Способ уменьшения количества непрореагировавшего аммиака, выходящего из реактора в процессе получения акрилонитрила, и способ получения акрилонитрила

 

Описывается способ уменьшения количества отходов, образующихся при производстве акрилонитрила, который заключается во введении дополнительного количества кислородсодержащего газа, предпочтительно воздуха, при по существу отсутствии любого кислородсодержащего соединения, в верхнюю часть реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, для взаимодействия по меньшей мере с некоторой частью непрореагировавшего аммиака, с целью снижения количества непрореагировавшего аммиака, присутствующего в потоке, выходящего из реактора. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 5 табл.

Настоящее изобретение направлено на значительное снижение количества непрореагировавшего аммиака и соответствующее уменьшение сульфата аммония и конечных отходов, образующихся из непрорегировавшего аммиака в процессе производства акрилонитрила путем прямого аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ ненасыщенного или насыщенного углеводорода, предпочтительно пропилена или пропана, аммиака и кислорода в реакторе с псевдоожиженным слоем, содержащем катализатор аммоксидирования /окислительного аммонолиза/. В частности, настоящее изобретение направлено на добавление кислородсодержащего соединения, предпочтительно воздуха, в определенное место в реакторе псевдоожиженного слоя с целью существенного уменьшения количества аммиака, остающегося в газообразных потоках, выходящих из реактора с псевдоожиженным слоем в процессе производства акрилонитрила. Этот процесс проводят в отсутствие какого-либо дополнительного насыщенного кислородом углеводородного соединения, например, такого как метанол. Существенное снижение образования сульфата аммония при производстве акрилонитрила приводит к значительным преимуществам с точки зрения экономики и охраны окружающей среды.

Есть несколько патентов, в которых рассматривается введение метанола в реактор псевдоожиженного слоя при производстве цианистого водорода. Кроме того, в этих работах также раскрывается введение метанола в акрилонитрильный реактор псевдоожиженного слоя с целью получения цианистого водорода при производстве акрилонитрила. Например, в патентах США 3911089 и 4485079 рассматривается аммоксидирование /окислительный аммонолиз/ метанола с целью получения цианистого водорода при введении метанола в реактор с псевдоожиженным слоем, содержащий катализатор аммоксидирования /окислительного аммонолиза/, приемлемый для производства акрилонитрила. Кроме того, все Японские патентные заявки 74-87474, 79-08655 и 78-35232 относятся к аналогичным способам повышения выхода или производства цианистого водорода в процессе получения акрилонитрила. В Японской заявке 74-87874 также предполагается, что вторичное влияние этой методики заключается в уменьшении серной кислоты, используемой для нейтрализации. Все эти патенты относятся, главным образом, к производству дополнительного количества цианистого водорода. Наконец, патент США 5238473 и наводящиеся на одновременном рассмотрении заявка США серии N 08/137425, поданная 23 января 1994 г., и заявка США серии N 03/104752, поданная 11 августа 1993, передающие полномочия настоящему изобретению, направлена на существенное уменьшение количества непрореагировавшего аммиака, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем, при котором используются кислородсодержащие соединения, такие как, метанол, тогда как в Китайском патенте CN 1032747 /Sun et al/ раскрывается многостадийная подача воздуха в реактор с целью повышения конверсии до акрилонитрила.

В патенте США N 4.070.393 раскрывается способ получения акрилонитрила, включающий пропускание через псевдоожиженный слой катализатора аммиака, кислородсодержащего газа и углеводорода при дополнительной подаче кислорода.

Настоящее изобретение относится к специальной методике введения кислородсодержащего газа, предпочтительно воздуха, в реактор псевдоожиженного слоя с целью достижения существенного уменьшения количества непрореагировавшего аммиака, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем в процессе производства акрилонитрила без снижения выхода последнего. Этот способ проводят в отсутствие любого насыщенного кислородом углеводородного соединения, например, такого как метанол.

Краткое описание изобретения Основной целью настоящего изобретения является существенное уменьшение количества сульфата аммония, образующегося при производстве акрилонитрила.

