DE1468702B2 - PROCESS FOR THE CONTINUOUS MANUFACTURING OF ACRYLIC NITRILE - Google Patents
PROCESS FOR THE CONTINUOUS MANUFACTURING OF ACRYLIC NITRILEInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Acrylnitril durch katalytische Umsetzung von Propylen, Ammoniak und Sauerstoff, wobei die Umsetzung von Propylen zu Acrylnitril in gleichmäßig hohen Ausbeuten in technischem Maßstab durchgeführt werden kann.The present invention relates to a process for the continuous production of acrylonitrile by catalytic conversion of propylene, ammonia and oxygen, with the conversion of propylene too Acrylonitrile can be carried out in consistently high yields on an industrial scale.
Aus den bekanntgemachten Unterlagen der belgischen Patentschrift 5 71 200 ist es bekannt, Acrylnitril aus Propylen, Ammoniak und Sauerstoff bei erhöhter Temperatur unter Einwirkung eines Katalysators herzustellen. Nach diesem Verfahren kann die Reaktionsmischung auch Wasserdampf enthalten, falls es sich als zweckmäßig erweist Das Verfahren gemäß der Erfindung betrifft eine abgeänderte Ausführungsform des in der erwähnten Patentanmeldung beschriebenen bekannten Verfahrens.From the published documents of the Belgian patent 5 71 200 it is known acrylonitrile from propylene, ammonia and oxygen at elevated temperature under the action of a catalyst to manufacture. According to this process, the reaction mixture can also contain water vapor, if it is proves to be expedient. The method according to the invention relates to a modified embodiment of the known method described in the aforementioned patent application.
Nach dem bekannten Verfahren können als Katalysatoren Wismut-, Zinn- und Antimonsalze der Phosphormolybdänsäure und Molybdänsäure sowie das Wismutsalz der Phosphorwolframsäure verwendet werden. Für das bekannte Verfahren ist vorgeschlagen worden, das molare Verhältnis zwischen Sauerstoff und Olefin in der dem Reaktor zugeführten Reaktionsmischung von 0,5 :1 bis 5 :1, vorzugsweise von etwa 1 :1 bis 2,5 :1, zu halten. Das molare Verhältnis von Ammoniak zu Olefin in der dem Reaktor zugeführten Reaktionsmischung kann zwischen 0,05 :1 bis 5 :1 liegen. Das optimale Verhältnis zur Herstellung des Acrylnitril soll danach ungefähr 1 :1 betragen.According to the known process, bismuth, tin and antimony salts of phosphomolybdic acid can be used as catalysts and molybdic acid and the bismuth salt of phosphotungstic acid can be used. For the known method has been proposed, the molar ratio between oxygen and olefin in the reaction mixture fed to the reactor from 0.5: 1 to 5: 1, preferably from about 1: 1 to 2.5: 1 keep. The molar ratio of ammonia to olefin in the reaction mixture fed to the reactor can range from 0.05: 1 to 5: 1. The optimal ratio for the production of the acrylonitrile should then be approximately 1: 1.
Bei der technischen Durchführung des bekannten Verfahrens in technischem Maßstab wurde die Beobachtung gemacht, daß während der Durchführung des Verfahrens der Grad der Umsetzung von Propylen zu Acrylnitril häufig allmählich zurückgeht, wenn das Verfahren mit einem Ammoniak-zu-Propylen-Verhältnis von etwa 1 :1 und einem Sauerstoff-zu-Olefin-Verhältnis in der Größenordnung von etwa 1,5 :1 zu etwa 2:1 durchgeführt wird. Dieser Nachteil tritt beim Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Wasserdampf wie auch beim Arbeiten ohne Wasserdampf auf. Dieser allmähliche Abfall des Umsetzungsgrades von Propylen zu Acrylnitril scheint durch ein Absinken der Aktivität des Katalysators hervorgerufen zu sein. Nach dem bekannten Verfahren kann ein Katalysator in der Regel durch Behandlung mit Luft bei erhöhten Temperaturen in seinen ursprünglichen Zustand gebracht werden, wenn sich bei seiner Verwendung ein Absinken der Aktivität bemerkbar gemacht hat. Diese Regeneration des Katalysators ist jedoch infolge Zeitausfalls unproduktiv, und aus wirtschaftlichen Gründen ist es deshalb wünschenswert, diese Regenerations-Perioden zu vermeiden oder zumindest auf ein Minimum zu beschränken. When the known process was carried out on an industrial scale, the observation made that during the implementation of the process the degree of conversion of propylene increases Acrylonitrile often declines gradually when the process is with an ammonia-to-propylene ratio of about 1: 1 and an oxygen to olefin ratio on the order of about 1.5: 1 to about 2: 1. This disadvantage occurs when Dilute the reaction mixture with steam as well as when working without steam. This a gradual decrease in the degree of conversion of propylene to acrylonitrile appears to be due to a decrease in activity caused by the catalyst. According to the known process, a catalyst can generally are restored to their original state by treatment with air at elevated temperatures, if you notice a decrease in activity while using it. This regeneration however, the catalyst is unproductive due to time outage, and so it is for economic reasons it is desirable to avoid these regeneration periods or at least to keep them to a minimum.
