Катализатор для синтеза акрилонитрила Советский патент 1979 года по МПК B01J23/00 

Изобретение относттся к проиаводству катализаторов, применяемых для получения ненасыщенных алифатических нитрилов окислительным аммонолизом насыщенных углеводородов в газовой фазе при новы- щенной температуре. Извесген катализатор для синтеза акрилонитрила газофазным окислительным аммонолизом пропана при ЗОО-65О С, представляющий собой смесь окислов сурь мы, урана с окислами молибдена, вольфрама и занадия ij. Ближейним решением поставленной задачи является катализатор, включающий галлий, кислород и сурьму 2. Состав катализатора соответствует эмпирической формуле , содержание галлия в катализаторе в пересчете на окисел равно 0,3-18 вес,%. Катализатор может быть приготовлен осажде нием аммиаком из смеси растворов трех- хлористой сурьмы и азотнокислого галлия или смешением гидроокисей с последую- шей сушкой н прокаливанием при температуре 550-950С, предпочтительно при 650-750 С. На этом катализаторе макси мальный выход акрилонитрила за один проход в проточном реакторе составляет 15% при температуре 480 С. Целью даннс|го изобретения является увеличение активности катализаторами выхода акрилонитрила. Указанная цель достигается катализатором, включающим кислородное соединение галлия и сурьмы и дополнительно введенные добавки фосфора и одного из элементов группы, содержащей N , Mh, Mo, La , VJ , Fe, и/или один элемент из группы А6 , Fe, Ni , и состав катализатора отвечает эмпирической формуле , где Me -V , Мл, Мо, Ьа , (/ , Me -At . Fe,Hi ; -1,0; s. 1,0-8,O; e s 0,01-3,00 (atd) .0,01-6,00; X - O,5-85,0. Реакцию окислительного аммонолиза пропана проводят в проточном реакторе при 4OO-.6SO°C, предпочтительно 500 . Состав реакционной смеш (об.%) МН :воздух 1-.12:1 -15;98-73, . прадаочтительно 3-8:5 11:92 81. Время контакта реакционной смесй с катализато ром 1-50 с, предпочтительно 5-20 с. Максимальный выход акрилонитрила на пропущенный пропан за один проход дости гает 29,2% при , Пример 1, Каталиватор формулы К1ддСа,р51э,,,, готовят еле ,о о, дующим образом: 95,37 г треххлористой сурьмы растворяют в 180 мл кондентри- рованной соляной кислоты. 83,3 г азотнокислого 1аллия растворяют в 100 мл дистиллированной воды. К раствору 30,29 азотнокислого никеля в 60 мл-воды добав ляют 8 г 85%-ной фосфорной кислоты. . Раствор азотнокислого галлия и фосфорно кислого никеля постепенно при перемешивании приливают к раствору треххлористой сурьмы. Раствор солей галлия, сурьмы и никеля осаждают водным раствором аммиака Q;l) при постоянном ,OiO,l и температуре 70 i 5 С. Полученный осадок отмывают от ионов N0 и С& дистиллироваиной водой, сушат на воздухе до воз- душносухого состояния, затем в сушиль«. ном щкафу при 110 С 14 ч. Прокаливание катбиизатора проводят при 650° С в тече ние 4 ч. Катализаторы, содержащие А6 или Fe готовят аналогичным образом, в качест- ве исходных веществ берут нитраты алюминия или железа в количес-гае, соответствующем эмпирической формуле катализатора. Пример 2. Приготовление катализаторов состава где Me - Fe, Ле , Ni ; Ме - V , Ми, Mo, Uа, XW , Re. Катализатор состава o,5,, готовят следующим образом: растворяют 26,2 г нитрата галлия и 13,6 г нитрата лантана 7,58 г 85% фосфорной кислоты и 33,9 г нитрата никеля в дистиллированной воде 37,5 г треххлористой сурьмы в концентрированной соляной кислоте. Затем растворы смешивают и осаждают раствором аммиака (1:1) при тех же температуре и РН, что в примере 1. Дальнейшую обработку катализатора проводят аналогично примеру 1. с Катализаторы, содержащие другие указанные элементы готовят аналогичным образом. В качестве исходных соединений берут вольфрамат аммония или вольфрамовую кислоту, ванадат аммония, рениево- кислый аммоний, нитрат марганца, парамолибдат аммония, нитраты железа и алюминия в количестве, рассчитанном из эмпирической формулы. Пример 3. Испытание катализа., торов в реакции окислительного аммонол за пропана проводят следующим образом: навеску катализатора фракции 0,25 0,50 мм помещают в проточный реактор, Скорость подачи реакционной смеси 0,610,0 л/ч. Состав смеси, об.%:.5С Н, 6 NH, 89 воздух. Анализ состава исходной смеси и продуктов реакции проводят хроматографически. Результаты испь1тания катализаторов различного состава при изменении температуры реакции и времнни контакта: конверсия пропана и максимальный выход ак- рилонитрила за один проход на пропущенный пропан приведены в таблице. Формула иаобретения Катализатор для синтеза акрилонитрила газофазным окислительным аммонолизом пропана, включающий галлий, кисло- род и сурьму, отличающийся тем, что, с целью повыщения активности катализатора, он дополнительно содержит фосфор и один элемент из группы содержащей ванадий, марганец, молибден, лантан, вольфрам, рений и/или один элемент из группы, содержа щей алюминий, железо, никель и состав катализатора отвечает эмпирической формуле 6 6 где Ме - V, Mn,Mo,Ua,vy,Re, Me- - Ae,fe,Nv, b 1,0; ,0-8,0; ,01-3,0; (a+d )0,01-6,0; X 0,5-85,0. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3670009, кл. 260-465.3, опублик. 1969. 2.Авторское свидетельство СССР Ng 547444, кл. В 01 J 11/32, 1975 (прототип).