CS254217B1 - Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production - Google Patents
Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production Download PDFInfo
- Publication number
- CS254217B1 CS254217B1 CS861250A CS125086A CS254217B1 CS 254217 B1 CS254217 B1 CS 254217B1 CS 861250 A CS861250 A CS 861250A CS 125086 A CS125086 A CS 125086A CS 254217 B1 CS254217 B1 CS 254217B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- acrylamide
- acrylonitrile
- hydration
- conversion
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 65
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 38
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004227 calcium gluconate Substances 0.000 description 2
- 229960004494 calcium gluconate Drugs 0.000 description 2
- 235000013927 calcium gluconate Nutrition 0.000 description 2
- NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L calcium;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N Gluconic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N [3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-ylmethyl)-1-oxa-2,8-diazaspiro[4.5]dec-2-en-8-yl]-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]methanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CC1=NOC2(C1)CCN(CC2)C(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 1
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- SZUDEHNEMMJTCQ-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;hydrate Chemical compound O.C=CC#N SZUDEHNEMMJTCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000010972 statistical evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Prednielom riešenia je sposob přípravy katalyzátora pre výrobu akrylamidu atraktívneho monoméru, hydratácíou akrylonitrilu s dosiahnutím konverzie nad 80'%. Pri tomto postupe sa katalyzátor typu Raney — med aktivuje, připadne reaktivuje s 5 až 30 %-ným, s výhodou 12,5 až 14,5 %-ným roztokom hydroxidu sodného s prídavkom 3 až 10 % hmot. D-glukózy, počítané na hmotnost katalyzátora, pri teplote 20 až 70 °C, s výhodou 50 až 65 °C, pričom pri poklese výtažku akrylamidu pod 75 % sa povrch katalyzátora mechanicky opracuje a znovu aktivizuje uvedeným sposobomThe primary solution is to prepare catalyst for the production of acrylamide attractive monomer, by hydration of acrylonitrile with conversion above 80%. At this procedure, the Raney catalyst - honey activates, possibly reactivates with 5 to 30%, preferably 12.5 to 14.5% sodium hydroxide solution 3 to 10 wt. D-glucose, calculated on the weight of the catalyst at 20 to 70 ° C, preferably 50 to 65 ° C, while decreasing an acrylamide extract below 75% is surface of the catalyst is mechanically treated and reactivated by that method
Description
Vynález sa týká sposobu přípravy vysokoaktívňeho a selektivneho katalyzátora pre výrobu akrylamidu hydratáciou akrylonitrilu. Akrylamid je atraktívny monomer, ktorý má široké použitie, napr. pre výrobu flokulantov.The present invention relates to a process for the preparation of a highly active and selective catalyst for the production of acrylamide by hydration of acrylonitrile. Acrylamide is an attractive monomer that is widely used, e.g. for the production of flocculants.
Klasický postup výroby akrylamidu hydratáciou akrylonitrilu v prostředí kyseliny sírové] přestává byť zaujímavý hlavně z ekologického hladiska. Nutnost spracovania velkého množstva kyslých odpadov, napr. síranu amonného, je příčinou nízkej ekonomičnosti tohoto klasického procesu.The classical process of acrylamide production by hydrating acrylonitrile in a sulfuric acid environment] ceases to be of particular interest from an ecological point of view. The need to treat a large amount of acidic waste, e.g. ammonium sulfate is the cause of the low economy of this classical process.
