RU2265009C2 - Предотвращение проскока аммиака в процессе аммоксидирования алкана - Google Patents
Предотвращение проскока аммиака в процессе аммоксидирования алкана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265009C2 RU2265009C2 RU2003106704/04A RU2003106704A RU2265009C2 RU 2265009 C2 RU2265009 C2 RU 2265009C2 RU 2003106704/04 A RU2003106704/04 A RU 2003106704/04A RU 2003106704 A RU2003106704 A RU 2003106704A RU 2265009 C2 RU2265009 C2 RU 2265009C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- propane
- ammonia
- acrylonitrile
- propylene
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 226
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 10
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 262
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims abstract description 131
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims abstract description 94
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 86
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 6
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 17
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims description 9
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims description 8
- -1 C 5 olefin Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 239000000047 product Substances 0.000 description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 21
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- FQLZWVZLJPENSJ-UHFFFAOYSA-N oxoantimony;propane Chemical compound [Sb]=O.CCC FQLZWVZLJPENSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 19
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- CNKLWERGKGROOW-UHFFFAOYSA-N CCC.C=CC#N Chemical compound CCC.C=CC#N CNKLWERGKGROOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
- C07C253/24—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
- C07C253/26—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons containing carbon-to-carbon multiple bonds, e.g. unsaturated aldehydes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
- C07C253/24—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Alcoholic Beverages (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу снижения проскока аммиака в процессе производства акрилонитрила, включающему введение углеводорода, выбранного из группы, состоящей из пропана и изобутана; аммиака и кислородсодержащего газа в нижнюю часть реактора с псевдоожиженным слоем, содержащим катализатор аммоксидирования, с последующим взаимодействием в присутствии указанного катализатора, с образованием акрилонитрила. Способ включает введение в реактор в точке ниже по потоку от подачи алкана по крайней мере один из от С2 до С5 олефинов, который реагирует с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего в реакторе кислорода, что позволяет провести существенное снижение количества аммиака, находящегося в реакционном потоке, выходящем из реактора. Кроме того, изобретение относится к способу перевода производства акрилонитрила на основе пропиленового сырья, в котором пропилен, аммиак и кислород реагируют в реакторе в присутствии катализатора для производства акрилонитрила в процесс производства акрилонитрила на основе пропанового сырья, в котором пропан, аммиак и кислород реагируют в присутствии катализатора для получения акрилонитрила. Данный способ включает: (а) замещение исходным сырьем на основе пропана исходного сырья на основе пропилена; (b) введение в реактор в точке ниже по потоку от подачи алкана по крайней мере одного от С2 до C5 олефина, который реагирует с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего кислорода в реакторе, снижая то количество аммиака, которое присутствует в реакционном потоке, выходящем из реактора, и (с) добавление к процессу средств для отделения, улавливания и рецикла непрореагировавшего пропана. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.
Description
Уровень техники
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения акрилонитрила прямым аммоксидированием насыщенного углеводорода (например, пропана), аммиака и кислорода в реакторе, содержащем катализатор аммоксидирования. В особенности, настоящее изобретение относится к существенному снижению непрореагировавшего аммиака, аммонийных солей и полученных из непрореагировавшего аммиака побочных продуктов. В частности, настоящее изобретение заключается во введении в реактор С2-С5 олефина, который вступает в реакцию с непрореагировавшим аммиаком, что, таким образом, приводит к снижению и/или удалению непрореагировавшего аммиака из реакционного потока. Такое существенное снижение аммиака в сточных водах обеспечивает значительные экологические и экономические преимущества.
Настоящее изобретение имеет особенную применимость при переводе химических предприятий по получению акрилонитрила из сырья на основе пропилена в предприятие по получению акрилонитрила из сырья на основе пропана.
Описание уровня техники
Производство акрилонитрила из пропана представляет собой второстепенную технологию. Несмотря на то, что имеются многочисленные патенты, раскрывающие схемы синтеза и катализаторы указанного процесса, коммерциализация этой технологии, однако, не произошла, и акрилонитрил продолжают вырабатывать во всем мире через аммоксидирование пропилена (который является более дорогим исходным сырьем, чем пропан).
В случае обеих технологий как аммоксидирования пропилена, так и пропана в акрилонитрил, аммиак является необходимым исходным сырьем. Обычно непрореагировавший аммиак остается в реакционном потоке, явление, известное как «проскок аммиака». Для того чтобы удалить непрореагировавший аммиак в коммерческом производстве, основанном на пропилене, реакционный поток вводят в контакт с серной кислотой, нейтрализуя аммиак с образованием сульфата аммония, который затем удаляют из процесса в виде потока отходящих вод, а затем собирают в глубоком резервуаре или подвергают биологической обработке.
