JP2000327651A - Production of acrylonitrile - Google Patents

Production of acrylonitrile

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JP2000327651A
JP2000327651A JP2000075229A JP2000075229A JP2000327651A JP 2000327651 A JP2000327651 A JP 2000327651A JP 2000075229 A JP2000075229 A JP 2000075229A JP 2000075229 A JP2000075229 A JP 2000075229A JP 2000327651 A JP2000327651 A JP 2000327651A
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JP
Japan
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gas
propane
acrylonitrile
reactor
oxygen
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JP2000075229A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Ihara
達也 井原
Hiroya Nakamura
浩也 中村
Iwao Hatano
巌 波多野
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for industrially producing acrylonitrile by ammoxidation of propane. SOLUTION: In this method for producing acrylonitrile by reacting propane with ammonia and oxygen to form acrylonitrile, recovering acrylonitrile from a reaction product gas and propane from the residual gas and reusing them, the reaction is carried out in a molar ratio of ammonia to propane in a gas fed to the reaction of 0.1-5, that of oxygen of 1-10 at 10-70% degree of conversion of propane, 1-9 volume % oxygen concentration in a reaction product gas and 0-30 volume % ammonia concentration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプロパン、アンモニ
ア及び酸素を反応させるアンモオキシデーションによ
り、アクリロニトリルを製造する方法に関するものであ
る。特に本発明は反応器流出ガス中に大量のプロパンが
残留するように反応を行わせ、反応器流出ガスからプロ
パンを回収して、再び反応に供するプロパン循環方式に
よるアクリロニトリルの製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing acrylonitrile by the ammoxidation of propane, ammonia and oxygen. In particular, the present invention relates to a method for producing acrylonitrile by a propane circulation system in which a reaction is carried out so that a large amount of propane remains in a reactor effluent gas, propane is recovered from the reactor effluent gas, and then subjected to the reaction again. .

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリロニトリルの製造法はいくつか知
られているが、現在では工業的に大規模に実施されてい
るのは、プロピレン、アンモニア及び酸素を固体酸化触
媒の存在下に反応させるアンモオキシデーション法であ
る。この方法はプロセスが比較的簡単で、かつプロピレ
ンに対するアクリロニトリルの収率が高く、優れた方法
である。しかしプロピレンはポリプロピレンその他の原
料として大きな需要があり、高価である。従って従来か
らプロピレンに代えて安価なプロパンを原料とする方
法、すなわちプロパン、アンモニア及び酸素を固体酸化
触媒の存在下に反応させる、プロパンを原料とするアン
モオキシデーション法によるアクリロニトリルの製造法
の開発が進められている。
2. Description of the Related Art Although a number of processes for producing acrylonitrile are known, at present, industrially large-scale processes are carried out by reacting propylene, ammonia and oxygen in the presence of a solid oxidation catalyst. This is the method of dating. This method is an excellent method because the process is relatively simple and the yield of acrylonitrile relative to propylene is high. However, propylene is in great demand and expensive as a raw material for polypropylene and other materials. Therefore, a method for producing acrylonitrile by using an inexpensive propane as a raw material instead of propylene, that is, a method in which propane, ammonia and oxygen are reacted in the presence of a solid oxidation catalyst, and an ammoxidation method using propane as a raw material, has been developed. Is underway.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】プロパンを原料とする
アンモオキシデーション法の最大の問題は、プロピレン
に比較してプロパンは反応性に乏しいので、副反応が生
起し易く、プロパンに対するアクリロニトリルの収率が
低いことである。固体酸化触媒の改良により、プロパン
に対するアクリロニトリルの収率は相当に改善されてき
ているが、未だプロピレン法には及ばない。
The biggest problem of the ammoxidation method using propane as a raw material is that propane is less reactive than propylene, so that a side reaction easily occurs, and the yield of acrylonitrile relative to propane is high. Is low. Improvements in solid oxidation catalysts have significantly improved the yield of acrylonitrile relative to propane, but still fall short of the propylene process.

