RU2024497C1 - Способ получения пропионитрила - Google Patents
Способ получения пропионитрилаInfo
- Publication number
- RU2024497C1 RU2024497C1 SU4951702A RU2024497C1 RU 2024497 C1 RU2024497 C1 RU 2024497C1 SU 4951702 A SU4951702 A SU 4951702A RU 2024497 C1 RU2024497 C1 RU 2024497C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nac
- catalyst
- hydrogenation
- pressure
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: продукт - пропионитрил, получают гидрированием акрилонитрила при 100-140°С и 1,0-2,0 МПа на катализаторе состава, %: палладий 2,0-2,5; висмут 2,0-2,5; калий 1,0-1,5; силикагель остальное. Цель - упрощение технологии и увеличение производительности. 9 табл.
Description
Изобретение относится к технологии основного органического синтеза, точнее к процессу гидрирования нитрила акриловой кислоты (НАК) в пропионитрил (ПН).
Пропионитрил находит применение в качестве растворителя, а также исходного продукта в ряде синтезов, в частности, для получения таких алифатических аминов, как моно-, ди- и триалкиламины, используемых в производстве ПАВ, каучуков, присадок к смазочным маслам, ингибиторов коррозии, перфторсоединений, пептицидов и т.д.
Известны способы получения ПН гидрированием НАК в присутствии в качестве катализатора никеля, нанесенного на оксид алюминия, при температуре 50-120оС, давления 20-60 ат (1) или с использованием палладия на оксиде алюминия при температуре 15-30оС и давлении 1-5 ат (2). Процесс проводят в присутствии растворителя и ингибиторов полимеризации для предотвращения протекания нежелательных процессов, приводящих к снижению выхода целевого продукта.
В указанных источниках информации конверсия НАК ≈ 98%, выход ПН 80-92%, причем 15% ПН за проход адсорбируется катализатором, что снижает селективность процесса и является одним из его основных недостатков.
Также к недостаткам способов-аналогов можно отнести низкую производительность указанных процессов вследствие их периодичности, сложность технологического решения, предусматривающего использование растворителя, ингибиторов полимеризации, хладагента для поддержания температурного режима и применение специально приготовленного катализатора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу синтеза ПН является гидрирование НАК при 80-90оС, повышенном до 30 МПа давлении, в присутствии палладиевого контакта, нанесенного на кислотный носитель, например Al2O3. Максимальный выход ≈ 99%. Производительность процесса 80-450 г/ч с 1 л катализатора (3-прототип).
Недостатками способа-прототипа являются необходимость применения специального энергоемкого оборудования вследствие использования высоких давлений и значительные расходы водорода для отвода большого количества выделяющегося в системе тепла и поддержания необходимого температурного режима.
Целью изобретения является повышение производительности процесса и упрощение технологии.
Согласно предлагаемому способу гидрирования НАК осуществляют в реакторе непрерывного действия при температуре 100-140оС, давлении 1,0-2,0 МПа, избытке водорода (мольном соотношении НАК:Н2=1:5) и объемной скорости подачи НАК - 0,4-0,6 ч-1.
Реакцию гидрирования осуществляют в присутствии отечественного промышленного катализатора марки ПВКС (ТУ 38102143-83), имеющего следующие качественные показатели:
Массовая доля, % Палладий 2,0-2,5 Висмут 2,0-2,5 Калий 1,0-1,5 Силикагель Остальное.
Массовая доля, % Палладий 2,0-2,5 Висмут 2,0-2,5 Калий 1,0-1,5 Силикагель Остальное.
Катализатор предварительно активируют водородом (на 1 об. катализатора 600-800 об. Н2) в течение 24 ч при температуре 250оС.
Конверсия НАК в приведенных условиях составляет 97-98% за проход, селективность процесса 100%.
Отличие заявленного способа от прототипа состоит в использовании катализатора названного состава и проведении процесса при температуре 100-140оС и давлении 1,0-2,0 МПа.
