RU2779498C1 - Катализатор, способ получения катализатора и способ получения акрилонитрила - Google Patents
Катализатор, способ получения катализатора и способ получения акрилонитрила Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779498C1 RU2779498C1 RU2021130024A RU2021130024A RU2779498C1 RU 2779498 C1 RU2779498 C1 RU 2779498C1 RU 2021130024 A RU2021130024 A RU 2021130024A RU 2021130024 A RU2021130024 A RU 2021130024A RU 2779498 C1 RU2779498 C1 RU 2779498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- particles
- acrylonitrile
- producing
- peak
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 88
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N Hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims abstract description 31
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims abstract description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 94
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 29
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 29
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N Cesium Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N Neodymium Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 57
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 229960005069 Calcium Drugs 0.000 description 5
- 229960003975 Potassium Drugs 0.000 description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N Rubidium nitrate Chemical compound [Rb+].[O-][N+]([O-])=O RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 3
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N Ammonium heptamolybdate Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo].[Mo] QGAVSDVURUSLQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DVARTQFDIMZBAA-UHFFFAOYSA-O Ammonium nitrate Chemical compound [NH4+].[O-][N+]([O-])=O DVARTQFDIMZBAA-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N Ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L Barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N Calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N Potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-O azanium;hydrochloride Chemical compound [NH4+].Cl NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 organic acid salt Chemical class 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N Cobalt(II) nitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L Magnesium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N Nickel(II) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M Potassium bicarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000008360 acrylonitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N dinitrooxybismuthanyl nitrate Chemical compound [Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion media Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N p-acetaminophenol Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001184 potassium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940086066 potassium hydrogencarbonate Drugs 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N t-BuOH Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Настоящее изобретение относится к катализатору, способу получения катализатора и способу получения акрилонитрила. Описан катализатор для осуществления реакции окислительного аммонолиза для получения акрилонитрила и циановодорода, содержащий Mo, Bi и Fe и удовлетворяющий при проведении рентгенофазового анализа следующим соотношениям: 0,10 < P/R < 0,18 и 0,06 < Q/R < 0,30, где P обозначает интенсивность пика при 2θ = 22,9±0,2°, Q обозначает интенсивность пика при 2θ = 28,1±0,1°, а R обозначает интенсивность пика при 2θ = 26,6±0,2°. Технический результат; катализатор, используемый в способе получения акрилонитрила и циановодорода, включающем стадию окислительного аммонолиза пропилена, может увеличивать выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к катализатору, способу получения катализатора и способу получения акрилонитрила.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002]
Известно, что в качестве способа получения акрилонитрила применяют окислительный аммонолиз пропилена. Кроме того, данный способ окислительного аммонолиза позволяет также получить циановодород вместе с акрилонитрилом. В качестве катализаторов окислительного аммонолиза применяют оксидные катализаторы, содержащие молибден, висмут и железо, и оксидные катализаторы, содержащие сурьму и железо. Также в катализаторы, имеющие данные основные составы, были внесены различные модификации с целью повышения эффективности реакции окислительного аммонолиза.
[0003]
Например, катализатор, который образует определенное состояние, отвечающее конкретному пику при проведении рентгенофазового анализа, описанное в списке патентной литературы 1, рассматривается как демонстрирующий высокую селективность по отношению к акрилонитрилу и с меньшей вероятностью проявляет пониженную активность и селективность в течение длительного периода реакции. В реакции окислительного аммонолиза пропилена, изобутена или третичного бутанола предлагается катализатор, описанный в списке патентной литературы 2, содержащий конкретные металлы и имеющий определенное состояние, отвечающее конкретному пику при проведении рентгенофазового анализа, как способный снижать выход реакции образования CO2 и CO, образующихся как побочные продукты реакции, и способный предотвращать снижение целевой селективности.
Список цитирования
Патентная литература
[0004]
Патентная литература 1
Выложенный патент Японии № 2016-120468
Патентная литература 2
Выложенный патент Японии № 2012-245484
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
[0005]
Как описано выше, при получении акрилонитрила окислительным аммонолизом также образуется циановодород. Повышение при производстве акрилонитрила окислительным аммонолизом выхода циановодорода, который дополнительно образуется вместе с акрилонитрилом, явилось первоочередной проблемой настоящего изобретения.
[0006]
Настоящее изобретение разработано в свете вышеупомянутой проблемы. Увеличение выхода акрилонитрила и увеличение выхода циановодорода кислоты находятся в компромиссном соотношении, и выходы данных соединений трудно увеличить. Таким образом, целью настоящего изобретения является предотвращение снижения выхода акрилонитрила при одновременном повышении выхода циановодорода в реакции окислительного аммонолиза для получения акрилонитрила и циановодорода.
Решение настоящей задачи
[0007]
Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования для решения проблемы и, в результате обнаружили, что указанная выше проблема может быть решена путем применения катализатора, содержащего, по меньшей мере, определенные металлические частицы и имеющего отношения интенсивностей пика в определенных диапазонах при проведении рентгенофазового анализа реакции окислительного аммонолиза, посредством чего было осуществлено настоящее изобретение. Таким образом, настоящее изобретение заключается в следующем.
[0008]
[1] Катализатор, содержащий Mo, Bi и Fe, и удовлетворяющие при проведении рентгенофазового анализа следующим соотношениям: 0,10 < P/R < 0,18 и 0,06 < Q/R <0,30, где P обозначает интенсивность пика при 2θ = 22,9 ± 0,2°, Q обозначает интенсивность пика при 2θ = 28,1 ± 0,1°, а R обозначает интенсивность при 2θ = 26,6 ± 0,2°.
[2] Катализатор согласно [1], содержащий оксид металла, представленный формулой (1):
Mo12BiaFebXcYdZeOf (1)
где X обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция, бария и вольфрама.
Y обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, бора, галлия и индия.
Z обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, рубидия и цезия.
a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤2,0, 0,1≤b≤4,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d≤3,0 и 0,01≤e≤2,0 соответственно, также
f представляет собой количество атомов кислорода, необходимое для удовлетворения требований валентности других присутствующих компонентов.
[3] Катализатор согласно [1] или [2], дополнительно включающий в себя кремнийсодержащий носитель.
[4] Способ получения содержащего Mo, Bi и Fe катализатора согласно [1]-[3], включающий:
стадию получения прокаленных частиц, полученных прокаливанием высушенных частиц, содержащих Mo, Bi и Fe,
стадию обработки для удаления Mo, состоящую из удаления, по меньшей мере, части Mo-содержащих компонентов из прокаленных частиц,
стадию, на которой прокаленные частицы, из которых были извлечены Мо-содержащие компоненты, подвергаются пропитке для получения пропитанных частиц, а также
стадию прокаливания пропитанных частиц.
[5] Способ получения катализатора согласно [4], в котором частицы пропитывают компонентами посредством операции пропитки, и указанные компоненты, которые включают компонент, растворенный в растворителе, применяемом для обработки для удаления Мо.
[6] Способ получения катализатора согласно [4] или [5], включающий после стадии проведения операции пропитки стадию прокаливания полученных пропитанных частиц на воздухе.
[7] Способ получения акрилонитрила, включающий стадию взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака в присутствии катализатора согласно любому из пунктов [1]-[3].