Literatúra, najma patentová, popisuje celú škálu postupov hydratácie akrylonitrilu na akrylamid za katalýzy med obsahujúcich látok. Pretože ide o reakciu v kvapalnej (vodnej j fáze, najvýhodnejšie sú katalyzátory bez nosiča a roznych pojidiel, ktoré vo vodnom prostředí strácajú svoju mechanická pevnost. Navýhodnejšie sú katalyzátory získané redukciou med obsahujúcich solí a oxidov. Najlepšie vlastnosti vykazujú skeletové katalyzátory typu Raney médi. Tieto katalyzátory majú velmi dobré mechanické vlastnosti, ktoré sú jednou z podmienok vyhovujúcej životnosti katalyzátora, Hydratácia akrylonitrilu na tomto type katalyzátorov sa bežne uskutočňuje s konverziou 60 až 75 % pri 90 až 95 % nej selektivitě (USA pat. 3 894 084, USA pat. 4 000 195).The literature, in particular the patent, describes a variety of processes for hydrating acrylonitrile to acrylamide by catalysing honey-containing substances. Because it is a liquid (aqueous phase) reaction, the most preferred catalysts are unsupported and various binders that lose their mechanical strength in the aqueous environment. More preferably, catalysts are obtained by reducing copper containing salts and oxides. The catalysts have very good mechanical properties, which are one of the conditions of satisfactory catalyst life. Hydration of acrylonitrile on this type of catalyst is normally performed with a conversion of 60-75% at 90-95% selectivity (U.S. Pat. No. 3,894,084, U.S. Pat. 000 195).
Je popísaných viac sposobov ako zvýšit aktivitu skeletových katalvzátorov typu Raney médi používaných v diskontinuálnom i kontinuálnom procese.More ways are described than to increase the activity of Raney-type skeletal catalysts used in both batch and continuous processes.
Je známe, že aktivita katalyzátora rastie so zmenšováním použitých častíc. Jemné prachové častíce majú však zlé mechanické vlastnosti a v prietočnom reaktore sú příčinou nevyhovujúcich hydraulických vlastností.It is known that the activity of the catalyst increases with the reduction of the particles used. Fine dust particles, however, have poor mechanical properties and cause poor hydraulic properties in the flow reactor.
Autoři vynálezu (USA pat. 3 894 962] vypracovali metodu na agregáciu jemných častíc katalyzátora vodonerozpustnými živicami.The inventors (U.S. Pat. No. 3,894,962) have developed a method for aggregating fine catalyst particles with water-insoluble resins.
Další autoři popisujú aktiváciu katalyzátora typu Raney—médi pomocou sacharidov a glykozidov (USA pat. 3 953 367, USA pat. 2 448 603). Maximálně dosiahnuté konverzie akrylonitrilu na akrylamid sa pohybujú okolo 80 %.Other authors describe the activation of a Raney-type catalyst by means of carbohydrates and glycosides (U.S. Pat. No. 3,953,367, U.S. Pat. No. 2,448,603). The maximum conversion of acrylonitrile to acrylamide is about 80%.
Aktivácia bola tiež uskutočnená pomocou aluminátov, ktoré vzniknú pri lúžení zliatiny Cu-Al (v približnom hmotnostnom pomere 1:1) s prídavkom organických hydrokyselín ako je napr. kyselina glukonová. Aplikáciou takto aktivovaného katalyzátora sa dosiahla 71,4 %-ná počiatočná konverzia akrylonitrilu, ktorá po 142 hod. prevádzky poklesla na 50,6 %.Activation was also accomplished with aluminates which are formed when leaching a Cu-Al alloy (in an approximate 1: 1 weight ratio) with the addition of organic hydroacids such as e.g. gluconic acid. Application of the catalyst thus activated resulted in an initial conversion of 71.4% acrylonitrile, which after 142 hours. operation decreased to 50.6%.
Aktiváciu zliatiny Cu-Al robili autoři vynálezu (USA pat. 3 928 442) s vodnými roztokmi dusíkatých zásad bez přítomnosti hvdroxidov alkalických kovov. S použitím alkvlamínov, alkanolamínov a kvartérnych amóniových solí doslahli pri hydratácii 65 až 73 %-nú konverziu akrylonitrilu na akrylamid.The activation of the Cu-Al alloy was made by the inventors (U.S. Pat. No. 3,928,442) with aqueous solutions of nitrogen bases in the absence of alkali metal hydroxides. Using hydrolylamines, alkanolamines and quaternary ammonium salts, hydration achieved 65-73% conversion of acrylonitrile to acrylamide.