【0004】プロパンを原料とするアンモオキシデーシ
ョン法のこの問題に対する解決策の一つは、プロパンの
反応率を低くすることにより、主として逐次反応による
燃焼反応その他の副反応を抑制し、かつ反応器から流出
する反応生成ガス中の未反応プロパンを回収して反応に
再利用するプロパン循環方式を用いることである。プロ
パン循環方式では、循環に要する費用がプロセスの経済
性に大きく影響するので、未反応プロパンの回収及び回
収したプロパンの循環を含むプロセス全体としての最適
化が達成されるように、反応条件を設定することが重要
であるが、未だその様な反応条件は見出されていなかっ
た。従って、本発明は、最適化されたプロパン循環方式
により、プロパンからアクリロニトリルを工業的に効率
よく製造する方法を提供しようとするものである。
One of the solutions to the problem of the ammoxidation method using propane as a raw material is to suppress the combustion reaction and other side reactions mainly due to the sequential reaction by reducing the reaction rate of propane, Is to use a propane circulation system in which unreacted propane in the reaction product gas flowing out of the reactor is recovered and reused in the reaction. In the propane circulation method, since the cost required for circulation greatly affects the economics of the process, the reaction conditions are set so that the entire process including the recovery of unreacted propane and the circulation of the recovered propane is optimized. It is important that such reaction conditions have not yet been found. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for industrially and efficiently producing acrylonitrile from propane by an optimized propane circulation system.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、プロパ
ン、アンモニア及び酸素から主として成る原料ガスを固
体酸化触媒が収容されている反応器で反応させてアクリ
ロニトリルを生成させる反応工程、反応器から流出する
反応生成ガスから生成したアクリロニトリルを分離する
アクリロニトリル回収工程、アクリロニトリルを分離し
た後のガスから炭酸ガスその他の非炭化水素を除去して
プロパンを主体とする循環ガスを取得するプロパン回収
工程、及びこの循環ガスを系外から供給される新たなプ
ロパン、アンモニア及び酸素と共に反応器に連続的に供
給する原料ガス供給工程の各工程から成るプロパンのア
ンモオキシデーションによるアクリロニトリルの製造方
法において、原料ガス供給工程で反応器に供給されるガ
ス中のプロパンに対するアンモニアのモル比が0.1〜
5、酸素のモル比が1〜10となるように供給ガスの組
成を制御し、かつ反応器におけるプロパンの反応率が1
0〜70%で、反応器流出ガス中の酸素濃度が1〜9容
量%、アンモニア濃度が0〜3容量となるように反応を
行わせることにより、プロパンからアクリロニトリルを
工業的に有利に製造することができる。
According to the present invention, there is provided a reaction step of reacting a raw material gas consisting mainly of propane, ammonia and oxygen in a reactor containing a solid oxidation catalyst to produce acrylonitrile. Acrylonitrile recovery step of separating acrylonitrile generated from the reaction product gas flowing out, propane recovery step of obtaining a circulating gas mainly containing propane by removing carbon dioxide gas and other non-hydrocarbons from the gas after separating acrylonitrile, and In the method for producing acrylonitrile by ammoxidation of propane, the method comprises the steps of a raw gas supply step of continuously supplying the circulating gas to the reactor together with new propane, ammonia and oxygen supplied from outside the system. Propane in the gas supplied to the reactor in the process The molar ratio of ammonia is 0.1 to
5. The composition of the supplied gas is controlled so that the molar ratio of oxygen is 1 to 10, and the reaction rate of propane in the reactor is 1
Acrylonitrile is industrially advantageously produced from propane by allowing the reaction to proceed at 0 to 70% so that the oxygen concentration in the reactor effluent gas is 1 to 9% by volume and the ammonia concentration is 0 to 3% by volume. be able to.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0007】本発明について詳細に説明すると、本発明
では固体酸化触媒の存在下にプロパン、アンモニア及び
酸素を反応させてアクリロニトリルを生成させる。この
反応そのものは公知であり、触媒としても多くのものが
知られている。通常はモリブデン及び/又はバナジウム
を含む金属酸化物触媒が用いられる。この種の触媒とし
ては、例えばV−Sb−W系酸化物とMo−Bi−Ce
−W系酸化物を機械的に混合して得た触媒(特開昭64
−38051号)、Mo−Ag−Bi−V系触媒(特開
平3−58961号、Mo−V−Sn−Bi−P系触媒
(特開平4−247060号)、Mo−Cr−Te系触
媒(U.S.P.5,171,876号)、MoとM
n、Coなどの元素からなる複合金属酸化物触媒、(特
開平5−194347号)、Mo−V−Te−X系触媒