[8] Способ получения акрилонитрила согласно [7], который проводят в реакторе с псевдоожиженным слоем.
[9] Способ получения акрилонитрила согласно [7] или [8], в котором молярное отношение аммиака и воздуха относительно пропилена составляет от 1,0/(0,8 до 2,5)/(от 7,0 до 12,0) в пересчете на соотношение пропилен/аммиак/воздух.
[10] Способ получения акрилонитрила согласно любому из пунктов [7]-[9], в котором реакцию проводят в диапазоне температур от 300 до 550°C.
Преимущества настоящего изобретения
[0009]
На основании действия катализатора в соответствии с настоящим изобретением выход циановодорода может быть увеличен, в то время как снижение выхода акрилонитрила предотвращается в способе получения акрилонитрила и циановодорода, включающем стадию окислительного аммонолиза пропилена.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010]
[Рис.1] На рисунке 1 представлено схематическое изображение спектра, полученного с помощью рентгенографического дифракционного анализа катализатора, согласно с настоящим изобретением.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011]
Далее будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения (далее именуемые «настоящий вариант осуществления»). Настоящее изобретение не ограничивается следующими представленными вариантами осуществления и может быть выполнено в различных модификациях в пределах предмета изобретения. В настоящем описании выражение «до» между числовыми значениями или значениями физических свойств означает включение этих значений и после «до». Например, обозначение диапазона числовых значений, представленного как «от 1 до 100», включает в себя как «100» как верхнее предельное значение, так и «1» как его нижнее предельное значение. То же самое относится и к другим обозначениям диапазонов числовых значений.
[0012]
[Катализатор]
Катализатор, согласно с настоящим вариантом осуществления, представляет собой катализатор, содержащий Mo, Bi и Fe и удовлетворяющий при проведении рентгенофазового анализа следующим параметрам: 0,10 <P/R <0,18 и 0,06 <Q/R <0,30, где P обозначает интенсивность пика при 2θ=22,9 ± 0,2°, Q обозначает интенсивность пика при 2θ=28,1 ± 0,1°, а R обозначает интенсивность пика при 2θ=26,6 ± 0,2°.
[0013]
Катализатор в соответствии с настоящим вариантом осуществления при применении в способе получения акрилонитрила и циановодорода, включающем стадию окислительного аммонолиза пропилена, может увеличивать выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила.
[0014]
В качестве основного способа производства циановодорода, образующегося в реакции окислительного аммонолиза пропилена, применяют разложение акрилонитрила. В том случае, когда циановодород получают из акрилонитрила, акрилонитрил, содержащий 3 атома углерода, приводит к получению 3 молекул циановодорода, содержащей 1 атом углерода, что является высокоэффективным применением углерода, что в свою очередь важно для эффективного производства циановодорода. В настоящем изобретении сумма значения выхода акрилонитрила и утроенного значения выхода циановодорода, может быть показателем эффективности применения углерода, в результате чего сопоставимость между предотвращением снижения выхода акрилонитрила и повышением выход цианистого водорода можно определить, применяя настоящий показатель.
[0015]
Катализатор, согласно настоящему варианту осуществления, обладает характеристическими пиками на спектре рентгенографического анализа. В ходе рентгенографического анализа настоящего варианта осуществления с применением линии CuKб в качестве источника рентгеновского излучения на антикатоде получают спектр, схематически изображенный на рисунке 1, где по оси ординат отложена интенсивность рентгеновского излучения, а по оси абсцисс представлено значение 2θ. Спектр, представленный на рис. 1, представляет собой схематическое изображение для описания интенсивности пиков P, Q и R при проведении рентгенографического анализа катализатора, согласно настоящему варианту осуществления. Спектр, представленный на рисунке 1, не предназначен для ограничения настоящего изобретения.
[0016]
Интенсивность пика P при 2θ=22,9 ± 0,2° в настоящем варианте осуществления равна, как показано на рис.1, разнице между верхней точкой пика P 2θ=22,9 ± 0,2° на дифракционной картине и интенсивностью дифракционного рентгеновского излучения на пересечении A, где перпендикулярная линия проведена к базовой линии из точки P и равна размеру отрезка PA.
Интенсивность пика Q при 2θ=28,1 ± 0,1°, как изображено на рисунке 1, представляет собой разность между верхней точкой пика Q при 2θ=28,1 ± 0,1° на дифракционной картине и интенсивностью дифракционного рентгеновского излучения на пересечении B, где перпендикулярная линия проведена к базовой линии из точки Q и равна размеру отрезка QB.
Кроме того, интенсивность пикап R при 2θ=26,6 ± 0,2° представляет собой, как изображено на рисунке 1, разность между верхней точкой пика R при 2θ=26,6 ± 0,2° на дифракционной картине и интенсивностью дифракционного рентгеновского излучения при пересечении C, где перпендикулярная линия проведена к базовой линии из точки R и равна размеру отрезка RC.
[0017]
Вершина пика в настоящем описании означает положение максимального значения в спектре в пределах заранее определенного диапазона 2θ. Когда имеется множество вершин пиков в пределах заранее определенного диапазона 2θ, вершиной пика в настоящем описании является та вершина пика, которая имеет наибольшее максимальное значение.
[0018] Базовая линия представляет собой линию, например, соединяющую точку без пика около 2θ=от 10° до 15° и точку без пика около 2θ=от 35° до 40°. Вышеупомянутая «точка без пика» означает точку на так называемой базовой линии на диаграмме, где ось ординат представляет собой интенсивность дифракционного рентгеновского излучения, а ось абсцисс представляет собой значения 2θ, где при измерении XRD значения по оси абсцисс простираются вплоть до той точки, в которой отсутствуют пики. Типичное измерение XRD на определенном уровне включает в себя шумы и тому подобное, и, таким образом, определенный уровень интенсивности дифракционных рентгеновских лучей обнаруживается даже в областях без пиков, в которых отсутствуют дифракционные пятна. По этой причине происходит калибровка измерительного прибора, то есть шумы и фон рассчитываются на основе всех результатов анализа, чтобы таким образом механически определить такую линию, на которой, по существу, отсутствует какое-либо изменение интенсивности дифракционного рентгеновского излучения, и такая линия определяется в качестве базовой линии.
Когда базовая линия заметно наклонена относительно оси X, представляющей собой значения 2θ, диаграмму соответствующим образом корректируют с помощью прилагаемого аналитического программного обеспечения для прибора XRD, применяемого для измерения, таким образом, базовая линия параллельна оси X для определения интенсивности каждого из пиков P, Q, и R.
[0019]
P/R в настоящем варианте осуществления обозначают соотношение интенсивности пика P при 2θ=22,9±0,2° к интенсивности пика R при 2θ=26,6±0,2° и значение, полученное путем деления интенсивности пика P на интенсивности пика R. P/R составляет более 0,10, предпочтительно 0,11 или более. Кроме того, верхний предел P/R составляет менее 0,18, предпочтительно 0,17 или менее и более предпочтительно 0,15 или менее. P/R более 0,10 может повысить выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила.
[0020]
Кроме того, P/R может находиться в диапазоне от более 0,10 и менее 0,18, от более 0,10 до 0,17 или менее, от более 0,10 до 0,15 или менее, от 0,11 или более до 0,15 или менее.
