Катализатор для получения метакрилонитрила аммонолизом изобутена

Катализатор для получения метакрилонитрила аммонолизом изобутена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1465767

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6 ) 3 !11!1с11м bil! От IIHTO!iтсl (,5I ) М Кл. В 0Ij 11/22

С (17с )21jj02 (22) Заявлено 10.03.72 (21) 1758879 23-4 (32) 1! риоритет 2.03.71 (3! ) 1309с8

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзааретений и открытии (,!.т ;:с1

01,бликовя11о 30.03.75, Бюл fefefff, ¹ 12 (53) У.! К 66.097.3 (088.8) ..),Я 1 <1 g if ??, 111????????1 111; ?? off lief 1 fill fi 26. i . ??>

И ностра11цы

Сигеру Сяйто, Дзуи Исикура, 1Отака Сасаки Киеси Морил и Такаси Имада (8 1I0I f I I H ),,2) 1;1.1чтв1,1

11зосб рстс11ия

Иностранная фирма

«Нитто Кемикал Индастри Ко, лтд» (Япония) (71) Заявитель

i54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАКРИЛОНИТРИЛА

АММОНОЛИЗОМ ИЗОБУТЕНА

11зо >рстеиие отио..итси к 11роизводству катализаторов для получения метакрилоиитрила путем 1гарофазиого аммоокислеиия изооутеиа.

Известен катализатор иа основе окиси железа и сурьмы, иромотироваииый окислами элементов, выбранных пз группы теллура, фосфора илп бора, а также металлом из группы ванадия, молибдеиа или вольфрама общей эмпирической формулы

FelffSbf Мес Te

X — элемент из группы фосфора или бора;

b=5 — 60;

c= 0,01 — 1;

d=0,05 — 5; е=0 — 1;

f — число атомов в окиси, полученной при объединении компонентов, равное 22 — 151.

Такой катализатор имеет педостаточно высокуfo активность и селективиость в процессе аммоиолпза изобутеиа — степень превращения в метакрилоиитрил при температуре

410 С составляет 66 — 70% при избирательности 67 — 727о.

С целью повышения активности катализатора и его селективиости в процессе аммонолиза 1гзобутсия ире;)ложеи катали,ятор, в который в качестве яктив1юго компонента допол11ителы1о введен волыррям, и состав предлагаемого катализатора описывается эмпирической форму,юй

Fel f1%,Х,Ме,.0,i, в которой Х представляет собой по меиыпей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из фосфора, бора и теллура;

Ме представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из ванадия и молибдеиа; !

5 а=1 — 30;

b =0,01 — 15;

c= 0,01 — 5;

d — число кислородных атомов в окиси, получеииой при объединении вышеуказанных

20 компонентов, равное 12 †1.

Катализатор может быть приготовлеи люobli из известных методов. Особенно важпо, чтобы все компоненты были тщательно смешаны.

Исходный материал для получения ко IIIoиеита — железа и катализатора может быть выбран из большого числа материалов.

Так, например, можно использовать окиси

30 двухвалеитиого железа, трехвалеитиого желе465767

0l) или железа в форме вместе существующих окисей двухвалентного и трехвалентного железа. В другом варианте можно пользоваться материалами, которые в результате химической обработки ири прокаливапии образуют стабилизированную окись железа. В качестве

T3)4))x матерна, )01) можно применять соли железа и неорганические кислоты, такие как нитрат железа и хлорид железа, а также соли железа и органические кислоты, такие, как 10 яцетят железа и оксалат железа. Эти материалы могут быть подвергнуты прокаливанию либо после нейтрализации щелочью, такой, как аммиак, для получения окиси железа или него" редствеиго окиси железа. Металличе- 15 ское железо можно обрабатывать нагретой

<)00)íîé кис.!Отой. В этом случае железо превращает я в нитрат трехвалентного железа.

Вие ",àâèñèìîñòè от исходного материала рекомендуется тщательно смешивать это соеди- 20 ген))е с другими компонентами и прибавлять материал в таких формах, как тонкие порошки, вод))ые р))створы и т.д.

I Icxo;I)))>))) материал для получения вольфрамового компонента может представлять 25 собой любое водорастворимое или водоиераствор!)мое соедш)ение вольфрама.

