Катализатор для аммонолиза н-бутанола в н-бутиронитрил

Союз Советснид Социаиистнчеснин РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 759120(61) Дополнительное к авт. свид-ву122) Заявлено 140678 (21) 2627549/23-04с присоединением заявки йф(5)М. Кл.зВ 01 ) 23/06// С 07 С 121/16 ЬсударственяыФ ноинтет СССР в дмаи нзобретеняй н 0 тнвытнВДата опубликования описания 300880 Э, Х. Корчагова, Э. Е.Дзилюма, В. А, Славинская, И, И. Геймани А.А.Авотс(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АММОНОЛИЗА Н-БУТАНОЛАВ Н - БУТИРОНИТРИЛ при возрастании объемной скоростиреакционного газа в значительноймере снижается выход нитрила. Механическая прочность контактов неувеличивается при использованиисвязывающего вещества - поливинилового спирта в стадии приготовлениякатализатора,Цель изобретения - повышениеактивности и механической прочностикатализатора.Укаэанная цель достигается катализатором, содержащим 14-14,4 вес.Ъокиси цинка и дополнительно -0,4 - 2,6 вес.Ъ окиси хрома или0,1 - 1,4 вес.В двуокиси титана,или 0,5 - 1,3 вес.В окиси тория наносителе, в качестве которого катализатор содержит крупнопористыйф корунд.Промотирование БпО катализаторакислами хрома (Сг Оз) или титана(Т 10 ) нли тория (ТЬО) приводит125 не только к изменению кислотностикоктакта и его активности, но и кувеличению его механической прочностиВыход бутиронитрила на промотиро 30ванном Сг О -катализаторе на 30 Изобретение относится к производству катализаторов для аммонолиэа н-бутанола в бутиронитрил.Бутиронитрил является полупродуктом синтеза Физиологически активных веществ, например кокцидиостатика тиакокоцида.Известен катализатор для аммонилиза н-бутанола в бутиронитрил,содержащий никель на окиси алюминия 11 .Известен также катализатор дляполучения бутнронитрила, представляющий собой таблетнрованную окисьцинка 21.Прн использовании таблетнрованного ЕпО катализатора выход целевогопродукта достигает 89 мол.Ъ Прноптимальных условиях количествоннтрнлов в катализате составляет 98,Ближайшим решением поставленнойзадачи является катализатор, содержащий окись цинка на носителе - пемзе, окиси алюминия, кварцевом песке 13.Однако прочность таких катали. з аторов оказывает ся не дост аточной фнанесенная на носитель - окись алюминия ЕпО отслаивается и теряется Ордена Трудового Красного Знамени институт органического синтеза АН Латвийской ССР. более высокий, чем на непромотированном ЕпО-катализаторе,Крупнопористый корунд, используемый в каЧестве носителя, имеетследующие характеристийи.Химический состав,Ф:МОэ 96,7531 О 2,4Ре Оз 0,14Ва О 0,330,23ЯМА Рмф ф/г0,14Пористость", 47Водопоглощение, 22, 4Насыпной вес, г/см 1,2Размер гранул,мм 3 - 5,Носитель отработанного катализатора может быть регенерирован рас,творением ЕпО и промоторов в конаентрированной соляной кислоте, пропромыванием водой и может быть многократно использован для приготовления 20катализатора.П р й м е р. 1.В фарфоровую чашу помещают 39, 2 г (О, 13 моль) Еп (ИОэ) фФ 6 Нуоу 1 р Ззг (0,0033 моль) Сг (ИО ) к9 НО и 40 мл воды. Реакционную смесьнагревают на водяной бане.После растворения солей прибавляют 63,9 г (50 мл) крупнопористогокорунда. При непрерывном перемешиванииреакционную смесь выпаривают досуха. Гранулы катализатора прокаливают в электропечи, поднимая температуру от 100 до 500 С со скоростью50 С/ч, затем выдерживают при 500 Св течение 5 чСостав катализатора,вес Ъкрупнопористый корунд 85,31 ЕпО 14,31Сг, Оз 0,4.