[0021]
Q/R в настоящем варианте осуществления представляет собой отношение интенсивности пика Q при 2θ=28,1±0,1° к интенсивности пика R при 2θ=26,6±0,2° и значение, полученное путем деления интенсивности пика Q на интенсивности пика R. Q/R составляет более 0,06, предпочтительно 0,07 или более, а более предпочтительно 0,08 или более. Верхний предел Q/R составляет менее 0,30, предпочтительно 0,25 или менее, а более предпочтительно 0,20 или менее.
[0022]
Кроме того, Q/R может находиться в диапазоне от более 0,06 и менее 0,30, более 0,06 и 0,25 или менее, 0,07 или более и 0,25 или менее, и 0,08 или более и 0,25 или менее.
[0023]
P/R и Q/R, находящиеся в вышеуказанных диапазонах, могут увеличивать выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила в способе получения акрилонитрила и циановодорода, включающего стадию окислительного аммонолиза пропилена.
[0024]
Пример способа регулирования P/R, составляющего более 0,10 и менее 0,18, и Q/R, составляющего более 0,06 и менее 0,30, включает способ получения катализатора, который будет описан ниже.
[0025]
Катализатор, согласно настоящему варианту осуществления, специфически не ограничивается при условии, что он содержит, по меньшей мере, Mo, Bi и Fe, а также может содержать другие компоненты.
Примеры других компонентов включают: магний, щелочные металлы и тому подобное.
Например, катализатор, содержащий магний, может стабилизировать кристаллическую фазу и имеет тенденцию к уменьшению превращения кристаллической фазы в α-тип, что приводит к снижению производительности при взаимодействии с псевдоожиженным слоем. Катализатор, содержащий щелочной металл, имеет тенденцию уменьшать образование побочных продуктов и поддерживать температуру прокаливания катализатора в пределах предпочтительной зоны.
[0026]
Катализатор настоящего варианта осуществления предпочтительно содержит оксид металла, представленный формулой (1).
Mo12BiaFebXcYdZeOf (1)
[0027]
где X обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция, бария и вольфрама.
Y обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, бора, галлия и индия.
Z обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, рубидия и цезия.
Компонент X служит для образования молибдата, который имеет подходящие дефекты решетки и способствует перемещению кислорода в объеме. Компонент Y может обеспечивать окислительно-восстановительную функцию катализатора, как и железо. Компонент Z может служить для предотвращения реакции разложения основных продуктов и исходных веществ, блокируя кислотные центры, присутствующие на поверхности катализатора.
Кроме того, a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤,0, 0,1≤b≤4,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d 3,0 и 0,01≤e≤2,0 соответственно.
f представляет собой количество атомов кислорода, необходимое для удовлетворения требований валентности других присутствующих компонентов.
Катализатор, согласно настоящему варианту осуществления, может дополнительно содержать компоненты, отличные от указанных выше.
[0028]
Отношение атомов висмута к 12 атомам молибдена составляет 0,1≤a≤2,0, предпочтительно 0,1≤a≤0,7 и более предпочтительно 0,15≤a≤0,7.
В том случае, когда а равно 0,1 или больше и 2,0 или меньше, выходы акрилонитрила и циановодорода выше, и стабильность реакции приобретает превосходную тенденцию.
[0029]
Отношение атомов b железа и 12 атомам молибдена составляет 0,1≤b≤4,0, предпочтительно 0,5≤b≤3,5 и более предпочтительно 1,0≤b≤3,5.
Отношение атомов c компонента X и 12 атомам молибдена составляет 0,1≤c≤10,0, предпочтительно 3,0≤c≤9,0 и более предпочтительно 4,0≤c≤8,5.
Отношение атомов d компонента Y к 12 атомам молибдена составляет 0,1≤d≤3,0, предпочтительно 0,2≤d≤2,0 и более предпочтительно 0,3≤d≤1,5.
Отношение атомов е компонента Z к 12 атомам молибдена составляет 0,01≤e≤2,0 и предпочтительно 0,05≤e≤1,5.
Отношение атомов f кислорода к 12 атомам молибдена представляет собой количество атомов кислорода, необходимое для удовлетворения требований валентности других присутствующих компонентов.
[0030]
Катализатор, согласно настоящему варианту осуществления, также может быть катализатором, в котором оксид металла нанесен на носитель. Носитель, применяемый для катализатора окислительного аммонолиза, содержит оксиды, такие как диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана и диоксид циркония, но диоксид кремния является предпочтительным с точки зрения низкого снижения целевой селективности и хорошей стойкости к истиранию и прочности частиц сформированных частиц катализатора. То есть одним из предпочтительных аспектов катализатора настоящего варианта осуществления является содержание в катализаторе диоксида кремния.
[0031]
Количество применяемого кремнийсодержащего носителя по отношению к общей массе кремнийсодержащего носителя и оксида металла обычно колеблется от 20 до 80 мас.%, предпочтительно от 30 до 70 мас.%, а еще более предпочтительно от 40 до 60 мас.%.
[0032]
Исходное вещество для носителя из диоксида кремния особо не ограничивается особым образом, и примеры могут включать золь диоксида кремния (также называемый коллоидным диоксидом кремния) и порошкообразный диоксид кремния. Исходное вещество носителя из диоксида кремния предпочтительно представляет собой золь диоксида кремния с точки зрения удобства обращения. Средний размер инициирующих частиц диоксида кремния, содержащихся в золе диоксида кремния, особым образом не ограничивается. В качестве носителя из диоксида кремния в смеси можно применять золи диоксида кремния, имеющие различные средние размеры инициирующих частиц.
[0033]
Форма катализатора, согласно настоящему варианту осуществления, особым образом не ограничивается и при применении в качестве катализатора псевдоожиженного слоя предпочтительно имеет сферическую форму с точки зрения текучести. Размер частиц катализатора, согласно настоящему варианту осуществления, предпочтительно составляет от 10 до 150 мкм в пересчете на средний диаметр.
Средний диаметр катализатора, согласно настоящему варианту осуществления, может быть получен путем добавления 0,6 г катализатора к 250 мл воды в качестве дисперсионной среды, проведения ультразвукового диспергирования в течение 1 минуты и затем измерения с применением лазерного дифракционного/рассеивающего анализатора распределения частиц по размерам LA-300, производства HORIBA, Ltd., при условии относительного показателя преломления 1,40.
[0034]
[Способ производства катализатора]
Один из настоящих вариантов осуществления представляет собой способ получения катализатора, содержащего Mo, Bi и Fe, способ, включающий этап получения прокаленных частиц, полученных прокаливанием высушенных частиц, содержащих Mo, Bi и Fe (в дальнейшем также называемый этапом I),
этап удаления, по меньшей мере, части Mo-содержащих компонентов из прокаленных частиц (далее также называемый этапом II),
этап, на котором прокаленные частицы, из которых были удалены Мо-содержащие компоненты, подвергаются процессу пропитки для получения пропитанных частиц (далее также называемый этап III),
и этап прокаливания пропитанных частиц (далее также называемый этапом IV). С помощью способа производства настоящего варианта осуществления можно получить катализатор настоящего варианта осуществления, описанного выше.