(特開平2−257号、特開平5−148212号
号)、X−Cr−Mo−Bi−Y系触媒(特開平6−1
16225号)、V−Sb系触媒(特開平1−2686
68号、特開平2−180637号)、V−Sb−W−
P(特開平2−95439号)、V−Sb−Sn−Cu
系触媒(特開平4−275266号)などが提案されて
いる。本発明においては、特開平2−257号公報や特
開平3−104382号に開示されているMo−V−T
e−X系触媒や特開平9−157291号公報に開示さ
れているMo−V−Sb−X系触媒は、400〜450
℃の比較的低い反応温度で高選択率でアクリロニトリル
を与えるので好ましい。
The present invention will be described in detail. In the present invention, acrylonitrile is produced by reacting propane, ammonia and oxygen in the presence of a solid oxidation catalyst. This reaction itself is known, and many catalysts are known. Usually, a metal oxide catalyst containing molybdenum and / or vanadium is used. Examples of this type of catalyst include V-Sb-W-based oxides and Mo-Bi-Ce
Catalyst obtained by mechanically mixing -W type oxide
-38051), Mo-Ag-Bi-V based catalyst (JP-A-3-58961, Mo-V-Sn-Bi-P-based catalyst (JP-A-4-247060)), Mo-Cr-Te-based catalyst ( U.S.P. 5,171,876), Mo and M
composite metal oxide catalysts comprising elements such as n, Co, etc. (JP-A-5-194347), Mo-V-Te-X-based catalysts (JP-A-2-257, JP-A-5-148212), X -Cr-Mo-Bi-Y based catalyst (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 16225), V-Sb-based catalysts (JP-A 1-2686)
No. 68, JP-A-2-180637), V-Sb-W-
P (JP-A-2-95439), V-Sb-Sn-Cu
A system catalyst (JP-A-4-275266) has been proposed. In the present invention, the Mo-VT disclosed in JP-A-2-257 and JP-A-3-104382 are disclosed.
e-X-based catalysts and Mo-V-Sb-X-based catalysts disclosed in JP-A-9-157291 are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H09-157291.
It is preferred because it gives acrylonitrile with a high selectivity at a relatively low reaction temperature of ° C.

【0008】本発明で好ましく使用される触媒をさらに
詳しく述べると、モリブデン、バナジウム、X、Yおよ
び酸素(Xはテルルおよびアンチモンのうちの少なくと
も1種、Yはニオブ、タンタル、タングステン、チタ
ン、アルミニウム、ジルコニウム、クロム、マンガン、
鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラ
ジウム、白金、ビスマス、ホウ素、インジウム、リン、
ゲルマニウム、希土類元素、アルカリ金属、アルカリ土
類金属からなる群から選ばれた1種以上の元素を示す)
を必須成分とする複合金属酸化物触媒、さらに詳しく
は、必須成分の存在割合が、下記式 0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rY<0.5 (ただし、rMo、rV、rX、rYは酸素を除く上記
必須成分の合計に対するMo、V、XおよびYのモル分
率を表わす)で表される複合金属酸化物触媒はより一層
優れた性能を示す。なお、これらの触媒の製造方法は特
に制限はなく、構成元素を含む溶液、またはスラリーを
乾燥させ、乾燥物を加熱処理されて製造される。また、
周知の担体成分、例えば、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、ジルコニア、アルミノシリケート、珪藻土などを1
〜90重量%程度含んだ混合物として使用することもで
きる。
The catalyst preferably used in the present invention is described in more detail. Molybdenum, vanadium, X, Y and oxygen (X is at least one of tellurium and antimony, and Y is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum , Zirconium, chromium, manganese,
Iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus,
One or more elements selected from the group consisting of germanium, rare earth elements, alkali metals, and alkaline earth metals)
Is an essential component, more specifically, the proportion of the essential component is represented by the following formula: 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0. 50 ≦ rY <0.5 (where rMo, rV, rX and rY represent the mole fractions of Mo, V, X and Y with respect to the sum of the above essential components excluding oxygen) The catalyst shows better performance. The method for producing these catalysts is not particularly limited, and is produced by drying a solution or a slurry containing the constituent elements and subjecting the dried product to heat treatment. Also,
Well-known carrier components such as silica, alumina, titania, zirconia, aluminosilicate, diatomaceous earth, etc.
It can be used as a mixture containing about 90% by weight.