Так, например, можно пользоваться трехокисью вольфрама, вольфрамовой кислотой, паравольфраматом аммония, метавольфраматом аммония, галогеиидами вольфрама п т. д.

Как и в случае железа, необходимо тщательное смешение компонентов.

Исход))ым)) материалами для получения компонентов фосфора или бора являются мно- з5 гочислеииые соединения, служащие источниками этих элементов. Обы шо материалы вводят г, форме фосфорной или борной кислоты.

В качестве теллурового компонента можно употреблять любые водорастворимые или во- <О доиерастворимые соединения теллура. Примерами таких соединений служат двуокись теллура, теллуристая кислота, теллуровая кислота. В другом варианте можно пользоваться металлическим теллуром. его мо>кио употреб- 45 лять в форме порошка или после его окисления при помощи горячей азотной кислоты.

Источником молибдеиового компонента может служить любое водорастворпмое или водоиерастворимое соед)шеиие молибдена. При- 50 мерами могут служить трехокись молибдена, молибдеиовяя кислота, парамолибдат аммония, метамолибдат аммония, гялогеииды молибze))a» т. и.

Катализатор без носителя обладает высокой 55 активностью, ио его можно употреблять в сочетании с подходящим носителем, в количестве предпочтительно 10 — 90о/о из расчета иа оощий вес катализатора. В качестве носителя можно пользоваться двуокисью кремния, r>0 окисью алюминия, окисью циркония, окисью магния, двуокисью кремния — окисью алюминия, карбидом кремния, алуидом, неорганическим спликатом и т. и. Можно прибавлять любыс добавки, служащие для улучшения физических характеристик катализатора, такие как связующие, если оии не оказывают иеблаГОПРИ5)ТНОГО ВЛИЯИИЯ.

Предлагаемый катализатор может применяться в форме таблеток при реакции, осуществляемой на неподвижном слое, либо в форме порошка при осуществлении реакции в псевдоо>киженном слое.

Катализатор готовят смешением исходных материалов до желаемого состава, сушкой и ирокаливанием этой смеси. Условия, в которых проводится прокаливание, имеют большое значение для получения катализатора с требующейся активностью. Рекомендуется нагревать катализатор в присутствии кислорода при температуре от 400 до 950 С в течение

2 — 48 час.

Катализатор 1 эмпирической формулы е)о ) !гТе4Моо ЖэоОо) готовят следующим образом.

K раствору, состоящему из 120 мл азотной кислоты (удельный вес 1,38) и 150 мл воды, прибавляют 11,2 r порошкообразного электролитического железа для достижения полного растворения. В полученном растворе нитрата железа растворяют 10,2 г порошкообразного металлического теллура (I) .

10,4 г вольфрамата аммония и 1,8 г молибдата аммония растворяют в 550 мл воды (11).

180 r силиказоля — 20",о по весу SiO (111).

К смеси 1 и 111 прибавляют 11 и полученную смесь нагревают до выпаривания досу a при иеремешивании. Высушенную массу дробят на куски и прокаливают при температуре

200 С в течение 2 час и при температуре

400 С в течение 2 час, после чего прибавляют воду и перемешивают. Получеш)ую массу сушат при 130 С в течение 16 час и прокаливяют ири 700 С в течение 4 час.

Катализатор 2 эмпирической формулы

1 е)оЮ)оТе„МО)- )!5оО)58 готовят ио способу, применявшемуся при изготовлении катализатора 1, Конечное прокаливание проводят прп 700 С в течение 4 час.

Катализатор 3 эмпирической формулы

Fe о%гьТе )оМол S4оС));о готовят по способу, применявшемуся при изготовлении катализатора 1. Конечное прокаливание проводят при температуре 600 С в течение 4 час.

Катализатор 4 эмпирической формулы

Fe p vV) p T е2Р Мо) S iopO)о-, готовят 110 способу, применявшемуся при изготовлении катализатора 1. В качестве исходного материала для получения компонента фосфора употребляют фосфорную кислоту. Конечное прокаливание проводят при температуре 650 С в течение 4 час.

Катализатор 5 эмпирической формулы

Fe) о%аТе4У) Si;oO) 3) готовят по способу, применявшемуся при изготовлении катализатора 1, с тем исключением, что вместо молибдата аммония употребляют мета-ваиадат аммония. Конечное прокалп465767 ванне проводят ири температуре 600 С в течение 4 час.

