Способ получения акрилонитрила

СОЮЗ СОВЕТСКИХлллллллллРЕСПУБЛИК 1ИЭ (111 А 1 С 07 С 1 В 01 Д 2 32; С 07 С 120/148. В 01,.Дл 27/18 ССУД АРСТВЕННЫЙ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ РЕТЕНИЯ л(71) Асахи Касеи Когио КабКайся (Япония)) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛАтем реакции пропилена с аммиакомкислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализатора, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, ФосФора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1,15-1,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака 1:1,05-1,25, о т л и ч а ю щ и йе я тем, что, с целью обеспечения стабильного выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют состав эмпирической формулы Мо 1 В 1 чРеЧ-ю 14,1-у Ров-(,ьи процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислорода воздуха равном 1:9,2-9,8.Изобретение относится к способу получения акрилонитрила, который находит применение в химии полимеров.Известен способ получения акрилонитрила в условиях окислительного аммонолиза из пропилена при 350- 5204 С в присутствии окисного молибден-, железо-, висмут-, фосфорсодержащего катализатора эмпирической 1 О формулыМо В 1 ю Ге юна носителе - кремнеземе. Молярное соотношение пропилеи:аммиак;воздух соответственно равно 1:1-1,25-11 Г 11 15Выход целевого продукта 68,5-76,5%. Недостаток данного способа состоит в том, что указанный выход не является стабильным во времени. 20Наиболее близким к предложенному является способ получения акрипонитрила контактированием при 400-520 С с давлением ( 2 ата пропилена, аммиака и кислородсодержащего газа с 25 псевдоожиженным катализатором, содержащим окись молибдена, окись висмута, окись железа, кобальта, фосфора, щелочного металла (Иа, К), следующей эмпирической формулы Мог. В 1 ГеСогИа Рна носителе - кремнеземе.Процесс проводят в присутствии12,5 моль НН и 1-2,8 моль О на1 моль пропилена С 22.Выход целевого продукта до 78%.Однако выход целевого продуктаснижается во времени. 35 Мо Вдц 4 Ге"г-г,з оь-р 40Целью изобретения является обеспечение стабильности выхода целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 4 акрилонитрила путем реакции пропилена с аммиаком и кислородом воздуха в псевдоожиженном слое катализато ра, содержащего окиси молибдена, висмута, железа, фосфора, натрия на кремнеземе в качестве носителя, при 460-480 С и давлении 1,15- 1,82 ата при молярном соотношении пропилена и аммиака равном 1: 1,05- -1,25, в качестве катализатора используют состав эмпирической фор- мулы и процесс ведут при молярном соотношении пропилена и кислорода воздуха равном 1:9,2-9,8,П р и м.е р 1. Катализатор состава Мо В 1 цз Ге Ма Р 1(числа представляют атомные отношения) на носителе из 50% ЫО готовят следующим образом.К 16,67 кг силиказоля (рН - 9,5,содержащего 30 вес.% ЯО.и0,52 вес.Ж Иа в виде Яа О в качест-.ве стабилизатора, добавляют 0,18 кгводного раствора 85%-ной (по весу)фосфорной кислоты (НзРО), а затемраствор, полученный растворением3,3 кг парамолибдата аммонияГ(ЯН) Мо4 Нг 03 99,48%-ной чистоты в 6,41 кг воды, при 80 фС. Образовавшийся раствор охлаждают до.