【0009】本発明では反応器に供給するガスの組成
を、プロパンに対するアンモニアのモル比が0.1〜
5、好ましくは0.3〜2、かつ酸素のモル比が1〜1
0、好ましくは1.5〜5となるように制御する。ま
た、反応器におけるプロパンの反応率は10〜70%、
好ましくは20〜60%となるように反応温度その他の
条件を制御する。プロパン循環方式の場合には、反応生
成ガスからアクリロニトリルを回収した後の残ガスから
プロパン及び残ガス中のプロパンに対してモル比で通常
0.01〜0.5程度の割合で副生するプロピレン(本
発明ではこの両者を合せてプロパンという)を回収する
が、経済的観点からは回収されるアクリロニトリル量に
対するプロパン回収系で処理すべきガス量の比をできる
だけ小さくすることが重要である。従って系内に不活性
ガスをできるだけ持込まないように、酸素としては空気
ではなく、空気分離により得た酸素又は酸素富化空気を
用いて、反応器に供給するガス中の窒素や二酸化炭素な
どの不活性ガスの比率を60容量%以下、特に40容量
%以下とするのが好ましい。また反応器におけるプロパ
ンの反応率を小さくすると、アクリロニトリルの選択率
は向上するが、回収して循環すべきプロパン量が増加し
て、回収系及び循環系の設備の大型化を招き、かつ運転
経費を増加させる。プロパンの反応率とアクリロニトリ
ルの選択率との関係は用いる触媒により変化するが、一
般にプロパンの反応率が10%未満では循環ガス量が過
大となって不利であり、逆に反応率が70%を越えると
アクリロニトリルの選択率が低下してプロパン循環法の
利点が失われる。プロパンの反応率は20〜60%が好
ましい。
In the present invention, the composition of the gas supplied to the reactor is adjusted so that the molar ratio of ammonia to propane is 0.1 to 0.1.
5, preferably 0.3 to 2 and a molar ratio of oxygen of 1 to 1
It is controlled to be 0, preferably 1.5 to 5. The reaction rate of propane in the reactor is 10 to 70%,
Preferably, the reaction temperature and other conditions are controlled so as to be 20 to 60%. In the case of the propane circulation system, propylene by-produced in a molar ratio of usually about 0.01 to 0.5 with respect to propane and propane in the residual gas from the residual gas after recovering acrylonitrile from the reaction product gas. (In the present invention, both are collectively referred to as propane.) From the economic viewpoint, it is important to minimize the ratio of the amount of gas to be treated in the propane recovery system to the amount of acrylonitrile recovered. Therefore, in order not to introduce inert gas into the system as much as possible, use not oxygen as air but oxygen obtained by air separation or oxygen-enriched air, such as nitrogen or carbon dioxide in the gas supplied to the reactor. It is preferable that the ratio of the inert gas be 60% by volume or less, particularly 40% by volume or less. Also, if the reaction rate of propane in the reactor is reduced, the selectivity of acrylonitrile is improved, but the amount of propane to be recovered and circulated is increased, which leads to an increase in the size of the recovery system and the circulation system, and also increases operating costs. Increase. The relationship between the reaction rate of propane and the selectivity of acrylonitrile varies depending on the catalyst used. However, if the reaction rate of propane is less than 10%, the amount of circulating gas becomes excessively large, which is disadvantageous. Above this, the selectivity of acrylonitrile is reduced and the advantages of the propane cycle are lost. The reaction rate of propane is preferably 20 to 60%.

【0010】本発明では前述の如くプロパンに対する酸
素及びアンモニアの供給比率を通常の場合よりも著しく
小さくして、相当量のプロパンが未反応で残存するよう
に反応させるので、反応器内は還元状態となり易い。し
かしアンモオキシデーションに用いる固体酸化触媒は金
属酸化物であり、一般に還元状態になると失活する。従
って反応器内には常に分子状酸素を存在させておくこと
が必要である。反応器内の酸素は、反応器流出ガス中の
酸素濃度として少なくとも1容量%は必要であり、通常
は2容量%以上であるのが好ましい。一方、反応器流出
ガス中に大量の酸素を残存させるのは、処理ガス量を増
大させ、かつ酸素の浪費となるので好ましくない。反応
器流出ガス中の酸素濃度の上限は9容量%以下とすべき
であり、7容量%以下であるのが好ましい。
In the present invention, as described above, the supply ratio of oxygen and ammonia to propane is made significantly smaller than in the normal case, and the reaction is carried out so that a considerable amount of propane remains unreacted. Easily. However, the solid oxidation catalyst used for ammoxidation is a metal oxide, and is generally inactivated when it is in a reduced state. Therefore, it is necessary to keep molecular oxygen in the reactor at all times. The oxygen in the reactor needs to be at least 1% by volume as the oxygen concentration in the gas discharged from the reactor, and is usually preferably 2% by volume or more. On the other hand, leaving a large amount of oxygen in the reactor effluent gas is not preferable because it increases the processing gas amount and wastes oxygen. The upper limit of the oxygen concentration in the reactor effluent gas should be 9% by volume or less, preferably 7% by volume or less.