В процессах псевдоожиженного аммоксидирования пропилена в акрилонитрил, описанных в US 5 288 473 и 5 457 223, раскрывается способ существенного снижения аммиака в реакционном потоке путем введения в реактор насыщенного кислородом соединения, предпочтительно, метанола.
Задачей настоящего изобретения является разрешение проблемы проскока аммиака в процессах аммоксидирования пропана или изобутана в акрилонитрил.
Другой задачей настоящего изобретения является разработка экономичной схемы процесса перевода предприятия по производству акрилонитрила из пропиленового сырья в предприятие, основанное на пропановом или изобутановом сырье.
Сущность изобретения
Изобретение представляет собой способ снижения проскока аммиака в процессе производства акрилонитрила из пропана и/или изобутана. В особенности, изобретение представляет собой процесс производства акрилонитрила, включающий введение углеводорода, выбранного из группы, состоящей из пропана и изобутана; аммиака и кислородсодержащего газа в нижнюю часть реактора с псевдоожиженным слоем, содержащим катализатор аммоксидирования, с последующим взаимодействием углеводорода, аммиака и кислорода в присутствии указанного катализатора, с образованием акрилонитрила, при этом усовершенствование заключается во введении в реактор в точке ниже по потоку от подачи алкана по крайней мере одного от С2 до С5 олефина, который реагирует с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего в реакторе кислорода, чтобы провести существенное снижение аммиака, находящегося в реакционном потоке, выходящем из реактора.
Преимущество процесса в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что он обеспечивает простой и экономичный способ существенного предотвращения проскока аммиака (т.е. непрореагировавшего аммиака) в реакторе с псевдоожиженным слоем наряду с дополнительным преимуществом по ликвидации такого побочного продукта как сульфат аммония в процессе производства акрилонитрила. Удаление сульфата аммония из отходящего потока в производстве акрилонитрила означает, что отходящий поток не содержит какого-либо или содержит минимальное количество аммонийных солей. Это ведет к значительному экономическому преимуществу процесса производства акрилонитрила, в особенности в случае, если невозможно провести вливание в глубокий резервуар. Без существенного снижения аммиака в реакционном потоке поток сточных вод, выходящих из колонны закалки, будет содержать сульфат аммония (NH4)2SO4 в довольно высокой концентрации, затрудняя процесс ликвидации указанных сточных вод. Снижение уровня или исключение сульфата аммония из указанного потока может сделать эти воды пригодными для процесса переработки отходов, который не требует жестких условий или дорогих материалов для оборудования, что также ведет к значительным экономическим преимуществам и сохранению окружающей среды.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением снижают или исключают такое количество аммиака, что он исчезает из реакционного потока и, соответственно снижаются или предотвращаются затраты, требуемые на закалку, регенерирование, уничтожение, или рецикл непрореагировавшего аммиака. Кроме того, изобретение обеспечивает дополнительное преимущество, связанное с получением дополнительных полезных продуктов из олефина.
Другое воплощение настоящего изобретения заключается в способе перевода производства по получению акрилонитрила на основе пропиленового сырья, в котором пропилен, аммиак и кислород реагируют в реакторе в присутствии катализатора для получения акрилонитрила, в процесс по получению акрилонитрила на основе из пропанового сырья, в котором пропан, аммиак и кислород реагируют в присутствии катализатора для получения акрилонитрила. Указанный способ включает:
(a) замещение исходным сырьем на основе пропана исходного сырья на основе пропилена,
(b) введение в реактор по крайней мере одного от С2 до С5 олефина, который будет реагировать с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего кислорода в реакторе, чтобы по существу провести снижение всего количества аммиака в реакционном потоке, выходящем из реактора, и
(с) добавление к процессу средств для отделения, улавливания и рецикла непрореагировавшего пропана.
Преимущество этого воплощения изобретения заключается в возможности переоборудования завода, использующего сырье на основе пропилена, в завод, использующий более дешевое сырье на основе пропана при общей более низкой цене капитальных затрат, которые требуются для строительства нового предприятия по использованию исходного сырья на основе пропана и при максимальном использовании существующего оборудования.
Детальное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением снижается образование сульфата аммония, вырабатываемого при производстве акрилонитрила по реакции пропана и/или изобутана, аммиака и кислорода, путем добавлении по крайней мере одного С2-С5 олефина в реактор. Введение С2-С5 олефина позволяет провести по существу полное взаимодействие избытка аммиака с олефином, что в свою очередь ведет по существу к полному исчезновению сульфата аммония из потока сточных вод, выходящих из колонны закалки на заводе по производству акрилонитрила. Более того, реакция С2-С5 олефина с избытком аммиака обеспечивает дополнительное получение нужных продуктов (например, реакция превращения пропилена в акрилонитрил).
