепленной по центру в перемешивающем резервуаре. При этом используют такие приспособления, как дефлекторы, гарантирующие непрерывный контакт инертного газа с жидкостью на протяжении всего периода очистки.

Пример 1. Применяют промышленную установку для очистки от кислорода, изображенную на чертеже. Акрилонитрил поступает в башню 3 со скоростью 135 кг/час и одновременно в башню 4 подают воду со скоростью

763 кг/час. Через днище в башню 3 со скоростью 24 нм /час нагнетают азот (степень чистоты 98,3 /о), содержащий 1,5 об. /о кислорода.

В результате такой очистки из акрилонитрила и воды удаляют 96,7 и 93,1 /о кислорода соответственно. На выходе из башни 3 отходящие газы содержат до 7,6 кг/час акрилонитрила, но в газах, отходящих из башни 4, его содержание снижается до 0,02 кг/час.

Получаемый акрилонитрил и вода поступают в реактор, где осуществляют синтез акриламида. Температура в реакторе 120 С, время реакции 2,5 час. В качестве катализатора используют медь Ренея, взятую в количестве

700 кг. Ее начальная активность обеспечивает 63,5о р-ную конверсию акрилонитрила в акриламид. Через 100 час работы катализатора это значение снижается до 55,9О/р, но в продуктах отсутствует циангидрин этилена — побочный продукт возможных вторичных реакций.

Пример 2. Исходные реагенты очищают в установке по примеру 1 с той лишь разницей, что воду из башни 4 не подают в башню 3. Вместо смеси акрилонитрила с водой в башню 3 пропускают один лишь акрилонитрил. Количество акрилонитрила, воды и азота те же, что и в примере 1. Эффективность очистки от кислорода при этом несколько ниже — 96,3 и 92,4О/о для акрилонитрила и воды соответственно. Отходящие из башни 3 газы содержат 9,6 кг/час акрилонитрила, в то время как с ними из башни 4 уносится до

0,05 кг/час акрилонитрила, Пример 3. Используют устройство, включающее перемешивающий резервуар емкостью

30 л и улавливаюшую колонку типа башни с

456408

Предмет изобретения тг

Составитель Т. Гайворонская

Редактор 3. Горбунова Техред Т. Курилко Корректор Т. Добровольская

Заказ 395/6 Изд. № 297 Тираж 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 насадкой, имеющую внутренний диаметр 5 см и высоту набивки 30 см. Воду подают в улавливающую колонку сверху со скоростью

7,0 кг/час. Скорость подачи акрилонитрила в перемешивающий резервуар 3,14 кг/час. В качестве инертного газа используют азот степени чистоты 99,5%, который продувают через перемешивающий резервуар со скоростью

180 л/час. Одновременно из днища перемешивающего резервуара непрерывно выдавливают смесь воды с акрилонитрилом. Методом полярографии определяют содержание кислорода в жидкости на входе и выходе из перемешивающего резервуара. Эффективность удаления кислорода из акрилонитрила 93,7%, из воды 99,8 . Количество увлекаемого отходящими газами акрилонитрила на выходе из улавливающей колонки только 0,08 r/÷àñ.

1. Способ получения акриламида путем гидр атации акр илонитр ила в присутствии ката5 лизатора — металлической меди с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отл и ч а ющийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и увеличения срока службы катализа10 тора, акрилонитрил пли смесь его с водой предварительно обрабатывают инертным газом, взятым в количестве 0,01 — 1,0 моль на

1 моль акрилонитрила, полученный при этом отработанный газ промывают водой, которую

15 совместно с обработанным акрилонитрилом направляют на гидратацию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют инертный газ, содержащий менее 2 об. /о кислорода.