【0011】反応器流出ガス中のアンモニア濃度は0〜
3容量%以下となるようにする。反応器流出ガスに大量
のアンモニアが存在するような反応条件ではアクリロニ
トリルが分解しやすい。また反応器流出ガス中のアンモ
ニアは、通常はアクリロニトリル回収時に酸水溶液で吸
収してガスから分離して廃棄される。従って流出ガス中
のアンモニアは無駄となるだけでなく、廃棄に費用を要
する。
The ammonia concentration in the reactor effluent gas is 0 to
It should be 3% by volume or less. Acrylonitrile is liable to decompose under reaction conditions where a large amount of ammonia is present in the reactor effluent gas. Ammonia in the reactor effluent gas is usually absorbed with an aqueous acid at the time of acrylonitrile recovery, separated from the gas, and discarded. Therefore, the ammonia in the effluent gas is not only wasted, but also requires disposal.

【0012】本発明方法によりプロパンからアクリロニ
トリルを製造する1例を図に基いて説明すると、固体酸
化触媒が収容されている反応器(1)に、プロパン、ア
ンモニア及び酸素から主としてなる原料ガスを連続的に
供給して反応させ、アクリロニトリルを生成させる。反
応器としては除熱の容易な流動床反応器を用いるのが好
ましい。反応温度は用いる触媒により異なるが、通常4
50〜550℃である。また、反応圧力は、通常はゲー
ジ圧で常圧ないし196kPaである。反応器に供給さ
れる原料ガスは、プロパン回収工程から導管(4)で供
給される循環ガスと、系外からそれぞれ導管(5)、
(6)、(7)を経て供給されるプロパン、アンモニア
及び酸素から成る。循環ガスと新たに供給されるプロパ
ン及びアンモニアは、図示の如くそれぞれ別個に反応器
に供給してもよく、また、これらを部分的ないしは全面
的に混合して反応器に供給してもよい。酸素は通常は、
安全性の見地から他のガスとは別個に反応器に供給し、
反応器内で他のガスと混合する。もちろん安全性が確保
できる混合手段を用いるならば、反応器外で混合して供
給してもよい。好ましくは循環ガスの組成、特にそのプ
ロパン濃度をオンラインで測定し、その結果に基いて新
たに供給されるプロパン及び酸素の少なくとも一方の供
給量を制御し、反応器に供給されるプロパンに対する酸
素の比率を一定に維持する。
One example of producing acrylonitrile from propane by the method of the present invention will be described with reference to the drawings. A raw material gas mainly comprising propane, ammonia and oxygen is continuously supplied to a reactor (1) containing a solid oxidation catalyst. And react to produce acrylonitrile. It is preferable to use a fluidized-bed reactor that can easily remove heat as the reactor. The reaction temperature varies depending on the catalyst used, but usually 4
50-550 ° C. The reaction pressure is usually from normal pressure to 196 kPa as a gauge pressure. The raw material gas supplied to the reactor was supplied from a circulating gas supplied from a propane recovery step via a conduit (4), and a circulating gas supplied from outside the system to a conduit (5),
It consists of propane, ammonia and oxygen supplied via (6) and (7). The circulation gas and the newly supplied propane and ammonia may be separately supplied to the reactor as shown in the figure, or they may be partially or wholly mixed and supplied to the reactor. Oxygen is usually
From the safety point of view, supply the gas to the reactor separately from other gases,
Mix with other gases in the reactor. Of course, if a mixing means capable of ensuring safety is used, the mixture may be supplied outside the reactor. Preferably, the composition of the circulating gas, particularly its propane concentration, is measured on-line, and based on the results, the supply of at least one of newly supplied propane and oxygen is controlled, and the amount of oxygen relative to propane supplied to the reactor is controlled. Keep the ratio constant.