Es wurde nun gefunden, daß die Umsetzung zu Acrylnitril über längere Zeiträume ohne wesentliches Absinken des Umsetzungsgrades von Propylen zu Acrylnitril durchgeführt werden kann, wenn spezielle Verfahrensbedingungen angewendet werden.It has now been found that the conversion to acrylonitrile over long periods of time without substantial Decrease in the degree of conversion of propylene to acrylonitrile can be carried out if special Process conditions are applied.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Acrylnitril in technischem Maßstab durch Umsetzung eines gasförmigen Gemisches aus Propylen, Ammoniak und Sauerstoff in Gegenwart eines Wismutmolybdat- oder Wismutphosphormolybdatkatalysators bei erhöhter Temperatur ohne Wasserzusatz gegebenenfalls bei erhöhtem Druck, ist dadurch gekennzeichnet, daß das das Reaktionsgefäß verlassende gasförmige Reaktionsprodukt laufend oder in geeigneten Zeitabständen auf seinen Sauerstoffgehalt analysiert wird und Sauerstoff dem dem Reaktionsgefäß zugeführten Gasgemisch in einer solchen Menge zugefügt wird, daß der Sauerstoffgehalt in dem das Reaktionsgefäß verlassenden gasförmigen Reaktionsprodukt stets im Bereich von mehr als 0,1 bis etwa 7 Mol-% liegt.The inventive method for the continuous production of acrylonitrile in technical Scale by converting a gaseous mixture of propylene, ammonia and oxygen into Presence of a bismuth molybdate or bismuth phosphorus molybdate catalyst at an elevated temperature without the addition of water, if necessary at elevated pressure, is characterized in that the reaction vessel leaving gaseous reaction product continuously or at suitable time intervals for its oxygen content is analyzed and oxygen to the gas mixture supplied to the reaction vessel in such an amount it is added that the oxygen content in the gaseous reaction product leaving the reaction vessel is always in the range from more than 0.1 to about 7 mole percent.
Die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes des den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisches kann nach den verschiedenen an sich bekannten Methoden zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gases durchgeführt werden. Wenn diese Messungen ergeben, daß der Sauerstoffanteil in dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch unter die gewünschte Menge, d. h. auf 0,1 Mol-% und darunter fällt, ist es nur erforderlich, die Sauerstoffmenge in der dem Reaktor zugeführten Reaktionsmischung zu erhöhen, um den gewünschten Effekt zu erreichen.The oxygen content of the reaction mixture leaving the reactor can be determined according to the various methods known per se for determining the oxygen content of a gas will. If these measurements show that the oxygen content in the leaving the reactor Reaction mixture below the desired amount, d. H. falls to 0.1 mol% and below, it is only necessary to increase the amount of oxygen in the reaction mixture fed to the reactor to the desired To achieve effect.