Je tiež popísaná aktivácia Cu-Al zliatiny s HC1, resp. s H2SO4. Následná je aktivácia lúhmi, resp. s dusíkatými zásadami. Pri hydratácii autoři vynálezu (USA pat 3 928 443) popisujú 60 %-nú konverziu akrylonitrilu.Activation of a Cu-Al alloy with HCl, respectively, is also described. with H2SO4. Subsequent is activation by lyes, respectively. with nitrogenous bases. In hydration, the inventors (U.S. Pat. No. 3,928,443) disclose a 60% conversion of acrylonitrile.
Všetky uvedené spósoby však nedokážu uskutočniť hydratáciu akrylonitrilu na akrylamid s konverziou vyššou ako 80 %.However, all of the above methods fail to hydrate acrylonitrile to acrylamide with a conversion greater than 80%.
Podfa tohto vynálezu sa sposob přípravy vysokoaktívneho a selektivneho katalyzátora pre výrobu akrylamidu hydratáciou akrylonitrilu, typu Raney — med, aktiváciou roztokom zásady s prídavkom aditíva uskutočňuje tak, že katalyzátor sa aktivuje, připadne reaktivuje s 5 až 30 %-ným, s výhodouAccording to the present invention, a process for preparing a highly active and selective acrylamide catalyst by hydration of Raney-type acrylonitrile by activation with a base solution with the addition of an additive is effected by activating or reactivating the catalyst with 5 to 30%, preferably
12,5 až 14,5 %-ným roztokom hydroxidu sodného s prídavkom 3 až 10 % hmot. D-glukózy, počítané na hmotnost katalyzátora, pri teplote 20 až 70 °C, s výhodou 50 až 65 aC, pričom pri poklese výtažku akrylamidu pod 75 % sa povrch katalyzátora mechanicky 0pracuje a znovu aktivizuje uvedeným sposobom.12.5 to 14.5% sodium hydroxide solution with the addition of 3 to 10 wt. D-glucose, calculated on the weight of the catalyst, at a temperature of 20 to 70 ° C, preferably 50 to 65 and C, whereby when the acrylamide yield falls below 75%, the surface of the catalyst is mechanically treated and reactivated in the above manner.
Uvedený vynález prináša sposob přípravy skeletového měděného katalyzátora typu Raney médi, ktorý zabezpečuje hydratáciu akrylonitrilu na akrylamid s konverziou 85 až 90 % a selektivitou vyššou ako 98 %. Hlavnou výhodou tohto' vynálezu je, že uvedený Cu-katalyzátor typu Raney médi sa dá získat zo zliatiny o zrnění 0,1 až 4,0 mm (s hmotnostným pomerom v zliatine Cu : AI — = 1:1) vhodnou volbou podmienok přípravy katalyzátora. Oblast optimálnych reakčných podmienok pře spracovanie Cu-Al zliatiny za přítomnosti 5 % hmot. aditíva —· D glukózy na množstvo zliatiny je poměrně úzká. Ide o dva kritické parametre a) teplotu, pri ktorej prebieha pQsobenie hydroxidu sodného na zliatinu.The present invention provides a process for preparing a Raney type copper backbone catalyst medium which provides hydration of acrylonitrile to acrylamide with a conversion of 85 to 90% and a selectivity of greater than 98%. The main advantage of the present invention is that said Cu-catalyst of the Raney medium type can be obtained from an alloy having a grain size of 0.1 to 4.0 mm (with a weight ratio in the Cu: Al = 1: 1 alloy) by suitable selection of catalyst preparation conditions. . Area of optimum reaction conditions prior to treatment of Cu-Al alloy in the presence of 5 wt. Additives - · D glucose per amount of alloy is relatively narrow. These are two critical parameters a) the temperature at which sodium hydroxide acts on the alloy.
b) koncentráciu použitého' NaOH počas reakcie, ktorá trvá definovaná dobu.b) the concentration of NaOH used during the reaction for a defined period of time.
