Способ получения акрилонитрила

1 п 505354 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советскив Социалистических. Республик(23) Приоритет (31) Р 2104223,9 Государственный комите ета Министров СССРделам изобретенийи открытий 3) УДК 547.339.2.(088.8) публиков ния описания 12,05.7 ата опубли 2) Авторы изобретени Иностранцы ник, Курт Зенневаль и Херманн фирлинг(ФРГ) Иностранная фирма Кнапзак АГАлексан Хайнц Эрпенбах ор 71) Заявител(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКР ИТРИЛА Изобретение относится к способу получения акрилонитрила, находящего широкое применение при производстве синтетического акрилового волокна.Известен способ получения акрилонитрила путем взаимодействия пропилена с аммиаком, воздухом и/или кислородом при температуре процесса 300 в 5"С, давлении 0,3 - 10 ата в присутствии катализатора, содержащего окислы железа, висмута, молибдена, фосфора, нанесенные на носитель,Однако при осуществлении процесса по известному способу выход целевого акрилонитрила не превышает 60%. Повышение же селективности процесса сопровождается снижением степени конверсии исходных веществ, что влечет за собой усложнение технологии регенерации непрореагировавшего сырья и обуславливает уменьшение производительности процесса в целом.Целью изобретения является увеличение выхода акрилонитрила и интенсификация всего процесса за счет одновременного увеличения селективности и степени конверсии исходного сырья.Эта цель достигается тем, что применяют катализаторы с величиной поверхности по БЭТ от 4 до 30 м/г, окислы железа, висмута, молибдена и фосфора берут в таких количествах, что атомные соотношения железа, висмута, молибдена и фосфора равны 0,5 - 5: 1 - 10: 15: 0,03 - 3, причем при величине поверхности катализатора по БЭТ от 22 до 30 мз/г атомное соотношение железа берут 0,5 - 1,4, 5 при величине поверхности катализатора от 9до 21 мз/г атомное соотношение железа берут 1,5 - 6, при величине поверхности катализатора от 4 до 8 м/г атомное соотношение железа берут 6,1 - 15.10 При этом предпочтительные соотношенияжелеза, висмута, молибдена и фосфора равны 1,5 - 12: 6 в О: 15: 0,03 - 3, а величина поверхности катализатора по БЭТ 5 - 21 м/г.В соответствии с изобретением время кон такта составляет 0,1 - 50 сек, предпочтительно0,5 - 20 сек. Давление предпочтительно выбирать в пределах 1 - 5 ата, Объемные соотношения между пропиленом или изобутиленом, аммиаком и воздухом составляют от 1:1 - 20 1,25: 9 - 11.Готовый катализатор содержит от 20 до80 вес. % силикагеля, зернение которого составляет от 0,01 до 0,2 мм, Изготовление катализатора, соответствующего изобретешпо, 25 производят известным способом, согласно которому железо и висмут, предпочтительно в виде нитратов, молибден в форме парамолибдата аммония и фосфор в виде 85%-ной фосфорной кислоты при атомных соотношениях 30 железа, висмута, молибдена и фосфора, рав505354 11 ых 0,5- - 15: 1 в -10: 15; 0,03 - 3, вносят в определенсе коли 1 ество золя крех 1 циевой кислоты, т. е. в суспспзшо кремиеной кислоты в годе, Соли металлов вносят в виде их водцых растворов, Приме яемос количество золя 5 кремппевой кислоты выбирают с таким расчетом, чтобы готовый катализатор содержал в качестве цосптсля около 50 вес. % силикагеля, Затем смесь тщательно перемешивают и распыляют в распылитель ой сушилке для 10 ысушпвация в распыленном состоянии.В зависимости от размера частичек носителя, получс 1:ыц каталцзатор применяют или повод.1 жпом плц во взвешенном псевдоокижецпоз 1 слое. Регулирование величины по верхости по БЭТ осуществляют путем прокал ц вапи 51 предварительно высушенного катализатора прц температгре от 600 до 700 С. Продолж 1 гельость процесса прокаливация зависит от температуры и конкретного аппара турого оформления; эту продолжительность Определ 511 от в каждом Отдельном случае эмпир 1 сскцм путем. При про 1 их постоянных усТаблица Выходакрилончтрила,вычисленныйпо степениконверсиипропилена(селективНОСТЬ),Выход акрилонитрила, вычисленньш по исходному пропилену,1,апримера 91 92 40 92 90 43 0,5 0,5 72 бб 69 34 77 80 0,5 