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения пропан, аммиак и воздух вступают в реакцию в присутствии катализатора, находящегося в реакторе с псевдоожиженным слоем, чтобы получить акрилонитрил. В таких реакторах пропан, аммиак и воздух вводят в основание или близкое к основанию место реактора, газообразные реагенты поднимаются через слой катализатора, взаимодействуя друг с другом, при этом получают акрилонитрил. Продукты реакции, побочные продукты и непрореагировавшее исходное сырье выходят из верхней или практически верхней части реактора.
Любой катализатор, способный катализировать реакцию пропана и/или изобутана при контакте с аммиаком и кислородом, с образованием акрилонитрила и/или метакрилонитрила, пригоден для настоящего изобретения. Одним из таких катализаторов является катализатор, который имеет следующую общую формулу:
VvSbmAaDdOx
где А, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Sn, Ti, и Fe,
D, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Li, Mg, Na, Ca, Sr, Ва, Со, Cr, Ga, Ni, Zn, Ge, Nb, Zr, Mo, W, Cu, Те, Та, Se, Bi, Ce, In, As, В, Al и Mn.
V имеет значение 1
m имеет значение от 0.5 до 10
а имеет значение от 0 до 10
d имеет значение от 0 до 10
х представляет собой величину, необходимую для удовлетворения требований по валентности для других присутствующих элементов.
Указанные катализаторы могут находиться как на подложке из подходящего носителя, так и без него. Обычно пригодные носители, которые известны как «подложки», включают диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония, титан и их комбинации. Диокид кремния является предпочтительной подложкой.
При воплощении настоящего изобретения С2-С5 олефин может быть введен в реактор в любой подходящей точке потока, ниже по потоку от точки, в которой пропан и/или изобутан подают в реактор. Предпочтительно, олефин вводят в точке ниже по потоку от подачи алкана, где олефин будет иметь возможность вступить в реакцию по существу со всем или со всем избытком аммиака, но не быть конкурентным главной реакции аммоксидирования алкана, происходящей в нижней части каталитического слоя. В одном из воплощений в отношении реакторов с псевдоожиженным слоем локализация олефинового сырья должна быть более чем на 20% от уровня высоты расширенного слоя катализатора, предпочтительно локализация составляет более чем на 50% от уровня высоты расширенного слоя катализатора, более предпочтительно локализация составляет более чем на 80% уровня высоты расширенного слоя катализатора.
Любой из от С2 до С5 олефин может обеспечить преимущества настоящего изобретения. Пропилен является предпочтительным из-за его доступности и способности реагировать с кислородом и аммиаком с образованием акрилонитрила.
Количество олефина может варьироваться, но оно должно быть достаточно, для того чтобы вступить в реакцию с любым избыточным аммиаком, проскакивающим в реакционный поток. Любой непрореагировавший олефин, так же как любой непрореагировавший алкан, попадающий в реакционный поток, может улавливаться и рециркулироваться в реактор. Система рецикла углеводорода может основываться на любом известном из уровня техники способе отделения газообразных углеводородов от других газообразных компонентов. Пригодные технологии включают, но не ограничиваются, охлаждением и компрессией (то есть фракционированием) или адсорбцией при переменном давлении и десорбцией, как раскрыто в US 5 532 384, или адсорбцией при переменной температуре и десорбцией среди других.
Олефин может быть инжектирован вслед за или в присутствии соответствующего газа-разбавителя типа азота, пара, воздуха, СО, СО2, отходящего газа из рецикла или их комбинации.
Большее количество произведенного в мире акрилонитрила получено в реакторах с псевдоожиженным слоем. Однако, настоящее изобретение может быть осуществлено не только в реакторах с псевдоожиженным слоем, но также и в любом реакторе, способном к поддержанию катализатора в жидком состоянии, таком как реактор с транспортными линиями, реактор с вертикальным трубопроводом или реактор с повторным использованием сырья. Настоящее изобретение может также использовать реакторы с неподвижным слоем.
