DE2124472A1 - Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen

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DE2124472A1 DE19712124472 DE2124472A DE2124472A1 DE 2124472 A1 DE2124472 A1 DE 2124472A1 DE 19712124472 DE19712124472 DE 19712124472 DE 2124472 A DE2124472 A DE 2124472A DE 2124472 A1 DE2124472 A1 DE 2124472A1
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Harold R. Newton Mass. Sheely (V.StA.)
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The Badger Co., Inc., Cambridge, Mass. (V.StA.)
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Description

PAfEHTANWALTE
DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH
DR. TINO HAIBACH 2124472
8 MÜNCHEN 2, 4o Mai 1971
UNSER ZEICHEN: 13 163
The Badger Company, Ino,j Cambridge, Mass. 02142 V.St.A,
Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen
Die Erfindung bezieht sich auf die Oxydation von Olefin-Ammoniak-G-emischen zu ungesättigten Nitrilen, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, insbesondere auf eine Verbesserung bei der Herstellung eines ungesättigten Nitrile nach einem Verfahren, bei dem eine katalytisehe Dampfphasenreaktion zwischen Sauerstoff, Ammoniak und einem Olefin in einem Reaktor durchgeführt wird, der einen im Fließzustand gehaltenen Katalysator enthalte
Es sind bereits verschiedene Abwandlungen der genannten Verfahren bekannt, mit deren Hilfe verbesserte Ergebnisse und Kosteneinsparungen im technischen Maßstab erzielt werden. Beispielsweise ist in der USA-Patentschrift 3 230 angegeben, daß, wenn ein solches Verfahren in einem Reaktor mit 2 oder mehreren hintereinandergeschalteten Kammern oder Zonen für die katalytische Umsetzung, in denen die Gase nur kurzzeitig mit dem Katalysator/in Berührung gebracht werden, durchgeführt wird, die Betriebsergebnisse besser sind als bei Durchführung der Umsetzung unter den gleichen Bedingun-
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gen in einem üblichen Reaktor mit einer einzigen Kammer oder Reaktionszone mit dem gleichen Volumen wie das Gesamtvolumen der hintereinandergeschalteten Kammern oder Zonen, Auch bei Verwendung eines Eeaktors mit mehreren hintereinandergeschalteten Zonen für die katalytische Umsetzung nimmt die Aktivität des Katalysators jedoch in einer verhältnismäßig kurzen Zeit afc, wodurch das Verfahren laufend unterbrochen werden muß, damit der Katalysator regeneriert werden kann» z, B, dadurch, daß der Katalysator bei erhöhter Temperatur mit Luft in Berührung gebracht wird·
Zur Lösung der zuletzt genannten Aufgabe ist in der USA-Patentschrift 3 427 343 eine weitere Abwandlung angegeben, bei der der Sauerstoff praktisch immer in Abwesenheit von Olefin und Ammoniak mit dem Katalysator in Berührung kommen muß. Der Sauerstoff wird in die erste von mehreren hintereinandergeschalteten Reaktionszonen eingeleitet, und die anderen Reaktionsteilnehmer werden in eine Reaktionszone eingeleitet, die stromabwärts von der Zone liegt, in welche der Sauerstoff zuerst eingeleitet wird· Obgleich die guten Ergebnisse, die durch das getrennte Einleiten des Sauerstoffs erzielt werden, noch nicht vollständig erklärt werden können, wird die Kammer oder die Reaktionszone, in welche der Sauerstoff eingeleitet wird, als "Katalysator-Regenerationszone* bezeichnet, um klarzustellen, daß der Katalysator durch die Berührung mit molekularem Sauerstoff in Abwesenheit iron Olefin und Ammoniak regeneriert oder wieder in seinen ursprünglichen, höherwertigen Oxydationszustand übergeführt wird* Bei Anwendung dieser Abwandlung wurde festgestellt, daß die Katalysatoraktivität auf einem gleichmäßig hohen Wert bleibt, so daS das Verfahren über einen langen Zeitraum kontinuierlich durchgeführt werden kann, ohne daß die Umwandlung des Einsatzmaterials oder die Ausbeute an dem gewünschten Proäukt nennenswert abfallen· Bei dieser Abwandlung geht jedoch ein nennenswerter Anteil
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des eingesetzten Olefins durch Oxydation zu Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd verloren.