Ката il(a

Катализатор 7 эмпирической формулы

10 г (о()>201 >MO(!13001„;, готовят ио способу, применявшемуся нри IlзI отоплении катализатор)! !, с тем исключением, что вместо компонента теллура вводят 15 компонент фосфора. Исходным материалом для получения компонента фосфора служит фосфорная кнс. !От!!.

Конечное прокаливание проводят нри темнературе 600 С в течение 4 чяс. 2о

Катализатор 8 эмпирической формулы

Fe I 0 ((20 2MO 1 S 1300 I 4 1 готовят Ilo способу, применявшемуся при изготовлении катя IIIaa3opa 1, за исключением того, что вместо компонента теллура вводят 25 компонент ()opa. Исходным материалом для компонента бора слу)кнт борная кислота.

Конечное пр<и<алнва!!ие проводят при температуре 600 С в течение 4 час.

Катализатор 9 эмпирической формулы

F el oK2S i3o08i готовят Ilo cIIocoo), применявшемуся IIJ)II изготовлении катализатора 1, с тем исключением, что компонент теллур и компонент молиб- з5 ден не вводят. Конечное прокаливание проводят при температуре 900 С в течение 2 час.

Катализатор 10 эмпирической формулы аде!0 2 1 е2) !30(-)83

40 готовят но способу, применявшемуся ири изготовлении катализатора 1, с тем исключением, что компонент молибден iie вводят. Конечное прокаливание проводят нри температуре

850 С в течение 4 ч а с.,45

Катализатор 11 эмпирической формулы аде!0 > 23Те4> !300 188 готовят по способу, применявшемуся при изготовлении катализатора 10. Конечное прока- 5о ливание проводят при температуре 700 С в течение 5 час.

Катализатор 12 эмпирической ())ормулы аде!0 2В (S 30083 готовят по способу, применявшемуся нрн из- 55 готовлении катализатора 1, с тем исключением, что молибден не вводят, а вместо теллура добавляют бор. В качестве исходного материала для получения бора употребляют борную кислоту. Конечное прокаливание проводят при 50

900 С в течение 2 час.

Результаты реакции амоокнсления изобутена приведены в табл. 1.

В табл. 2 даны условия процесса и характеристика мета крнлонитрила. 65

Таолица 1 (встав катализатора (ато)(иое соотношение) Ус)(0!>ия ирокаливаиия

Катализ((тор

) (т

Гс; % )(.)!е SI ) ро,) р;,, и((, !

1 "с час

1 10 2

2 10 10

3 10 25

4 10 1О

Моо.4 30

Мо! 50

Мо2 30

Мо! 50

700 4

700 4

600 4

650 4

Те2

Те4 в

Примечание. * Катализаторы

H0ÍHß, даны для сравТабл.ица 2

О

v х х х х

>с> х л

1! зб и ратсл виости ио отиошенин) к мстакрилоиитри(V Оо

О х.

О

>х

= о > с я х

О

О г»

О Х (О л

f= с>

Г е)(иература рс акции, С

70 98 71

77 99 78

78 100 78

70 99 71

63 100 68

67 98 68

64 96 67

64 98 65

42 84 50

63 95 66

60 94 64

57 92 62

Примечание * Последние четыре опыта даны для сравнснин.

Предмет изобретения

KararIïç)!Toð для получения метакрилонитрнла a)i»iolioлнзом изобутена на основе окиси >нег!еза, промотированной це менее, чем оди!м элементом, выбранным нз группы фосфора, боря и теллура, а также ванадием или молибдено)I, отлича(ощ((йся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, в его состав в качестве активного компонента дополнительно введен вольфрам, и катализатор имеет общую эмпирическую формулу

FeIoW. Х! Ме 0«, где Х вЂ” элемент нз группы фосфора, бора и геллура;

Ne — ванадий нли молибден;

5 10 2

6 10 25

7 10 20

8 10 20

9" 10 2

10"" 1О 2

11" 10 25

12" 10 2

420"

430")

430"

Те4

Тео

Те!о

Те2

Р2

Те4 Ъ!

Те(0

P2 MOi

В2 Мо(50

9 — 12

600 4

600 4

600 4

600 4

900 2

850 5

700 5

900 2