[0035]
(Этап I)
Этап I в способе производства настоящего варианта осуществления представляет собой стадию прокаливания высушенных частиц, содержащих Mo, Bi и Fe. Прокаленные частицы могут быть получены путем применения готовых продуктов или могут быть получены путем высушивания распылением суспензии, содержащей Mo, Bi и Fe, с получением высушенных частиц и прокаливания данных высушенных частиц.
[0036]
Суспензия, содержащая Mo, Bi и Fe, может быть получена путем смешивания исходных веществ для катализатора и растворителя. Растворителем предпочтительно является вода, и суспензия предпочтительно представляет собой водную суспензию. В том случае, когда носитель представляет собой диоксид кремния, предпочтительно применять способ приготовления, состоящий в смешивании и перемешивании водного раствора, содержащего молибден, с водным раствором, содержащим диоксид кремния, а затем смешивания и перемешивания с вышеуказанным раствором раствора, содержащего висмут и другие металлы.
[0037]
Кроме того, добавки также можно применять при приготовлении раствора каждого исходных веществ и суспензии. Настоящие примеры добавок включают в себя органические добавки.
[0038]
Исходные вещества для каждого компонента, составляющего катализатор, такого как молибден, висмут и железо, или дополнительно содержащий церий, никель, кобальт, магний, цинк, калий, рубидий, кальций и цезий для приготовления суспензии, представляет собой соль, растворимую в воде или азотной кислоте, настоящие примеры включают в себя соль аммония, нитрат, гидрохлорид, сульфат и соль органической кислоты каждого металла.
[0039]
Соль аммония предпочтительно применяют в качестве исходного вещества, содержащего молибден, и нитрат предпочтительно применяют в качестве исходного вещества, содержащего висмут, церий, железо, никель, магний, цинк, калий, рубидий и цезий.
[0040]
Суспензию, содержащую Mo, Bi и Fe, высушивают распылением, чтобы получить высушенные частицы. При сушке распылением суспензия подвергается распылительной сушке, в результате чего получаются сферические частицы. Распыление водной суспензии можно проводить обычно применяемым промышленным центробежным способом, способом двухжидкостной форсунки и способом форсунки высокого давления, и распыление предпочтительно проводят центробежным способом. Для сушки предпочтительно применять нагретый воздух, и примеры источников тепла для сушки включают пар и электрический обогрев. Температура на входе сушилки предпочтительно составляет от 100 до 400°C, более предпочтительно от 150 до 300°C. Температура на выходе из сушилки предпочтительно составляет от 100 до 180°C, более предпочтительно от 110 до 170°C.
[0041]
Высушенные частицы, полученные, как описано выше, прокаливают. На данном этапе высушенные частицы предпочтительно прокаливают на воздухе. Прокаливание высушенных частиц на воздухе проводят в предпочтительном интервале температур от 150 до 750°C и предпочтительно проводят отдельными стадиями предварительного прокаливания и завершающем прокаливания без ограничения конкретных условий. При предварительном прокаливании прокаливание предпочтительно проводят в условиях от 150°C до 450°C в течение от 30 минут до 10 часов, а при завершающем прокаливание предпочтительно проводят в условиях от 500° C до 700°C, и предпочтительно от 520°C до 650°C в течение от 1 часа до 20 часов. При прокаливании в качестве атмосферного газа применяют воздух. Печь для обжига, например, электрическую печь можно применять для обжига на воздухе.
[0042]
(Этап II)
Этап II в способе производства, согласно настоящему варианту осуществления, представляет собой этап удаления, по меньшей мере, части Мо-содержащих компонентов из прокаленных частиц, полученных на этапе I, а, более конкретно, этап удаления или уменьшения содержания Мо-содержащих компонентов, присутствующих на поверхности. Прокаленных частиц (далее именуемый «этап обработки для удаления Mo»). Способ удаления Mo-содержащих компонентов особым образом не ограничивается, и примеры включают в себя способ, позволяющий прокаленным частицам, полученным на этапе I, контактировать с растворителем или раствором и получением частиц, подвергнутых обработке для удаления или уменьшения содержания Мо. Пройдя этап II, возможно эффективно провести этап III и этап IV, которые будут описаны ниже, и повысить выход циановодорода. Примеры Mo-содержащего компонента включают молибдатные соединения, содержащие Bi2Mo3O12 и Fe2Mо3O12 в качестве основных компонентов.
[0043]
Поверхность прокаленных частиц настоящим относится к части, контактирующей с газами, такими как пропилен, аммиак, кислород и воздух, и жидкостями, такими как растворители и растворы, которые будут описаны ниже. Таким образом, в том случае, когда прокаленная частица имеет сферическую форму, поверхность частицы образуется не только из поверхности сферы, составляющей весь внешний край прокаленной частицы, но также поверхности пористой структуры, сформированной в прокаленной частице.
[0044]
Удаление или уменьшение количества Mo-содержащих компонентов, присутствующих на поверхности прокаленных частиц, полученных на этапе I, этап обработки для удаления Mo, может образовывать и значительно увеличивать фазу Bi3FeMo2O12 на поверхности обработанных прокаленных частиц на этапе IV (эта прокаливания). Более конкретно, удаление или уменьшение количества молибдатных соединений, содержащих Bi2Mo3O12 или Fe2MO3O12 в качестве основного компонента, присутствующего на поверхности прокаленных частиц, полученных на этапе I, может образовывать и значительно увеличивать фазу Bi3FeMo2O12 на поверхности обработанных прокаленных частиц на этапе IV (этап прокаливания). Таким образом, может быть получен катализатор, удовлетворяющий требованиям 0,10<P/R<0,18 и 0,06<Q/R<0,30, как определено в настоящем изобретении. Таким образом, образование и увеличение фазы Bi3FeMo2O12 на поверхности обработанных прокаленных частиц может увеличить выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила в реакции окислительного аммонолиза с применением катализатора, указанного в настоящем изобретении.
[0045]
Для формирования и увеличения фазы Bi3FeMo2O12 Mo-содержащих компонентов на поверхности частиц перед этапом прокаливания, этап IV, должно быть недостаточно, и способ, применяемый на этапе обработки для удаления Mo, не ограничивается аспектами, описанными ниже. Далее будет дано объяснение обработки по удаления или уменьшению содержания Мо-содержащих компонентов, в качестве примера, позволяя прокаленным частицам контактировать с растворителем или раствором.
[0046]
Растворитель, применяемый на стадии обработки для удаления Mo, особым образом не ограничивается, и примеры включают в себя воду и спирты. В качестве растворителя предпочтительно применять воду. Когда применяют раствор, в качестве растворителя предпочтительна вода, в качестве растворенного вещества предпочтительнее основное соединение, более предпочтительно основное неорганическое соединение. Примеры растворенного вещества, в частности, включают в себя: гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид магния, карбонат натрия, карбонат калия, карбонат магния, карбонат кальция, карбонат бария, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат калия и аммиак. Данные растворенные вещества можно применять по отдельности или в комбинации двух или более из них.
