Катализатор для получения 3-цианпиридина Советский патент 1985 года по МПК B01J23/16 C07D213/85 

I

Изобретение относится к области катализаторов для получения 3-цианииридина.

Цель изобретения - повышение активпости и селективности катализатора за счет дополнительного содержания монтмориллонита и высоко.дисперсной двуокиси кремния в определенном соотношении и определенных физичес ;их характеристик- катализатора.

Пример 1. Готовят суспензиш 23,3 кг окиси сурьмы (Ш) , 4,7кг метаванадата аммония, 12,8 кг двуокиси титана, 11,7 кг монтмориллонита и 5,8 кг высокодисперсной двуокиси кремния с поверхностью 200 в 140 л воды, после чего к ней добавляют 1.6,4 л 54%-ной азотной кислоты. Смесь медленно нагревают до температуры кипения, добаляют к ной 7 л воды, кипятят в течение 2ч, с помощью аммиака устанавливают рН 4,6, охлаждают, высушиваю в вальцовой сушилке, прокаливают в вращающейся трубчатой печи при и измельчают в штиЛтовор мельнип,е до размера частиц менее 0-,5 мм. 4500 г приготовленной таким образом каталиэаторной смеси тщательно смешивают с 225 г графита и 1700 г 20%--ного водного раствора мочевины и затем формуют в экструдированные изделия диаметром 3 мм. Полученные пр1ессованные изделия подвергают термообработке в атмосфере воздуха, выдерживая их в течение 15 ч при 120°С, 2 ч при 550°С, 1 ч при-650С :И 3 Ч при 770°С. Кажущаяся плотност полученного катализатора 1,05 кг/л, .поверхность по БЭТ 18 м./г, объем пор 0,28 см/г и средн1-1й диаметр пор 2,7-10 см.

Катализатор содержит 20% монт-. мориллонита, 10% высокодисперсной двуокиси кремния, а также кислородсодержащие соединения сурьмы, ванадия и титана в атомном отношении 4:1:4 соответственно.

1050 г полученного катализатора заполняют реакционную трубку длиной 3000 и внутренним диаметром 20 мм. Через трубку пропускают предварительно подогретую газовую смесь, в ко/горой на 1 моль 3-метилпиридина приходится 6 моль аммиака, 30 моль воздуха и 6 моль водяного пара. . Смесь пропускают со скоростью из

893272

расчета 1,34 моль З-метилпиридина в час. Трубку обогревают солевым расплавом с темперзгтурой 350°С. После прохождения реакционной трубки газы промывают водой. За 8 ч в реакцию вступает в среднем 94% исходного 3-метилпиридина, что соответствует среднему выходу 3-цианпиридина 89 мол.% в расчете на

10 3-метилпиридин и объемному выходу 124 г/л ч.

Пример 2. Применяя тот же катализатор, процесс проводят по примеру 1, но при температуре солевого расплава 360 С. За 8 ч степень конверсии в среднем 96%, выход 3-цианпиридина 98 мол.%, а объемный выход 129 г/л ч.

Пример 3. Применяя тот же

0 катализатор, процесс проводят по

примеру 1, но при температуре соле. вой бани 365С, а газовую смесь подают со скоростью из расчета 1,47 моль 3-метилпиридина в час. За

5 3 ч степень конверсии в среднем 94%, выход 3-цианпиридина 90 мол.%, а объемный выход 137 г/л ч.

Пример 4. Применяя тот же катализатор, продесс проводят по

Q примеру 1, но при температуре солевого расплава 365С и через реакционную трубку пропускают газовую смесь, в которой на 1 моль 3-метилпиридина приходится только 4 моль аммиака. За 8 ч средняя степень конверсии 93%, выход 3-цианпиридина

89 мол.%, а объемный выход 124г/лч.