Еще одной целью настоящего изобретения является значительное снижение при производстве акрилонитрила количества непрорегировавшего аммиака в выходящих из реактора потоках.

Дополнительные цели, преимущества и элементы новизны настоящего изобретения будут частично изложены в последующем описании изобретения и частично станут очевидны квалифицированным в данной области специалистам при изучении нижеизложенного или могут быть поняты при осуществлении данного изобретения на практике. Цели и преимущества настоящего изобретения могут быть реализованы и получены посредством способов и сочетаний, подробно изложенных в прилагаемой формуле изобретения.

Для достижения вышеуказанных целей настоящего изобретения, которые осуществлены и описаны в данной заявке, способ настоящего изобретения включает введение в нижнюю часть реактора псевдоожиженного слоя аммиака, кислородсодержащего газа и углеводорода, выбираемого из группы, включающей пропилен и пропан, для взаимодействия в присутствии псевдоожиженного слоя катализатора с целью получения акрилонитрила, введение дополнительного количества кислородсодержащего газа, практически свободного от любого кислородсодержащего соединения, в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя, в место, где дополнительное количество кислорода не оказывает значительного влияния на реакцию образования акрилонитрила, но реагирует по меньшей мере с частью непрореагировавшего аммиака и пропилена, присутствующих в реакторе, для уменьшения количества свободного аммиака, присутствующего в реакторном потоке, выходящем из вышеуказанного реактора, пропускание потока, выходящего из реактора и содержащего акрилонитрил, в резко охлаждающую колонну для охлаждения выходящего из реактора потока водой с целью удаления нежелательных примесей, и выделение акрилонитрила из указанной /закаливающей/ колонны. Два дополнительных положительных аспекта, получаемых при реализации на практике настоящего изобретения, заключаются в том, что /1/ не образуется дополнительное количество акролеина, нежелательного побочного продукта при производстве акрилонитрила, и /2/ образуется дополнительное количество цианистого водорода, который в большинстве случаев является желаемым побочным продуктом.

В предпочтительном варианте способа настоящего изобретения кислородсодержащий газ представляет собой воздух.

В предпочтительном варианте способа настоящего изобретения точка введения в реактор дополнительного кислородсодержащего газа находится в точке, расположенной выше по меньшей мере 50% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора, предпочтительно выше по меньшей мере 70% от расчетной высоты экспандированного слоя катализатора, наиболее предпочтительно выше 85%, причем особенно предпочтительно введение газа на уровне выше 90%.

В другом предпочтительном воплощении настоящего изобретения дополнительное количество кислородсодержащего газа вводится на уровне выше 100% от расчетной высоты экспандированного слоя катализатора.

По другому аспекту настоящего изобретения, которое выполнено и описано ниже, способ настоящего изобретения включает введение аммиака, кислородсодержащего газа и углеводорода, выбираемого из группы, включающей пропилен и пропан, в нижнюю часть реактора псевдоожиженного слоя, содержащего псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования /окислительного аммонолиза/, для взаимодействия в присутствии вышеуказанного катализатора с получением акрилонитрила, где улучшение заключается в введении дополнительного количества кислородсодержащего газа, предпочтительно воздуха, в отсутствие любых кислородсодержащих соединений в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя в точке, где кислород не оказывает существенного влияния на реакцию углеводорода, аммиака и кислородсодержащего газа с образованием акрилонитрила, но взаимодействует с, по меньшей мере, некоторым количеством непрореагировавшего аммиака, присутствующего в реакторе, с целью уменьшения количества аммиака, выходящего из реактора.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения дополнительный кислородсодержащий газ вводится в верхнюю часть реактора в точку, расположенную выше по меньшей мере 70% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

В еще одном предпочтительном воплощении настоящего изобретения дополнительный кислородсодержащий газ вводится в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя в точку, расположенную по меньшей мере выше 80% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

В соответствии с еще одним воплощением изобретения дополнительный кислородсодержащий газ вводится в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя в точку, расположенную по меньшей мере выше 90% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

В другом предпочтительном воплощении изобретения количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор псевдоожиженного слоя, является достаточным для взаимодействия по меньшей мере с 15% непрореагировавшего аммиака, присутствующего в верхней части реактора, предпочтительно по меньшей мере 25%, более предпочтительно по меньшей мере 40%.