Vysokoaktívny katalyzátor sa získá napr.: lúžením Cu-Al zliatiny (zrnenie 0,25 až 0,63 milimetrov) s 13 až 14 % hmot. roztoku NaOH počas 150 min. pri teplote 54 a 60 °C za stálého miešania.A high-activity catalyst is obtained, for example, by leaching a Cu-Al alloy (0.25-0.63 millimeter grain) with 13-14 wt. NaOH solution for 150 min. at 54 and 60 ° C with stirring.
Uvedený katalyzátor umožňuje dosahovat v diskontinuálnom procese (podmienky hydratácie: 80 °C, mólový poměr akrylonitrilu ku vodě rovný 1: 33, čas reakcie 150 minút) výtažky akrylamidu 85 až 90 % na teóriu, pri konverzii akrylonitrilu 85,5 až 91 % na teóriu a selektivitě na akrylamid vyššej ako 98 %.Said catalyst makes it possible to achieve in an intermittent process (hydration conditions: 80 ° C, acrylonitrile to water molar ratio of 1: 33, reaction time 150 minutes) acrylamide yields of 85 to 90% of theory, with an acrylonitrile conversion of 85.5 to 91% of theory and selectivity to acrylamide of greater than 98%.
V kontinuálnom režime (80 °C, mólový poměr akrylonitrilu k vodě = 1 : 40 a W = = 0,9 až 1,2 /h/) sa dosahujú výtažky akrylamidu 90 %-né pri konverzii akrylonitrilu 92 % a selektivitě vyšše] ako' 98 %.In a continuous mode (80 ° C, acrylonitrile to water mole ratio = 1:40 and W = 0.9 to 1.2 / h /) acrylamide yields of 90% are achieved with an acrylonitrile conversion of 92% and a selectivity greater than] 98%.
Ďalšou výhodou takto připraveného katalyzátora je niekofkonásobná možnost jeho regenerácie. Pri nepretržitom prevádzkovaní katalyzátora za vyššie uvedených pod254217 mienok došlo po 150 h k poklesu konverzie akrylonitrilu o 5 %.A further advantage of the catalyst thus prepared is the multiple possibility of its regeneration. Continuous operation of the catalyst under the above-mentioned opinions resulted in a 150% conversion of acrylonitrile after 150 hours.
Pri poklese aktivity katalyzátora pod ekonomickú únosnost sa tento regeneruje priamo v reaktore 5 až 30 % s výhodou 13 až 14 %-ným roztokom NaOH s přísadou 5 % hmotnostných aditíva (D-Glukózy) na množstvo zliatiny. Roztok sa dávkuje do reaktora počas 4 hodin v množstve 200 ml/h na 60 g katalyzátora, pričom je možné roztok stále vracať. V reaktore sa udržuje teplota 20 až 70 °C, s výhodou 50 až 65 °C, ako pri vlastnej aktivácii. Uvolněný vodík sa odvádza z reaktora odplynom. Uvedený sposob reaktivácie je móžné uplatnit v 5 až 10 cykloch. Reaktivovaný katalyzátor je opat vysoko aktívny a výtažky akrylamidu sa pohybujú nad 85 % na teóriu. Po uskutečnění nedosiahne pri hydrolýze akrylonitrilu konnedosiahne pri hydrolýze akrylanitrilu konverzia aspoň 75%, vysype sa katalyzátor z reaktora do gulového (válcového) mlýna, kde sa zrná katalyzátora omelú. Omletý katalyzátor sa presituje, odstránla sa jemné podiely a prachové částice. Takto upravený katalyzátor sa opat aktivuje popísaným sposobom priamej aktivácie.When the activity of the catalyst falls below the economic carrying capacity, it is regenerated directly in the reactor with a 5 to 30%, preferably 13 to 14% NaOH solution with 5% by weight additive (D-Glucose) added to the amount of alloy. The solution is metered into the reactor at 200 ml / h per 60 g of catalyst over a period of 4 hours while allowing the solution to be returned continuously. The reactor is maintained at a temperature of 20 to 70 ° C, preferably 50 to 65 ° C, as in actual activation. The liberated hydrogen is removed from the reactor by degassing. The reactivation method can be applied in 5 to 10 cycles. The reactivated catalyst is highly active and acrylamide yields are above 85% of theory. Upon completion, the conversion of acrylonitrile to hydrolysis of acrylanitrile does not reach at least 75% conversion, the catalyst is discharged from the reactor into a ball mill, where the catalyst grains are ground. The milled catalyst is sieved, fines and dust particles are removed. The catalyst thus treated is then activated by the direct activation method described above.
