Способ получения н-бутиронитрила Советский патент 1981 года по МПК C07C121/16 C07C120/00 

1

Данное изобретение относится к способу получения н-бутиронитрила, который является полупродуктом синтеза ценных физиологически активных веществ.

Известен способ получения н-бутиронитрила аммонолизом н-бутанола на таблетированном ZnО-содержащем катализаторе при . Выход целевого продукта 89% Ij .

Недостатком этого способа является необходимость использования катализатора, требующего специального приготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения н-бутиронитрила на ZnO-соДержащем катализаторе, приготовленном таблетированием увлс1жненной смеси ZnO и графита (соотношение ZnO : графит : вода равно 1:0,03:0,07). Согласно этому способу аммонолиз н-бутанола в н-бутиронитрил проводят при 420-450 С при скорости н-бутанола 0,8-1,2 кг/ч на 1 л катализатора,, при молярном соотношении аммиака и бутанола/равном 3:1,и разбавлении исходной смеси инертным по отношению к аммиаку газом-водородом. При таких условиях конверсия бутанола 99-100% при нагрузках до 1 кг/ч н-бутанЬла на 1 л катализатора. Выход н-бутиронитрила составляет 89-93% 2j .

Недостатками известного способа являются отсутствие промлшленного выпуска ZnO-содержащего катализатора и проведение процесса при высоких температурах 420-450°С,производительность составляет 940-970 г/ч на 1 л

o катсши 3 атора.

Цель изобретения - упрощение технологии и повышение производительности процесса.

Поста:вленная цель достигается

5 тем, что в способе полу 1ения н-бутиронитрила аммонолизом н-бутанола на ZnO-содержащих катализаторах при повышенной температуре аммонолиз проводят при. 320-420С и объемной

0 скорости реакционной смеси 2401350 в качестве катализатора используют окисный цинкхромовый катализатор, активированный в атмосфере воздуха при 400°С в течение 3 .ч.

5

Предпочтительно процесс вести.при мольном соотношении бута,нол : аммиаку равном 1:4.

Конверрия составляет от 95,6 до 100%, выход 82-90,3%, производи0тельность 116-1296 г/л.ч. Цинкхромовый катализатор марки СМС-4 (ВТУ 03-32-1-71) характеризуется следующими данными: содержание ZnO 55%, СгО-} 34%, 51|д150-200 nVr, размеры гранул 8 «В гФ4, насыпноП вес 1,6 г/см, пористап структура бидисперсная, Гпор 10-20 А, V 0,08 и , 300-700 К, V 0,09. Проильшшеняый Цинкхромовый катализатор превращают в окисленную форму путем его активации при , при продувке воздухом со скоростью 120 ч в течение 3ч. Пример 1. В каталитическую трубку помещают 15 мл (24 г) цинкхро мового катализатора, пропускают 1,14 г н-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 240 , молярное соотношение н-бутанол : NH равно 1:4) при в течение 30 мин. Продукты реакции собирают в ловушке, погруженной в охлаждающую смесь с сухим льдом. В каталиэате найдено н-бутанола 0,05 г (конверсия 95,6%) ин-бутиронитрила 0,87 г (выход 85,6 мол.%) , производи тельность катали,айт-ЬргГ 116 г/л-ч. Пример Через каталитичес кую трубку с (24 г) цинкхромо вого катализатора пропускают 2,35 г н-бутанола и 2,9 л аммиак а (объемна скорость 240 ч . Молярное соотношен н-бутанол : NH равно 1:4) при 340® в-течение 60 мин. В катализате найд но 1,98 г н-бутиронитрила .(выход 90,3 мол.%) при полной конверсии сырья, производительность катализат ра 123 г/л.ч. Пример 3. Через каталитическую трубку с 15 мл (24 г) цинкхр мового катализатора пропускают 1,59 г н-бутанола и 2,22 л аммиака (объемная скорость 359 ч , молярное соотношение н-бутанол : NH равно 1:4) при в течение 30 мин. В катализате найдено н-бутироцитрила 1,24 г (выход 83,6 мол.%) при полно конверсии сырья, производительность катализатора 325 г/л.ч. «Пример 4. Через каталитиче кую трубку с 15 мл (24 г) цинкхромов го катализатора пропускают 3,31 г н-бутанола и 4,83 л аммиака (объемная скорость 777 ч молярное соотношение н-бутанол : NH,} равно 1:4) при 380 в течение 15 мин. В катаЛизате найдено н-бутанола 0,02 г (конверсия 99,4%) и н-бутиронитрила 2,54 г (выход 82,8 мол.%), производительность катализатора 677 г/л-ч. Пример 5. Через каталитическую трубку с 15 мл (24 г) цинкхромового катализатора пропускают 6,37 г н-бутанола и 8,2 л аммиака (объемная скорость 1350 ч , молярное соотношение н-бутанол : NH равно 1:4) при в течение 15 мин. в катализате найдено н-бутанола 0,16 г (конверсия 97,5%) и н-бутиронитрила 4,80 г (выход 82,9 мол.%), производительность катализатора 1280 г/л.ч. Пример 6. Через каталитическую трубку с 15 мл (24 г) динкхромового катализатора пропускают 6,37 г . н-бутанола и 8 2 л аммиака (объемная скорость 1350 ч , молярное соотношение н-бутанол : NH равно ) при в течение 15 мин. в катализате найдено н-бутанола 0,03 г (конверсия 99,5%) и н-бутиронитрила 4,86 г (выход 82,2 мол.%), производительность катализатора 1296 г/л ч. Формула изобретения Способ получения н-бутиронитрила аммонолизом н-бутанола на ZnO-содержащих катализаторах при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения производительности, аммонолиз проводят при температуре 320420 0 и объемной скорости реакционной смеси 240-1350 ч ив качестве катализатора используют окисный Цинкхромовый катализатор, активированный в атмосфере воздуха при в течение 3 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Попов М.А., Стародуб Н.П. Каталитический синтез нитрила и масляной кислоты. ЖПХ, 1967, т. X, вып. 3, с. 697. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2609526/23-04, кл. С 07 С 121/16, 1978 (прототип).