DE1443715B2 - Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril durch Gasphasenoxydation von Propylen - Google Patents

Description

b) Es wurde ein Vergleichsversuch gemäß den üblichen Verfahren durchgeführt, bei dem Ammoniak, Luft und Wasserdampf zusammen auf 350° C erhitzt und unmittelbar vor Eintritt in das Katalysatorbett mit der Zimmertemperatur aufweisenden Propylenbeschickung vermischt wurden. Die erhaltene Gasmischung hatte eine Temperatur von 310° C. Innerhalb von 3 Stunden ging die Ausbeute an Acrylnitril von 44 auf 4 % zurück, während die Ausbeute an Acrolein von 4,5 auf 33 % stieg und auch die Kohlendioxidbildung anstieg. Die Analyse des Gasstroms am Ausgang des Vorerhitzers ergab folgende Werte: NH₃ 8,0 Volumprozent, O₂ 17,8%, N₂ 74,2% (auf wasserfreier Basis). Die entsprechende Analyse der Beschickung war: 9,8% NH₃, 19,0% O₂ und 71,2 % N₂. Daraus kann ersehen werden, daß über 20% der Ammoniakbeschickung zu Stickstoff oxydiert wurden.

Die Ausbeuten beziehen sich in Versuch a) und b) auf das zugeführte Propylen.

Claims (1)

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Als Katalysator kann jeder geeignete Oxydations-Patentanspruch: katalysator verwendet werden, z. B. Wismuimolybdat

Wismutphosphomolybdat, Wismutwolframat, Anti-Verfahren zur Herstellung von Acrylnitril durch monmolybdat, Zinnantimonat oder Kobaltmolybdat. Umsetzung einer vorerhitzten Gasmischung aus 5 Die Verwendung von Zinnantimonat oder Mischungen Propylen, einem molekularen Sauerstoff enthal- aus Zinn- und Antimonoxiden wird bevorzugt. Bei tenden inerten Gas, Ammoniak und Wasserdampf Verwendung solcher Katalysatoren hat es sich als bei erhöhter Temperatur in der Gasphase in Gegen- vorteilhaft erwiesen, den Katalysator in Anwesenheit wart eines Oxydationskatalysators, wobei ein von molekularem Sauerstoff auf Temperaturen zwi-Ammoniak und Propylen enthaltender Gasstrom io sehen 550 bis 1100⁰C vorzuerhitzen. Die Katalysatoren getrennt von dem den molekularen Sauerstoff ent- können auf einem Trägermaterial, wie z. B. Kieselhaltenden inerten Gas zugeführt und die beiden säure, aufgebracht sein und in Tabletten- oder granu-Gasströme erst unmittelbar vor dem Reaktions- larer Form verwendet werden, gefäß gemischt werden, dadurch gekenn- Die Reaktion kann in jeder geeigneten Weise, z. B.

zeichnet, daß man die 2 bis 10 Volumprozent 15 als Verfahren mit fixiertem oder wirbeiförmigem Bett Propylen und 1 bis 20 Volumprozent molekularen unter isothermischen oder adiabiatischen Bedingungen Sauerstoff enthaltende Gasmischung bei einer durchgeführt werden.

Temperatur zwischen 300 und 600⁰C und einer Der Propylenanteil in der Beschickung beträgt ins-

Kontaktzeit von 1 bis 30 Sekunden umsetzt, dabei besondere 5 Volumprozent. Die Sauerstoffkonzentraentweder den Propylen und Ammoniak enthal- 20 tion in der Beschickung liegt insbesondere zwischen tenden Gasstrom oder das den molekularen Sauer- 2 bis 15 Volumprozent der Beschickung. Das den stoff enthaltende inerte Gas, wobei der Wasser- molekularen Sauerstoff enthaltende Gas kann in Form dampf in einem oder beiden der Gasströme ent- von molekularem Sauerstoff, der mit geeigneten inerhalten ist, auf eine Temperatur über 300⁰C ten Gasen verdünnt ist, vorliegen und z. B. in Form vorerhitzt und mit dem anderen Gasstrom mischt, as von Luft zugeführt werden.

wobei die Temperatur der Gasmischung 300⁰C Im Beispiel der österreichischen Patentschrift 224 098

nicht überschreitet. wird beschrieben, daß bei 66⁰C mit Wasserdampf

gesättigte Luft unter Erhitzen auf 100⁰C zum Reaktor

geleitet wird, wo ihr kurz vor dem Eintritt — anschei-30 nend nicht vorerhitztes — Propylen und Ammoniak