Понятие "кислородсодержащие соединения", которое используется в настоящем изобретении, включает карбоновые кислоты, кетоны, спирты, сложные эфиры и их смеси. Настоящее изобретение отличается тем, что при осуществлении способа настоящего изобретения не присутствует значительного количества таких соединений.

Значение способа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, это способ создает простую и экономичную методику значительного снижения проскока аммиака /то есть непрореагировавшего аммиака/ в реакторе с псевдоожиженным слоем наряду с сопутствующими преимуществами, которые заключаются в /1/ уменьшении количества сульфата аммония, образующегося в качестве побочного продукта при производстве акрилонитрила, /2/ достижении уменьшения проскока аммиака без использования дорогих кислородсодержащих соединений и /3/ достижении уменьшения проскока аммиака без получения дополнительных количеств нежелательных побочных продуктов. Эти преимущества могут привести к существенному положительному экономическому эффекту при получении акрилонитрила, если невозможно реализовать глубокое впрыскивание. В настоящее время поток отходов, вытекающих из колонны быстрого охлаждения, содержит /NH₄/SO₄ в довольно высокой концентрации, что делает весьма затруднительным уничтожение этого потока экономичным и приемлемым с точки зрения безопасности для окружающей среды способом. Минимизация содержания аммонийных солей в этом потоке может сделать его приемлемым для обработки с помощью технологий обработки отходов, которые не требуют жестких условий или использования дорогих конструкционных материалов /например, прокаливание/, или, если нельзя провести глубокое впрыскивание, приводящее к значительному экономическому эффекту и к повышению безопасности для окружающей среды.

Ниже более подробно описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения Настоящее изобретение уменьшает образование сульфата аммония при производстве акрилонитрила за счет добавления дополнительного количества кислородсодержащего газа, предпочтительно воздуха, практически не содержащего кислородсодержащих соединений, предпочтительно в отсутствии любого такого соединения, в реактор псевдоожиженного слоя в точку, в которой обеспечивается взаимодействие, по меньшей мере, некоторого избытка аммиака, присутствующего в реакторе, с дополнительным количеством кислорода без существенного влияния на эффективность производства акрилонитрила. Важно отметить то, что введение кислородсодержащего газа в верхнюю часть реактора является действительным введением дополнительного количества кислорода в реактор свыше того количества, которое добавляется в нижней части реактора при обычных рабочих условиях, используемых в процессе получения акрилонитрила. То есть, если для нормальных рабочих условий в нижней части реактора требуется отношение воздуха к пропилену 9.5:1, то это отношение будет сохраняться и при введении дополнительного количества кислорода в верхнюю часть реактора. Уменьшение количества сульфата аммония в потоке отходов, выходящих из колонны быстрого охлаждения установок по производству акрилонитрила, может резко улучшить экологическую безопасность производства и его экономику.

В предпочтительной способе реализации настоящего изобретения воздух вводят в реактор с псевдоожиженным слоем в верхнюю часть реактора в каталитическую зону /по меньшей мере в точку, соответствующую 50%-ной высоте экспандированного слоя катализатора/ или выше /то есть, в точку, расположенную на высоте более 100% от высоты экспандированного слоя катализатора/ из распределителя газа в точку, где он будет иметь возможность реагировать со значительным количеством избытка аммиака, но не будет конкурировать с основной реакцией аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ пропилена, которая протекает в нижней части каталитического слоя. В настоящем изобретении понятие "реактор псевдоожиженного слоя" означает не только обычные реакторы с псевдоожиженным слоем катализатора, но также и любые реакторы, способные поддерживать катализатор в жидком состоянии, такие как, например, циркуляционные реакторы псевдоожиженного слоя, транспортно-линейные реакторы, восходящие реакторы или реакторы с рециклом. Дополнительный кислород может быть введен в реактор в любом направлении, хотя предпочтительным является введение под углом вниз. Распределитель воздуха может быть выполнен из обычных материалов /например, сталь/сплавы стали/ с рядом насадок, которых достаточно для обеспечения хорошего смешения без воздействия на распределение потоков в реакторе.