[0047]
Содержание растворенного вещества в растворе особым образом не ограничивается и может быть подходящим образом отрегулировано в зависимости от применяемого растворенного вещества. Содержание растворенного вещества в растворе предпочтительно составляет 0,01 мас.% или более и 10 мас.% или менее, более предпочтительно 0,02 мас.% или более и 1 мас.% или менее, а еще более предпочтительно 0,02 мас.% или более и 0,5 мас.% или менее. PH раствора предпочтительно составляет от 9 до 13, а более предпочтительно от 10 до 12. Когда содержание растворенного вещества составляет 0,01 мас.% или более и 10 мас.% или менее, компоненты прокаленных частиц растворяются в растворе, и, таким образом, пропитка на следующей стадии достаточно обоснована. По этой причине при производстве акрилонитрила и циановодорода путем окислительного аммонолиза пропилена обычно применяют катализатор способный повысить выход циановодорода при одновременном предотвращении снижения выхода акрилонитрила.
[0048]
Контакт прокаленных частиц и растворителя или раствора может осуществляться путем смешивания прокаленных частиц и растворителя или раствора. Прокаленные частицы можно также при необходимости перемешивать в растворителе или растворе. Количество прокаленных частиц (г) к количеству растворителя или количества раствора (мл) особым образом не ограничивается и обычно составляет 0,01 г/мл или более и 10 г/мл или менее, предпочтительно 0,05 г/мл или более и 5 г/мл или менее, а более предпочтительно 0,05 г/мл или более и 1 г/мл или менее. Когда количество прокаленных частиц к количеству растворителя или количеству раствора (мл) составляет 0,01 г/мл или более и 10 г/мл или менее, компоненты прокаленных частиц растворяются в растворителе или растворе, и, таким образом, пропитка на следующей стадии достаточно обоснована. По этой причине при производстве акрилонитрила и цианистого водорода путем окислительного аммонолиза пропилена обычно применяют катализатор способный повысить выход циановодорода при одновременном предотвращении снижения выхода акрилонитрила.
[0049]
Температура, при которой осуществляется взаимодействие, прокаленных частиц и растворителя или раствора особым образом не ограничена и с точки зрения ускорения растворения компонентов прокаленных частиц в растворителе или растворе составляет предпочтительно от 10 до 100°C, более предпочтительно. От 20 до 80°C и еще более предпочтительно от 30 до 70°C. Время контакта прокаленных частиц и растворителя или раствора особым образом не ограничено и составляет, с точки зрения ускорения растворения компонентов прокаленных частиц в растворителе или растворе, предпочтительно от 1 минуты до 24 часов, более предпочтительно от 10 минут до 10 часов, а еще более предпочтительно от 30 минут до 2 часов.
[0050]
После осуществления контакта с растворителем или раствором обработанные частицы отделяют фильтрованием от растворителя или раствора с получением таким образом частицы с удаленным Мо. На данном этапе частицы с удаленным Мо также можно промыть водой для удаления растворителя или раствора. Частицы с удаленным Мо можно также сушить при атмосферном давлении или в вакууме, предпочтительно в вакууме, при температуре от 10 до 200°C, предпочтительно от 50 до 100°C, в течение от 1 до 50 часов, предпочтительно от 5 до 30 часов.
Данные операции, выполняемые после приведения в контакт с растворителем или раствором, могут усилить эффект операции пропитки на последующем этапе III.
[0051]
(Этап III)
Этап III в способе получения настоящего варианта осуществления представляет собой этап, при котором частицы, полученные на этапе II, подвергаются операции пропитки для получения пропитанных частиц. «Пропитка» в данном документе относится к пропитке внутренней части пор, присутствующих в обработанных растворителем частицах, содержащих компоненты, подлежащие пропитке.
[0052]
Операция пропитки можно, в частности, проводить путем смешивания частиц, полученных на этапе II, и пропиточного раствора, и интенсивного встряхивания. Пропиточный раствор представляет собой раствор, содержащий компоненты, подлежащие пропитке, и предпочтительно содержит в качестве таких компонентов, компоненты, полученные на этапе II. Таким образом, пропиточный раствор может предпочтительно содержать молибден, висмут и железо и может дополнительно содержать такие компоненты, как церий, никель, кобальт, магний, цинк, калий, рубидий, кальций и цезий. Из них более предпочтительны рубидий, молибден и кальций. Исходными веществами для каждого компонента является соль, растворимая в воде или азотной кислоте, а также возможно применение соли аммония, нитрата, гидрохлорида, сульфата и соли органической кислоты каждого металла. Концентрация компонентов в пропиточном растворе особым образом не ограничивается и основана на количестве молей Мо, где его показатель равен 12 в формуле кальцинированных частиц, полученных на стадии I, на которой проводят пропиточную обработку, обычно от 0,01 до 1,0 и предпочтительно от 0,05 до 0,6, в пересчете на число молей, с применением соли каждого металла в качестве исходных веществ для компонента, являющегося субстратом.
[0053]
Отношение количества пропиточного раствора к объему пор прокаленных частиц перед операцией обработки растворителем составляет предпочтительно 0,5 или более и 10 или менее, предпочтительно 1,0 или более и 5,0 менее, а еще более предпочтительно 1,3 или более и 2,0. Когда отношение количества пропитывающего раствора к объему пор составляет 0,5 или более и 10 или менее, процесс пропитки протекает в достаточной степени, и катализатор способный увеличивать выход циановодорода, предотвращая при этом снижение выхода акрилонитрила при производстве акрилонитрила и циановодорода путем реакции окислительного аммонолиза пропилена, как правило, может быть получен.
[0054]
Помимо всего прочего, объем пор прокаленных частиц предпочтительно составляет 0,07 см3/г или более и 0,30 см3/г или менее, а еще более предпочтительно 0,10 см3/г или более и 0,20 см3/г или менее.
Объем пор может быть измерен одноточечным способом после 18-часовой предварительной обработки с применением Micro Meritics 3-Flex с 0,5 г катализатора и газообразным N2 в качестве адсорбционного газа в условиях 250°C и 0,001 мм рт.ст. или меньше.
[0055]
Энергичное встряхивание для операции пропитки может осуществляться, например, путем перемешивания с энергичным встряхиванием руками, перемешивания с применением вихревой мешалки, ультразвуковой волны или подобного рода или с применением другого общего оборудования для операции пропитки. Процесс пропитывания независим от атмосферного давления, вакуума или приложенного давления. Продолжительность встряхивания особым образом не ограничивается и обычно составляет от 10 секунд до 30 минут, предпочтительно от 1 минуты до 10 минут.
[0056]
Полученные пропитанные частицы также можно сушить при атмосферном давлении или в вакууме, предпочтительно в вакууме, при температуре от 10 до 200°C, предпочтительно от 30 до 100°C, в течение от 1 до 50 часов, предпочтительно от 5 до 30 часов. Сушка позволяет компонентам осесть на обработанных растворителем поверхностях частиц и внутренней части пор.
[0057]
(Этап IV)
Этап IV способа производства настоящего варианта осуществления представляет собой этап прокаливания пропитанных частиц, полученных на этапе III.
[0058]
Пропитанные частицы предпочтительно прокаливают на воздухе. Прокаливание пропитанных частиц предпочтительно проводить в диапазоне температур от 150 до 750°C. Прокаливание предпочтительно проводят при условии, что время прокаливания составляет от 10 минут до 10 часов. Для прокаливания на воздухе можно применять печь для прокаливания, например электрическую.