92,5 30 21 13 6 47 16 10 64 71 70 58,5 61 71 70,5 1,5 69 78 79 9 бб 78 79 91 1,5 92 89 74 92 91 89 1,5 90 1,5 92 92 590 2,5 2,5 10 52 72 64,8 60 69 71 71 72 72 71 9392,5809090919192,59296 9491,890 36 12 4 58 26 21 16 12 9 5 56 78 81 67 77 78 78 78 78 74 12 13 14 15 16 17 18 92 0,5 9392,591,89292 1,5 2,5 19 20 12 ности по БЭТ хотя и находятся в рамках рассматриваемого изобретения, однако для цих 25 соотпошецие между содержанием железа ивеличицой поверхности по БЭТ це является оптимальным. В примерах 4 и 7, характериПримеры 1, 3, 8, 11 и 14 являются полностью примерами для сравпеция, так как значения поверхности по БЭТ для цих находятся впе рамок рассматриваемого изобретения, В случае примеров 4, 7 и 13 значения поверхловиях проведеция процесса прокалпвацпя его дл 1 пель ость тем больше, чем мецьше велчипа поверхости по БЭТ. П р и м е р ы 1 - 20, В реактор для работы с псевдоожижецым слоем катализатора высотой 150 см и диаметром 5 см помещают каждый раз по 1000 см готового катализатора, имеющего средний размер частиц в пределах от 0,04 до 0,08 мм. В реактор подают пропцлец, аммиак и воздух в объемном соотпоше ии 1: 1,25: 10 при скорости подачи 10 см/сек.Температура составляет 450 в 4 С, давление 1,2 ата, длительность пребывания газовой смеси в реакторе 10 сек, Полученные при этом результаты оообщецы в приводимой ниже таблице,Катализаторы примеров 1 - 18, обобщенных в таблице, имеют атомные соотношения Ре: : В 1: Мо: Р, равные а: 1 О: 15:0,2, а в примерах 19 и 20 - равные а:6:15:0,2 (соответствующие зцачеция индекса а для железа указацы в таблице).505354 Составитель Е. Дембовская Техред 3, Тараненко Редактор Е, Шепелева Корректор М. Лейзерман Заказ 916/18 Изд. М 1149 Тирак 51 о 11 одн неое Ц 11 ИИГИ Государственного кояитета Совета нннстров СССР по делагн изоретевии и открытий 113035, Москва, Ж, 1 ауьиская наб, ь 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 зующих количество содержашгя железа от малого до среднего (ицдекс Ге=1,5), величина поверхцостц по ЬЭТ в одцом случае устацовлена цзлцшцс высокой (прцмер 4), а в другом - слишком низкой (пример 7).В примере 13 (со средним содержанием келеза), значение поверхности по БЭТ слишком низко. Примеры 1 - 13 показывают степень конверсии пропилеца ц сслективцость, измецяющиеся в зависимости от содеркарп я железа и величины повсрхцостц по БЭТ. Примеры 14 - 20 (примеры 15 - 18 идентичны примерам 2, 5, 9 и 12) наглядно свидетельствуют о том, что по мере возрастацця содержания железа и, одцовремеццо, уменьшения зцачеция величины поверхности по ЬЭТ степець конверсии пропилеца, селективцость и, особеццо определяемая этими двумя факторамц величина выхода акрилоцитрила, вычисленная по прореагировавшему пропилецу, является оптимальной.Пример 14 представляет собой осцовцой (эталоццый) пример для сравцеция. Формула изобрете ц и я 1, Способ получения акрилоцитрила путемвзаимодействия пропилеца с аммиаком, воздухом и/илц кислородом прп температуре процесса 300 в -500 С, давлении 0,3 - 10 ата, в присутствии катализатора, содержащего окислы железа, висмута, молибдена, фосфора, нане сеццые ца силикагелевый носитель, о т л и ч ающий ся тем, что, с целью ицтецсцфцкацип процесса и увеличения выхода целевого продукта, применяют катализатор с величиной поверхцостп по БЭТ от 4 до 30 м-/г, окислы железа, всмута, молцбдеца ц фосфора берут В Т 11 КЦХ КОЛЦг 1 ЕСТВах ЧТО аТОМЦЫЕ СООТЦОШС- цця железа, висмута, молибдеца ц фосфора составля 1 от 0,5 - 15: 1 - 10: 15: 0,03 - 3, причем прп всличице поверхности катализатора по 15 ЬЭТ от 22 до 30 м/г атомное соотношениежелеза берут 0,5 - 1,4, при велцчццс поверхцости катализатора от 9 до 21 м 2/г атомное соотношение железа берут 1,5 - 6, при величине поверхности катализатора от 4 до 8 м/г 20 атомное соотпошецие железа берут 6,1 - 15.2, Способ по п, 1, отличающийся тем,что применяют катализатор с величиной поверхцости по БЭТ 5 - 21 мз/г.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, 25 что атомное соотношение железа, висмута, молцбдеца и фосфора составляют 1,5 - 12: 6 -- 10: 15: 0,03 - 3.