В другом предпочтительном воплощении настоящего изобретения место ввода дополнительного кислородсодержащего газа должно находиться на уровне, соответствующем 70% высоты уровня экспандированного слоя катализатора, предпочтительно от 80 до 90% высоты экспандированного слоя катализатора, причем наиболее предпочтительно на уровне более 90% от высоты экспандированного слоя катализатора. Понятие "высота экспандированного слоя катализатора", которое используется в данном описании, означает высоту слоя катализатора, когда этот катализатор находится в псевдоожиженном состоянии, то есть высоту слоя катализатора, когда в реакторе псевдоожиженного слоя присутствуют газообразные компоненты и смешиваются с катализатором.

Каждый катализатор аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ пропилена/пропана для получения максимального выхода по акрилонитрилу и/или с экономической точки зрения работает отчасти при различных соотношениях сырья и рабочих условиях. Избыток аммиака, выходящего из реактора, где протекает аммоксидирования /окисленный аммонолиз/ пропилена, будет меняться в зависимости от используемого катализатора. Количество дополнительного кислородсодержащего газа, которое должно быть добавлено в реактор, также будет меняться в зависимости от используемого катализатора и природы реактора. Соответственно при практическом осуществлении настоящего изобретения количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, будет определяться условиями и используемым катализатором. Обычно любой катализатор аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ может быть использован при осуществлении настоящего изобретения, хотя предпочтительными являются катализаторы, которые работают при обычном соотношении кислород/ пропилен /например, выше 9,3:1/. Например, приемлемыми для использовании в настоящем изобретении являются: катализаторы, описанные в патентах США 3642930, 4485079, 3911089, 4873215, 4877764, а также в Японских патентах заявках 74-874774 и 78-35232, которые включены в описание в качестве справочного материала.

Как указывалось ранее, каждый катализатор аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ будет работать при различных соотношениях сырья и различных рабочих условиях. При осуществлении настоящего изобретения стандартные рабочие условия, при которых работает пропилен/пропановый катализатор, не должны меняться, но могут и меняться в зависимости от сырья и используемого катализатора. Обычные рабочие условия и соотношения подаваемого сырья при производстве акрилонитрила представлены в Патенте США 3911089 и 4873215, которые включены в описании в качестве справочного материала.

Настоящее изобретение иллюстрируется с помощью примеров, в которых описывается способ настоящего изобретения.

Пример 1 Приблизительно 12,5 т катализатора аммоксидирования /окислительного аммонолиза/ пропилена загружают в реактор псевдоожиженного слоя для получения акрилонитрила. После нескольких дней выдерживания в рабочем режиме через слой катализатора при температуре 813^oF /434^oC/, давлении в верхней части реактора 12 фунтов/кв.дюйм /0.816 атм/ при часовой объемной скорости /ЧОС/ 0.085 ч^-1 пропускают воздух/аммиак/пропилен в мольном соотношении 9.3/1.21/1.0. Через 24 ч после установления соотношения сырья и температуры реактора базовый опыт выделения /таблица 1/ показывает конверсию пропилена 98.1%, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.49%, до HCN - 4.98%, до акролеина - 0.7%, до акриловой кислоты - 1.3%. Из представленных результатов можно увидеть, что 8% подаваемого аммиака сгорает, проскок аммиака составляет 0.22 г/куб.фут станд. /7.86 г/м³/ и расход серной кислоты для нейтрализации избытка аммиака в противоточной операции быстрого охлаждения составляет 0.22 гал/мин /0.83 л/мин/.