Die E findung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Verfahren, beispielsweise die in den USA-Patentschriften 3· 427 34-3 und 3 230 246 mit Hilfe einer weiteren Abwandlung zu verbessern, wodurch die Menge des durch Oxydation zu GO und COp verlorenen eingesetzten Olefins wesentlich vermindert wird und die Anzahl der hintereinandergeschalteten Reaktionszonen kleiner gehalten werden kann»
Im allgemeinen betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen durch Umsetzung von Sauerstoff, Ammoniak und Olefinen in einem Fließbettreaktor mit mindestens zwei hintereinandergeschalteten katalysatorhaltigen Zonen, wobei die eine Zone eine Katalysator-Regenerierzone und die andere Zone eine Reaktionszone mit einem Fließbett in dichter Phase darstellt; die Verbesserung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in der Regenerationszone mit Sauerstoff und mit einem Teil bzw· dem gesamten eingesetzten Ammoniak in Berührung bringt« Der Ammoniak kann dem Sauerstoff beigemischt sein; er kann aber auch getrennt in die Katalysator-Regenerationszone eingeleitet werden.
Andere Ziele und Vorteile sowie nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung erläuterte
Es wurde gefunden, daß die Verluste an eingesetztem Olefin, ζΦ B. Propylen, durch Umsetzung zu CO2 und CO bei getrennter Ei" -eitung des Sauerstoffs in die Katalysator-lRegenerationszone, wie es in der USA-Patentschrift 3 4-27 343 angegeben ist, da-
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durch bedingt sind, daß das Olefin an den aus den anderen Teilen es R aktore zurückgeleiteten Katalysatorteilchen absorbiert ist· Olefine, wie Propylen, Isobutylen usw. werden leicht am Katalysator absorbiert, während der Ammoniak kaum bzw· gar nicht am Katalysator absorbiert wird. Wenn also Sauerstoff allein in die Regenerationszone einleitet wird, wie es in der USA-Patentschrift 3 427 343 angegeben ist, so reagiert dieser leicht mit dem absorbierten Olefin unter Bildung von 0O2 und 00. Diese, unerwünschte Oxydationsreaktion kann dadurch unterdrückt werden, indem Ammoniak in einer solchen Menge in die Regenerationszone eingeleitet wird, daß eine Reaktion mit dem absorbierten Olefin stattfindet, wobei das als Produkt gewünschte ungesättigte Nitril gebildet wird« Obgleich der gesamte, normalerweise dem Reaktor zugeführte Ammoniak in die Regenerationszone eingeleitet werden kannj ist dies nicht unbedingt notwendig, da die Olef!^konzentration in dieser Zone niedrig ist« Andererseits müssen mindestens etwa 3 i> des gesamten eingesetzten Ammoniaks in die Regenerationszone eingeleitet werden, um eine Umsetzung des absorbierten Olefins zu 00« und 00 zu verhindern· In der Praxis werden etwa 3 bis etwa 90 i» (vorzugsweise etwa 10 - 30 #) des gesamten eingesetzten Ammoniaks in die Regenerationszone eingeleitet, wobei der Rest in die gleiche Reaktionszone bzw. Reaktionszonen wie das Olefin eingeleitet wird«
Unter den Begriff "Olefin" sollen offenkettig mnd cyclische Olefine fallen; erfindungsgemäß können beispielsweise folgende Olefine verwendet werden: Propylen, Buten-1, Buten-2, Isobutylen, Penten-1, Penten-2, 3-Methylbuten-1, 2-Methylbuten-2, Hexen-1, Hexen-2, 4-Methyl-Penten-1, 3,3-Dimethylbuten-1, 4-Methylpenten-2, Octen-1, Oyclopenten, Cyclohexen, und 3-Methylcyclohexen sowie höhere Alkene, Homologe und Analoge sowie Gemische dieser Verbindungen. Die bevorzugten Reaktions-
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teilnehmer sind Monoolefine mit der Struktur
OH2 = OH - CH5
R