р и м е р 2,В фарфоровую чашу помещают 19,6 г (О, 066 моль) 2 п (ВОЗ)дбНО, 5,25 г (0,013 моль) Сг(РОЗ) ю 409 И О и 20 мл воды. Реакционнуюсмесь нагревают на водяной бане.П 2:ле.растворения солей прибавля-,ют 32,0 г (25 мл) крупнопористогокорунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха. Катализатор активируют, как в примере 1. Состав катализатора, вес. %1 крупнопористый корунд 83,4 1 2 пО 14,01 Сг Оэ 2,6,П р и м е р З.В фарфоровую чашу помещают 19,б г (0,066 моль)п(14 ОЗ) бн 1 2 1 г (О 0052 моль) Сг(ИОэ) 9 Н 20 и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на, водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мл) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпари вают досуха. Катализатор активируют, как в примере 1.Состав катализатора вес.В 1 крупнопористый корунд 84,7 1 ЕпО 14 ю 2 1 С.г.у О 2 1 ю 165 Р и м е Р 4, В фарфоровую чашпомещают 19,6 г (0,066 моль)ЕпО )бн О, 0,53 г (0,007 моль)Т 10 ии 20 мл воды, Реакционную смесьнагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г(25 мл) крупнопористого корунда.При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха.Катализатор активируют,как в примере 1.Состав катализатора, весЪ:крупнопористый корунд 84,41 ЕпО14,2; Т 3.0 1,4.П р и м е р 5, В форфоровую чашупомещаит 19,6 г (0,066 моль)Еп(МО) бЙ О, 0,053 г (0,0007 моль)Т 10 и 20и 20 мл воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,1 г(25 мл) крупнопористого корунда.При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха.Катализатор активируют, как в примере 1.Состав катализатора, вес.Ъкрупнопористый корунд 85,5; 2 пО14,4; Т 10 0,1,П р и м е р 6. В фарфоровую чашу помешают 19,6 г (0,066 моль)Еп(ИО ) 6 НО, 1,03 г (0,0019 моль)ТЬ(ВОЗ)Э 4 Н О и 20 мп воды. Реакционную смесь нагревают на водяной бане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мл) крупнопористогокорунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха. Катализатор активируют так же,как в примере 1. Состав катализатора; вес, %;крупнопористый корунд 84,51 ЕпО14 р 21 ТЬОу 13 еП р и м е р 7. В фарфоровую чашупомещают 19,6 г (0,066 моль)Еп(ИОЭ) 6 НО, 0,36 г (0,0007 моль)ТЬ(ВОЗ)4 4 НО и 20 мл воды, Реакционную смесь нагревают на водянойбане. После растворения солей прибавляют 32,0 г (25 мл) крупнопористого корунда. При непрерывном перемешивании реакционную смесь выпаривают досуха, Катализатор активируют, как в примере 1,Состав катализатора; вес, 5:крупнопористый корунд 85,21 ЕпО14,31 ТЬО 0,5.П р и м е р 8. В каталитическуютрубку помещЫбТ 15 мп 22 г) катализатора,приготовленного способом, указаннымв примере 1, и пропускают 1,13 гн-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 240 чмолярное соотношение ИН и н-бутанола 411) при 420 С в течение 30 мин.ь3Продукты реакции собирают в ловушке, погруженной в охлаждающую смесь .,с сухим льдом. В катализаторе найденоЕпО - 1 100 гО 86 г 5 аж 809 Подписное Филиал ППП гПатейтг, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 0,91 г бутиронитрила (выход 86,3от теории) при полной конверсии сырья.П р и м е р 9.