комнатной температуре, после чегок нему добавляют при перемешиваниираствор, полученный растворениемпри 50 С 3,44 кг нитрата висмутаСВ 1(КОз)зф 5 Нз 03 , чистота 99,0%и 2,89 кг нитрата висмута Ге(МО)ф9 Н 01, чистота 98,0%, в 3,35 кг16,3%-ной (по весу) азотной кислоты с последующим охлаждением докомнатной температуры. Приготовление шлама исходного материала катализатора осуществляют в течение20 мин. Концентрация полученногошпама 34% и вязкость 18 сП. Затемшлам со скоростью 0,18 кг/мин подают в распыпительную сушилку с параллельным потоком, состоящую иэ цилиндрической части с диаметром 1800 мм и нижней конической части. Шпам подают на центробежный распылительный аппарат, установленный в верхней части распыпительной камеры и распыляют с помощью роторас дисковой шайбой ( с = 82 мм), вращающейся со скоростью 8200 об/мин.Источником тепла для сушки является воздух, нагреваемый электрическим нагревателем, Во время работы температуру на входе поддерживают 225 С.Высушенный материал отбирают из нижней части сушилки и направляют в тоннельную кальцинировочную печь,где ведут кальцинирование в течение 2 ч при 690 С. Крупность полученных частиц 30-120 мкм. 1,4 кг полученного катализатора загружают в реактор диаметром 75 мм, снабженный внутри проволочТемперат Времяонтакта,Молярное отношениеисходных материаловСН , МН. кислородвоздуха Пример реак фС.ной сеткой из нержавеющей стали (16 меш), в реактор вводят через сосуд предварительного смешивания газообразную смесь пропипена, аммиака и кислорода воздуха при молярном отношении 1:1,25:9,5 со скоростью 420 л/ч, поддерживая температуру реакции 480 фС и 1,5 ата. Время контакта 6,5 с. Конверсия пропилена 98,03, Выход акрилонитрила, ацето.нитрила и цианистоводородной кисло-ты соответственно 76,5, 2,3 и 5,82. При проведении реакции при 1,15 1,48 и 1,92 ата в течение 6 с при молярном соотношении пропилеи:аммиак гкислород воздуха 1:1,25:9,6 выход соответственно равен 80, 768 и 743.П р и м е р 2-7. Реакцию аминоокисления проводят с катализатором примера 1,Условия реакции указаны в табл, 1.П р и и е р ы 9 и 10. Для получения акрилонитрила используют катализаторы, приготовленные аналогично примеру 1, на носителе из 50 вес.Х кремнезема. В табл. 2 приведены составы этихкатализаторов.П р и м е р ы 11-13 (сравнительные). Готовят катализаторы на .носителе из 50 вес.Х кремнеземааналогично примеру 1. Согласно .при"мерам 12 и 13 силиказоль (рЯ 9,5),стабилизированный аммиаком, /водержит 30 вес.Х 80., но не содержит б натрия, Реакцию аммоокисления с применением этих катализаторов проводят так же, как в примере 1.Составы катализаторов по при.мерам 11-13 приведены в табл., 3.15В табл. 4 представлен выход акрилонитрила по известному и предлагаемому способам. 20 Как видно из табл. 4, применениепредлагаемого способа позволяетполучщь целевой продукт со. стабипь/ным выходом (после 20 дней работывыход остается без изменений), в то 25 время как по известному способууже на 5-й день работы катализатора выход снижается.13 Выход акрнлонитрнла, 7. на день Способ 1 Г 1 Р Яа Со БО 1"й 5-й 10-й 15-й 20-й Мо Вд Ре ПредлагаемыйПример12 4,5 4,5 1,0 1,8 - 50 76,5 76,4 76,6 76,5 76,5 и ю 1 юф ф - 50 76,1 76,1 76,1 76,1 76,0 Известный2Пример 1СравнительныйПример 11 2 45 45 10 10 40 50 750 738 727 72 717 12 2 8 10 Об - 50 690 68 б 682 680 679 12 45 45 10 0 50 650 645 640 638 637 1 г ВНИИПИ Закаэ 589645 Т аа 410 Попписное УПйу,.уущууЭГ Т Т 1 Мо Вх Ге Яа Р Состав катализатора, атомное соотношение элементовГ 1 1 1 0,6 1 0 1 0 1 Компоненты катализатора, атомное соотношение Таблица 3 Выход акрилоннтрила,Х