worin R Wasserstoff oder einen Methylrest bedeutet» Die Erfindung ist besonders anwendbar auf die Herstellung " von Acrylnitril und Methacrylnitril aus Propylen bzw» Isobutylen·
Es kann eine beliebige .Quelle von molekularem Sauerstoff verwendet werden. Vorzugsweise wird aus wirtschaftlichen Gründen Luft eingeleitet» Das Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Olefin soll im Bereich· von 0,5 : 1 bis 3 : 1 liegen· Bei der Umwandlung von Propylen und Isobutylen werden die besten Ergebnisse mit einem Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Olefin im Bereich von 1 : 1 bis 2 : 1 erhalten·
In den USA-Patentschriften 3 427 343 und 3 230 246 ist angegeben, daß das Molverhältnis zwischen Ammoniak und Olefin zwischen 0,05 : 1 und 5 J 1 liegt. Obgleich in Wirklichkeit keine obere Grenze existiert, besteht kein Anlaß, über das Verhältnis 5 : 1 hinauszugehen· In den genannten Vorveröffentlichungen ist aber auch angegeben, daß die untere Grenze mindestens 1 : 1 betragen sollte, wenn die Bildung von Bauerstoffhaltigen Derivaten des Olefins vermieden werden soll* In der industriellen Praxis ist es deshalb üblich, die Menge des Ammoniaks um mindestens 10 ^, häufiger um 15 - 25 Ί» über die zur Einhaltung des stöohiometrisohen Verhältnisses von 1 : 1 erforderliche Menge zu erhöhen· Erfindungsgemäß braucht nicht mehr Ammoniak als bisher verwendet zu werden; vielmehr ist
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es möglich, näher beim stöchiometrischen Verhältnis 1 : 1 zu arbeiten, ohne daß nennenswerte Mengen an sauerstoffhaltigen Olefinderivaten gebildet werden»
Wie bei den bekannten Verfahren kann Wasser im Reaktionsgemisch verwendet werden, z. B. in den in den USA-Patentschriften 3 230 246 und 3 427343 angegebenen Mengen, wobei die bekannten Vorteile erzielt werden; die Umsetzungen können jedoch erfindungsgemäß auch ohne Wasser durchgeführt werdene
Es können alle der für <äie Umsetzung von Sauerstoff, Ammoniak und ungesättigten Olefinen zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen verwendeten bekannten Katalysatoren verwendet werden* Vorzugsweise, inabesondere für die Umsetzung von Propylen und Isobutylen zu Acrylnitril bzwa Methacrylnitril, wird ein aus den Mischoxyden des Antimons und des Urans bestehender Katalysator verwendet, dessen Herstellung in der USA-Patentschrift 3 427 343 beschrieben ist. Andere brauchbare Katalysatoren sind die Wismut-, Zinn- und Antimonsalze der Phosphormolybdänsäure und der Molybdänsäure, Wismutsilikomolybdat, Wismutsilikophosphomolybdat und Wismutphosphowolframat, wie sie in den USA-Patentschriften 2 904 580, 3 044 966, 3 050 546 und
2 941 007 beschrieben sind» Weitere bevorzugte Katalysatoren sind die Mischoxyde des Antimons und Eisens, des Antimons und Thoriums, des Antimons und Cers und des Antimons und Mangans Sowie die in den USA-Patentschriften 3 248 340, 3 186 955,
3 200 081, 3 200 084, 3 264 225, 3 328 315 und 3 341 471 beschriebenen Katalysatoren« Weitere brauchbare Katalysatoren sind in der USA-Patentschrift 2 481 826, in den britischen Patentschriften 874 593 und 904 418, in der französischen Patentschrift 1 278 289, in der kanadischen Patentschrift 619 497 und in den belgischen Patentschriften 592 434, 593 097, 598 511, 603 030, 612 136, 615 605 und 603 031 feeschrieben· Diese Katalysatoren können naeh versohitdenen, an sich bekann-