Uvedený vynález je dokladovaný nasledovnými príkladmi:The present invention is illustrated by the following examples:
Příklad 1 až 13Examples 1 to 13
Příklady 1 až 13 popisujú podmienky přípravy katalyzátora. podlá rotačného (matematicko-štatistického) plánu. Matematickou analýzou regresných rovnic sa vypočítajú podmienky přípravy katalyzátora dokumentované v příklade 14. Reakčné podmienkv hydratácie všetkých pokusov sú uvedené v příklade 15.Examples 1 to 13 describe the conditions for preparing the catalyst. according to the rotational (mathematical-statistical) plan. Mathematical analysis of the regression equations calculates the catalyst preparation conditions documented in Example 14. The reaction conditions for hydration of all experiments are shown in Example 15.
Do štvorhrdlovej banky o obsahu 1 500 ml opatrenej miešadlom, teplomerom, deliacim Tabulka 1Into a 1 500 ml four-necked flask fitted with a stirrer, thermometer, separator
Podmienky přípravy katalyzátora. a výsledky lievikom a chladičom s vývodom pre vodík, sa nasype 25 g Cu-Al zliatiny zrnenia 0,25 až 6,63 mm, přidá sa 332 ml destilovanej vody a 1,25 g aditíva (d-glukóza alebo glukonát vápenatý). Postupné sa přidává příslušné množstvo· 50 %-ného NaOH a udržuje sa predpísaná teplota. Obidva parametre sú specifikované v tabulke 1 pre jednotlivé postupy. Zliatina sa s lúhom mieša 4 hodiny. Po zliati lúhu sa katalyzátor premýva destilovanou vodou až do neutrálně) reakcie. Do neutrálnej reakcie premytý a dekantovaný katalyzátor sa udržuje pod destilovanou vodou.Catalyst preparation conditions. and results with a funnel and condenser with a hydrogen outlet, 25 g of Cu-Al grain size 0.25-6.63 mm are poured, 332 ml of distilled water and 1.25 g of additive (d-glucose or calcium gluconate) are added. An appropriate amount of 50% NaOH is gradually added and the prescribed temperature is maintained. Both parameters are specified in Table 1 for each procedure. The alloy was stirred with lye for 4 hours. After decanting the liquor, the catalyst is washed with distilled water until neutral. Until the neutral reaction, the washed and decanted catalyst is kept under distilled water.
