Катализатор для окисления и окислительного аммонолиза пропилена Советский патент 1983 года по МПК B01J23/16 C07C121/32 

Изобретение относится к катализа рам для окисления и окислительного аммонолиза олефинов, в частности, пропилена. Известен катализатор 13 для оки ления и окислительного аммонолиза пропилена, содержащий окисные соеди нения сурьмы, олова, меди, железа и металла, выбранного из группы, вк чающей бериллий, магний, кальций, цинк, стронций, кадмий, барий, и состав которого соответствует эмпирической формуле .,cu,o,e о,а V Описанный катализатор обладает недостаточно высокой активностью выход акрилонитрила составляет 6Q,2-6k,2%. Наиболее близким к предла;гаемому является катализатор для окисления и окислительного аммонолиза пропиле на, содержащий окисные соединения сурьмы, ванадия, а также металла, выбранного из группы, включающей олово, железо, кобальт, титан, состав которого соответствует эмпириче кой формуле % 1-0,5 -, «,, . -,- l/,i-3 и, где количество атомов кислород необходимое для насыщения валентнос ти входящих элементов 1,2 Однако в известном катализаторе недостаточно высокие активность и селективность - выход, например, акрилонитрила составляет 5б, при этом фбразуется большое количество нежела тельнь.1х кислородсодержащих побочных продуктов. Цель изобретения - повышение акти ности и селективности катализатора. Указанная цель достигается тем, 4to в катализаторе для окисления и окис лительного аммонолиза пропилена, содержащем окисиые соединения сурьмы, ванадия и титана, состав соответствует следующей эмпирической формуле:

,

б - 36

а

де

-ь 1

9-5, причем C/q 1-6

с у. число атомов кислорода, необходимое для насыщения валентности входящих элементов. Предлагаемый катализатор получают путем смешения окисных соединений сурьмы, ванадия и титана. Полученный шлам нагревают для удаления воды, а затем сушат и прокаливают на воздухе при 500-875 0. Катализатор может быть нанесен на носитель. П р и м ер 1 . Получение катализатора состава Ti jgCxПомещают 3,98 г . 82 г V, и 28,77 г Ti.O в химический стакан и перемешивают с 50 мл дистиллированной воды. Шлам хорошо перемешивают с целью обеспечения тщательного смешения взвешенных твердых компонентов, а затем нагревают на горячей плите для удаления большей части воды. Полученную нокрую смесь окислов сыръмы,. ванадия и титана высушивают на воздухе в течение ночи при и затем обжигают на воздухе в течение 2 ч при 750Рс. Полученный таким образом катализатор помещают в псевдоожиженный слой реактора, имеющего внутренний диаметр примерно ,( см. Реакционную смесь об.: 17,50 О, 8,60 пропилена , 8,904 Н и остаточ- ной доли гелия пропускают вниз через катализатор в количестве 0,133 .мл/с. 1при нормальных температуре и давлении J реагирующего газа на с/г катализатора с получением значения Vi//F (как показано ниже) 7,5. Реактор выдерживают при 85С и давлении 2,09 кг/см , абсолютном, во время этог го прохода. Вытекающий из реактора поток газа анализируют по истечении 2ч.

На основе этих аналитических результатов достигают выхода акрилонитрила , при селективности поакрилонитрилу 7,8% и конверсии пропилена 95,9%.

При этом N3V/F означает вес катализатора, г, делённый на объемную скорость потока реагента, мл/с, измерено при нормальных температуре и давлении. Превращение пропилена ( СаН, У оз О О

ачает:

моль CjHgвпитающем потоке моль СдHfeввытекающем потоке .«/ч

моли СзН впитающем потоке

Селективность акрилонитрила {АН) означает: . моль АН в вытекающем потоке мол ь прев ращен ного С И Выход акрилонитрила означает: моли образованного АН ... f. моли питающем потоке ti р и м е р ы 2 - 11 .Катализато ;ры без носителя получают с примене.нием в качестве исходных материалов SttaO. 1 TiOj согласно примеру 1, включая высушивание в печи при 130 С и обжиг при 750С в течение 2ч, но с изменением количеств исходных материа)юв с целью получения катализаторов с различными соотношениями каталитических компонентов метах1па в соответствии с предлагаемым изобретением.

Каждый из этих катализаторов помещают в псевдоожиженный слой peaктора, применяемого согласно примеру 1, и питающий поток примера 1 вводят в реактор 7,5Результаты показаны в табл. 1l В примерах 2 - 10 реакцию провод при абсолютном давлении 2,09 кг/см

в то время как в примере 11 абсолютное давление составляет 1,18 кг/см.

П р и м е р ы 12 - 2V. Для иллюстрации использования других материалов, кроме%Ъ2.0э. VuO TiO для п элучения предлагаемого катализатору готовят катализаторы, применяясоединение, показанные в табл. 2. Во всех случаях образуют водный шлам исходных материалов, как в примере 1 с получением атомных соотношений Ti 12:1:18.. Полученные шламы высушивают на печи при 130 С и обжигают при в течение 2 ч, как в примере 1.

В табл. 2 также показаны результаты исследования этих катализаторов в реакторе согласно примеру 1 при температуре реакции 8оС и абсолютном давлении 2,09 кг/см и составе питающего потока по примеру 1.

Примеры 22-26. В качестве катализаторов окислен 1я пропилена используют катализатор Ох подобный катализатору по примеру 1 , в реакторе по примеру 1. Питающую смесь 18,6 мол. % 0, 9,7 мол. пропилена и 71,7 мол.| гелия подают в катализаторсодержащую реакционную зону при 7/ 75С при давлении кг/см и в различных количества WF.

Анализ потока вытекающего из реаю тора, приведен в табл. 3.

Как следует из приведенных таблиц п||1едлагаемый катализатор обладает повышенной активностью и селективностью - выход акрилонитрила возрастает до 70 {против 5б% на известном катализаторе) при селективности до 76..

Т а б л и ц. а 1

т а б л и -ц а 31

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО АММОНОЛИЗА ПРОПИЛЕ НА, содержащий окисные соединения Sb, V, Ti, отличающийся, тем, что, с целью повышения активности и селективности к атализатора, его состав соответствует следукхцей эмпирической формеле: SbaVeTiftOx, где q - 6 - 36 i . b-i; О « , причем с/а 1-6, Л - число атомов кислорода, необходимое для насыщения валентности входяи1их элементов.