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ten Verfahren hergestellt werden» Sie können in üblicher Weise zu Pillen oder Kugeln geformt werden, wobei die Teilchen nur aus dem Katalysator oder aus Kieselsäure oder einem anderen Träger, der mit dem Katalysator imprägniert ist, bestehen können· Vorzugsweise liegt die Größe der Katalysatorteilchen im Bereich von etwa 50 - 100 Mikron (etwa 100 mesh oder finer), doch können auch größere oder kleiner· Teilchen verwendet werden«
Das Verfahren wird bei den für d i« Umsetzung von ungesättigten Olefinen zu ungesättigten Nitrilen üblichen Temperaturen und Drucken durchgeführt, wobei die erforderlichen Temperaturen und Drucke durch das Reaktionsgemisch und das gewünschte Produkt bestimmt sind· Für die Umsetzung von Propylen und Isobutylen kann die Temperatur im Bereich von etwa 260 - 54-O0C (500 - 10000P) vorzugsweise im Bereich von etwa 400 - 4950O (750 - 9250F) liegen? der Druck soll bei Atmosphärendruek oder etwas darüber liegen, jedoch nicht mehr als 3-5 Atmosphären betragen· Vorzugsweise liegt der Druck bei etwa 0,35 -1,1 atü (5 - 30 psig)·
Die optimale Kontaktzeit hängt natürlich von dem behandelten Olefin ab. Im allgemeinen kann die Kontaktzeit im Bereich von etwa 0,1 - 50 Sekunden, vorzugsweise im Bereich von 1-15 Sekunden liegen.
Das Verfahren kann zwar auch diskontinuierlich durchgeführt werden, wird jedoch in der Praxis aus wirtschaftlichen Gründen kontinuierlich durchgeführt. Der Reaktor muß mindestens zwei katalysatorhaltige Zonen enthalten, die miteinander in Verbindung stehen, wobei die erste Zone mit Einrichtungen ztya Einleiten von molekularem Sauerstoff und Ammoniak (entweder getrennt oder miteinander vermischt) und die andere Zone mit ' Einrichtungen zum Einleiten des Olefins (sowie gegebenenfalls zum Einleiten des Ammoniaks, wenn nicht der gesamte Ammoniak in die erste Zone eingeleitet wird) versehen sind, Weiterhin
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soll der Reaktor eine Katalysator-Trennzone enthalten, in welcher der Katalysator von den aus dem Reaktor abströmenden Reaktionsprodukten getrennt wird. Der Reaktor kann gegebenenfalls auch Einrichtungen zur Abscheidung der aus dem Katalysatorbett oder den Katalysatorbetten herausgetragenen feinen Anteile, wie Zyklone oder Filter, enthalten. Der von den abströmenden Reaktionsprodukten abgetrennte Katalysator wird zur Regenerierung und Umsetzung des am Katalysator absorbierten Olefine mit Ammoniak und Sauerstoff in die erste Katalysatorzone zurückgeleitet.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Reaktors durchgeführt, in welchem die verschiedenen katalysatorhaltigen Zonen vertikal zueinander angeordnet sind, wobei die Katalysator-Regenerationezone, in welche der Sauerstoff und der Ammoniak eingeleitet werden, unten liegt; an diese Zone schließen sich dann die Reaktionszone mit dem Fließbett in dichter Phase und die Trennzone an. Falls gewünscht, akann der Reaktor mehr als eine Reaktionszone mit dichter Phase enthalten, bzw, die Reaktionszone kann in mehrere Kammern unterteilt sein, die durch eine Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Elemtnten mit Öffnungen oder Loehböden getrennt sind. Diese können z, B, ebene, kegelförmige oder pyramidenförmige Siebt, Roste oder Lochplatten darstellen, wobei die Öffnungen den optimalen Betriebsbedingungen angepaßt sind, Beispiele sind in den USA-Patentschriften 3 230 246 und 2 427 343 beschrieben. Wenn der Reaktor mehrere Reaktionszonen enthält, so wird das Olefin vorzugsweise in eine Zone eingeleitet, die mindestens/dm eine Einheit stromabwärts von der Katalysator-Regenerationszone liegt, in die der Sauerstoff und der Ammoniak in der vorstehend beschriebenen Weise eingeleitet werden.