Установлено, что при осуществлении процесса при температуре ниже 100оС и атмосферном давлении не достигаются высокая степень превращения НАК и получение целевого продукта нужного качества, что требует дополнительных затрат на отделение непрореагировавшего НАК и возврат его в рецикл.
Использование более жестких условий гидрирования (Р ≥ 3,0 МПа, t ≥ 160оС) нецелесообразно, вследствие удорожания процесса за счет применения специального энергоемкого оборудования.
Преимущества предлагаемого способа следующие:
простота технологического оформления;
использование достаточно мягких условий процесса и, как следствие, низкие металлоемкость и кап. затраты; при его реализации в промышленности;
протекание реакции гидрирования НАК в паро-газовой фазе предотвращает образование смолистых веществ, оседающих на катализаторе и снижающих его активность;
процесс является практически безотходным.
простота технологического оформления;
использование достаточно мягких условий процесса и, как следствие, низкие металлоемкость и кап. затраты; при его реализации в промышленности;
протекание реакции гидрирования НАК в паро-газовой фазе предотвращает образование смолистых веществ, оседающих на катализаторе и снижающих его активность;
процесс является практически безотходным.
П р и м е р 1. Гидрирование акрилонитрила (НАК) осуществляют в реакторе проточного типа, в который загружают 200 см3 катализатора ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,38; Bi 2,4; K 1,17; силикагель остальное.
В реактор подают 63,8 г НАК и водород в молярном соотношении 1:5. НАК имеет следующие показатели: t.кип., оС 79 d4 20 0,798 nD 27 1,3874 Содержание основного вещества, % 99,0 Содержание воды, % 1,0
Гидрирование осуществляют при давлении 1,0 МПа, температуре в слое катализатора 100оС, объемной скорости подачи НАК 0,4 ч-1.
Гидрирование осуществляют при давлении 1,0 МПа, температуре в слое катализатора 100оС, объемной скорости подачи НАК 0,4 ч-1.
Материальный баланс опыта приведен в табл. 1.
Анализ 66,2 г гидрогенизата методом ГЖХ показал, что конверсия сырья за проход составляет 98,3%, а селективность процесса 100%, содержание целевого продукта в полученной реакционной смеси 97,2%. Полученный продукт не требует дополнительной очистки и имеет следующие характеристики: t.кип., оС 97,5-98,0; d4 23 0,782; nD 27 1,3641. Производительность процесса составляет 313,4 г ПН в ч на 1 л катализатора.
П р и м е р 2. В условиях примера 1 осуществляют гидрирование 79,7 г акрилонитрила при температуре 120оС, давлении 1,0 МПа, объемной скорости подачи НАК - 0,5 ч-1. Молярное соотношение НАК:Н2=1:5. В качестве катализатора реакции используют контакт марки ПBКС следующего состава, мас.%: Pd 2,0; Bi 2,0; К 1,0; силикагель остальное.
Материальный баланс опыта приведен в табл. 2.
Анализ 82,7 г катализата методом ГЖХ показал, что конверсия сырья за проход составляет 97,5%, селективность процесса 100%.
Полученный пропионитрил содержит 96,5% основного вещества и имеет следующие характеристики: t.кип., оС 97,1-98,1; d4 22 0,781, nD 22 1,3646. ПН может быть использован без предварительной очистки.
Производительность процесса составляет 388,5 г ПН в ч на 1 л катализатора.
П р и м е р 3. В условиях примера 1 осуществляют гидрирование 243,1 г НАК при давлении 2,0 МПа, температуре 140оС, объемной скорости подачи НАК - 0,6 ч-1. Молярное соотношение НАК:Н2=1:5. В качестве катализатора реакции используют палладиевый контакт марки ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,5; Bi 2,5; К 1,5; силикагель остальное.
Материальный баланс опыта приведен в табл. 3.
Анализ 252,2 г катализата методом ГЖХ показал, что конверсия НАК составляет за проход 97,4%, а селективность процесса - 100%.
Содержание основного вещества в полученном продукте составляет 96,5%, и он может быть использован без предварительной очистки.
ПН имеет следующие характеристики: t.кип., оС 97,2-98,0; D4 25 0,782, nD 25 0,3648.