Каждый катализатор аммоксидирования пропана действует в некоторой степени при различных сырьевых соотношениях и эксплуатационных условиях с точки зрения максимального выхода акрилонитрила и/или экономических условий. Количество избыточного аммиака в реакционном потоке, выходящем из реактора аммоксидирования пропана, в некоторой степени зависит от использованного катализатора. Уровень олефина, который должен быть добавлен, будет варьироваться в зависимости от типов катализатора и природы реактора. Соответственно, при осуществлении настоящего изобретения количество олефина, вводимого в реактор, будет диктоваться условиями и используемым катализатором. В зависимости от катализатора, который действует в фазе обедненной кислородом, может быть необходимо добавить дополнительное количество кислорода в реактор. Однако, катализатор, который будет действовать в избытке кислорода, не имеет потребности во введении дополнительного количества кислорода в реактор. Обычно любой катализатор аммоксидирования может быть использован при осуществлении настоящего изобретения.
Как заявлено ранее, каждый катализатор аммоксидирования пропилена/пропана будет работать в некоторой степени при различных соотношениях сырья и условий проведения процесса. Пригодные условия проведения процесса и соотношения сырья для производства акрилонитрила описаны в US 3,911,089, и 4 873 215. Типичные параметры реакции следующие. Температура в реакторе находится между 300 и 600°С. Давление внутри реактора находится приблизительно между 1 и приблизительно 10 атмосферами. Аммиак подают в реактор при мольном отношении к пропану от 0.01 до 5 к 1, предпочтительно от 0.01 до 1 к 1, более предпочтительно от 0.06 до 0.4 к 1. Кислород подают к реактор при мольном отношении к пропану от 0.1 до 5 к 1, предпочтительно от 0.1 до 2 к 1, более предпочтительно от 0.1 до 1 к 1. Газ-разбавитель может быть подан в реактор при мольном отношении к пропану от 0 до 100 к 1, предпочтительно от 0 до 10 к 1. Олефин от С2 до С5 подают в реактор при мольном отношении к пропану от 0.001 до 100 к 1, предпочтительно от 0.01 до 1 к 1, более предпочтительно от 0.01 до 0.1 к 1.
При осуществлении процесса по настоящему изобретению стандартное условие его проведения при загруженном катализаторе для пропилена/пропана, на котором его проводят, не должно меняться, но условия могут быть изменены в зависимости от катализатора и сырья. Например, если используемый катализатор работает при низком или минимальном содержании кислорода в окружающей среде, то может появиться потребность в увеличении количества кислорода в реакторе, чтобы быть уверенным, что процесс по настоящему изобретению протекает наиболее эффективно. Это может быть достигнуто за счет увеличения соотношения кислорода в сырье или путем прямого введения кислорода в реактор отдельными средствами.
Настоящее изобретение, в частности, является пригодным для перевода предприятия по производству акрилонитрила из сырья на основе пропилена на сырье на основе пропана. Замена сырья на основе пропилена на более дешевое сырье на основе пропана значительно снижает коммерческую стоимость производства акрилонитрила на существующем коммерческом производстве. Далее ключевое преимущество описанного здесь процесса заключается в способности перевода завода с сырья на основе пропилена на сырье на основе пропана, при более низких капиталовложениях, чем те, которые требуются для строительства нового завода на основе пропанового сырья, при максимальном использовании существующего оборудования.
Поскольку с текущими катализаторами и технологией отдельный проход превращения пропана в акрилонитрил является меньшим, чем отдельный проход превращения пропилена в акрилонитрил, непрореагировавший пропан обычно отделяют и улавливают из реакционного потока и затем рециркулируют в реактор. Раз так, то ключевой компонент при переводе предприятия, базирующегося на пропилене, в предприятие, базирующегося на пропане, представляет собой дополнительную систему трубопроводов и технических средств, связанных с разделением, улавливанием и рециклом пропана. Как правило, катализатор, используемый в реакторе, должен быть также заменен на катализатор, более пригодный для аммоксидирования пропана в акрилонитрил. Преимущество процесса, описанного в настоящем изобретении для таких заводских переводов, заключается в том, что использование небольших количеств пропилена для снижения или ликвидации всего количества непрореагировавшего аммиака из реактора предотвращает необходимость делать другие модификации узлов при закалке, улавливания и очистки на существующем заводе по переработке акрилонитрила из пропилена. Таким образом, существующий завод по получению в один проход акрилонитрила из пропиленового сырья может быть экономично превращен в завод, на котором осуществлен процесс с рециклом алканового сырья с только минимальным добавлением капитального оборудования. Более того, такой перевод может быть проведен без неблагоприятного воздействия на качественные и коммерческие качества продукции предприятия.
И последнее, процесс и способ действия, описанный в настоящем изобретении, является в особенности пригодным для предприятий по производству акрилонитрила на основе пропилена, которые были переведены на пропановое сырье и на которых, вероятно, будет храниться пропиленовый запас на месте или он будет каким-то образом доступен для предприятия.
Примеры осуществления изобретения
Следующие примеры приведены только для целей иллюстрации процесса по настоящему изобретению.