[0059]
(Другие этапы)
В способе получения настоящего варианта осуществления Мо можно добавлять к катализатору и приводить во взаимодействие с ним после стадии IV в пределах диапазона, не влияющего на действия и эффекты настоящего изобретения. Добавляемый Мо особым образом не ограничивается, и возможно применение сложных оксидов и катализаторов, содержащих большое количество соли аммония, оксида и Мо.
[0060]
[Способ получения акрилонитрила и циановодорода]
В способе производства акрилонитрила, согласно настоящему варианту осуществления, применяют катализатор соответственно настоящему варианту. Таким образом, способ получения акрилонитрила, согласно настоящему варианту осуществления, включает в себя стадию взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака в присутствии катализатора, согласно настоящему варианту осуществления. Способ получения, согласно настоящему варианту осуществления, предпочтительно осуществляется путем реакции окислительного аммонолиза в псевдоожиженном слое. Применяя данный способ получения акрилонитрила, согласно настоящему варианту осуществления, можно получить акрилонитрил и цианистый водород.
[0061]
Способ получения акрилонитрила, согласно настоящему варианту осуществления, предпочтительно проводить, например, в стандартно применяемом реакторе с псевдоожиженным слоем. Исходные вещества, пропилен и аммиак, не обязательно должны иметь высокую чистоту, а также возможно применение веществ технических сортов. Помимо всего прочего, стандартно предпочтительно применять воздух в качестве источника молекулярного кислорода, но также можно применять газ, имеющий повышенную концентрацию кислорода за счет смешивания кислорода с воздухом.
[0062]
В том случае, когда источником молекулярного кислорода является воздух в способе производства акрилонитрила в соответствии с настоящим вариантом осуществления, газовый состав исходных веществ (молярное отношение аммиака и воздуха к пропилену) находится в диапазоне, выраженного соотношением пропилен/аммиак/воздух, предпочтительно 1,0./(от 0,8 до 2,5)/(от 7,0 до 12,0) и более предпочтительно от 1,0/(от 0,8 до 1,4)/(от 8 до 11).
[0063]
Температура реакции в способе получения акрилонитрила, согласно настоящему варианту осуществления, предпочтительно составляет от 300 до 550°C, а более предпочтительно от 400 до 500°C. Давление в ходе реакции предпочтительно находится в диапазоне от атмосферного давления до 0,3 МПа. Время контакта газа, исходных веществ, и катализатора составляет предпочтительно от 0,5 до 20 (с⋅г/см3), а более предпочтительно от 1 до 10 (с⋅г/см3).
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0064]
В дальнейшем настоящий вариант осуществления более конкретно описывается со ссылкой на примеры, но вовсе не ограничивается этими примерами. Способы оценки различных физических свойств описаны ниже.
[0065]
[Рентгенографический дифракционный анализ (XRD-анализ)]
Рентгенографический анализ катализатора, указанного в примерах и сравнительных примерах, проводили в следующих условиях. Катализаторы измеряли без измельчения. Когда катализатор измельчали в порошок, удар заставлял кристаллическую фазу двухвалентный металл-молибдат в-типа переходить в кристаллическую фазу α-типа, что не позволяло получить исходную дифракционную картину.
Условия измерения
Детектор: одномерный полупроводниковый детектор LynxEye
Угол захвата: 3°
Размер пикселя: 75 мкм
Трубка: Cu
Напряжение трубки: 40 кВ
Значение силы тока в трубке: 40 мА
Щель расходимости: 0,3
Ширина шага: 0,02°/шаг (измерение от 10° до 70°)
Время измерения: 0,5 с/шаг
Количество измеряемых частиц: около 250000 частиц
Вращение образца: 15 об/мин
[0066]
[Условия реакции и выход полученного акрилонитрила путем реакции окислительного аммонолиза пропилена]
Применяя катализатор, указанный в примерах и сравнительных примерах, получали акрилонитрил и циановодород кислоту по реакции окислительного аммонолиза пропилена. В качестве реакционной пробирки, применяемом во время реакции, применяли стеклянную пробирку из стекла Pyrex (зарегистрированная торговая марка) с 16 встроенными проволочными ячейками 10 меш с интервалом 1 см и внутренним диаметром 25 мм.
[0067]
Смесь газа пропилен/аммиак/воздух подавалась при количестве катализатора 50 см3, температуре реакции 430°C и давлении 0,17 МПа со скоростью от 250 до 450 см3/с (в пересчете на нормальные условия, рассчитанной как общий расход газа для проведения реакции. На данном этапе содержание пропилена в смеси газов составляло 9 об.%, а молярное соотношение пропилен/аммиак /воздух составляло 1/(0,7-1,4)/(8,0-13,5), и в пределах данных диапазонов скорость потока аммиака изменяли таким образом, что уровень расхода серной кислоты, определяемый следующей формулой, составлял 20±2 кг/т акрилонитрила. Скорость воздушного потока соответствующим образом изменили таким образом, что концентрация кислорода в газе на выходе из реактора составляла 0,2±0,02 об.%. На данном этапе молярное отношение аммиак/пропилен было определено как N/C. Кроме того, скорость потока общей смеси газов изменяли, чтобы изменить время контакта, определяемое следующей формулой, и устанавливали таким образом, что степень превращения пропилена, определяемая следующей формулой, составляла 99,3±0,2%.
Выход акрилонитрила, полученного в результате реакции, имеет значения, определенные в следующих уравнениях.
[0068]
[0069]
[Пример получения 1]
Получили катализатор (прокаленная частица), в котором оксид металла, имеющий состав, представленный формулой Mo12Bi0.39Fe1.7Ni4.2Co3.7Ce0.90Rb0.14Of, нанесенный на диоксид кремния 40 мас.%.
В частности, гептамолибдат аммония растворяли в теплой воде (раствор А). Далее, нитрат висмута, нитрат железа, нитрат никеля, нитрат кобальта, нитрат церия и нитрат рубидия растворяли в водном растворе азотной кислоты, имеющем 16,6 мас.% (Раствор B). Для данного применения диоксида кремния в качестве носителя, применяли золь диоксида кремния, в котором был диспергирован диоксид кремния, имеющий средний размер инициирующих частиц 12 нм. К золю диоксида кремния добавляли раствор А, а затем к нему добавляли раствор В при перемешивании. Затем с помощью распылителя, оснащенного дисковым ротором, установленного в центре верхней части сушилки, водная смесь сырья была быстро высушена при температуре на входе около 230°C и температуре на выходе около 120°C. Затем высушенный прекурсор катализатора предварительно прокалили в электрической печи в атмосфере воздуха при 320°C в течение 2 часов и затем окончательно прокалили в атмосфере воздуха при 590°C в течение 2 часов.
Полученная прокаленная частица имела сферическую форму и средний размер частиц 54 мкм. Средний размер частиц измеряли с помощью лазерного дифракционного/рассеивающего анализатора распределения частиц по размерам LA-300, производства HORIBA, Ltd.
Кроме того, когда акрилонитрил получали реакцией окислительного аммонолиза пропилена с применением полученных прокаленных частиц в качестве катализатора, выход акрилонитрила (АN) составлял 84,0%, выход циановодорода (HCN) составлял 3,1%, и AN+3HCN (сумма значение выхода AN и утроенное значение выхода HCN) составило 93,3.