Bei der technischen Durchführung des Acrylnitril-Herstellungsverfahrens wird der Sauerstoffanteil in dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch durch mehrere Faktoren beeinflußt. Abgesehen von der Menge an Luft oder Sauerstoff, die dem Reaktor zugeführt wird, kann die Menge des verbrauchten Sauerstoffs von der Temperatur und der Kontaktzeit abhängig sein. Wenn als Ausgangsprodukt eine Mischung von Propylen und Propan verwendet wird, schwankt die Menge des in der Reaktion verbrauchten Sauerstoffs, wenn eine Veränderung im Verhältnis dieser beiden Bestandteile eintritt. Einige dieser Faktoren sind nicht vollständig erfaßbar. Es wird deshalb der Sauerstoffgehalt in dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch kontinuierlich überwacht. Dadurch erhält man schnell Kenntnis von einer eventuellen Verringerung des Sauerstoffgehalts im den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch, und zwar unabhängig von der Ursache, die der Veränderung desIn the technical implementation of the acrylonitrile manufacturing process the oxygen content in the reaction mixture leaving the reactor is reduced influenced several factors. Apart from the amount of air or oxygen that goes into the reactor is supplied, the amount of oxygen consumed can depend on the temperature and the contact time be dependent. If a mixture of propylene and propane is used as the starting product, The amount of oxygen consumed in the reaction fluctuates when there is a change in the ratio of these two components occurs. Some of these factors cannot be fully assessed. It will therefore the oxygen content in the reaction mixture leaving the reactor is continuously monitored. In this way, one quickly becomes aware of a possible reduction in the oxygen content in the Reactor leaving the reaction mixture, regardless of the cause, the change in the
Sauerstoffanteils zugrunde liegt. Wenn die technische Anlage weitgehend automatisiert werden soll, kann ein kontinuierlich arbeitender Sauerstoffbestimmungsapparat verwendet werden. Es wird dann auf einfache Weise eine kontinuierliche Messung des Sauerstoffanteils in dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch erzielt. Verschiedene Arten von kontinuierlich arbeitenden Sauerstoffbestimmungsapparaten sind im Handel erhältlich. Solche kontinuierlich arbeitenden Sauerstoff-Oxygen content is based. If the technical system is to be largely automated, a continuous oxygen determination apparatus can be used. It will then be easy to use a continuous measurement of the oxygen content in the reaction mixture leaving the reactor achieved. Various types of continuous oxygen meters are commercially available available. Such continuously working oxygen
bestimmungsapparate können automatische Kontrollventile steuern, die die Sauerstoffmenge regulieren, die dem Reaktor zugeführt wird. Auf diese Weise können also die dem Reaktor zugeführte Sauerstoffmenge und damit auch die in dem den Reaktor verlassenden Reaktionsgemisch enthaltene Sauerstoffmenge automatisch und weitgehend unabhängig von Bedienungspersonal auf der gewünschten Höhe gehalten werden.Determination apparatus can control automatic control valves that regulate the amount of oxygen added to the reactor. In this way, the amount of oxygen supplied to the reactor and thus also the amount of oxygen contained in the reaction mixture leaving the reactor can be kept at the desired level automatically and largely independently of the operating personnel.
Der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erzielte technische Fortschritt wird anhand der folgenden Tabelle erläutert.The technical progress achieved by the method according to the invention is based on the explained in the following table.
In einem kleinen Laboratoriumsreaktor mit Fließbettanordnung des Katalysators des Beispiels 17 der belgischen Patentschrift 5 71200 wurden folgende Umsetzungen bei 449° C durchgeführt:In a small laboratory reactor with a fluidized bed arrangement of the catalyst of Example 17 of FIG Belgian patent 5 71200 the following reactions were carried out at 449 ° C:
Gemäß vorliegender
ErfindungAccording to the present
invention
Beispiel 17 der
BE-PS 5 71 200Example 17 of the
BE-PS 5 71 200
Der Wismutphosphormolybdatkatalysator der Tabellen wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt.The bismuth phosphomolybdate catalyst of the tables was prepared by the following procedure.
Eine Lösung, die 9,3 ecm 85%ige Phosphorsäure, 272 g Molybdänsäure (85% MoCb), 40 ecm Salpetersäure und 582 g Wismutnitrat, Bi(NO3)3 · 5 H2O, in 400 ecm Wasser enthielt, wurde zu 750 g eines wäßrigen, kolloiden, 30% Kieselsäure enthaltenden Kieselsäuresol gegeben. Das Gemisch wurde dann zur Trockne eingedunstet und 16 Stunden auf 538° C erhitzt. Anschließend wurde es vermählen und durch Sieben auf eine 235 bis 1460 Maschen je Quadratzentimeter entsprechende Teilchengröße gebracht.A solution containing 9.3 ecm of 85% phosphoric acid, 272 g of molybdic acid (85% MoCb), 40 ecm of nitric acid and 582 g of bismuth nitrate, Bi (NO3) 3 · 5 H2O, in 400 ecm of water became 750 g of one given aqueous, colloidal, 30% silica containing silica sol. The mixture then became evaporated to dryness and heated to 538 ° C for 16 hours. Then it was married and through Seven brought to a particle size corresponding to 235 to 1460 meshes per square centimeter.
325 g dieses Katalysators wurden in eine übliche Oxydationsvorrichtung gegeben.325 g of this catalyst was placed in a conventional oxidizer.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US10425561A | 1961-04-20 | 1961-04-20 |
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1962
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Also Published As
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
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