Пример 2 В условиях Примера 1 и без введения паров метанола /кислородсодержащее соединение/ через распределитель воздуха в точку слоя, расположенную на уровне 90% от высоты экспандированного слоя катализатора, вводят воздух при мольном отношении разбавляющего воздуха к пропилену 0.52. Опыт выделения /таблица 1/ дает общую конверсию C₃= 99.1%, конверсию пропилена за прогон до акрилонитрила - 80.5%, до HCN = 5.43%, до акролеина - 0.6%, и до акриловой кислоты 1.3%. Из представленных результатов можно увидеть, что 7% подаваемого аммиака сгорает и расход серной кислоты падает с 0.22 до 0.16 гал/мин /с 0.83 до 0.52 л/мин/, что соответствует снижению проскока аммиака через реактор на 27%.

Пример 3 В условиях примера 2 без введения паров метанола /кислородсодержащее соединение/ через отдельный распределитель воздуха в точку слоя, соответствующую 90% от высоты экспандированного каталитического слоя, вводят воздух при мольном отношении разбавляющего воздуха к пропилену /МОВП/ 0.51. Нижнее мольное отношение воздух/C₃ = затем уменьшают с 9.3 до 9.1, чтобы показать, можно ли уменьшить общее отношение воздух/C₃ = без отрицательного влияния на выход акрилонитрила /АКН/ или HCN и при сохранении уменьшенного потребления серной кислоты. Опыт выделения /таблица 2/ дает общую конверсию C₃ = 99.2%, конверсию пропилена на прогон до акрилонитрила - 79.9%, до HCN - 5,6%, до акролеина - 0.6%, и до акриловой кислоты 1.3%. Из представленных результатов можно увидеть, что 13% подаваемого аммиака сгорает, а расход серной кислоты для централизации аммиака падает с 0.22 до 0.17 гал/мин /с 0.83 до 0.64 л/мин/, что соответствует снижению проскока аммиака на 23% по сравнению с опытом без отдельного воздуха /см. таблицу 2/. Это показывает, что общее отношение воздуха/C₃ = может быть уменьшено с 10 до 9.48 без значительного снижения выхода по АКН или HCN, уменьшая отрицательное влияние для более высокого отношения разбавляющего воздуха.

Примеры 4-9 Следующая серия опытов направлена на количественное определение положительного влияния отдельного добавления воздуха как функции количества добавляемого воздуха при сохранении других параметров постоянными. При условиях Примера 1, за исключением того, что соотношение подаваемого сырья воздух/аммиак/ пропилен составляет 9.4/1.22/1.0. Начальный базовый опыт и конечный базовый опыт /примеры 4 и 5, таблица 3/ показывают конверсию пропилена 98,7%, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.7%, до HCN - 5.1%, до акролеина - 0.8%, до акриловой кислоты - 1.7%. Из представленных результатов можно увидеть, что 5% подаваемого аммиака сгорает, проскок аммиака составляет 0.18 г/куб.фут станд. /6.43 г/м³/ и расход серной кислоты для нейтрализации избытка аммиака в противоточной операции быстрого охлаждения составляет 0.17 гал/мин /0.64 л/мин/. Без введения паров метанола /кислородсодержащее соединение/ через отдельный распределитель воздуха в точку слоя, расположенную на уровне 90% от высоты экспандированного слоя катализатора, вводят воздух при мольных отношениях разбавляющего воздуха и пропилена 0.1, 0.2, 0.4 и 0.6. Среднее значение по четырем опытам выделения /пример 6-9, таблица 3/ при повышенных отношениях разбавляющего воздуха показывают общую конверсию C₃ = на 99.2%, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.7%, до HCN - 5.4%, до акролеина - 0.8%, до акриловой кислоты - 1.5%. Из представленных результатов можно увидеть, что 15% подаваемого аммиака сгорает, а расход серной кислоты с 0.17 гал/мин /0.64 л/мин/ /0% снижения проскока аммиака/ падает по мере увеличения добавления разбавляющего воздуха до 0.12 гал/мин /0.45 л/мин/ /снижение проскока аммиака на 30%/ до 0.10 гал/мин /0.38 л/мин/ /снижение проскока аммиака на 40%/. Зависимость между отношением разбавляющего воздуха к пропилену и расходом серной кислоты при сохранении постоянными других параметров /например, отношения воздух/пропилен в нижней части реактора отношение аммиак/пропилен, температура каталитического слоя, давление в верхней части реактора, а также параметры катализатора/ представлена в таблице 3.

