Способ получения акрилонитрила Советский патент 1979 года по МПК C07C120/14 C07C121/32 

1 .. Изобретение относится к усовершенствованному способу получения акрилонитрила.

Известен способ нопуче ния акрилонитрила окислительным аммонолизом пропана при 4ОО-6ОО°С в присутствии катализатора, содержащего окислы сурьмы и галлия. Конверсия пропана до 60%, выход акрилонитрила за один проход до 15% l. Основным недостатком извесч ного способа является низкий выход це« левого продукта.Наиболее близким но технической сущности к изобретению является способ получения акрилони-фнла окислительным аммонолизом пропилена при С в присутствии катализатора;, содержащего окислы висмута, молибдена, циркония, кобальта и железа в различных сочетаниях и соотношениях. Выход акрилонитрила не превышает 55% 2,

Основным недостатком известного способа является недостаточно высокий выход целевого продукта.

Цель изобретения - повышение выхода акрилонитрила.

Поставленная цель достигается тем, что процесхз проводят в присутствии каталкзатора состава:

°7-10 °Ъ--в ,5 0,, .где X - содержание кислорода в катализаторе в соответствии с валентностью

металлов, при мольном соотношении пропилена, аммиака и воздуха, 1:( 1-1,1): :(10-12).

Предпочтительно процесс проводят в присутствии 0,1-2,0 моля водяного пара на 1 моль пропилена.

Использование предлагаемотх) изобретения позволяет тювысить выход акрилонитрила до 84%.

Пример I. 318,6 г Молибдата

аммония Nb{|j(6MojO 4HgO) растворяют в 450 мл воды пря перемешивании и температуре . К полученному раствору по KatmsiM при пвремешиваннн одновременно добавляют раствор Й7,6р нитрата висмута Bi( riOg) в ilO мл 15%-ной азотной кислоты и раствор 72,9 г нитрата железа Fe( N0j)a - , 210,0 гнитрата кобальта Со( -бНгО и 9,6 г нитрата пиркония (НОз) 6Н О в 200 МП воды, нагретой до 80 С. Полученную реакционную/массу упаривают при перемешивании ио получения сухого порошка, из которого формуют таблетки, которые затем нагревают со скоростью 20°С/ч до и выдерживают при этой температуре для получения каталиэатора в течение Ю ч. Атомное отношение метгшлов в катализаторе равно Ak):Bi:Co:Fe: Zr:0 10: :l:4:l;O,2:37,4. 8 МП такого катализатора загружают в и -образную стеклянную трубку с внутренним диамет юм 8 мм. Через 834 такую реакционную трубку, заполненную катализатором, пропускают при 4ОО С газообразную смесь пропилета, аммиака, воздуха и водяного пара при молярном соотношении трех компонентов 1,0:1,0: :11,0:2,0, со скоростью 150 мл/мин. Продолжительность контакта 3,2 с. Конверсия пропилена, селективность до акрилонитрила и вьтход акрилонитри- ла составляют соответственно 94,2, 85,2 и 80,3%. Примеры 2-1О. Катализаторы получают также, как указано в примере 1, но с различным соотношением металлов. С использованием таких катализаторов реакцию окислительного аммонопиза пропилена проводят в условиях, указанных в примере 1. Результаты сведены в таблицу.

Пример 11, 395,5 г молибдата аммония растворяют при перемешивании в 644 мл воды. К полученному раствору при и перемешивании добавляют одновременно по каплям раствор 391,1 г нитрата кобальта и 90,5 г нит рата железа в 428,5 мл воды и раст вор 1О8,7 г нитрата висмута и 15 г циркония в 385 мл 10%-ной азотной кислоты. Затем к полученной кашике добавляк5т 1667 г силикагеля (содержа- нюэ SiOg- 30%). Перемешивают полученную смесь в течение примерно 1 ч, а затем путем распыления при вьюушивают. Сухой продукт в виде мелко измельчённых частиц со средним д;иаметром 60 мкм нагревают со скоростью 20°С/ч до 600 С и приводят отжиг при етой температуре в течение 10 ч.

Полученный в таких условиях катализатор содержит металлы в атомном соотношении Мо:В :Co:Fe: ц ,0:1,6: :1;0,25:39,5 и 50%&-fO2.

15О мл {примерно 125 г) катализатора з ружают в реактор с псевдокипяшим споем с внутренним диаметром 36 мм и длиной 420 мм. Через заполненный катализатором реактор при440 с пропускают со скоростью 1927 мл/мин газообразную смесь пропилена, аммиака и воздуха при молярном соотношении 1:1,1:12 соответственно. Продопжительность контакта равна 4,68 с. Конверсия, селективность до акрилонитрипа и выход акрилонитрила равны 96,2, 83,9 и 80,7%, соответственно. Пример 12. По методике, описанной в йримере 11, готовят катализатор, содержащий металлы в атомном отношении Mo:Bi :Со:Ре: Zr:0 1О:1:5:1: :0,5:40 и SiO количестве 50%, при этом изменяются лишь количества исход ных веществ, тогда как все остальные условия практически остаются без изменения. На таком катализаторе реакцию окислительного аммонолиза пропилена проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 11. Конверсия пропилена, селективность до акрипонитрипа и выход акрилонитриЛ составляют 97:,6, 8-4,5 и 82,5% соответственно... Сравн1 епьнбяй пример 1. Катализатор готовят и условиях, аналогичных приведенном в примере 1, за исключени ем того, что нитрат циркония Не используют. Атомнре отношение металлов в катализаторе Mo:B-t:Co:Fe:O 10:1:4:1: :37, С таким катализатором проводят реакцию окислительного аммонолиза в УСЛОВИЯХ, ана}1огичных приведенным в примере 1. Конверсия пропилена, селек тивность до акрйпонитрила и выход акри лонитркпа равны 94,5, 82,1 и 77,6% соответственйр. Сравнительный пример 2. Катализатор готовят в условиях, аналогичных приведённым в примере 1, за исключением того, что атомное отношение металлов составляет Mo:Bi :Co:Fe:2.r :0 3:1,4:1:1:18, С использованием такого катализатора реакцию окислительного аммонолиза пропилена проводят в условиях, аналогичных указанным в примере 1. Конверсия пропилена, селектив836ность до акрилонитрила и выход акрилонитрила равны 91,3 73,8 и 67,4% соответственно. Сравнительный пример 3. По методи ке описанной в примере 12, готовят катализатор, содержащий металлы в атомном отношении аналогичном пример; 12, отсутствует только цирконий. Катализатор испытывают на его каталити- ческую активность. Процесс проводят как в примере 11. Конверсия пропилена, селективность до акрилонитрила и выход акрилонитрнпа равны 92,5, 76.О и 70,3% соотвётственно. Формула изобретения 1. Способ получения акрилонитрила путем окислительного аммонолиза пропилена в газовой фазе при 4ОО-450 С в присутствии катализатора, содержащего окислы молибдена, висмута, железа, кобальта и циркония, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, процесс проводят Б присутствий катализатора состава biMo,.,Co.Fe,..i--r,o°x де X - содержание кислорода в каталиаторе в соответствии с валентностыо еталлов, при мольном соотношении проилена аммиака и воздуха, равном 1: (1,1,1):(10-12). 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю и и с я тем, что процесс ведут в рисутствии 0,1-2 моля водяного пара а 1 моль пропилена. Источники информации, принятые во нгалание при экспертизе 1.Авторское свидетельство iCCCP 547444, кл. С 07 С 121/32, 1975. 2.Патент ФРГ N9 1468669, л. 12о21, 1969.