166002. lajstromszámú szabadalom • Eljárás telítetlen nitrilek előállítására
3 166002 4 A konverziót a következőképpen definiáljuk: Propilén-konverzió % = • reagált propilén mólok betáplált propilén mólok xlOO Az akrilonitrilre vonatkozó szelektivitást a következő képlettel határozzuk meg: képződött akrilonitril mólok Szelektivitás % = x 100 A találmány szerinti eljárással kapott eredmények egyértelműen azt mutatták, hogy a konverzió előregyártott megnövekedésén kívül —teljesen váratlanul — a szelektivitás is megnövekedett. A találmány szerinti eljáráshoz előnyösen használhatók antimontartalmú katalizátorok, melyeket vas-antimon-, ón-antimon, uránium-antimon, cérium-antimon alkot. Az említett katalizátorok gyorsítókként kisebb mennyiségben egyéb elemeket is tartalmazhatnak, így ezüstöt, rezet, mangánt, nikkelt vagy egyéb ismert gyorsítót. A találmányt a mellékelt 1. ábrán feltüntetett folyamatábrán szemléltetjük, ez a példaképpeni kiviteli változat semmi esetre sem jelenti azonban e találmányunknak csak erre a megoldásra való korlátozását. A 4 vezetéken keresztül az 1 vezetékből propilént, a 2 vezetékből ammóniát, a 3 vezetékből oxigént vagy oxigéntartalmú gázokat és a 15 vezetékből a visszavezetett gázokat a fix ágyas katalizátorral ellátott 5 reaktorba tápláljuk be, a reakciótermékeket a 6 vezetéken át vezetjük a 7 savas mosó oszlopba, ahova vizes ammóniumszulfát oldatot engedünk le a 9 vezetéken keresztül, olyan hőmérsékleten dolgozva, hogy az organikus termékek ne kondenzáljanak, a párákat a 10 vezetéken keresztül engedjük a 11 abszorpciós oszlopba, ahol a 12 vezetéken keresztül érkező vízzel tisztítjuk őket, míg a 13 vezetéken kibocsátjuk a vizes oldatot, mely a képződött akrilonitrilt, acetonitrilt, akroleint és hidrogéncianidot tartalmazza. Az említett oldatot az akrilonitril kinyerését és tisztítását célzó kezelésre továbbítjuk, a 14 vezetéken keresztül a propilént, a nem reagált oxigént és a képződött szénmonoxidot és széndioxidot tartalmazó keveréket, valamint az inert gázokat bocsátjuk ki, az említett keveréket a 16 vezetéken keresztül részben leeresztjük, részben a 15 vezetéken keresztül visszavezetjük a reaktorba. A 16 vezetéken át leeresztett mennyiséget a 3 vezetékben áramló oxigén mennyisége és a reakcióban képződött szénmonoxid és széndioxid mennyisége határozza meg. A 15 vezetéken át visszavezetett gáz mennyiségét az határozza meg, hogy a katalizátorágy túlhevülésének elkerülése céljából a reakciókeveréket milyen mértékben kell felhígítani és így a visszavezetett gáz mennyisége változó lesz a használt katalizátor és reaktor típusa, valamint a választott betáplálás szerint. Általában az inert gáz/propilén' mólarány 3-50-ig, előnyösen 5-20-ig változik. Inert gáz alatt azt a gázt értjük, melyet a 15 vezeték árama, konvertált propilén mólok vagy az 1 vezetéken át betáplált propŰénáram, vagy a 3 vezeték oxigénárama tartalmaz. 15 A reakciógázok hígítására bármilyen anyag felhasználható, mely nem reagál a propilén-ammonoxidáció körülményei között, ilyenek pl. a nitrogén, szénmonoxid, széndioxid, könnyebb paraffin szénhidrogének, argon. 20 A találmány jobb illusztrálására példákat mutatunk be anélkül, hogy a találmány oltalmi körét csak ezekre a példákra vonatkoztatnánk. 25 1. példa A katalizátort a következőképpen készítettük: 1250 gramm vas(III)nitrátot [Fe(N03 ) 3 -9H 2 0) 70C°-on megolvasztottunk. Keverés mellett ap-30 ránként hozzáadtunk 455 gramm antimontrioxidot. Az egészet megszárítottuk és 250 C°-ig kalcináltuk. A port elkevertük 20súly% ammóniumbikarbonáttal és 5 súly% sztearinnal, a masszát megnedvesítettük 3% vízzel és 3 mm átmérőjű, 35 4—5 mm hosszú hengerekké sajtoltuk ki. A katalizátort a következő eljárás szerint aktiváltuk: égetőkemencében 100 C -on 4 órán át hevítettük, a hőmérsékletet ezután 12 óra alatt 300 C°-ra, majd 4 óra alatt 650 C° -ra, végül 1 óra 40 alatt 800C°-ra emeltük, a hőmérsékletet a fenti értéken tartottuk 2 óráig. Az ammonoxidációs reakciót az 1. táblázatban megadott állandó kísérleti körülmények között végeztük. 45 Mikroreaktor esetében a körfolyamatba visszavezetés vizsgálatánál a szobahőmérsékleten oldódó reakciótermékeket és az ammóniát 0,5 N kénsav oldatba buborékoltatva nyelettük el és a visszavezetett gázt, mely nitrogénből állt és kisebb 50 mennyiségű oxigént, széndioxidot, propilént és szénmonoxidot tartalmazott, Mariotte palackban nyertük vissza és azután a kívánt mennyiségben újra bevezettük a reaktorba. 55 Az 1 m hosszú 2,5 cm átmérőjű reaktorból kijövő gázokat 0,5 N kénsavban történő abszorpció után nagy befogadóképességű edénybe vezettük és membránszivattyúval részben visszavezettük a körfolyamatba. 60 Kromatográfiás elemzést minden esetben a reaktorba belépő és azt elhagyó gázkeveréken, valamint a visszavezetett gázokon végeztünk. Az 1. táblázatban közölt eredmények mutatják, hogy a jelen találmány szerint dolgozva a konverzión kívül az 65 akrilonitrillel szembeni szelektivitás is megjavult. 2