Сравнительный Пример А
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки, диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей азота/ /0.78 аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота/1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченым кварцем. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.42 час-1. Конверсия пропана составила 18.2%. Селективность по акрилонитрилу составила 58.1%. Общая селективность полезных продуктов (то есть акрилонитрила, акролеина и акриловой кислоты) составило приблизительно 58.1%. Количество проскочившего аммиака составило 22.3% от количества введенного аммиака.
Пример 1
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки, диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.72 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота/1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.45 час-1. Пропилен вводят в реактор на 81.4% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.037/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 18.6%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 57.6% по акрилонитрилу, 0.1% по акролеину и 0.3% по акриловой кислоте (общая селективность по полезному продукту составила 58.1%). Количество проскочившего аммиака снижено до 14.7% от количества введенного аммиака.
Пример 2
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.74 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота/1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.44 час-1. Пропилен вводят в реактор на 81.4% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.053/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 19.1%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 57.6% в акрилонитрил, 0.3% в акролеин и 1.2% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 59.0%). Количество проскочившего аммиака снижено до 14.0% от количества введенного аммиака.
Пример 3
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.74 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.46 час-1. Пропилен вводят в реактор на 81.4% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.097/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 18.6%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 58.6% в акрилонитрил, 1.1% в акролеин и 2.9% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 62.6%). Количество проскочившего аммиака снижено до 13.9% от количества введенного аммиака.
Пример 4
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.71 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.45 час-1. Пропилен вводят в реактор на 49.1% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.073/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 20.4%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 55.3% в акрилонитрил, 0.2% в акролеин и 4.0% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 59.5%). Количество проскочившего аммиака снижено до 11,1% от количества введенного аммиака.
Пример 5
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.69 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.47 час-1. Пропилен вводят в реактор на 49.1% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.103/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 21.2%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 50.8% в акрилонитрил, 3.9% в акролеин и 6.5% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 61.3%). Количество проскочившего аммиака снижено до 8.1% от количества введенного аммиака.
Пример 6
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.69 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.50 час-1. Пропилен вводят в реактор на 49.1% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.140/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 23.1%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 43.4% в акрилонитрил, 15.7% в акролеин и 7.8% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 66.9%). Количество проскочившего аммиака снижено до 5.6% от количества введенного аммиака.
Сравнительный Пример В
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.69 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.37 час-1. Конверсия пропана составила 19.7%. Селективность по акрилонитрилу составила 54.3%. Общая селективность по полезному продукту (т.е. по акрилонитрилу, акролеину и акриловой кислоте) составила 56.1%. Количество проскочившего аммиака снижено до 16.8% от количества введенного аммиака.
Сравнение указанного Сравнительного Примера В с примерами с 7 по 10 показало, что проведение процесса в зависимости от сырья и условий, которые обеспечивают низкий проскок аммиака (то есть Сравнительный Пример В), также приводит к более низкой общей селективности по акрилонитрилу. Напротив при добавлении пропилена в реактор и проведении процесса в соответствии с настоящим изобретением (то есть примеры с 7 по 10) общая селективность по акрилонитрилу увеличивается и количество проскочившего аммиака затем снижается.
Пример 7
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.68 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.38 час-1. Пропилен вводят в реактор на 23.6% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.032/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 19.8%. Селективность в полезные продукты из пропана и пропилена составила 55.7% в акрилонитрил, 0.2% в акролеин и 1.7% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 57.6%). Количество проскочившего аммиака снижено до 14.3% от количества введенного аммиака.
Пример 8
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.67 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.52 час-1. Пропилен вводят в реактор на 23.6% от уровня высоты слоя катализатора. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.105/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 20.0%. Селективность в полезные продукты из пропана и пропилена составила 53.5% в акрилонитрил, 0.6% в акролеин и 3.7% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 57.8%). Количество проскочившего аммиака снижено до 10.0% от количества введенного аммиака.
Пример 9
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.68 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.1 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Верхний слой содержал 70% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 30% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.35 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.034/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 18.6%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 60.3% в акрилонитрил, 0% акролеин и 0.2% акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 60.5%). Количество проскочившего аммиака снижено до 14.8% от количества введенного аммиака.
Пример 10
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.67 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования, разбавленный 50% мас. толченого кварца. Верхний слой содержал 70% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 30% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.35 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.071/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 20.3%. Селективность полезных продуктов из пропана и пропилена составила 56.3% в акрилонитрил, 0.1% в акролеин и 0.4% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 56.8%). Количество проскочившего аммиака снижено до 9.6% от количества введенного аммиака.