Через каталитическую трубку с 15 мгг,(22 г) катализатора,приготовленного способом, указанным впримере 2,пропускают 1,14 г н-бутанола 5и 1,45 л аммиака (объемная скоростьреакционной смеси 240 ч, молярное соотношение ННЭ и н-бутанола и4;1) при 4200 С в течение 30 мин, Вкаталиэате найдено 0,93 г бутиронитрила (выход 87,5 от теории) приполной конверсии сырья.П р и м е р 10.Через каталитическую трубку с 15 мл (22 г) катализатора,приготовленного способом, укаэаннымв примере 3, пропускают 1, 14 гн-бутанола и 1, 45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси240 ч , молярное соотношение ИНи н-бутанола 4:1) прн 420 С в теЭчение 30 мин. В катализате найдено 200,93 г бутиронитрила (выход 87,5от теории) при полной конверсиисырья.П р и м е р 11.Через каталитическую трубку с 15 мл (22 г) катализатора,5приготовленного способом, укаэаннымв примере 4, пропускают 1,14 г н-бутанола и 1,45 л аммиака (объемнаяскорость реакционной смеси 240 чмолярное соотношение ИНЭ и н-бутаиола 4:1) при 420 С в течение 30 мин.В катализате найдено 0,97 г бутиронитрила (выход 91,2%от теории) приполной конверсии сырья,П р и м е р 12,Через каталитическую трубку с 15 мл (22 г) катализатора,приготовленного способом, указаннымв примере 5, пропускают 1,14 гн-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная скорость реакционной смеси 40240 ч , молярное соотношение ННЭи н-бутанола 4:1) при 420 С в течение30 мин, В каталиэате найдено 0,93 гбутиронитрила (выход 87,5 от теории)при полной конверсии сырья. 45Н р и м е р 13. Через каталитическую трубку с 15 мл (22 г) катализатора,приготовленного способом, указаннымв примере 7, пропускают 1,13 г н-бутанола и 1,45 г аммиака (объемная ско=55,5рость реакционной смеси 240 чмолярное соотношение МН и н-бутанола 45 1) при 420 С в течение 30 мин.оВ катализате найдено 0,95 г бутиронитрила (выход 90 г 1 от теории при 55полной конверсии сырья.П р и м е р 14.Через катапитическуютрубку с 15 мп (22 г) катализатора,приготовленного способом, указанным в примере 7, пропускают 1,16 гн-бутанола и 1,45 л аммиака (объемная 0скорость реакционной смеси 240 ч-,ЦНИИПИ Заказ. 5783/2 Тир модярное соотношение БН и н-бутаЭнола 4:1) прн 440 гС в течение 30 мин, В катализате найдено 097 г бутиронитрила (выход 89,6% от теории) при полной конверсии сырья.В таблице приведены сравннтельиые данные испытаний катализатора по изобретению и известного катализатора в процессе аммонолиэа н-бутанола.Сравнение каталитической активности катализаторов, нанесенных на крупнопористый корунд, при 420 С и молярном соотношении аммиака и н-бутанола 451. Формула изобретенияКатализатор для аммонолнза н-бутанола в н-бутиронитрил на основеокиси цинка на носителе, о т л нч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения активности и механической прочности катализатора, он дополнительно содержит окись хромаили двуокись титана, или окись тория,а в качестве носителя - крупнопо-ристый корунд при следуюшем содержаниикомпонентов, вес,5Окись цинка 14,0 - 14,4Окись хрома 0,4 - 2,6или двуокись титана, 0,1 - 1,4или окнсь тория 0,5 - 1,3Носитель ОстальноеИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Попов (л.АШуйкин Н,П Каталитический синтез нитрилов .Известия АН СССР,серия химическая, 96,1958, с,713-718.2. Попов Я.А., Стародуб Н.П,Каталитический синтез нитрила н-масляной кислоты, )(урнал прикладнойхимии, т. ХЬ, вып. 3, 1967, с.697.3. Патент Японии ггг 39966,кл, 16 В 681 (С 07 С 121/16,В 0111/40)опублнк, 1974(прототип).