[0070]
[Примеры настоящего изобретения с 1 по 13 и сравнительные примеры с 1 по 9]
Прокаленные частицы, полученные в примере п 1, подвергали следующей процедуре (процессу обработки для удаления Мо) с применением растворителя, указанного в Таблице 1, чтобы получить таким образом частицы, обработанные для удаления Мо. Затем с применением водного раствора, содержащего компонент для пропитки, указанный в таблице 1, обработанные для удаления Мо частицы подвергали операции пропитки, как описано ниже (операция пропитки) таким образом, чтобы получить пропитанные частицы. Кроме того, прокаливание проводили в атмосфере воздуха при температуре 580°C в течение 2 часов с получением катализатора. Водный раствор, содержащий компонент, который должен быть пропитан в каждом из примеров настоящего изобретения и сравнительных примеров, был приготовлен с применением в качестве растворенного вещества нитрата рубидия, в то время как пропитывающим компонентом был Rb, нитрата калия, в то время как пропитывающим компонентом был K, гептамолибдата аммония, в то время как пропитывающим компонентом был Мо, нитрат кальция, в то время как пропитывающим компонентом был Ca. На данном этапе количество растворенного вещества в растворе для пропитки составляло от 0,06 до 0,4 в расчете на количество молей Мо, равное 12.
[0071]
(Операция удаления Мо)
70 г прокаленных частиц, полученных в примере 1, и 560 мл растворителя перемешивали в течение 1 часа, выдерживая при температуре 50°C. Затем обработанный растворителем катализатор отделяли фильтрованием, промывали водой и сушили в вакууме при температуре 80°C в течение 15 часов.
[0072]
(Операция пропитки)
Раствор, содержащий пропитываемый компонент, то есть пропитывающий раствор, доводили таким образом, чтобы он составлял 1,6-кратное количество раствора от объема пор катализатора, подлежащего пропитке (предварительная обработка растворителем). Затем пропитывающий раствор добавляли к обработанному растворителем катализатору и энергично встряхивали в течение 5 минут для лучшего контакта и тщательного перемешивания пропиточного раствора и обработанного для удаления Мо катализатора. Затем сушили в вакууме при температуре 60°C в течение 2 часов.
[0073]
[Таблица 1]
Как показано в Таблице 1, вышеуказанная (Операция обработки растворителем) не проводилась в сравнительном примере 9 и выше (Операция пропитки), и последующее прокаливание не проводилось в сравнительных примерах 1-8. Полученные катализаторы анализировали способом XRD с помощью описанного ранее способа для определения значений P/R и Q/R. Значения P/R и Q/R указаны в таблице 1. Кроме того, с применением полученных катализаторов акрилонитрил получали путем реакции окислительного аммонолиза пропилена. В таблице 1 указаны выходы AN, выходы HCN, значения AN+3HCN и отличия от значений AN+3HCN прокаленных частиц, полученных в примере получения 1.
[0074]
| Пропитывающий растворитель и условия пропитывания | Рентгенофазовый анализ | Анализ результатов | ||||||
| Пропитывающий р-ль |
Условия пропитывания | P/R | Q/R | Выход AN (%) | Выход HCN (%) | AN+3HCN | AN+3HCN Разница с примером произдвоства 1 |
|
| Пример 1 | Вода | Rb | 0,12 | 0,08 | 82,1 | 4,3 | 95,0 | 1,7 |
| Пример 2 | Вода | K | 0,12 | 0,07 | 81,8 | 4,1 | 94,1 | 0,8 |
| Пример 3 | 0,05% водн. р-р NaOH | Rb | 0,11 | 0,08 | 81,1 | 4,6 | 94,9 | 1,6 |
| Пример 4 | 0,05% водн. р-р NH3 | Rb | 0,11 | 0,09 | 80,2 | 4,9 | 94,9 | 1,6 |
| Пример 5 | 0,1% водн. р-р NH3 | Rb | 0,11 | 0,08 | 76,7 | 5,8 | 94,1 | 0,8 |
| Пример 6 | Вода | Rb, Mo | 0,11 | 0,07 | 83,8 | 3,5 | 94,3 | 1,0 |
| Пример 7 | Вода | Rb, Ca | 0,12 | 0,07 | 78,3 | 5,7 | 95,4 | 2,1 |
| Пример 8 | 0,1% водн. р-р NH3 | Rb, Mo | 0,11 | 0,13 | 81,3 | 4,6 | 95,1 | 1,8 |
| Пример 9 | Вода | Rb | 0,16 | 0,09 | 81,8 | 4,3 | 94,7 | 1,4 |
| Пример 10 | Вода | K | 0,14 | 0,19 | 81,3 | 4,5 | 94,8 | 1,5 |
| Пример 11 | 0,05% водн. р-р NaOH | Rb | 0,12 | 0,13 | 80,4 | 4,8 | 94,8 | 1,5 |
| Пример 12 | 0,05% водн. р-р NH3 | Rb | 0,11 | 0,27 | 80,0 | 4,9 | 94,7 | 1,4 |
| Пример 13 | 0,1% водн. р-р NH3 | Rb | 0,16 | 0.27 | 80,7 | 4,7 | 94,8 | 1,5 |
| Сравнительный пример 1 | Вода | - | 0,13 | 0,05 | 69,5 | 6,3 | 88,4 | -4,9 |
| Сравнительный пример 2 | 0,05% водн. р-р NaOH | - | 0,11 | 0,04 | 68,9 | 6,4 | 88.1 | -5,2 |
| Сравнительный пример 3 | 0,05% водн. р-р NH3 | - | 0,12 | 0,04 | 68,4 | 6,6 | 88,2 | -5,1 |
| Сравнительный пример 4 | Вода | - | 0,20 | 0,19 | 73,3 | 5,4 | 89,5 | -3,8 |
| Сравнительный пример 5 | 0,05% водн. р-р NaOH | - | 0,16 | 0,04 | 72,2 | 5,7 | 89,3 | -4,0 |
| Сравнительный пример 6 | 0,05% водн. р-р NH3 | - | 0,09 | 0,12 | 71,8 | 5,7 | 88,9 | -4,4 |
| Сравнительный пример 7 | 0,05% водн. р-р NaOH | - | 0,09 | 0,27 | 77,4 | 4,6 | 91,2 | -2,1 |
| Сравнительный пример 8 | 0,05% водн. р-р NH3 | - | 0,13 | 0,33 | 78,9 | 4,4 | 92,1 | -1,2 |
| Сравнительный пример9 | - | - | 0,18 | 0,08 | 84,2 | 3,0 | 93,2 | -0,1 |
Применение в промышленности
[0075]
Катализатор, согласно настоящему изобретению, имеет промышленную эффективность для применения в производстве акрилонитрила и циановодорода, включая стадию окислительного аммонолиза пропилена.
Claims (20)
1. Катализатор для осуществления реакции окислительного аммонолиза для получения акрилонитрила и циановодорода, содержащий Mo, Bi и Fe и удовлетворяющий при проведении рентгенофазового анализа следующим соотношениям: 0,10<P/R<0,18 и 0,06<Q/R 0,30, где P обозначает интенсивность пика при 2θ = 22,9±0,2°, Q обозначает интенсивность пика при 2θ = 28,1±0,1°, а R обозначает интенсивность пика при 2θ = 26,6±0,2°.
2. Катализатор согласно п.1, содержащий оксид металла, представленный формулой (1):
Mo12BiaFebXcYdZeOf (1),
где X обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция, бария и вольфрама,
Y обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, бора, галлия и индия,
Z обозначает один или несколько компонентов, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, рубидия и цезия,
a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤2,0, 0,1≤b≤4,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d≤3,0 и 0,01≤e≤2,0 соответственно, и
f представляет собой количество атомов кислорода, необходимое для удовлетворения требований валентности других присутствующих элементов.
3. Катализатор согласно п.1, дополнительно содержащий кремнеземсодержащий носитель.
4. Способ получения содержащего Mo, Bi и Fe катализатора по любому из пп. 1-3, включающий:
стадию получения прокаленных частиц, полученных прокаливанием высушенных частиц, содержащих Mo, Bi и Fe,
стадию обработки для удаления Mo, состоящую из удаления, по меньшей мере, части Mo-содержащих компонентов из прокаленных частиц,
стадию, на которой прокаленные частицы, из которых были удалены Мо-содержащие компоненты, подвергают пропитке для получения пропитанных частиц, и
стадию прокаливания пропитанных частиц.
5. Способ получения катализатора согласно п.4, в котором частицы пропитывают элементами посредством операции пропитки, и компоненты включают компонент, растворенный в растворителе, применяемом для обработки для удаления Мо.
6. Способ получения катализатора согласно п.4, включающий после стадии проведения операции пропитки стадию прокаливания полученных пропитанных частиц на воздухе.
7. Способ получения акрилонитрила, включающий стадию взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака в присутствии катализатора согласно п.1.
8. Способ получения акрилонитрила согласно п.7, который осуществляют в реакторе с псевдоожиженным слоем.
9. Способ получения акрилонитрила согласно п.7, в котором молярное отношение аммиака и воздуха к пропилену составляет от 1,0 /(от 0,8 до 2,5)/(от 7,0 до 12,0) в пересчете на соотношение пропилен/аммиак/воздух.
10. Способ получения акрилонитрила согласно п.7, в котором реакцию проводят в диапазоне температур от 300 до 550°C.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-077512 | 2019-04-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779498C1 true RU2779498C1 (ru) | 2022-09-08 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002179610A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-06-26 | Rohm & Haas Co | 不飽和カルボン酸の製造方法 |
| EP1223163A1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-07-17 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing acrylonitrile, catalyst for use therein and the method for preparing the same |
| RU2347612C2 (ru) * | 2002-12-02 | 2009-02-27 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Катализатор производства акрилонитрила |
| EP2075064A1 (en) * | 2006-10-26 | 2009-07-01 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | Fluidized-bed catalyst for the production of acrylonitrile and process for the production of acrylonitrile |
| JP2012245484A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | アンモ酸化用触媒、その製造方法及びアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの製造方法 |
| RU2560878C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2015-08-20 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Способ получения усовершенствованных катализаторов аммоксидирования на основе смешанных оксидов металлов |
| RU2561084C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2015-08-20 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Усовершенствованные катализаторы аммоксидирования на основе смешанных оксидов металлов |
| RU2575933C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2016-02-27 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Высокоэффективный способ аммоксидирования и катализаторы на основе смешанных оксидов металлов |
| WO2017069119A1 (ja) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | 日本化薬株式会社 | 共役ジオレフィン製造用触媒と、その製造方法 |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1223163A1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-07-17 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing acrylonitrile, catalyst for use therein and the method for preparing the same |
| JP2002179610A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-06-26 | Rohm & Haas Co | 不飽和カルボン酸の製造方法 |
| RU2347612C2 (ru) * | 2002-12-02 | 2009-02-27 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Катализатор производства акрилонитрила |
| EP2075064A1 (en) * | 2006-10-26 | 2009-07-01 | Dia-Nitrix Co., Ltd. | Fluidized-bed catalyst for the production of acrylonitrile and process for the production of acrylonitrile |
| RU2560878C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2015-08-20 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Способ получения усовершенствованных катализаторов аммоксидирования на основе смешанных оксидов металлов |
| RU2561084C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2015-08-20 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Усовершенствованные катализаторы аммоксидирования на основе смешанных оксидов металлов |
| RU2575933C2 (ru) * | 2010-03-23 | 2016-02-27 | ИНЕОС ЮЭсЭй ЭлЭлСи | Высокоэффективный способ аммоксидирования и катализаторы на основе смешанных оксидов металлов |
| JP2012245484A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | アンモ酸化用触媒、その製造方法及びアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの製造方法 |
| WO2017069119A1 (ja) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | 日本化薬株式会社 | 共役ジオレフィン製造用触媒と、その製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1323998C (zh) | 通过丙烷的非均相催化的气相氧化制备丙烯酸的方法 | |
| KR102118534B1 (ko) | 암모산화용 촉매 및 그의 제조 방법, 및 아크릴로니트릴의 제조 방법 | |
| CN110494221A (zh) | 具有降低的铌和碲含量和对于乙烷的氧化脱氢具有较高活性的MoVNbTe催化剂的合成 | |
| EP2922633B1 (en) | Process for the preparation of mixed metal oxide ammoxidation catalysts | |
| CN1146439A (zh) | 复合金属氧化物材料 | |
| KR20100090252A (ko) | 프로판 및 이소부탄의 가암모니아 산화 또는 산화 방법 | |
| JP5832785B2 (ja) | アンモ酸化用触媒、その製造方法及びアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの製造方法 | |
| WO2016152964A1 (ja) | 触媒の製造方法、及び不飽和ニトリルの製造方法 | |
| CN107073455B (zh) | 改进的选择性氨氧化催化剂 | |
| WO2019187840A1 (ja) | 触媒、触媒の製造方法、アクリロニトリルの製造方法 | |
| RU2779498C1 (ru) | Катализатор, способ получения катализатора и способ получения акрилонитрила | |
| JP7108133B2 (ja) | 触媒、触媒の製造方法、アクリロニトリルの製造方法 | |
| US11396005B2 (en) | Catalyst support comprising homogeneously distributed titanium dioxide and method for production | |
| JP7109551B2 (ja) | アンモ酸化用触媒の製造方法、及び、アクリロニトリルの製造方法 | |
| RU2713201C1 (ru) | Способ получения оксидного катализатора и способ получения ненасыщенного нитрила и ненасыщенной кислоты | |
| Kumar et al. | Influence of Preparation Methods of Nano Au/MCM-41 Catalysts for Vapor Phase Oxidation of Benzyl Alcohol | |
| CN112007625A (zh) | 一种α-氧化铝载体及制备方法和银催化剂与应用 | |
| TWI755128B (zh) | 丙二醇甲醚的合成方法 | |
| TWI757721B (zh) | 觸媒、觸媒之製造方法、丙烯腈之製造方法 | |
| WO2020184330A1 (ja) | アクリロニトリル合成触媒、アクリロニトリル合成触媒の製造方法、アクリロニトリルの製造方法 | |
| KR20200065245A (ko) | 환원성 아민 반응용 촉매 및 이의 제조 방법 | |
| KR20230099704A (ko) | 기상 접촉 암모산화 반응용 촉매 및 기상 접촉 암모산화 반응용 촉매의 제조 방법 | |
| JP2007326034A (ja) | 酸化反応又はアンモ酸化反応用触媒 |