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Zur "besseren Regelung der Reaktionstemperatur kann es erwünscht sein, in die Reaktionszone oder die Reaktionszonen Wärmeaustauscherspiralen oder -rohre einzubauen«»
Die Reaktionsprodukte können beliebig in an sich bekannter Weise gewonnen werden, vorzugsweise durch Auswaschen der aus dem Reaktor abströmenden gasförmigen Reaktionsprodukte mit kaltem Wasser oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel, Nichtumgesetztes Propylen oder Isobutylen und Sauerstoff, die aus dem abströmenden Produkt gewonnen wurden9 können in den Reaktor zurückgeleitet werden»
Die Erfindung ist durch die Zeichnung erläutert, in der schematisch eine Ausführungsform des Reaktors zur Durchführung des Verfahrens angegeben ist. Ein vertikaler Reaktor 2 enthält an seinem unteren Ende einen Yerteilerrost 4 für das gasförmige Medium, wobei der Rost Durchtrittsöffnungen für die gasförmigen Reaktionsteilnehmer enthält und als Halterung für das Katalysatorbett dient. Der Reaktor kann auch eine Lochplatte 6 enthalten, die über seinen gesamten Querschnitt verläuft, wodurch zwei Zonen 8 und 10 gebildet werden, in denen ein bestimmter Katalysator wie nachstehend beschrieben im Fließzustand gehalten wird» Molekularer Sauerstoff, vorzugsweise in Form von Luft, wird über eine Leitung 12 in den unteren Teil des Reaktors eingeleitet« Gasförmiger Ammoniak wird über eine Leitung 14 in. den unteren Teil des Reaktors und über eine Leitung 16 in die Zone 10 eingeleitet. Das ungesättigte Olefin wird über eine Leitung 18 in die Zone 10 eingeleitet. Der Sauerstoff und der Ammoniak, die durch die Li^tungen 12 und 14 eingeleitet werden, gehen durch den Rost 4 und die Lochplatte 6 nach oben, wobei ihre Geschwindigkeit ausreichen ist, um den festen Katalysator in den Zonen 8 und 10 im Fließzustand, d, h. die Katalysator-
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teilchen in einer turbulenten Suspension zu halten· Das Katalysator-Fließbett in der Zone 10 wird auf einer geeigneten Höhe unterhalb des oberen Abschlusses des Reaktors gehalten, so daß eine Trennzone 20 gebildet wird, in der sich die Katalysatorteilchen von dem aus dem Reaktor abströmenden Produkt trennen« Ein Zyklonabscheider 24 ist in der Trennzone vorgesehen, mit dessen Hilfe die durch das abströmende Produkt mitgerissenen feinen Katalysatorteilchen abgetrennt werden«, Der Zyklonabscheider ist mit einem Eintauchrohr 26 versehen, durch das die abgeschiedenen feinen Teilchen in die Regenerationszone zurückgeleitet werden» Bie durch den Abscheider 24- abgetrennten feinen Teilchen können aber auch in die Zone 10 zurückgeleitet werden. Die abströmenden Produkte werden mit Hilfe einer Leitung 28 aus dem Reaktor entfernt, die zu einer Produktgewinnungsanlage 30 führt, in welcher das Nitril in an sich bekannter Weise, z. B. durch Auswaschen mit Wasser oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel, gewonnen wird. Das nichtumgesetzte Olefin und der nichtumgesetzte molekulare Sauerstoff können in den Reaktor zurückgeleitet werden (gestrichelte Linie 32, die in die Zone 10 führt). Beim Betrieb des Reaktors wird der Katalysator kontinuierlich in den verschiedenen Zonen umgewäl*zt, wobei der Katalysator in der Zone 8 durch den molekularen Sauerstoff kontinuierlich regeneriert wird und die Umsetzung des Olefins zu dem gewünschten Nitril kontinuierlich im Fließbett der Seaktionszone erfolgt. Weiterhin wird das gesamte, an den zurückgeleiteten Katalysatorteilchen absorbierte Olefin in der Regenerationszone 8 durch die Umsetzung mit dem durch die Leitungen 12 und 14- eingeleiteten Ammoniak und Sauerstoff in das gewünschte Nitril umgewandelt.