Пример 5. 23,3 кг трехокиси сурьмы, 4,7 кг метаванадата аммония,

0 12,8 кг двуокиси титана, 11,7 кг

монтмориллонита и 1,0 кг высокодисперсной двуокиси кремния с поверхностью 200 суспендируют в 140 л воды, после чего добавляют

5 16,4 л 54%-ной азотной кислоты. В

остальном при изготовлении катализатора поступают по примеру 1. Отпрессованные катализаторы нагревают в воздушном потоке, причем в течение

0 15 ч при температуре до 120°С, 2 ч до 550С и по 1 ч при температуре до бЗОС и 700°С. Кажущаяся плотность 1,10 кг/л, поверхность по БЭТ , объем микропор 0,25 см-/г, а средний

5 радиус пор 2, см. Катализатор

содержит 22,25 мас.% монтмориллонита и 1,85 мас.% высокодисперсной двуокиси кремния. Соотношение сурьма : ванадий : титан 4:1:4, При взаимодействии 3-метилпиридина с аммиаком поступают по примеру 4. В течение 8ч прореагировало в среднем 93% использованного 3-метилпиридина. Вы ход 3-цианпиридина (в расчете на использованный 3-метилпиридин) 89 мол.%, а выход объем-время 122 г/л ч. Пример 6. 23,3кг трехокиси сурьмы, 7,0 кг метаванадата аммония 6,4 двуокиси титана, 11,7 монтмориллонита и 1,0 кг высокодисперсной двуокиси кремния с поверхностью 200 суспендируют в 140 л воды, после чего добавляют 18,0 л 54%-ной азотной кислоты. В остальном при изготовлении катализатора поступают так же, как в примере 1, но применяю 1700 г 37%-ного водного раствора мо чевины. Кажущаяся плотность катализатора 1,03 кг/л, поверхность по БЭТ 35 м /г, объеммикропор 0,40 см /г средний радиус пор 3,2 см. Катализатор содержит 24,0% монт.мориллонита и 2% высокодисперсной двуокиси кремния, атомное отношение сурьма : ванадий : титан 4-: 1,5:2,0 При взаимодействии 3-метилпиридина с аммиаком поступают по примеру 1. В течение 8 ч прореагировало в среднем 96% примененного 3-метилпиридина. Выход 3-цианпйридина (в расчете на использованный З-метиппиридин) 88 мол.%, а выход объем-время 124 г/л ч. Пример 7. В 140 л воды смешивают 23,3 кг трехокиси сурьмы, 4,7 кг метаванадата аммония, 16,0кг двуокиси титана, 11,7 кг монтмориллонита и 11,7 мелкодисперсной двуокиси кремния с удельной поверхность 200 . В дальнейшем процесс проводят по примеру 1 с той разницей, что используют 1700-г 35%-ного водного раствора мочевины. Насыпной вес катализатора 1,03 кг/л, удельная поверхность по БЭТ 43 , объем макропор 0,5 , а средний радиус пор 4,0-10 см. Сурьма, ванадий и титан находятся в катализаторе в атомном отношении 4:1:5, Содержание в нем монтмориллонита и мелкодисперсной двуокиси кремния по 17,5%. Реакцию 3-метилпиридина проводят по примеру 1. Степень конверсии 3-метилпиридина в среднем 97%. Средний выход 3-цианпиридина 88 мол.% в расчете на исходный 3-метилпиридин, а объемный выход 123 г/л ч. Пример 8.В140л воды готовят смесь 23,3 кг трехокиси сурьмы, 4,7 кг метаванадата аммония, 12,8 кг двуокиси титана, 2,9 кг монтмориллонита и 5,8 кг мелкодисперсной двуокиси кремния с удельной поверхностью 200 . В дальнейшем процесс проводят по примеру 1. Насыпной вес катализатора 1,12 кг/л, удельная поверхность по БЭТ , объем макропор 0,18 , а средний радиус пор 2,0--10 см. Сурьма, ванадий и. титан находятся в катализаторе в атомном отношении 4:1:4. Содержание в нем монтмориллонита 6%, а мелкодисперсной двуокиси кремния 12%. Конверсию 3-метилпиридина проводят по примеру 1. Степень конверсии 3-метилпиридина в среднем . 90%. Средний выход 3-цианпиридина 88 мол.% в расчете на исходный 3-метилпиридин, а объемный выход 117 г/л ч.

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 3-ЦИАНПИРИПИНА путем взаимодействия 3-метилпиридина с аммиаком и кислородом, включающий кислородсодержащее соединение сурьмы, ванадия и титана, содержащее компоненты в атомном от-. ношении сурьма:ванадий:титан 4: