СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРОТОНИТРИЛА Советский патент 1970 года по МПК C07C255/07 C07C253/30 

Изобретение отиосится к способу.изомеризации нитрилов, в частности метакрилонитрила, в кротононитрил.

В литературе не известен способ изомеризации мстакрилонитрила в кротононитрил.

Применяемый в качестве сырья 1 1етакрилоиитрил получается методом окислительного аммонолиза изобутилена.

Способ заключается в пропускании метакрилонитрила над стирольно-контактным катализатором следующего состава, %:

ZnO79,0

СаО4,8

MgO3,8

AbOs7,0

Cr+30,8

SO41,7

К+2,9

при температуре 200-500°С, предпочтительно 350-400°С, атмосферном давлении, времени контакта 1-8 сек, предпочтительно 2-3 сек, и молярном соотношении метакрилонитрила к инертному газу, равном 1 : 4.

При этом конверсия исходного сырья составляет 60-70%, выход кротононитрила 50% от теоретического.

На катализаторах чистых Fe2, Оз, ZnO, АЬОа выход кротононитрпла пе превышает 10%.

Физико-химические показатели иолучаемого кротононитрила приведены ниже.

Мол. вес67

т. кип. ири ат.мосферном давлении, °С:

106 122 а

0,8260 1,4110

1,4110

Найдено MRo 20,023, вычислено MRo 20,20

Количество азота в люлекуле кротононитрила но элементарному анализу (метод Дюма) 20,7%, (соответствует теоретическому).

. Опыты проводят на лабораторной установке проточной системы.

Метакрилонитрил (66 г) из бюретки пропускают через реактор со стационарным слоем катализатора (диаметр реакциоиной трубки 32 мм в течение 2 час ири температуре 350°С. Для разбавления исходного сырья применяют азот с молярным соотношением лгетакрилонитрила к азоту, рав)ым 1 : 4.

Далее реакционную смесь пропускают через водяпой и бензольный скрубберы для улавливания из нее несконденсировавшихся нитрилов. Отходяш,ий газ за.меряют мокрым счетчиком и сбрасывают в атмосферу.

Полученный продукт анализируют химическим (сульфидный метод - на непредельность), хроматографическим и спектральным методами. Состав исходного сырья и жидких продуктов реакции по данным хроматографического анализа приведен в таблице.

Отходящий газ анализируют хроматографическим. Обнаружены следы метана, этан - этилена 1,54 г, пропап-пронилена 3,16 г, изобутилен 10,3 г.

После опыта сжигают кокс, отложившийся на поверхности; количество его-1,64 г.

Таким образо.м, при оптимальных условнях процесса (т. 350°С, время контакта 2 сек, молярное соотношение метакрилонитрила и N2 равно 1:4). Конверсия исходного метакрилонитрила 70%, выход кротонопитрила на нревращенный метакрилонитрил 50%, ацетонитрила 5,8%, углеводородов Cs - С4 39,2%, кокса 5%.

Хроматограммы сняты на хроматографе ХЛ-4; в качестве жидкой фазы применен динитрил метилянтарной кислоты.

ПК-съемка проведена на спектрометре UR-20 в области 400-4500 . Спектры исходного и конечного продуктов изо.меризации метакрилонитрила сняты в одинаковых условиях с применением одной и той же толщины поглощающего слоя, сопоставлены с хроматограммами эталонного цис- и 7/7анс-кротононитрила.

По ИК-данным в исходном метакрилоннтриле обнаружены следы ацетонитрила, нропиопитрила, акролеина, ацетона, циангидринов и влаги, хотя при хроматографическом оиределении эти примеси не проявлялись.

В спектре жидкого продукта, полученного после изомеризации метакрилонитрила, обнаружено появление новых полос.

Новыми компонентами, нолученными после изомеризации метакрилонитрила, являются цис- и грйнс-кротононитрил (475, 895, 1005, 1235, 1930, 3080 - транс; 895, 1372, 1397, 2980, 3080 - ныс). Подчеркнуты нолосы, общие для

изомеров кротононитрила.

Хроматографический анализ конечных жидкнх продуктов, полученных в ряде опытов, показал содержание суммы изомеров кротононитрила 45-50%.

Увеличилось также содержание ацетонитрила, являющегося одним из побочных продуктов процесса изомеризации (усиление полос 2085, 2257, 2290, 2410, 2460, 2865, 3060, 3500, 3960, 4010, 4850 , что показал, наряду со спектральным, хроматографический анализ.

Предмет изобретения

1.Способ получения кротононитрила, отличающийся тем, что метакрилонитрил в смеси с инертным газом, например азотом, пропускают через слой стирольно-контактного катализатора при температуре 200-500°С, предпочтительно 350-400°С, в течение 1-8 сек, предпочтительно 2-3 сек.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение метакрилонитрила к инертному газу берут равным 1 : 4.