Производительность процесса - 465,6 г ПН в ч на 1 л катализатора.
П р и м е р 4. В условиях примера 1 проводят гидрирование 93,2 г НАК в присутствии катализатора марки ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,38; Bi 2,4; К 1,17; силикагель остальное, при атмосферном давлении, температуре 140оС, объемной скорости подачи НАК 0,6 ч-1 и молярном соотношении НАК:Н2= 1:5. Материальный баланс опыта приведен в табл. 4.
Анализ 96,7 г полученной реакционной смеси показал, что конверсия НАК за проход составляет 72,8% при 100%-ной селективности процесса.
Проведение реакции гидрирования НАК при атмосферном давлении не позволяет достичь высокой степени конверсии исходного НАК за проход и получения целевого ПН высокой степени чистоты. Вместе с тем, направляя непрореагировавший НАК в рецикл, можно получить целевой продукт нужной концентрации, но это требует усложнения технологического оборудования, что приводит к дополнительным расходам, поэтому экономически выгоднее осуществлять реакцию гидрирования НАК при повышенном до 1-2,0 МПа давлении и получать продукт, не требующий дополнительной очистки.
П р и м е р 5. В условиях примера 1 в присутствии катализатора марки ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,38; Bi 2,4; К 1,17; силикагель остальное, осуществляют гидрирование НАК при давлении 1,0 МПа, температуре 80оС, объемной скорости подачи НАК - 0,4 ч-1 и молярном соотношении НАК:Н2=1:5.
Материальный баланс опыта представлен в табл. 5.
Использование температуры ниже 100оС не позволяет получить целевой продукт высокой степени чистоты (содержание основного вещества не превышает 90%), что требует установления дополнительного технологического оборудования для разделения полученной реакционной смеси и возврата непрореагировавшего НАК в рецикл. Несмотря на достаточно высокую производительность процесса при данных условиях (318,8 г/ч ПН с 1 л катализатора), проводить гидрирование НАК при температурах ниже 100оС экономически нецелесообразно.
П р и м е р 6. Гидрирование НАК осуществляют как в примере 1 в реакторе проточного типа, в который загружено 200 см3 катализатора марки ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,5; Bi 2,5; К 1,5; силикагель остальное.
В реактор подают 93,6 г НАК с объемной скоростью 0,56 ч-1 при давлении 1,0 МПа и температуре 120оС. Молярное соотношение НАК:Н2=1:5.
Конверсия НАК в этих условиях составляет 97,1%, селективность процесса 100% . Полученный продукт содержит 95,8% основного вещества и может использоваться без дополнительной очистки. Материальный баланс опыта представлен в табл. 6.
Производительность процесса составляет 387,4 г ПН в час на 1 л катализатора.
П р и м е р 7. Гидрирование НАК осуществляют, как в примере 1 в присутствии катализатора, марки ПВКС имеющего следующий состав, мас.%: Pd 2,5; Bi 2,5; К 1,5; силикагель остальное.
В реактор подают 90,6 г НАК с объемной скоростью 0,54 ч-1 при давлении 2,0 МПа и температуре 160оС.
Материальный баланс опыта представлен в табл. 7.
Анализ катализата методом ГЖХ показал, что конверсия сырья за проход составляет 98,3%, селективность процесса 100%. Производительность процесса 423,6 г ПН в ч на 1 л катализатора.
Полученный катализат может быть использован без дополнительной очистки, вместе с тем результаты данного опыта показывают, что использование температуры выше предлагаемой (140оС) не способствует резкому увеличению конверсии НАК и значительному повышению производительности процесса, поэтому для гидрирования НАК температура 100-140oС является достаточной.
П р и м е р 8. В условиях примера 1 в присутствии катализатора марки ПВКС следующего состава, мас.%: Pd 2,38; Bi 2,4; К 1,17; силикагель остальное проводят гидрирование 248 г НАК при давлении 3,0 МПа, температуре 120оС, объемной скорости подачи НАК - 0,5 ч-1.
Материальный баланс опыта представлен в табл. 8.
