171953. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akrilnitril előállítására
171953 3 4 mázó vegyület is, előnyösen más oxidok, hogy a komplexet alkotó különböző elemek kívánt aránya meglegyen. A találmány szerinti eljárás megvalósításakor használt katalizátor-komplexet a következő általános képlettel írhatjuk fel: Ua Te b Mo c Me d X ahol U uránatom, Te telluratom, Mo molibdénatom, Me egy aktiválóatom, mégpedig arzén-, antimon- vagy bóratom, X az előbb felsorolt elemek szabad vegyértékeit lekötő megfelelő számú oxigénatomot jelenti, a fenti általános képletben, ha a értéke 1, b 1-8, ^előnyösen 2-5, c 0,1-1, előnyösen 0,3-0,8 d0-5, előnyösen 0-3 értéknek felel meg. A találmány szerinti eljárás során előnyösen alkalmazható katalizátor-komplex önmagában, vagy titánoxid, szilíciumoxid, esetleg egyéb hordozónak alkalmas ismert anyagra felvive alkalmazható, ezek közül előnyös a titánoxid, a hordozóanyag koncentrációja a találmány szerinti katalizátorkészítményben 5-95 súlyszázalék. A találmány szerinti eljárás során használt katalizátor a különböző alkotóelemek sóiból, savaiból és oxidjaiból kiindulva állítható elő, a tellur esetén ezenkívül a fémből, ismert módon, pl. együttes kicsapással, porítással, impregnáiással, stb. A találmány egyik előnyös foganatosítási módja szerint fix ágyban alkalmazott katalizátor elkészítéséhez uranilnitrát vizes oldatát és ammóniummolibdenát és tellursav vizes oldatát elegyítjük úgy, hogy az első oldatot öntjük az utóbbihoz. Ezt követően, a keletkezett terméket állandó kevertetés mellett szárazra pároljuk. A kapott anyagot a hagyományos módszerekkel kezelve, így porítva, tablettázva, vagy granulálva a használatra megfelelő szemcsenagyságra és alakra dolgozzuk fel. A katalizátort végül 450-550 C° hőmérsékleten 4 órán át kalcináljuk. Az alábbiakban olyan eljárást írunk le, amelyben propilénből akrilnitrilt állítunk elő. Fix- vagy fluidizált katalizátor-ággyal felszerelt reaktorban végezzük az eljárást, melynek gőzfázisa propilént, ammóniát és oxigént, vagy oxigéntartalmú gázt tartalmaz, ahol az ammónia-propilén mólarány 0,05 :1 és 5:1 közötti, előnyösen 0,7 :1 és 1,5:1 között van, az oxigén-propilén arány 0,5 :1 és 3:1, előnyösen 1:1-2:1, a hőmérsékletet 300 és 550 C°, előnyösen 350 és 490 C° között tartjuk, a nyomás légköri vagy annál valamivel magasabb. A kontakt idő 0,1-50, előnyösen 1-15 másodperc. Kontakt idő alatt értjük a katalizátor és a reaktorba egységnyi idő alatt bevezetett és reagáló gázok térfogatának arányát, ahol az időt másodpercben, a térfogatot köbcentiméterben fejezzük ki, és ahol a gázok térfogatát szobahőmérsékleten és a légköri nyomáson mérjük. A találmány szerinti eljárásnak az átalakítás és a szelektivitás mértéke miatt - iránt említettük -nagy ipari jelentősége van. A találmány szerinti eljárást a következő példák kapcsán részletesen ismertetjük, anélkül azonban, hogy a találmány oltalmi körét kizárólag a példákra korlátoznánk. A példákban a propilén kon-5 verziójára, az akrilnitril (ACN) iránti szelektivitásra és a kitermelésre vonatkozóan a következő egyen-, letek szerint számolt adatokat adjuk meg: C3 H 6 konverzió% = 10 a reaktorba belépő C3 H 6 móljai - a reaktorból kilépő C3 H 6 móljai = X100 15 a reaktorba belépő C3 H 6 móljai ACN-szelektivitás% = a keletkezett akrilnitril móljai 20 = X100 a reaktorba bevezetett C3 H 6 móljai —a reaktorból kilépő C3 H 6 móljai 25 Akrilnitril kitermelés% = a keletkezett akrilnitril móljai = = X100 a reaktorba bevezetett C3 H 6 móljai 1. példa 100 ml desztillált vízben 12 g uranilnitrát-hexa-35 hidrátot oldunk. Külön készítünk ammóniummolibdenát és tellursav oldatot úgy, hogy 51 g (NH4 ) 6 Mo 7 0 2 4-ot és 18,6g H 2 Te0 4 -et oldunk 100 ml vízben. Az előző oldatot az utóbbihoz öntjük, majd a keletkezett terméket folyamatos 40 keverés mellett bepároljuk. A maradékot 530 C°-on, 4 órán át égetőkemencében kalcináljuk. A katalizátor mólonként a következő összetételű: U03 -4Te<V12Mo0 3 . A katalizátort porítjuk és 6cm3 -t (kb. 45 0,149-0,297 mm lyukbőségnek megfelelő rész) 1:1,3:12:10 propilén : ammónia : levegő : gőz eleggyel töltött mikroreaktorban megvizsgáljuk. A reakcióterméket a reaktorból kilépő gőzben, gázkromatográfiás módszerrel analizáljuk. 50 450C°-on 6 másodperces kontaktidővel 12%-os a propilén átalakulás, az akrilnitril-szelektivitás 57%, akrolein-szelektivitás 7,2%. A példa azoknak a katalizátoroknak az akrilnitrillel szembeni alacsony aktivitását és gyenge sze-55 lektivitását mutatja, amelyekben a molibdén a többi elemhez képest olyan arányban van jelen, hogy túlnyomó részben heteropolimolibdátok keletkeznek. 60 2. példa Az 1. példában leírt módon olyan katalizátort készítünk, ahol az aktív részt alkotó elemek atom-65 aránya a következő: Te : U : Mo = 8 :2 :1. 2
