Способ получения ацетонитрила

 

Изобретение относится к нитрилам карбоновых кислот, в частности к получению ацетонитрила (АН), который применяют в синтезе органических веществ. Повышение выхода АН достигается проведением процесса в иных условиях. Синтез АН ведут аммонолизом пропана при 570-650 С в присутствии катализатора - синтетического цеолита типа пентасил ( отношение SiOj/AljjOj равно 25-200). Объемная скорость подачи смеси реагентов 45-300 . Способ обеспечивает повьшение выхода с 6 до 49,2%. 3 табл. (Л с 00 IS9 к| Ю N)

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИН (191 (111 (5 1 ) 4 С О 7 С l 2 0 / 1 4 1 2 О/ 1 8 » Б 0 l J 2 2 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ЬДЕТЯЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTPM (21) 3992992/23-04 (22) 20.!2.85 (46) 07.07.87. Бюл. Ф 25 (71) Институт катализа СО АН СССР (72) С.С. Шепелев и К.Г. Ионе (53) 547.239.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 721421, кл. С 07 С 121/18, 1980.

Мехтиев С.Д. Нитрилы, Баку, АзГИ, 1966, с. 123.

Жданов С.П. Синтетические цеолиты. М.: Химия, 1981, с. 11, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТОНИТРИЛА (57) Изобретение относится к нитрилам карбоновых кислот, в частности к получению ацетонитрила (АН), который применяют в синтезе органических веществ. Повышение выхода AH достигается проведением процесса в иных условиях. Синтез АН ведут аммонолио зом пропана при 570-650 С в присутствии катализатора — синтетического цеолита типа пентасил" (молярное отношение SiO /À1 О равно 25-200). Обь" емная скорость подачи смеси реагентов 45-300 ч . Способ обеспечивает повышение выхода с 6 до 49,2Х.

3 табл.

1321722

Таб.лица 1

Значение показателей при скорости подачи реакционной

-1 о смеси 45 ч, t 650 С, объемном отношении аммиак/пропан

50/50 и молярном отношении SiO /А1 0

Пок as ат ели процесса (1

20 25 34 100 200

Концентрация продуктов реакции, об.Х: водород

18,7 30,1 41,3 37,1

31,3

23,5

0,2 0,6 0,4

0,2

0,3

0,1 азот

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ацетонитрила, который находит широкое применение в качестве растворителя для экстракции ароматических углеводородов из нефтяных фракций, а также в качестве полупродукта для синтеза этиламина, метилпиридина и т.п.

Цель изобретения " повышение выхода целевого продукта.

H p и м е р 1. Приготовление катализатора.

Готовят алюмосиликатный гель путем перемешивания 33 мл 32,1Х-ного водного золя двуокиси кремния, 9,05 мл

13,6 М раствора алюмината натрия, 118 мл 0,52 М раствора гидрата окиси тетрабутиламмония и 5,7 мл воды. После.перемешивания в течение 1 ч гель помещают в автоклав и проводят кристаллизацию при 175 С в течение 48 ч.

Полученный осадок промывают водой, о сушат при 100 С 6 ч, прокаливают при

550 С 2 ч на воздухе. Затем его подвергают трехкратному ионному обмену с 5Х-ным раствором соляной кислоты, после чего промывают водой. Порошок сушат при 100 С 6 ч, таблетируют при давлении 2000 атм. Таблетки дробят, отбирают фракцию 0,5-0,25 мм, которую прокаливают при 550 С 2 ч в потоке воздуха. Полученный катализатор имеет молярное соотношение SiO>/A1 0>, равное 20+1. Аналогичным образом готовят катализаторы с иными молярными 35 соотношениями SiO /Al,0,.

Пример 2. Навеску катализатора загружают в кварцевый реактор объемом 30 см . В реактор подают поток . инертного газа и нагревают до рабочей 40 температуры 650 С. После этого начинают подавать смесь пропан/аммиак с объемным соотношением 50/50 при объемной скорости подачи реакционной сме-< си 45 ч . Продукты реакции анализируют хроматографически. Селективность образования ацетонитрила (АН) рассчитывают как отношение количества аммиака или пропана, прореагировавших по реакции

+ NH) CH CN + CH4 + к общему количеству прореагировавших исходных веществ. Выход ацетонитрила; рассчитывают как отношение массы полученного ацетонитрнла к массе пропущенной газовой смеси. Прн таком способе расчета максимальный теоретический выход ацетонитрила по реакции составляет 76,2Х, Производительность по ацетонитрилу приведена в тоннах на тонну катализатора в сутки.

Результаты испытаний катализаторов с различными молярными отношениями

Si0 /Al 0 при различных температурах и объемных .скоростях подачи реакционной смеси представлены в табл.1-3.