Анализ 257,3 г полученного катализата показал, что глубина превращения НАК в этих условиях составляет 98,7% при 100%-ной селективности процесса, а его производительность 393,3 г ПН в ч на 1 л катализатора. Сводные данные по примерам приведены в табл. 9.
Результаты данного опыта показывают, что при использовании давления выше предлагаемого достигаются достаточно высокие конверсия и производительность процесса, однако значения этих величин ненамного отличаются от полученных при гидрировании НАК при Р=1,0 МПа (пример 2), поэтому с точки зрения металлоемкости процесса повышение давления является не обоснованным.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПИОНИТРИЛА гидрированием акрилонитрила при повышенной температуре и давлении на палладийсодержащем катализаторе на кислотном носителе, отличающийся тем, что процесс ведут при температуре 100 - 140oС и давлении 1,0 - 2,0 МПа и в качестве катализатора используют катализатор, содержащий палладий, висмут и калий на носителе-силикагеле при следующем их соотношении, мас.%:
Палладий 2,0 - 2,5
Висмут 2,0 - 2,5
Калий 1,0 - 1,5
Силикагель Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4951702 RU2024497C1 (ru) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Способ получения пропионитрила |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4951702 RU2024497C1 (ru) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Способ получения пропионитрила |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024497C1 true RU2024497C1 (ru) | 1994-12-15 |
Family
ID=21582553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4951702 RU2024497C1 (ru) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Способ получения пропионитрила |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024497C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720939C2 (ru) * | 2015-12-17 | 2020-05-14 | ИНЕОС Юроп АГ | Управление колонной выделения |
-
1991
- 1991-06-28 RU SU4951702 patent/RU2024497C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 614097, кл. C 07C121/16, 1976. * |
Патент СССР N 217300, кл. C 07C120/00,1965 г. * |
Патент ФРГ N 2059696, кл. C 07C121/16, опублик.1978. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720939C2 (ru) * | 2015-12-17 | 2020-05-14 | ИНЕОС Юроп АГ | Управление колонной выделения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0112745B2 (ru) | ||
US4053515A (en) | Catalytic hydrogenation of unsaturated dinitriles employing high purity alumina | |
KR20040004667A (ko) | 디니트릴의 수소 첨가를 위한 친환경적 방법 | |
US2458214A (en) | Hydrogenation of nitro compounds | |
CN105237434A (zh) | 一种生产环己酮肟的方法 | |
CN107406366B (zh) | 双(氨基甲基)环己烷的异构化方法 | |
US4130484A (en) | Purification process | |
US4248799A (en) | Hydrogenation of nitriles in ammonia and water | |
RU2024497C1 (ru) | Способ получения пропионитрила | |
JP2001500136A (ja) | 6―アミノカプロニトリルとヘキサメチレンジアミンの同時製造方法 | |
US5475141A (en) | Process for preparing primary amines from aldehydes | |
JPH07206781A (ja) | 炭酸ジメチルの製造方法 | |
US4215019A (en) | Ruthenium-cobalt-gold catalyst for hydrogenation of unsaturated dinitriles | |
EP3613725B1 (en) | Method for producing indancarbaldehyde | |
US3442950A (en) | Process for preparing an aminated benzene | |
JP4237062B2 (ja) | スクシノニトリルの製造法 | |
JPH08143514A (ja) | ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの製造方法 | |
JP2005533120A (ja) | ラクトンおよびアルコールからのアルケノエートエステルの合成 | |
US3485875A (en) | Production of primary amines | |
CA1332933C (en) | Method for maintaining the activity of zeolite catalysts | |
JPS59118745A (ja) | アミンの製法 | |
CN107406365A (zh) | 二氨基二环己基甲烷的异构化方法 | |
US3364261A (en) | Preparation of cyclohexylamine from phenol | |
US4243610A (en) | Cobalt-gold promoter for ruthenium hydrogenation catalyst as in hydrogenation of unsaturated dinitriles | |
JPH06192146A (ja) | 1,4−シクロヘキサンジメタノールの製造方法 |