Катализатор для аммонолиза н-бутанола в н-бутиронитрил

Катализатор для аммонолиза н-бутанола в н-бутиронитрил

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскид

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOOCKOAAV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>759120 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14067 8 (21) 26 275 49/2 3-0 4 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет (5М)М. Кл.з

В 01 J 23/06 //

С 07 С 12 1/16

1 осударственяый коиктет

СССР

«о дмаи кзобретемяй я отбытий

Опубликовано 300880. Бюллетень ¹ 32 (53) УДК66.097.3 (088. 8) Дата опубликования описания 300880

Э.Х. Корчагова, Э. Е.дзилюма, В. A Славинская, И. И. Гейман . и A.À.Авотс (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АММОНОЛИЗА Н-БУТАНОЛА

В Н вЂ” БУТИРОНИТРИЛ при возрастании объемной скорости реакционного газа в значительной мере снижается выход нитрила. Механическая прочность контактов не увеличивается при использовании связывающего вещества — поливинилового спирта в стадии приготовления катализатора.

Цель изобретения — повышение активности и механической прочности катализатора.

Укаэанная цель дсстигается катализатором, содержащим 14-14,4 вес.% окиси цинка и дополнительно—

0,4 — 2,6 вес.% окиси хрома или

0,1 — 1 4 вес.% двуокиси титана, или 0,5 — i1,3 вес.% окиси тория на носителе, в качестве которого катализатор содержит крупнопористый корунд.

Промотирование Znp катализатора окислами хрома (Сг Оз) или титана (Т1О ) нли тория (Thpz) приводит

1 не только к изменению кислотности коитакта и его активности, но и к увеличению его механической проч ности °

Выход бутиронитрила на промотиро30 ванном Cr О -катализаторе на 30%

Изобретение относится к производству катализаторов для аммонолиэа н-бутанола в бутиронитрил.

Бутиронитрил является полупродуктом синтеза физиологически активных веществ, например кокцидиостатика тиакокоцида.

Известен катализатор для аммонилиза н-бутанола в бутиронитрил, содержащий никель на окиси алюминия j1) .

Известен также катализатор для получения бутнронитрила, представляющий собой таблетированную окись цинка (21.

При использовании таблетнрованного Knp катализатора выход целевого продукта достигает 89 мол ° %, При оптимальных условиях количество ннтрнлов в катализате составляет 98%.

Ближайшим решением поставленной задачи является катализатор, содержащий окись цинка на носителе — пемзе, окиси алюминия, кварцевом песке 13).

Однако прочность таких катали. з аторов оказывает ся не дост аточной: нанесенная на носитель — окись алюминия Znp отслаивается и теряется1

Ордена Трудового Красного Знамени институт органического синтеза АН Латвийской ССР

759120

Состав катализатора, вес ° %: кру пнопористый корунд 83,4 t ZnO

14,0 cr о, 2,6.

П p и м е р З.В Фарфоровую чашу помешают 19,б r (0,066 моль)

Zn(NO>)z ° 6Н О 2,1г (О 0052 моль)

Ct (ÈO ) ° 9Н О и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на, водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мл) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпари- 60 вают досуха. Катализатор активируют, как в примере 1.

Состав катализатора вес.%: крупнопористый корунд 84,7> ZnO

14у2! СГ20ь 1у1 ° 65

50 более высокий, чем на непромотированном ZnO-катализаторе.

Крупнопористый корунд, используемый в ка 4естве носителя, имеет следующие характеристийи.

Химический состав,%:

Ч,о 96,7

Sio 2,4

Fe О 0,14 ма о 0,33 к о. 0 23

ЯМА Рм а/r

0,14

Пористость,, ; 47

Водопоглощение, % 22, 4

Насыпной вес, г/см 1,2 .

Размер гранул,мм 3 — 5, Носитель отработанного катали- 1% затора может быть регенерирован рас,творением 350 и промоторов в кона ентрированной соляной кислоте, пропромыванием водой и может быть многократно использован для приготовления 20 катализатора.

Пример. 1.В фарфоровую чашу помешают 39,2 r (0,13 моль) Zn(NOq) юбН О, 1,33г (0,0033 моль) Cr(ИОэ)з ° 9Н О и 40 мл воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане.

После растворения солей прибавляют 63,9г (50 мл) крупнопористого. корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха. Гранулы катализатора прокаливают в электропечи, поднимая температуру от 100 до 500 С со скоростью

50 С/ч, затем выдерживают при 500 С в течение 5 ч..

Состав катализатора,вес %:крупно- 35 пористый корунд 85,3) ZnO 14,3)

Сг Оз0,4.

Пример 2.В фарфоровую чашу помещают l9,6 г (0,066 моль) Zn (ЫОЗ)д 6Н О, 5, 25 r (О, 013 моль) Cr (NO ) ю 40 «9 И О и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане.

П(2(:ле.растворения солей прибавля-, ют 32,0 г (25 мл) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают.досуха. Катализатор активируют, как в примере 1.

P H м е P 4. В фарфоровую чашу помешают 19,6 г (0,066 моль) гп(ИО ) бН О, 053г (0007 Mo )

TiO u и 20 мл воды, Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0r (25 мл) крупнопористого корунда.

При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха.

Катализатор активируют,как в примере 1.

Состав катализатора, вес.%: крупнопористый корунд 84,4> ZnO

14,2; TiO 1,4.

Пример 5, В форфоровую чашу помещаит 19,6 r (0,066 моль)

Zn(NO>) 6Й О, 0,053 г (0,0007 моль)

Т10 и 20 и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0г (25 мл) крупнопористoro корунда.

При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха.

Катализатор активируют, как в примере 1.