Таким образом, предлагаемый способ получения ацетонитрила аммонолизом пропана по сравнению с аналогичным известным способом позволяет повысить выход целевого продукта с 6 до 49,2Х.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ получения ацетонитрнла аммонолизом пропана, при повышенной температуре в присутствии катализатора, содержащего Al 0, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения выхода ацетонитрила, в качестве катализатора используют синтетический цеолит типа "пентасил" с молярным отношением SiO /Al 0, равным 25-200, и процесс ведут при 570-650 С и объемной скорости подачи смеси реагентов 45300 ч

1321722

Продолжение табл.1

Пок as атели процесса начение показателей при скорости подачи реакционной меси 45 чч, t 650 С, объемном отношении аммиак/пропав

Oj50 и молярном отношении 830 /A3 0>

0 25 34 100

200 400

9,7 16,0 24,5 20,6 16,7

12,3 метан

31,1 )9,3 5,5 11,4 17,9

30,2 17,8 2,2 9,0 16.2

0,0 0,4 3,9 1,6 0,5

26,1 аммиак

25 0 пропан

0,1 этилен

1,0 1,5 0,3 1,3 1,6

1,3 этан

0,2

0.,2 0,3 0,6 0,4 0,3 пропилеи синильная кислота

0,2 0,3 0 5 0,4 0,4

0,3 ацетонитрил 8,7 14,0 20,4 17,7 14,7

10,9

0,1 0,1 Oi2 0,1 0,1

O,l пиридин

46,6

22,9 43,6 80,0 62,5

25,0 48,2 91,9 ?0,4

30,7 аммиак

33,7

51,6 пропан

Выход АН, мас.Х 14,6 27,5 49,2 39,2

29,4

19,5

Производительность поАН 0,21 0,40

0,72 0,58

0,43

0,27

Запредельное отношение SiO /Al О .

Т а б л и ц а 2

Значение показателей при SiO /А1,0, равном 34, скорости подачи реакционной смеси

45 ч", объемном отношении аммиак/пропан о

50/50 при температуре, С

Показатели процесса

560 570 600 650

Концентрация продуктов реакции, об.Х:

25,4 34,9

41,3

21,5 водород

0,1 0,2 0,3

0,6 азот

Степень превращения реагентов, Х:

Г Г Г Г

1321722 б

Продолжение табл.2

Показатели процесса

56Î 570 .

600 650

11,2

19,0

24,5 метан

28,3

24,2

14,0

5,5 аммиак

22,9

27,2

11,9

2,2 пропан

0,1

0,2

1,О

3,9 этилен

1,5

0,3 этан

0,2

0,2

0,4

0,6 пропилеи синильная кислота

0,2 0,3

0,4

0,5 ацетонитрил 10,0 11,8

16,5

20,4 пиридин

0,1 0,1

0,1

0,2

55,7

80,0 аммиак

91,9

62,3 пропан

Выход АН,мас.X 17,3 21,7

49,2

35,0

Производительность по АН

О, 25 0,32

0,52

0,72

Ф

Запредельное значение температуры. При температуре о вьипе 650 С происходит снижение стабильности работы кат ал из а тор а.

Степень превращения реагентов, Х

Значение показателей при Si0, /Л1,0,, равном 34, скорости подачи реакционной смеси

45 ч, объемном отношении аммиак/пропан

50/50 при температуре, С

27;3 34,2

29,9 37,6

1321722

Таблица 3

Значение показателей при Si0 /А1 0, о равном 34, t 650 С, отношении аммиак/

/пропан 50/50 и объемной скорости, ч

Показатели процесса

600 300 45 20

Концентрация продуктов реакции, об.X: водород

22,0 28,8

0,2 0,2

11,5 15,3

41,3

42,6

0,6

0,9 азот

24,5

25,5 метан

27,6 20,6

5,5.3,7 аммиак

2,2

26,6 19,1

0,1 0,3

1,2 1,5

0,2 0,3

0,4 пропан этилен

3,9

4,6

0,3

0,0 этан

0,6

0,7 пропилеи синильная кислота

0,3 0,3

0,5

0,5 ацетонитрил 10,2 13,5

20,4

20,9

0,1 0,1

0,2

0,2 пиридин

Степень превращения реагентов, 28,1 41,1

80,0

86,5 аммиак пропан 30.8 45,4

Выход АН, мас.X 17,9 26,0

98,7

91,9

49,2

51,9

Производительность по AH 3,50 2,55 0,72

0,34

Запредельное. значение объемной скорости.

BHHKIH .Заказ 2720/17 37! Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Уагород, ул. Проектная, 4