Способ получения акрилонитрила Советский патент 1984 года по МПК B01J23/881 B01J23/882 B01J27/18 

со

о

4 Изобретение относится к способу получения акрилонитрира, который находит применение в химии полимеров. Известен способ получения акрил нитрила в условиях окислительного аммонолиза из пропилена при 350520 С в присутствии окисного молиб ден-, железо-, висмут-, фосфорсодер жащего катализатора эмпирической формулы Мо, В Fe., р,д на носителе - кремнеземе. Молярное соотношение пропилен:аммиак:воздух соответственно равно 1:1-1,25-11 П Выход целевого продукта 68,5-76 Недостаток данного способа состо ит в том, что указанный выход не является стабильным во времени. Наиболее близким к предложенному является способ получения aкpилoниt рила контактированием при 400-520 С с давлением 2 ата пропилена, амми ка и кислородсодержащего газа с псевдоожиженным катализатором, содержащим окись молибдена, окись вис мута, окись железа, кобальта, фосфора, щелочного металла (Na, К), следующей эмпирической формулы ВЧ, It 3,5- 2-} 2-е на носителе - кремнеземе. Процесс проводят в присутствии 12,5 моль NHj и 1-2,8 моль 0 на 1 моль пропилена С23. Выход целевого продукта до 78%. Однако выход целевого продукта снижается во времени. Цепью изобретения является обеспечение стабильности выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения акрилонитрила путем реакции пропиле на с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 0 и давлении 1,151,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака равном 1:1,05-1,25, в качестве катализатора используют состав эмпирической формулы,-г- 2,3 о.й-1,ь и процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислороДа воз- духа равном 1:9,2-9,8. Пример 1. Катализатор состава . . Р (числа представляют атомные отнощения) на носителе из 50% 510„ готовят следующим образом. К 16,67 кг силиказоля (рЯ - 9,5, содержащего 30 вес.% SiO и 0,52 вес.% Na в виде NanO в качестве стабилизатора, добавляют 0,18 кг водного раствора 85%-ной (по весу) фосфорной кислоты (HgPOit), а затем раствор, полученный растворением 3,3 кг парамолибдата аммония KNH) Moj,«,.4H-zO 99,48%-ной чистоты в 6,41 кг воды, при 80С. Образовавшийся раствор охлаждают до комнатной температуре, после чего к нему добавляют при перемешивании раствор, полученный растворением при 3,44 кг нитрата висмута CBiCNO)-5112.03 , чистота 99,0% и 2,89 кг нитрата висмута CFe(N03) 9Н2.01 , чистота 98,0%, в 3,35 кг 16,3%-ной (по весу) азотной кислоты с последующим охлаждением до комнатной температуры. Приготовление шлама исходного материна катализатора осуществляют в течение 20 мин. Концентрация полученного шлама 34% и вязкость 18 сП. Затем шлам со скоростью 0,18 кг/мин подают в распьшительную сушилку с параллельным потоком, состоящую из цилиндрической части с диаметром 1800 мм и нижней конической части. Шлам подают на центробежный распылительный аппарат, установленный в верхней части распылительной камеры и распыляют с помощью ротора с дисковой шайбой ( d 82 мм), вращающейся со скоростью 8200 об/мин. Источником тепла для сушки является воздух, нагреваемый электрическим нагревателем. Во время работы температуру на входе поддерживают 225С. Высушенный материал отбирают из нижней части сушилки и направляют в тоннельную кальцинировочную печь, где ведут кальцинирование в течение 2ч при 690°С. Крупность полученных частиц 30-120 мкм. 1,4 кг полученного катализатора загружают в реактор диаметром 75 MMf снабженный внутри проволоч.ной сеткой из нержавеющей стали (16 меш), в реактор вводят через СОСУД предварительного смешивания газообразную снесь пропилена, аммиака и кислорода воздуха при молярном отношении 1:1,25:9,5 со скоростью 420 л/ч, поддерживая температуру реакции 480С и 1,5 ата. Время-контакта 6,5 с. Конверсия пропилена 98,0%. Выход акрилонитрила, ацето.нитрила и цианистоводородной кислоты соответствё1 но 76,5, 2,3 и 5,8%. При проведении реакции при 1,15 1,48 и 1,92 ата в течение 6с при молярном соотношении пропилен:аммиак:кислород воздуха 1:1,25:9,6 выход соответственно равен 80, 76,8 и 74%.

Пример 2-7. Реакцию аминоокисленйя проводят с катализатором примера 1.

Условия реакции указаны в табл. Примеры 9 и 10. Для получения акрилонитрипа используют катализаторы, приготовленные аналогично примеру 1, на носителе из 50 вес.% кремнезема.

В табл. 2 приведены составы этих катализаторов.

j Примеры 11-13 (сравнительные). Готовят катализаторы на i носителе из 50 вес.% кремнезема .аналогично примеру 1. Согласно при мерам 12 и 13 силиказоль (рН 9,5) стабилизированный аммиаком, «одержит 30 вес.% SiOjL, но не содержит натрия. Реакцию аммоокисления с применением этих катализаторов проводят так же, как в примере 1.

Составы катализаторов по примерам 11-13 приведены в табл.. 3.

В табл. 4 представлен выход акрклонитрила по известному и предлагаемому способам.

Как видно из табл. 4, применение предлагаемого способа позволяет получн ь целевой продукт со. стабипьньм выходом (после 20 дней работы выход остается без изменений), в то время как по известному способу уже на 5-й день работы катализатора выход снижается.

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛА путем реакции пропилена с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1,15-1,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака 1:1,05-1,25, отличаю щи йс я тем, что, с целью обеспечения стабильного выхода целевого продукта, в качестве катализатора исполь.зуют состав эмпирической формулы Mo;j2. Рец-в , Ро,9-,5 , и процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислорода воздуха СУ) равном 1:9,2-9,8.

76,1 76,0 75,7 75,2 75,9 75,4 76,1

Т а б.л и ц а 2