Сравнительный Пример С
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.81 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.45 час-1. Конверсия пропана составила 20.4%. Селективность по акрилонитрилу составила 55.1%. Общая селективность по полезному продукту (т.е. по акрилонитрилу, акролеину и акриловой кислоте) составила 55.9%. Количество проскочившего аммиака снижено до 21.7% от количества введенного аммиака.
Пример 11
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.84 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Верхний слой содержал 20% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 80% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.36 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.032/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 22.4%. Селективности полезных продуктов из пропана и пропилена составили 54.5% в акрилонитрил, 0.6% в акролеин и 1.6% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 56.7%). Количество проскочившего аммиака снижено до 16.9% от количества введенного аммиака.
Сравнительный Пример D
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.82 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.41 час-1. Конверсия пропана составила 19.9%. Селективность по акрилонитрилу составила 58.1%. Общая селективность по полезному продукту (т.е. по акрилонитрилу, акролеину и акриловой кислоте) составила 58.6%. Количество проскочившего аммиака снижено до 23.5% от количества введенного аммиака.
Сравнительный Пример Е
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.83 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.41 час-1. Конверсия пропана составила 20.1%. Селективность по акрилонитрилу составила 58.0%. Общая селективность по полезному продукту (т.е. по акрилонитрилу, акролеину и акриловой кислоте) составила 58.6%. Количество проскочившего аммиака снижено до 22.5% от количества введенного аммиака.
Пример 12
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.79 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Верхний слой содержал 40% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 60% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.36 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.047/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 22.2%. Селективности полезных продуктов из пропана и пропилена составили 56.3% в акрилонитрил, 0.1% в акролеин и 1.6% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 57.9%). Количество проскочившего аммиака снижено до 14.0% от количества введенного аммиака.
Пример 13
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.79 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Верхний слой содержал 40% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 60% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.36 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.052/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 22.3%. Селективности полезных продуктов из пропана и пропилена составили 56.2% в акрилонитрил, 0.2% в акролеин и 1.9% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 58.3%). Количество проскочившего аммиака снижено до 13.2% от количества введенного аммиака.
Пример 14
Используя реактор в виде титановой U-образной трубки диаметром 0.5 дюймов (1 дюйм = 2.56 см), помещенной в песочную баню с контролируемой температурой 480°С, вводят газообразное сырье, состоящее из 3 частей пропана/0.78 частей аммиака/2.2 частей кислорода/2.2 частей азота /1 части воды, в основание реактора, содержащего промотированный ванадием оксид сурьмы пропановый катализатор аммоксидирования. Верхний слой содержал 40% полной загрузки катализатора, нижний слой содержал 60% полной загрузки катализатора. Пропилен был введен между двумя слоями в слой кварца, который служил камерой смешения для пропилена и газовой смеси в реакторе. Реактор действует при атмосферном давлении и среднечасовая объемно-массовая скорость пропанового сырья составила 0.44 час-1. Общее соотношение пропилена к пропану, вводимых в реактор, составляет 0.052/1. Конверсия пропилена плюс пропана составила 19.4%. Селективности полезных продуктов из пропана и пропилена составили 57.0% в акрилонитрил, 0.4% в акролеин и 1.3% в акриловую кислоту (общая селективность по полезному продукту составила 58.7%). Количество проскочившего аммиака снижено до 15.5% от количества введенного аммиака.
Claims (13)
1. Способ снижения проскока аммиака в процессе производства акрилонитрила, включающий введение углеводорода, выбранного из группы, состоящей из пропана и изобутана, аммиака и кислородсодержащего газа в нижнюю часть реактора с псевдоожиженным слоем, содержащим катализатор аммоксидирования, с последующим взаимодействием в присутствии указанного катализатора, с образованием акрилонитрила, отличающийся тем, что в реактор вводят в точке ниже по потоку от подачи алкана по крайней мере один из от С2 до C5 олефинов, который реагирует с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего в реакторе кислорода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводород выбирают из пропана.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что С2-C5 олефин представляет собой пропилен.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 20% от высоты расширенного слоя катализатора.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 50% от высоты расширенного слоя катализатора.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 80% от высоты расширенного слоя катализатора.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор имеет формулу
VvSbmAaDdOx,
где А, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Sn, Ti, и Fe;
D, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Li, Mg, Na, Ca, Sr, Ва, Со, Cr, Ga, Ni, Zn, Ge, Nb, Zr, Mo, W, Cu, Те, Та, Se, Bi, Ce, In, As, В, Al и Mn;
V имеет значение 1;
m имеет значение от 0,5 до 10;
а имеет значение от 0 до 10;
d имеет значение от 0 до 10;
х представляет собой величину, необходимую для удовлетворения требований по валентности для других присутствующих элементов.
