Способ получения метакрилонитрила
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ гоп 5035I2
Союз Советски
Социалистических
Республик (61) Дополнительный к патенту (51) М.Кл. С 07С 120/14
С 07С 121/32 (22) Заявлено 03.03.72 (21) 1753951/23-4 (23) Приоритет — (32) 05.03.71 (31) 7107710 (33) Франция
Государственный комитет
Совета Министров СССР
Опубликовано 15.02.76. Бюллетень ¹ 6 (53) УДК 547.339 2 11 (088.8) по делам изобретений и открытий
Дата опубликования описания 06.05.76 (72) Авторы изобретешгя
Иностранцы
Жак Теллье, Жан-Анри Блян и Робер Вуарен (Фр анция) Иностранная фирма
«Сосьете Насьональ де Петроль д Акитэн» (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАКРИЛОН ИТРИЛА
Изобретение относится к способу получения метакрилонитрила, являющегося сырьем для производства синтетических материалов, в частности метакрилата.
Известен способ получения метакрилонитрила путем взаимодействия изобутилена с аммиаком и кислородом при 350 †5 С в присутствии катализатора, в качестве которого применяют смесь окислов теллура, железа и молибдена, взятых в молярном соотношении
0,1 — 10: 0,1 — 1: 1, что составляет 10 — 85: 8—
9: 7 — 80 вес. %. Смесь этих окислов наносят на любой классический носитель-каолин, окись алюминия, кизельгур, силикагель.
При этом выход метакрилонитрила не превышает 20% (в расчете на исходный кислород) .
Недостаток известного способа заключается в невысокой селективности катализатора, низком выходе целевого продукта, что обусловлено глубоким окислением продуктов реакции со значительным образованием побочных соединений.
Целью изобретения является усовершенствование известного способа, способствующее повышению выхода метакрилонитрила. Эта цель достигается тем, что применяют смесь окислов, содержащую, вес. %: окись железа
25 — 50; окись молибдена 1 — 15 и окись теллупа до 100.
Приготовление такого катализатора осуществляют известными способами, например пропиткой носителя окислами, а также соосаждением окислов на носителе.
Согласно первому способу раствор окислов и носитель энергично перемешивают, а затем сушат при 120 С.
Можно также готовить катализатор соосаждением окислов на самом носителе, ко1О торый применяют в виде геля. Для этого добавляют к золю двуокиси кремния определенное количество молибденовой, теллуровой кислот и нитрата железа. Смесь сушат при
120 С в течение 24 ч, затем прокаливают при
15 450 С в течение 24 ч.
Температуру реакции поддерживают 300—
600 С, предпочтительно 350 †5 С.
Время контакта смеси углеводородов, кислорода и аммиака с катализатором может
20 колебаться в широких пределах, но предпочтительно от 0,5 до 15, лучше от 1 до 6 с.
Применение способа можно осуществлять в двух вариантах. Один из них состоит в про25 ведении реакции в реакторе с неподвижным слоем катализатора, а второй в проведении процесса в реакторе с кипящим слоем.
Пример 1. Готовят катализатор, содержащий 50% носителя, а остальное — смесь
3о окислов металлов. В состав смеси входит, 503512
67,1
5,5
3,1
0,5
17,5
1,7
4,6
100
87,5
75,5
62,0
74,6
9,5
1,8
0,4
9,3
0,8
3,7
100
Пример
12 13
Показатель
10 11
6,2
65,2
28,6
366
61,0
12,2
53,4
34,4
349
58,3
6,1
47,0
47,0
353
62,3
2 1
76,0
21,9
48,0
6,2
56,4
37,4
354
66,0
6,2
58,4
39,4
362
60,0
12,1
62,2
25,6
63,5
54,5
4,5
41,0
332
40,8
12,2
25,6
62,2
337
49,5
33,4
33,4
33,2
328
46,5
54,5
41,0
4,5
362
59,5
45,7 33,5
33,4 42,0
30,8 41,2
8,1 13,0
17,6
21,9
16,5
%: окись молибдена 72; окись теллура 54,6 и окись железа 38,2.
Реакцию осуществляют в реакторе с неподвижным слоем катализатора при 375 C.
После 150 ч работы получены следующие результаты:
Степень превращения изобутилена, мол. %
86,0
Состав реакционной смеси, /, Метакрилонитрил
Мета крол еин
Ацетонитр ил
Акролеин
СО, СО
Выход метакрилонитрила в расчете на исходный кислород 57,7 /p, Пример 2. Готовят катализатор, содержа щий 19,7в/с носителя. а остальное — смесь окислов металлов, /о . .окись молибдена 8,2; окись теллура 55,7 и окись железа 36,1.
Процесс ведут в трубчатом реакторе с неподвижным слоем катализатора при 370 С в течение 1200 ч. После окончания опыта получают следующие результаты:
Степень превращения, мол. /о..
Изобутилена
Кислорода
Аммиака
Состав реакционной смеси. %.
Мета крилонитрил
Метакролеин
Ацетонитрил
Акролеин
СО, СО
Состав активной части катализатора, вес, о:
Моо
ТеОа
РеаОз
Температура, С
Степень превращения изобутилена, %
Выкал метакрилонитрила, % (в расчетее на кислород) 5
Выход метакрилонитрила в расчете на исходный кислород 65,2%.
Пример ы 3 — 13. Эти примеры показывают влияние соотношения окислов железа, молибдена и теллура на степень превращения исходного сырья в метакрилонитрил. Все опыты проводят в идентичных условиях (время контакта, молярные отношения кислород: изобутилен, аммиак: изобутилен) и при такой температуре, чтобы степень превращения кислорода не превышала 70%. При этом получают сравнимые результаты, которые позволяют установить, какой катализатор способствует лучшим выходам метакрилонитрила.
Температуры, необходимые для получения
70%-ной степени превращения кислорода, берут в пределах от 328 до 372 С. Условия опытов следующие: время контакта 3 с, количество изобутилена в реакционной смеси 5 мол %, молярное отношение кислород; изобутилен равно 2,2, молярное отношение аммиак: изобутилен равно 1,2. Кислород вводят в виде воздуха.
Состав катализаторов и результаты опытов приведены в таблице. Все катализаторы содержат 50 вес. /о носителя и 50 вес. % активной части, П р и м еры 3 — 7 сравнительные, иллюстрирующие невысокую селективность и малый выход целевого метакрилонитрила, когда соотношения окислов металлов в активной части катализатора не соответствуют изобретению. Примеры 8 — 13 иллюстрируют высокую селективность катализаторов, приготовленных соответственно изобретению. Наилучшие результаты получают с катализаторами, активная часть которых содержит, вес, : окись молибдена 6; окись теллура 57 и окись железа 37. Более высокие степени превращения кислорода и соответственно более высокий выход метакрилонитрила получают, либо применяя более высокую температуру, либо увеличивая время контакта, 503512
Формула изобретения
Составитель Е. Дембовская
Т хред 3. Тараненко Корректор О, Тюрина
Редактор Т. Девятко
Заказ 906714 Изд. № 1116 Тираж 575 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Способ получения метакрплонитрила путем взаимодействия изобутилена с аммиаком и кислородом при 350 — 500 С в присутствии катализатора, содержащего 10 — 85 вес. окиси теллура, не выше 80 вес. окиси молибдена и окись железа, с последующим выделением целевого продукта известными приемами, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности процесса и увеличения выхода целевого продукта, применяют смесь окислов, 5 содержащую, вес. о/о .
Окись железа 25 — 50
Окись молибдена 1 — 15
Окись теллура До 100