Примеры 10 - 14 Эта серия опытов направлена на то, чтобы показать применимость разбавленной воздушной фазы /дополнительного количества воздуха, подаваемого в приподнятую точку реактора/ в пределах более широкого интервала соотношений с аммиаком. Опыты примеров 4-9 повторяют, за исключением того, что используют пониженное отношение аммиак/пропилен равное 1.17. В условиях примеров 4-9, за исключением подачи сырья при мольном отношении воздух/аммиак/пропилен 9.3/1.17/1.0, среднее значение по двум базовым опытам выделения /примеры 10 и 11, таблица 4/ показывает конверсию пропилена 98.7 %, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.2%, до HCN - 5.0%, до акролеина - 1.2%, до акриловой кислоты - 1.8%. Из представленных результатов можно увидеть, что 10-13% подаваемого аммиака сгорает, проскок аммиака составляет 0.06 г/куб.фут станд. /2.14 г/м³/ и расход серной кислоты для нейтрализации аммиака в противоточной операции быстрого охлаждения составляет 0.07 гал/мин /0.26 л/мин/. Без введения паров метанола /кислородсодержащее соединение/ через отдельный распределитель воздуха в точку слоя, расположенную на уровне 90% от высоты экспандированного слоя катализатора, вводят воздух при мольных отношениях разбавляющего воздуха и пропилена 0.1, 0.2 и 0.3. Среднее значение по трем опытам выделения /примеры 12-14, таблица 4/ при повышенных отношениях разбавляющего воздуха показывают общую конверсию C₃ = на 99.2%, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.1%, до HCN - 5.1%, до акролеина - 1.1%, до акриловой кислоты - 1,9%, Из представленных результатов можно увидеть, что 15% подаваемого аммиака сгорает, а расход серной кислоты по мере увеличения добавления разбавляющего воздуха падает до 0.06 гал/мин /0.22 л/мин/ /65% снижение проскока аммиака/, до 0.05 гал/мин /0.19 л/мин/ /уменьшение проскока аммиака на 71%/ и до 0.04 гал/мин /0.15 л/мин/ /уменьшение проскока аммиака на 76%/ относительно потребления кислоты в базовом опыте при отношении аммиака к пропилену равном 1.22. Зависимость между отношением разбавляющего воздуха к пропилену и расходом серной кислоты при сохранении постоянными других параметров /например, отношения воздух/пропилен в нижней части реактора, отношение аммиак/пропилен, температура каталитического слоя, давление в верхней части реактора, а также параметры катализатора/ представлены в таблице 4.

Примеры 15-18 Эта серия опытов проводится при уменьшении соотношения воздух/пропилен в нижней части реактора при увеличении отношения разбавляющей воздушной фазы с целью показать, можно ли уменьшить общее отношение воздух/пропилен без неблагоприятного влияния на выход акрилонитрила или HCN при сохранении уменьшенного расхода серной кислоты. В условиях примеров 4-9 в точку, расположенную на уровне 90% от высоты экспандированного слоя катализатора, вводят разбавляющую воздушную фазу при мольном отношении разбавляющего воздуха к пропилену 0.2, 0.4 и 0.6 с одновременным уменьшением отношения воздух/пропилен в нижней части реактора с 9.1 до 8.9, 8.7 и 8.6 соответственно. Таким образом, общее отношение воздух/пропилен поддерживается приблизительно постоянным 9.3 - 9.4.

Среднее значение по трем опытам выделения /Примеры 15-17, таблица 5/ при повышенных отношениях разбавляющего воздуха показывают общую конверсию C₃ = на 88%, конверсию до акрилонитрила на прогон 80.4%, до HCN - 4.8%, до акролеина - 0.9%, до акриловой кислоты - 1.4%. Из представленных результатов можно увидеть, что 15% подаваемого аммиака сгорает, а расход серной кислоты увеличивается от 0.19 гал/мин /0.72 л/мин/ до 0.21 гал/мин /0.79 л/мин/ относительно потребления кислоты в базовом опыте при отношении аммиака к пропилену равном 1.22. Зависимость между отношением разбавляющего воздуха к пропилену и расходом серной кислоты при сохранении постоянными других параметров /например, отношения воздух/пропилен в нижней части реактора, отношение аммиак/пропилен, температура каталитического слоя, давление в верхней части реактора, а также параметры катализатора/ представлена в таблице 5.