Výsledky hydratácií akrylonitrilu na akrvlamid na takto vyrobených katalyzátoroch sú v tabulke č. 1. Podmienky hydratácií sú volené podlá příkladu č. 15. 'The results of hydration of acrylonitrile to acrvlamide on the catalysts so produced are shown in Table 2. 1. The conditions of hydration are selected according to example no. 15. '
Příklad 14Example 14
Do aparatúry popísanej v príkladoch 1 až 13 sa nasadí 25 g Cu-Al zliatiny o zrnění 0,25 až 0,63 mm, přidá sa 332 ml destilované) vody a 25 g aditíva (d-glukózy alebo glukonátu vápenatého). Potom sa postupné dávkuje 110 g 50 %-ného NaOH, pričom sa teplota reakčnej zmesi udržuje za stálého miešania na 54 až 60 °C. Reakčná zmes sa mieša 4 hodiny. (Přesné reakčné parametre sa získali matematicko-štatistickým vyhodnotením pokusov 1 až 13). Po odstránení lúhu a premytí katalyzátora destilovanou vodou do neutrálnej reakcie je katalyzátor vhodný pre použitie najmá v diskontinuálnom procese.25 g of Cu-Al alloy having a grain size of 0.25-0.63 mm, 332 ml of distilled water and 25 g of an additive (d-glucose or calcium gluconate) are introduced into the apparatus described in Examples 1 to 13. 110 g of 50% NaOH are then metered in, maintaining the temperature of the reaction mixture at 54-60 ° C with stirring. The reaction mixture was stirred for 4 hours. (The exact reaction parameters were obtained by mathematical-statistical evaluation of experiments 1 to 13). After removal of the caustic and washing the catalyst with distilled water until neutral, the catalyst is suitable for use in the discontinuous process in particular.
Pri dodržení rovnakých podmienok přípravy katalyzátora a použití rovnakého hmotnostného množstva Cu-Al zliatiny o zrnění 1,3 až 3,5 mm sa získá hydratačný katalyzátor vhodný pre použitia v kontinuálnom režime.By maintaining the same catalyst preparation conditions and using an equal weight amount of Cu-Al alloy having a grain size of 1.3 to 3.5 mm, a hydration catalyst suitable for use in a continuous mode is obtained.
pokusov 1 až 13experiments 1 to 13
Příklad Podmienky přípravy katalyzátora Výsledky hydratácieExample Catalyst Preparation Conditions Hydration Results
Příklad 15Example 15
Do štvorhrdlej banky o obsahu 250 ml opatrenej miešadlom, teplomerom, chladičom a otvorom pre odběr vzorky sa nasadí 10 g katalyzátora připraveného postupom uvedeným v príkladoch 1 až 14 a za reakčných podmienok uvedených v tabulke 1 a příklade 14. Přidá sa 90 g vody a reakčná zmes sa vyhřeje na reakčná teplotu (80 °C). Potom sa přidá 8 g akrylonitrilu a zmes sa mieša 150 minút. Po ochladení a odstránení katalyzátora sa reakčná zmes analyzuje na obsah akrylonitrilu a akrylamidu chromatografiou plyn—kvapalina. Konverzia akrylonitrilu a výťažok akrylamidu pre jednotlivé katalyzátory sú uvedené v tabulke 1.In a 250 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser and a sampling port, 10 g of the catalyst prepared as described in Examples 1 to 14 and the reaction conditions given in Table 1 and Example 14 were charged. warm the mixture to reaction temperature (80 ° C). 8 g of acrylonitrile are then added and the mixture is stirred for 150 minutes. After cooling and removal of the catalyst, the reaction mixture is analyzed for acrylonitrile and acrylamide for gas-liquid chromatography. The conversion of acrylonitrile and acrylamide yield for each catalyst are shown in Table 1.