Die G-asgeschwindigkeiten sollen so gewählt sein, daß eine Kontaktzeit in der Größenordnung von 0,1 - 50 Sekunden in
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jeder der Zonen 8 und 1O9 vorzugsweise eine Kontaktzeit von 1-15 Sekunden erhalten wirde Unter "Kontaktzeit" versteht man die Zeit (in Sekunden), in welcher eine Volumeinheit des Gases unter den Reaktionsbedingungen mit einer Volumeinheit Katalysator in Berührung steht«
Beispielsweise kann die Umsetzung von Propylen und Isobutylen zu Acrylnitril bzw. Methacrylnitril unter Verwendung der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung mit Hilfe eines Katalysators durchgeführt werden, der aus den kombinierten Oxy-r den des Antimons und des Urans besteht und der nach dem Verfahren gemäß der USA-Patentschrift 3 427 343 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 100 Mikron hergestellt wurde. Das eingesetzte Propylen oder Isobutylen» der Sauerstoff in Form von luft und der Ammoniak werden in solchen Mengen eingeleitet, daß sich ein Molverhältnis zwischen Sauerstoff und Olefin von 1,5 s 1 und ein Molverhältmis zwischen Ammoniak und Olefin von etwa 1:1 ergibt. Etwa 10 $> des gesamten Ammoniaks werden in die Regenerationszone eingeleitet, während der Rest in die Reaktionszone 10 eingeleitet wird^Die Umsetzungen werden bei einer Temperatur im Bereich von etwa 400 - 495°C (750 - 9250P) und bei einem Druck von etwa 0,35 - 2,1 attt (5 - 30 psig) durchgeführt. Die Gasgeschwindigkeiten werden so gewählt, daß eine Kontaktzeit von etwa 5 Sekunden erhalten wird.
Die Erfindung kann natürlich auch auf andere Weise als in der speziell beschriebenen und dargestellten ausgeführt werden. So können der Ammoniak und die Luft vor dem Eintritt in den unteren Teil des Reaktors miteinander vermischt werden, bzw« der in die Regenerationssone eingeleitete Ammoniak kann direkt in diese Zone oder an einer Stelle in der Nähe des Verteilerrostes 4- eingeleitet werden, wobei in diesem Pail der
*) Weiterhin kann Yasser nit einer Geschwindigkeit entsprechend einem Molverhältnie von Wasser au Olefin von etwa 4 s I1 in die Reaktionszone eingeleitet werden«
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Sauerstoff ebenfalls unmittelbar unterhalb des Rostes 4 eingeleitet werden kann, so daß eine ausreichende Vermischung mit dem Ammoniak gewährleistet ist.