Эти опыты показывают, что общее отношение воздух/пропилен может поддерживаться постоянным, однако по мере уменьшения отношения воздух/пропилен в нижней части реактора наблюдается снижение конверсии пропилена, что оказывает отрицательное влияние на выход HCN и акрилонитрила. Кроме того, расход серной кислоты не может быть уменьшен при добавлении разбавляющего воздуха по такой схеме. Это указывает на то, что без отрицательного влияния на распределение продуктов реакции и их выход допустимо только небольшое уменьшение отношения воздух/пропилен в нижней части реактора.

Формула изобретения

1. Способ уменьшения количества непрореагировавшего аммиака, выходящего из реактора в процессе производства акрилонитрила, полученного введением в псевдоожиженный слой катализатора аммиака, кислородсодержащего газа и углеводорода при дополнительной подаче кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что используют углеводород, выбранный из пропана и пропилена, и вводят аммиак, кислородсодержащий газ и углеводород в нижнюю часть псевдоожиженного слоя, а дополнительное количество кислородсодержащего газа, по существу, свободного от любого кислородсодержащего соединения, - в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя в точке, где дополнительное количество кислорода не оказывает значительного влияния на реакцию образования акрилонитрила, но реагирует, по меньшей мере, с частью непрореагировавшего аммиака, присутствующего в реакционном потоке, выходящем из указанного реактора, пропускают реакционный вытекающий поток, содержащий акрилонитрил, через колонну резкого охлаждения для охлаждения выходящего из реактора потока водой для удаления нежелательных примесей и выделяют акрилонитрил из колонны резкого охлаждения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ представляет собой воздух.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что точка введения в реактор дополнительного кислородсодержащего газа находится на уровне выше, по меньшей мере, 50% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что точка введения в реактор дополнительного кислородсодержащего газа находится на уровне выше, по меньшей мере, 70% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что точка введения в реактор дополнительного кислородсодержащего газа находится на уровне выше, по меньшей мере, 90% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 15% непрореагировавшего аммиака.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 25% непрореагировавшего аммиака.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 40% непрореагировавшего аммиака.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводород представляет собой пропилен.

10. Способ получения акрилонитрила введением в псевдоожиженный слой катализатора аммиака, кислородсодержащего газа и углеводорода при дополнительной подаче кислородсодержащего газа, отличающийся тем, что используют углеводород, выбранный из пропана и пропилена, и вводят аммиак, кислородсодержащий газ и углеводород в нижнюю часть псевдоожиженного слоя, а дополнительное количество кислородсодержащего газа, по существу, свободного от любого кислородсодержащего соединения, - в верхнюю часть реактора псевдоожиженного слоя в точке, где дополнительное количество кислорода не оказывает значительного влияния на реакцию образования акрилонитрила, но реагирует, по меньшей мере, с частью непрореагировавшего аммиака, присутствующего в реакционном потоке, выходящем из указанного реактора.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительный кислородсодержащий газ вводят в верхнюю часть реактора в точке, расположенной на уровне выше, по меньшей мере, 70% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительный кислородсодержащий газ вводят в верхнюю часть реактора в точке, расположенной на уровне выше, по меньшей мере, 80% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительный кислородсодержащий газ вводят в верхнюю часть реактора в точке, расположенной на уровне выше, по меньшей мере, 90% от расчетной высоты экспандированного псевдоожиженного слоя катализатора.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 15% непрореагировавшего аммиака.

15. Способ по п. 10, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 25% непрореагировавшего аммиака.

16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что количество дополнительного кислородсодержащего газа, вводимого в реактор, является достаточным для взаимодействия с, по меньшей мере, 40% непрореагировавшего аммиака.

17. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный углеводород представляет собой пропилен.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2