【0013】反応器(1)から流出した反応生成ガス
は、アクリロニトリル回収装置(2)に送られる。好ま
しくはアクリロニトリル回収装置に送る途中で反応生成
ガスの酸素濃度をオンラインで測定し、その結果に基い
て反応器に供給する原料ガスの組成を制御し、反応生成
ガス中の酸素濃度が所定の値に維持されるようにする。
アクリロニトリル回収装置では、反応生成ガスを水で洗
浄し、ガス中のアクリロニトリルを副生したアクリル酸
などと共に水溶液として回収するなど、常用のアクリロ
ニトリル回収手法を用いることができる。アクリロニト
リルを分離した後の残ガスはプロパン回収装置(3)に
送られ、炭酸ガスなどの非炭化水素を除去して、副生し
たプロピレンを含むプロパンを回収する。プロパン回収
装置としては、好ましくは圧力スイング式吸着分離装置
を複数個有するものが用いられ、各分離装置間で吸着−
脱着を順次切りかえることにより、ガス中のプロパンを
連続的に回収して循環ガスを生成する。吸着分離装置の
吸着剤としてはプロパンを吸着し、炭酸ガス等の非炭化
水素を吸着しないものであればよく、通常はゼオライト
などの無機吸着剤を用いる。なお、吸着分離装置から得
られる循環ガスの組成は周期的に変化するので、この変
化を緩和するために、循環ガスを反応器に送る途中にガ
ス貯槽を設けたり、多数の吸着分離装置を用いて各装置
の吸着−脱着の位相を少しづつずらすようにするのが好
ましい。
The reaction product gas flowing out of the reactor (1) is sent to an acrylonitrile recovery unit (2). Preferably, the oxygen concentration of the reaction product gas is measured online on the way to the acrylonitrile recovery device, and based on the result, the composition of the raw material gas supplied to the reactor is controlled. To be maintained.
In the acrylonitrile recovery device, a common acrylonitrile recovery method can be used, such as washing the reaction product gas with water and recovering acrylonitrile in the gas as an aqueous solution together with acrylic acid as a by-product. The residual gas after the separation of acrylonitrile is sent to a propane recovery device (3) to remove non-hydrocarbons such as carbon dioxide and recover propane containing propylene as a by-product. As the propane recovery device, one having a plurality of pressure swing type adsorption / separation devices is preferably used.
By sequentially switching the desorption, propane in the gas is continuously recovered to generate a circulating gas. The adsorbent of the adsorption / separation device may be any adsorbent that adsorbs propane and does not adsorb non-hydrocarbons such as carbon dioxide, and usually uses an inorganic adsorbent such as zeolite. Since the composition of the circulating gas obtained from the adsorption / separation apparatus changes periodically, in order to alleviate this change, a gas storage tank is provided on the way to send the circulating gas to the reactor, or a large number of adsorption / separation apparatuses are used. It is preferable that the phases of the adsorption and desorption of each apparatus are slightly shifted.

【0014】本発明方法によるプロパンからのアクリロ
ニトリルの製造の1例について説明すると、流動床反応
器に触媒(Mo1−V0.4−Nb0.1−Te0.2−Ox)を
収容し、これに循環ガス及び新たなプロパン、アンモニ
ア及び酸素からなる原料ガスを、モル比でプロパン:ア
ンモニア:酸素=1:0.75:1.8となるように供
給して、温度430℃、圧力98kPa(ゲージ圧)
で、プロパンの反応率が約50%となるように反応させ
る。反応器から流出する反応生成ガスの組成の1例は、
アクリロニトリル5.6〜6.1%、プロパン8.5〜
8.7%、酸素6.2〜7.0%、炭酸ガス8.2〜
9.2%、及び窒素21.8〜22.1%である。この
反応生成ガスをアクリロニトリル回収装置で水洗してア
クリロニトリルを回収する。アクリロニトリルを分離し
た後のガスは、圧力スイング式吸着分離装置に送りプロ
パンを回収して反応器に循環する。このようにするとア
クリロニトリルをプロパンに対し65〜70モル%、ア
ンモニアに対し42〜45モル%の収率で得ることがで
きる。
As an example of the production of acrylonitrile from propane according to the method of the present invention, a catalyst (Mo 1 -V 0.4 -Nb 0.1 -Te 0.2 -O x ) is contained in a fluidized bed reactor, and circulating gas is added thereto. And a new raw material gas consisting of propane, ammonia and oxygen is supplied in a molar ratio of propane: ammonia: oxygen = 1: 0.75: 1.8, at a temperature of 430 ° C. and a pressure of 98 kPa (gauge pressure).