Optimalizovaný katalyzátor připravený podlá podmienok příkladu 14, umožňuje dosiahnutie výtažku akrylamidu 90 % na teóriu pri konverzii akrylonitrilu 91,2 %. Příklad 16The optimized catalyst prepared according to the conditions of Example 14 allows an acrylamide yield of 90% to be obtained with an acrylonitrile conversion of 91.2%. Example 16
Do kontinuálneho skleněného reaktora o priemere 29 mm a dížke 1 m sa nasype 60 g katalyzátora připraveného podlá podmienok uvedených v příklade 14, zo zliatiny Cu-Al o zrnění 1,3 až 3,5 mm. Časť katalyzátora nad katalytickou vrstvou a pod ňou sa vyplní skleněnými Raschigovými krúžkami. Reaktor je vybavený elektrickým ohrevným plášťom, snímáním a reguláciou teploty, chladičom. čerpadlom a zásohníkom produktu. Do reaktora sa dávkuje 60 y/h suroviny (6,5 °/o akrylonitrilu vo vodo, čo představuje mólový poměr akrylonitrilu k vodě 1: 42) pri teplote lůžka katalyzátora 80 QC. Nástrek počas pokusu sa může meniť tak, aby poměr W/F — 0,9 až 1,2 (W = množstvo katalyzátora v g; F.= nástrek surovin v g/h). Po 1 hodinovom zábehu sa hydratácia nechá bežať 5 hodin a reakčný produkt sa analyzuje. Dosiahnutá konverzia akrylonitrilu je 91,5 %-a výťažok akrylamidu 90,5 percent na teóriu. Po 150 hodinovom chodě pokusu výťažok akrylamidu klesne cca o 5 o/o.60 g of a catalyst prepared according to the conditions described in Example 14, from a Cu-Al alloy having a grain size of 1.3 to 3.5 mm, are poured into a continuous glass reactor of 29 mm diameter and 1 m in length. Part of the catalyst above and below the catalyst layer is filled with glass Raschig rings. The reactor is equipped with an electric heating mantle, temperature sensing and regulation, a heat sink. the pump and the product tray. To the reactor at 60 s / h of raw material (6.5 ° / o of acrylonitrile in water, which is the molar ratio of acrylonitrile to water of 1: 42) at a catalyst bed 80 Q C. The feed for the experiment can be varied such that the ratio V / F - 0.9 to 1.2 (W = amount of catalyst in g; F. = feed rate of raw materials in g / h). After 1 hour run-in, hydration is allowed to run for 5 hours and the reaction product is analyzed. The acrylonitrile conversion achieved was 91.5% and the acrylamide yield was 90.5 percent on theory. After a 150 hour run, the acrylamide yield drops by about 5%.
Příklad 17Example 17
Čiastočne dezaktivovaný katalyzátor připravený podlá příkladu 14 a prevádzkovaný v kontinuálnom reaktore podl'a příkladu 16 sa reaktivuje nasledovným spůsobom. Do reaktora s čiastočne dezaktivovaným katalyzátorom (60 gj sa dávkuje 200 ml/h 13. až 14 %-ného NaOH s přísadou 5 % aktivátora na množstvo katalyzátora, pri teplote v reaktore 54 až 60 °'C počas 4 h. Uvolněný vodík sa odvádza do odplynu. Potom sa do reaktora čerpá destilovaná voda až do jej neutrálnej reakcie.The partially deactivated catalyst prepared according to Example 14 and operated in a continuous reactor according to Example 16 was reactivated as follows. In a reactor with a partially deactivated catalyst (60 g), 200 ml / h of 13-14% NaOH is added with 5% activator added per catalyst amount, at a temperature in the reactor of 54-60 ° C for 4 h. Distilled water is then pumped into the reactor until it is neutral.
Takto reaktivovaný katalyzátor sa využije pre hydrolýzu akrylonitrilu za podmienok popísaných v příklade 16. Výťažok akrylamidu je 87 % na teóriu pri konverzii akrylonitrilu 89 %. Uvedený cyklus reaktivácie je možné opakoval 5- až 10-krát.The reactivated catalyst is used for the hydrolysis of acrylonitrile under the conditions described in Example 16. The yield of acrylamide is 87% per theory with an acrylonitrile conversion of 89%. The reactivation cycle can be repeated 5 to 10 times.