8. Способ перевода производства акрилонитрила на основе пропиленового сырья, в котором пропилен, аммиак и кислород реагируют в реакторе в присутствии катализатора для производства акрилонитрила, в процесс производства акрилонитрила на основе пропанового сырья, в котором пропан, аммиак и кислород реагируют в присутствии катализатора для получения акрилонитрила, включающий:
(a) замещение исходным сырьем на основе пропана исходного сырья на основе пропилена;
(b) введение в реактор в точке ниже по потоку от подачи алкана по крайней мере одного от С2 до С5 олефина, который реагирует с по крайней мере частью непрореагировавшего аммиака и присутствующего кислорода в реакторе, снижая то количество аммиака, которое присутствует в реакционном потоке, выходящем из реактора, и
(c) добавление к процессу средств для отделения, улавливания и рецикла непрореагировавшего пропана.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что катализатор в реакторе заменяют катализатором, имеющим формулу
VvSbmAaDdOx,
где А, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Sn, Ti, и Fe;
D, когда он присутствует, представляет собой по крайней мере один из Li, Mg, Na, Ca, Sr, Ba, Co, Cr, Ga, Ni, Zn, Ge, Nb, Zr, Mo, W, Cu, Те, Та, Se, Bi, Се, In, As, В, Al и Mn;
V имеет значение 1;
m имеет значение от 0,5 до 10;
а имеет значение от 0 до 10;
d имеет значение от 0 до 10;
х представляет собой величину, необходимую для удовлетворения требований по валентности для других присутствующих элементов.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что C2-C5 олефин представляет собой пропилен.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 20% от высоты расширенного слоя катализатора.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 50% от высоты расширенного слоя катализатора.
13. Способ по п.8, отличающийся тем, что олефин вводят в реактор при локализации более чем по крайней мере 80% от высоты расширенного слоя катализатора.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/633,243 US6262290B1 (en) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | Amelioration of ammonia breakthrough in an alkane ammoxidation process |
| US09/633,243 | 2000-08-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003106704A RU2003106704A (ru) | 2004-09-20 |
| RU2265009C2 true RU2265009C2 (ru) | 2005-11-27 |
Family
ID=24538840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003106704/04A RU2265009C2 (ru) | 2000-08-07 | 2001-05-15 | Предотвращение проскока аммиака в процессе аммоксидирования алкана |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6262290B1 (ru) |
| EP (1) | EP1307428B1 (ru) |
| JP (1) | JP4854172B2 (ru) |
| KR (2) | KR100765156B1 (ru) |
| CN (1) | CN1196674C (ru) |
| AT (1) | ATE425137T1 (ru) |
| AU (1) | AU2001261611A1 (ru) |
| BG (1) | BG107495A (ru) |
| BR (1) | BR0113040B1 (ru) |
| CA (1) | CA2416712C (ru) |
| DE (1) | DE60137937D1 (ru) |
| DZ (1) | DZ3469A1 (ru) |
| ES (1) | ES2321378T3 (ru) |
| MX (1) | MXPA03000783A (ru) |
| RU (1) | RU2265009C2 (ru) |
| WO (1) | WO2002012174A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200300650B (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010061814A1 (de) * | 2010-11-23 | 2012-05-24 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zum Aufarbeiten von flüssigen Rückständen der Direktsynthese von Organochlorsilanen |
| CN107252663A (zh) * | 2014-06-27 | 2017-10-17 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 用于氨氧化反应器的氨进料的控制 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008414A (en) * | 1988-12-08 | 1991-04-16 | The Boc Group, Inc. | Process for the production of oxides |
| US5288473A (en) * | 1992-10-09 | 1994-02-22 | The Standard Oil Company | Process for elimination of waste material during manufacture of acrylonitrile |
| US5457223A (en) * | 1992-10-09 | 1995-10-10 | The Standard Oil Company | Process for elimination of waste material during manufacture of acrylonitrile |
| US5466857A (en) | 1994-08-10 | 1995-11-14 | The Standard Oil Company | Process for reduction of waste material during manufacture of acrylonitrile |
| US5576469A (en) * | 1995-06-05 | 1996-11-19 | The Standard Oil Co. | Paraffin ammoxidation using vanadium antimony oxide based catalysts with halide promoters |
| JPH0940628A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-10 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アクリロニトリルの製造方法 |