And propane is reacted so as to have a reaction rate of about 50%. One example of the composition of the reaction product gas flowing out of the reactor is:
Acrylonitrile 5.6-6.1%, propane 8.5-
8.7%, oxygen 6.2-7.0%, carbon dioxide 8.2-
9.2% and nitrogen 21.8-22.1%. The reaction product gas is washed with an acrylonitrile recovery device to recover acrylonitrile. The gas from which acrylonitrile has been separated is sent to a pressure swing adsorption / separation device to recover propane and circulate through the reactor. In this way, acrylonitrile can be obtained in a yield of 65 to 70 mol% based on propane and 42 to 45 mol% based on ammonia.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法によりアクリロニトリルを製造する
プロセスの1例を示すフローシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a process for producing acrylonitrile according to the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応器 2 アクリロニトリル回収装置 3 プロパン回収装置 4 循環ガス導管 5 プロパン供給導管 6 アンモニア供給導管 7 酸素供給導管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Acrylonitrile recovery device 3 Propane recovery device 4 Circulating gas conduit 5 Propane supply conduit 6 Ammonia supply conduit 7 Oxygen supply conduit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 波多野 巌 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 Fターム(参考) 4G069 AA03 BA01B BA02B BA03B BA04B BA05B BB06A BB06B BC01A BC01B BC08A BC08B BC16A BC16B BC18A BC18B BC23A BC23B BC24A BC24B BC25A BC25B BC26A BC26B BC38A BC38B BC50A BC50B BC51A BC51B BC54A BC54B BC55A BC55B BC56A BC56B BC58A BC58B BC59A BC59B BC60A BC60B BC62A BC62B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B BD02A BD02B BD03A BD03B BD07A BD07B CB78 4H006 AA02 AC54 BA02 BA06 BA08 BA09 BA10 BA11 BA12 BA13 BA14 BA15 BA16 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA25 BA26 BA30 BA31 BA35 BB61 BC31 BC35 BC40 BD33 BD51 BD80 BE14 BE30 QN24 4H039 CA70 CL50 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Inventor Iwao Hatano Shiotsume 3-chome, Kurashiki City, Okayama Prefecture No. 10 Mitsubishi Chemical Corporation Mizushima Plant F-term (reference) 4G069 AA03 BA01B BA02B BA03B BA04B BA05B BB06A BB06B BC01A BC01B BC08A BC08B BC16A BC16B BC18A BC18B BC23A BC23B BC24A BC24B BC25A BC25B BC38A BCB BCBC BCA BCBC BC56B BC58A BC58B BC59A BC59B BC60A BC60B BC62A BC62B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B BC70A BC70B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B BD02A BD02B BD03A BD03B BD07A BD07B CB78 BA12 BA15 BA12 BA15 BA18 BA26 BA30 BA31 BA35 BB61 BC31 BC35 BC40 BD33 BD51 B D80 BE14 BE30 QN24 4H039 CA70 CL50

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロパン、アンモニア及び酸素から主と
して成る原料ガスを固体酸化触媒が収容されている反応
器で反応させてアクリロニトリルを生成させる反応工
程、反応器から流出する反応生成ガスから生成したアク
リロニトリルを分離するアクリロニトリル回収工程、ア
クリロニトリルを分離した後のガスから炭酸ガスその他
の非炭化水素を除去してプロパンを主体とする循環ガス
を取得するプロパン回収工程、及びこの循環ガスを系外
から供給される新たなプロパン、アンモニア及び酸素と
共に反応器に連続的に供給する原料ガス供給工程の各工
程から成るプロパンのアンモオキシデーションによるア
クリロニトリルの製造方法において、原料ガス供給工程
で反応器に供給されるガス中のプロパンに対するアンモ
ニアのモル比が0.1〜5、酸素のモル比が1〜10と
なるように供給ガスの組成を制御し、かつ反応器におけ
るプロパンの反応率が10〜70%で、反応器流出ガス
中の酸素濃度が1〜9容量%、アンモニア濃度が0〜3
容量%となるように反応を行わせることを特徴とするア
クリロニトリルの製造方法。
1. A reaction process in which a raw material gas mainly composed of propane, ammonia and oxygen is reacted in a reactor containing a solid oxidation catalyst to produce acrylonitrile, and acrylonitrile produced from a reaction product gas flowing out of the reactor is converted into acrylonitrile. Acrylonitrile recovery step to separate, propane recovery step to remove carbon dioxide gas and other non-hydrocarbons from gas after separating acrylonitrile to obtain propane-based circulating gas, and to supply this circulating gas from outside the system In a method for producing acrylonitrile by ammoxidation of propane, which comprises the steps of a raw gas supply step of continuously supplying new propane, ammonia and oxygen to the reactor together with the gas supplied to the reactor in the raw gas supply step The molar ratio of ammonia to propane is 0.1 -5, the composition of the feed gas is controlled so that the molar ratio of oxygen is 1-10, the reaction rate of propane in the reactor is 10-70%, and the oxygen concentration in the effluent gas of the reactor is 1-9. Volume%, ammonia concentration 0-3
A method for producing acrylonitrile, wherein the reaction is carried out so as to give a volume%.