Die wesentlichen Torteile des Verfahrens gemäß der Erfindung bestehen darin, daß die Menge des durch Oxydation zu CO und COp verlorenen Olefins stark vermindert ist, daß sehr hohe Ausbeuten erhalten werden können, ohne daß mehrere hintereinandergeschaltete Reaktoren oder Reaktionszonen nötig sind (obj.eich erfindungsgemäß auch mehrere Reaktoren oder Reaktionszonen verwendet werden können, falls dies gewünscht ist), daß mit gutem Erfolg mit einem Molverhältnis von Ammoniak zu Olefin in der Nähe oder beim stöchiometrischen Verhältnis von 1 : 1 gearbeitet werden kann, ohne daß sauerstoffhaltige Olefinderivate in nennenswerten Mengen gebildet werden und daß die Katalysatoraktivität auf einem hohen Durchschnittswert gehalten werden kann«
Patentansprüche:
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Claims (1)

  1. 21 2 A A 7
    Patentansprüche
    /Ί·/ Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Nitrilen durch Umsetzung eines ausgewählten ungesättigten Olefins mit Ammoniak und Sauerstoff in einem Reaktor, der ein Fließbett aus einem Oxydationskatalysator enthält, das in eine Katalysator-Regenerationszone und eine stromabwärts von der Regenerationszone angeordnete Reaktionszöne unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das ungesättigte Olefin in die Reaktionszone, den Sauerstoff in die Regenerationszone und mindestens 3 ^ der gesamten Menge des für die Reaktion verwendeten Ammoniaks in die Regenerationszone einleitet, während man den Rest der Gesamtmenge des Ammoniaks in die Reaktionszone einleitet, daß man im Reaktor eine ausgewählte Reaktionstemperatur aufrechterhält, das Olefin, den Ammoniak und den Sauerstoff durch die Reaktionszone leitet und das aus dem Reaktor abströmende Reaktionsprodukt gewinnt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sauerstoff in Form von Luft zuführt·
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorbett durch den Sauerstoff oder die Luft im Fließzustand hält,
    4· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die feinen Katalysatorteilchen aus dem abströmenden Reaktionsprodukt abtrennt und in die Regenerationszone zurückleitet·
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    2 1 2 A 4 7
    5β Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man 10 - 30 i» der gesamten Ammoniakmenge für die Reaktion in die Regenerationszone einleitet»
    60 Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -
    5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Molverhältnis zwischen dem gesamten Ammoniak und dem gesamten Olefin* die in den Reaktor eingeleitet werden, auf etwa 0,05 : 1 "bis 5 s 1 einstellte
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -
    6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Olefin ein Monoolefin verwendet.
    8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Olefin Propylen oder Isobutylen verwendet·
    9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man die Temperatur zwischen etwa 260 und 54O0C (500 - 10000P) hält.
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die in die Regenerationszone eingeleitete Ammoniakmenge auf etwa 3 - 50 i» der gesamten, in den Reaktor eingeleiteten Ämmoniakmenge hält«
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-
    10, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Reaktor mit einer Reihe von miteinander in Verbindung stehenden Zonen verwendet, wobei jede Zone Katalysator enthält und die Regenerationszone die erste Zone darstellt.
    12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -
    11, dadurch gekennzeichnet , daß man die Reaktionszone oberhalb der Regenerationszone anordnet·
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2435031A1 (de) * 1973-08-20 1975-02-27 Standard Oil Co Ohio Verfahren zur oxydativen umwandlung von kohlenwasserstoffverbindungen
DE2724093A1 (de) * 1976-05-29 1977-12-08 Nissan Motor Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der winkelverschiebung eines vor einem motorfahrzeug befindlichen objektes

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5534650A (en) * 1994-01-12 1996-07-09 Mitsubishi Chemical Corporation Method for producing a nitrile
UA54409C2 (uk) * 1997-07-16 2003-03-17 Асахі Касеі Кабусікі Кайся Спосіб одержання акрилонітрилу або метакрилонітрилу з пропану або ізобутану шляхом амоксидування
CN114181114B (zh) * 2021-12-17 2023-09-29 中国五环工程有限公司 分步法氨氧化反应生产甲基丙烯腈的工艺及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2435031A1 (de) * 1973-08-20 1975-02-27 Standard Oil Co Ohio Verfahren zur oxydativen umwandlung von kohlenwasserstoffverbindungen
DE2724093A1 (de) * 1976-05-29 1977-12-08 Nissan Motor Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der winkelverschiebung eines vor einem motorfahrzeug befindlichen objektes

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Publication number Publication date
BE765858A (fr) 1971-10-18
NL7106992A (de) 1971-11-24
FR2093545A5 (de) 1972-01-28
GB1304665A (de) 1973-01-24
NL145846B (nl) 1975-05-15

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