Состав катализатора, вес.%| крупнопористый корунд 85,5; ZnO

14f4 TiO 0,1.

Пример 6. В фарфоровую чашу помешают 19,6 r (0,066 моль)

Zn(NO ) 6Н,,О, 1,03 г (0,0019 моль)

Th (NOg)g 4Н О и 20 мп воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мл) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха. Катализатор активируют так же, как в примере 1.

Состав катализ атор а; вес . %: крупнопористый корунд 84,5; ZnO

14,2;

Пример 7. В фарфоровую чашу помещают 19,6 г (0,066 моль)

Zn(NOg)g 6Н О, 0,36 r (0,0007 моль)

Th(ВОЗ)4 ° 4Н О и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мп) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха. Катализатор активируют, как в примере 1.

Состав катализатора; вес, %: крупнопористый корунд 85,21 ZnÎ

14,3у ThOg 0,5.

H p и м е р 8. В каталитическую трубку помещЫбТ 15мп (22г) катализатора,приготовленного способом, указанным в примере 1, и пропускают 1„13 r н-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 240ч молярное соотношение NH и н-бутанола 4:1) при 420 С в течение 30 мин. ь

Продукты реакции собирают в ловушке, погруженной в охлаждающую смесь ., с сухим льдом. В катализаторе найдено

Конверсия нбутанола:

t с, г !

Выход бутиронитрила, % от теории

Катализ атор г !

$ !

71, l.

97,3

100,0

100, 0

Zn0

КпΠ— 1

Cr O

0,013

Ti0>

4 0 010

86,3

КпΠ— 1

87,5

: т)О, =

2 о 010

ZnO — 1

100,0 86,5 аж 809 Подписное

0,91 г бутиронитрила (выход 86,3% от теории) при полной конверсии сырья.

Пример 9.Через каталитическую трубку с 15мя,(22г) катализатора, приготовленного способом, указанным в примере 2,пропускают 1,14 r н-бутанола 5 и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 240 ч, молярное соотношение NH и н-бутанола и

4:1) при 420ОС в течение 30 мин. В каталиэате найдено 0,93 r бутиронитрила (выход 87,5% от теории) при полной конверсии сырья.

Пример 10.Через каталитическую трубку с 15мл (22г) катализатора, приготовленного способом, укаэанным в примере 3, пропускают 1, 14 г н-бутанола и 1, 45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси

240 ч, молярное соотношение NH и н-бутанола 4:1) прн 420 C в теЭ чение 30 мин. B катализате найдено 20

0,93 r бутиронитрила (выход 87,5% от теории) при полной конверсии сырья.

Пример 11.Через каталитическую трубку с 15мл (22г) катализатора, 5 пРиготовленного способом, указанным в примере 4, пропускают 1,14 г н-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 240 ч молярное соотношение NH> и н-бута- 30 иола 4:1) при 420 С в течение 30 мин.

В катализате найдено 0,97 г бутиронитрила (выход 91,2%от теории) при полной конверсии сырья.

Пример 12.Через ка — àëèòè÷åc- 35 кую трубку с 15мп (22г) катализатора, приготовленного способом, указанным в примере 5, пропускают 1, 14 г н-бутанола и 1, 45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 40

240 ч, молярное соотношение NH и н-бутанола 4: 1) при 420 С в течение

30 мин. В каталиэате найдено 0,93 r бутиронитрила (выход 87,5% от теории) при полной конверсии сырья. 45

ti р и м е р 13. Через каталитическую трубку с 15мп (22г) катализатора, приготовленного способом, указ анным в примере 7, пропускают 1,13 г н-бутанола и 1,45 r аммиака (объемная ско=

50 рость реакционной смеси 24О ч молярное соотношение NH и н-бутанола 431) при 420 С в течение 30 мин. о

В катализате найдено 0,95 г бутиронитрила (выход 9011% от теории) при 55 полной конверсии сырья.

Пример 14.Через катапитическую трубку с 15 мп (22г) катализатора, приготовленного способом, указанным в примере 7, пропускают 1,16 г н-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная 0 скорость реакционной смеси 240 ч

Ю

ЦИНИПИ Заказ. 5783/2 Тир модярное соотношение NH и н-бутаЭ нола 4: 1) при 440 С в течение 30 мин.

В катализате найдено 0„97 г бутиронитрила (выход 89,6% от теории) при полной конверсии сырья.

В таблице приведены сравнительные данные испытаний катализатора по изобретению и известного катализатора в процессе аммонолиза н-бут анола.

Сравнение каталитической активносTH катализаторов, нанесенных на крупнопористый корунд, при 420 С и молярном соотношении аммиака и н-бутанола 4 1.

Формула из обрет ели я

Катализатор для аммонолнза н-бутанола в н-бутиронитрил на основе окиси цинка на носителе, о т л нч аюши и с я тем, что, с целью повышения активности и механической прочности катализатора, он дополнительно содержит окись хрома или двуокись титана, или окись тория, а в качестве носителя — крупнопо- ристый корунд при следуюшем содержании компонентов, веc %:

Окись цинка 14,0 — 14,4

Окись хрома 0,4 — 2,6 или двуокись титана, О, 1 — 1, 4 или окнсь тория 0,5 — 1, 3

Носитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Попов И.А.,Шуйкин H.П. Каталитический синтез нитрилоВ .. Известия AH CCCP, ñåðèÿ химическая, М6, 1958, с.713-718.

2. Попов N,À., Стародуб Н.П, Каталитический синтез нитрила н-масляной кислоты, )(урнал прикладной химии, т. XL, вып. 3, 1967, с.697.

3. Патент Японии Р 39966, кл, 16 В 681 (C07 С 121/16, В 01 J 11/40)опублнк, 1974(прототип).

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4