P r í k 1 a d 1 8Example 1 8
Katalyzátor, ktorý po reaktivácii popísanej v příklade 17 neposkytuje výťažok akrylamidu lepší ako, 75 %, sa z reaktora vysype do gulového, (válcového kolíkového) mlýna a nechá sa 10 až 15 minút omleť. Potom sa rozfrakcionuje na sitách na zrnenie 1,0 až 3 mm. Katalyzátor sa zbaví prachu a jemných podielov pod 1 mm. Takto upravený katalyzátor sa reaktivuje podlá postupu popísanom v· příklade 14 alebo 17. Reaktivovaný katalyzátor použitý na hydrolýzu akrylonitrilu podTa podmienok uvedených v příklade 16 umožní získat 85 %-ný výťažok akrylamidu pri 87 %-nej konverzii akrylonitrilu.The catalyst, which after reactivation described in Example 17 does not yield an acrylamide yield of better than 75%, is discharged from the reactor into a ball mill (cylindrical pin) and allowed to grind for 10-15 minutes. It is then fractionated on 1.0 to 3 mm sieves. The catalyst is freed from dust and fines below 1 mm. The catalyst thus treated is reactivated according to the procedure described in Example 14 or 17. The reactivated catalyst used to hydrolyze acrylonitrile under the conditions of Example 16 allows an 85% yield of acrylamide to be obtained at 87% acrylonitrile conversion.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS861250A CS254217B1 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS861250A CS254217B1 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS125086A1 CS125086A1 (en) | 1987-05-14 |
CS254217B1 true CS254217B1 (en) | 1988-01-15 |
Family
ID=5346394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS861250A CS254217B1 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS254217B1 (en) |
-
1986
- 1986-11-27 CS CS861250A patent/CS254217B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS125086A1 (en) | 1987-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3898321A (en) | Preparation of macroporous, heat-stable titania having high pore volume | |
CN109482192B (en) | Preparation method and application of catalyst for preparing alpha-phenylethyl alcohol by acetophenone hydrogenation | |
CN101602718A (en) | A kind of method for preparing high-purity nicotinamide compound | |
CN101284767A (en) | A kind of method that cyclohexene hydration prepares cyclohexanol | |
EP0049057A1 (en) | Preparation of the calcium salt of alpha-hydroxy-gamma-methylmercaptobutyric acid | |
US3044850A (en) | Preparation of lithium phosphate | |
US3423332A (en) | Hydrothermal activation of a silicaalumina cracking catalyst at a high ph | |
CS254217B1 (en) | Method of highly active and selective catalyst preparation for acrylamide production | |
US3920740A (en) | Method of producing acrylamide with a raney copper catalyst | |
US4249903A (en) | Process for the preparation of alumino-silicate granulates | |
US4301305A (en) | Continuous process for preparation of dian | |
JPS62191047A (en) | Fluidized cracking catalyst and production thereof from waste fine substance from catalyst producing process | |
US3459807A (en) | Catalyst for preparing formaldehyde from methanol | |
JP2979442B2 (en) | Method for producing mannit and mannose | |
US4717696A (en) | Regeneration of a supported palladium catalyst used in the conversion of cyanohydrins to their aldoses | |
US2479559A (en) | Process for preparation of paraldehyde | |
US3451948A (en) | Method of treating fluidizable particles | |
US4014820A (en) | Method of making a Raney copper catalyst and the catalyst so made | |
JP2577405B2 (en) | Method for producing 2,4,5-triamino-6-hydroxypyrimidine | |
CN213708198U (en) | Production system of melamine by high pressure synthesis and low pressure gas phase quenching method | |
JPH02304036A (en) | Production of saturated alcohol | |
US4374273A (en) | Method for production of methylamines | |
CN1066262A (en) | The preparation method of para-dichlorobenzene | |
CN110357826B (en) | Process for coproducing tetrahydroxymethyl melamine | |
CN113559917A (en) | Preparation method for preparing carbonic acid dibasic ester composite material catalyst by ester exchange |