【請求項2】 反応器におけるプロパンの反応率が20
〜60%となるように反応を行わせることを特徴とする
請求項1に記載のアクリロニトリルの製造方法。
2. The reaction rate of propane in the reactor is 20.
The method for producing acrylonitrile according to claim 1, wherein the reaction is carried out so as to be up to 60%.
【請求項3】 反応器流出ガスをアクリロニトリル回収
工程に導く途中でガス中の酸素濃度を測定し、この測定
結果に基いて反応器に供給されるガスの組成を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアクリロニト
リルの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein an oxygen concentration in the gas is measured while the gas discharged from the reactor is guided to an acrylonitrile recovery step, and a composition of the gas supplied to the reactor is controlled based on a result of the measurement. Item 3. The method for producing acrylonitrile according to Item 1 or 2.
【請求項4】 循環ガスの組成を分析し、その測定結果
に基いて系外から供給されるプロパン及び酸素の少なく
とも一方の供給量を制御することを特徴とする請求項1
ないし3のいずれか1項に記載のアクリロニトリルの製
造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the composition of the circulating gas is analyzed, and at least one of the supply amounts of propane and oxygen supplied from outside the system is controlled based on the measurement result.
4. The method for producing acrylonitrile according to any one of items 3 to 3.
【請求項5】 原料ガス供給工程で反応器に供給するガ
ス中の不活性ガスの比率が60容量%以下となるように
供給ガスの組成を制御することを特徴とする請求項1な
いし4のいずれか1項に記載のアクリロニトリルの製造
方法。
5. The method according to claim 1, wherein the composition of the supply gas is controlled so that the ratio of the inert gas in the gas supplied to the reactor in the raw material gas supply step is 60% by volume or less. A method for producing acrylonitrile according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 反応を流動床反応器で行うことを特徴と
する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のアクリロ
ニトリルの製造方法。
6. The process for producing acrylonitrile according to claim 1, wherein the reaction is carried out in a fluidized bed reactor.
【請求項7】 固体酸化触媒が、モリブデン、バナジウ
ム、X、Yおよび酸素(Xはテルルおよびアンチモンの
うちの少なくとも1種、Yはニオブ、タンタル、タング
ステン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、クロ
ム、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、
ニッケル、パラジウム、白金、ビスマス、ホウ素、イン
ジウム、リン、ゲルマニウム、希土類元素、アルカリ金
属、アルカリ土類金属からなる群から選ばれた1種以上
の元素を示す)を必須成分とする金属酸化物触媒である
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記
載のアクリロニトリルの製造方法。
7. A solid oxidation catalyst comprising molybdenum, vanadium, X, Y and oxygen (X is at least one of tellurium and antimony, and Y is niobium, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, zirconium, chromium, manganese, Iron, ruthenium, cobalt, rhodium,
A metal oxide catalyst comprising at least one element selected from the group consisting of nickel, palladium, platinum, bismuth, boron, indium, phosphorus, germanium, rare earth elements, alkali metals and alkaline earth metals) The method for producing acrylonitrile according to any one of claims 1 to 6, wherein
【請求項8】 固体酸化触媒の必須成分の存在割合が、
下記式 0.25<rMo<0.98 0.003<rV<0.5 0.003<rX<0.5 0≦rY<0.5 (ただし、rMo、rV、rX、rYは酸素を除く上記
必須成分の合計に対するMo、V、XおよびYのモル分
率を表わす)で表されることを特徴とする請求項7に記
載のアクリロニトリルの製造方法。
8. The solid oxidation catalyst according to claim 1, wherein an essential component is present in an amount of:
The following formula: 0.25 <rMo <0.98 0.003 <rV <0.5 0.003 <rX <0.50 ≦ rY <0.5 (However, rMo, rV, rX and rY exclude oxygen) The method for producing acrylonitrile according to claim 7, wherein the molar fraction of Mo, V, X, and Y with respect to the total of the essential components is represented by:
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