| JPH0959239A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-04 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アクリロニトリルの製造方法 |
| UA54409C2 (ru) * | 1997-07-16 | 2003-03-17 | Асахі Касеі Кабусікі Кайся | Способ получения акрилонитрила или метакрилонитрила из пропана или изобутана путем амоксидирования |
-
2000
- 2000-08-07 US US09/633,243 patent/US6262290B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-15 CA CA002416712A patent/CA2416712C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-15 DE DE60137937T patent/DE60137937D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-15 MX MXPA03000783A patent/MXPA03000783A/es active IP Right Grant
- 2001-05-15 AU AU2001261611A patent/AU2001261611A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-15 BR BRPI0113040-4A patent/BR0113040B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-05-15 DZ DZ013469A patent/DZ3469A1/fr active
- 2001-05-15 CN CNB018136214A patent/CN1196674C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-15 RU RU2003106704/04A patent/RU2265009C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-05-15 EP EP01935523A patent/EP1307428B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-15 AT AT01935523T patent/ATE425137T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-05-15 WO PCT/US2001/015640 patent/WO2002012174A1/en active Application Filing
- 2001-05-15 KR KR1020077009409A patent/KR100765156B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-05-15 KR KR1020037001623A patent/KR100844303B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-05-15 ES ES01935523T patent/ES2321378T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-15 JP JP2002518152A patent/JP4854172B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-23 ZA ZA200300650A patent/ZA200300650B/en unknown
- 2003-01-23 BG BG107495A patent/BG107495A/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2001261611A1 (en) | 2002-02-18 |
| CA2416712A1 (en) | 2002-02-14 |
| CA2416712C (en) | 2009-12-01 |
| DE60137937D1 (de) | 2009-04-23 |
| ES2321378T3 (es) | 2009-06-05 |
| EP1307428A1 (en) | 2003-05-07 |
| BR0113040A (pt) | 2003-07-08 |
| BR0113040B1 (pt) | 2012-07-24 |
| CN1444560A (zh) | 2003-09-24 |
| DZ3469A1 (fr) | 2002-02-14 |
| EP1307428B1 (en) | 2009-03-11 |
| BG107495A (bg) | 2003-12-31 |
| CN1196674C (zh) | 2005-04-13 |
| ATE425137T1 (de) | 2009-03-15 |
| WO2002012174A1 (en) | 2002-02-14 |
| JP2004505945A (ja) | 2004-02-26 |
| MXPA03000783A (es) | 2003-09-10 |
| KR100765156B1 (ko) | 2007-10-15 |
| ZA200300650B (en) | 2003-11-04 |
| KR20070055623A (ko) | 2007-05-30 |
| US6262290B1 (en) | 2001-07-17 |
| KR20030029807A (ko) | 2003-04-16 |
| KR100844303B1 (ko) | 2008-07-07 |
| JP4854172B2 (ja) | 2012-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3987100A (en) | Cyclohexane oxidation in the presence of binary catalysts | |
| US5288473A (en) | Process for elimination of waste material during manufacture of acrylonitrile | |
| US7071348B2 (en) | Process for the purification of olefinically unsaturated nitriles | |
| US5015756A (en) | Process for the production of nitriles | |
| EP0523728B1 (en) | Continuous process for preparing dimethyl carbonate | |
| EP0638546B1 (en) | A process for reduction of waste material during manufacture of acrylonitrile | |
| CN108025922B (zh) | 来自丙烯腈共同制备的高纯度hcn | |
| RU2154632C2 (ru) | Способ уменьшения количества непрореагировавшего аммиака, выходящего из реактора в процессе получения акрилонитрила, и способ получения акрилонитрила | |
| US4827043A (en) | Impurity removal from carbon monoxide and/or hydrogen-containing streams | |
| RU2311404C2 (ru) | Аммоксидирование карбоновых кислот в смесь нитрилов | |
| RU2265009C2 (ru) | Предотвращение проскока аммиака в процессе аммоксидирования алкана | |
| CN114957038B (zh) | 一种芳烃经氨氧化合成腈化合物的方法 | |
| JP5648304B2 (ja) | アクリロニトリルの製造方法 | |
| WO2003082810A1 (fr) | Procede de purification de l'isophthalonitrile | |
| TWI322798B (en) | Ammoxidation of carboxylic acids to a mixture of nitriles | |
| JP2001131135A (ja) | アクリロニトリルの製造方法 | |
| JPH0940628A (ja) | アクリロニトリルの製造方法 | |
| JPH0959239A (ja) | アクリロニトリルの製造方法 | |
| RU2003106704A (ru) | Предотвращение проскока аммиака в процессе аммоксидирования алкана | |
| JP2002155039A (ja) | 未反応炭化水素の分離・回収方法 | |
| JP2005154328A (ja) | 不飽和ニトリル化合物の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20080204 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160516 |