Es ist bekannt, Acrylnitril durch Gasphasenoxyda- zugemischt werden. Die Reaktionsmischung wird dann tion von Propylen mit molekularem Sauerstoff in An- im Reaktor auf Reaktionstemperatur gebrächt und Wesenheit von Ammoniak bei erhöhter Temperatur in über einen üblichen Oxydationskatalysator geleitet. Gegenwart eines Oxydationskatalysators herzustellen. Ein solches Verfahren ist jedoch nicht zweckmäßig, da In industriellem Maßstab kann diese Reaktion durch- 35 die Temperatur der Reaktionsmischung unter 100⁰C geführt werden, indem man eine vorerhitzte gasförmige liegt und mindestens 10% das Katalysatorvolumens Mischung aus Propylen, Sauerstoff, Ammoniak und im Reaktor für die Umsetzung verlorengehen, bis die Wasserdampf über ein Bett eines katalytischen Mate- Erhitzung der Gasmischung auf Reaktionstemperatur rials in einem Reaktionsgefäß leitet. erfolgt ist. Wird jedoch erfindungsgemäß die eine der

Es wurde nun gefunden, daß in einem solchen Ver- 4° die Reaktionsmischung bildenden Komponenten auf fahren verbesserte Ausbeuten und Wirksamkeiten _: über 300° C vorerhitzt, so sind die Mischungstemperaerzielt werden, indem die Reaktionsteilnehmer in einer türen, selbst wenn die andere Komponente nur eine solchen Weise vorerhitzt werden, daß Ammoniak und Temperatur von 8O⁰C — also weniger als in der Propylen mit molekularem Sauerstoff nicht bei einer Vorveröffentlichung — besitzt, beträchtlich höher als Temperatur über 300⁰C vor der Berührung mit dem 45 entsprechend dem bekannten Verfahren, und es geht Katalysator in Berührung kommen. nur ein geringeres Volumen des Reaktors für das Auf-

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung heizen der Reaktionsmischung verloren, von Acrylnitril durch Umsetzung einer vorerhitzten . .

Gasmischung aus Propylen, einem molekularen Sauer- Beispiel

stoff enthaltenden inerten Gas, Ammoniak und Was- 50 Eine Beschickung aus 5 Volumprozent Propylen, serdampf bei erhöhter Temperatur in der Gasphase in 6 Volumprozent Ammoniak, 34 Volumprozent Was-Gegenwart eines Oxydationskatalysators, wobei ein serdampf und 55 Volumprozent Luft wurde über ein Ammoniak und Propylen enthaltender Gasstrom ge- festes Bett eines Zinnoxid/Antimonoxid-Katalysators trennt von dem den molekularen Sauerstoff enthalt in einem Reaktionsgefäß aus Stahl mit einem Durchtenden inerten Gas zugeführt und die beiden Gas- 55 messer von 2,5 cm und einer Länge von 3 m, das in ein ströme erst unmittelbar vor dem Reaktionsgefäß ge- auf 460 bis 470⁰C gehaltenes Salzbad eingetaucht war, mischt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß man geleitet,
die 2 bis 10 Volumprozent Propylen und 1 bis 20 Volumprozent molekularen Sauerstoff enthaltende Gas- a) Erfindungsgemäß wurde die Beschickung aus mischung bei einer Temperatur zwischen 300 und 60 Wasserdampf und Luft auf 350⁰C vorerhitzt und 600⁰C und einer Kontaktzeit von 1 bis 30 Sekunden unmittelbar vor dem Eintritt in das Katalysatorumsetzt, dabei entweder den Propylen und Ammoniak bett mit der Zimmertemperatur aufweisenden

enthaltenden Gasstrom oder das den molekularen Beschickung aus Propylen und Ammoniak verSauerstoff enthaltende inerte Gas, wobei der Wasser- mischt. Die erhaltene Gasmischung hatte eine

dampf in einem oder beiden der Gasströme enthalten 65 Temperatur von 288⁰C. Bei diesen Reaktionsbeist, auf eine Temperatur über 300⁰C vorerhitzt und mit dingungen wurden 52% Acrylnitril, 4% Acrolein

dem anderen Gasstrom mischt, wobei die Temperatur und 9 % Cyanwasserstoff erhalten. Diese Werte

der Gasmischung 300⁰C nicht überschreitet. wurden mehrere Stunden lang erzielt.