ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена из "Технология нефтехимического синтеза Часть 1" В качестве окислителя применяют воздух или кислород, разбавленный для снижения взрывоопасности азотом, двуокисью углерода или водяным паром. Разбавление водяным паром препятствует также полимеризации акролеина. [c.313] Кроме того, образуются значительные количества формальдегида, ацетальдегида, окиси углерода, органических кислот, различных карбонильных соединений и относительно небольшие количества полимеров, которые могут дезактивировать катализатор. [c.313] Приведенные схемы являются приближенными, так как элементарные акты и строение нестабильных промежуточных образований на поверхности твердого катализатора недостаточно выяснены. [c.314] Наиболее пригодными для промышленного использования оказались катализаторы на основе меди (закись меди на носителе). Наибольший выход акролеина достигается на катализаторе, со-. держащем 0,25% меди, нанесенной на пемзу, или 0,1% меди на карборунде. [c.314] Температура реакции зависит от состава применяемого катализатора и давления и находится в пределах 230—500°С. Если рабочее давление близко к атмосферному, более благоприятной оказывается температура 380—410 °С. При 400 °С катализатор, содержащий 0,25% меди на пемзе, показЪшает наилучшую селективность. Оптимальное время контакта в этих условиях 0,3 с. [c.314] Неполное окисление пропилена до акролеина на закисномедном катализаторе имеет первый порядок по кислороду и нулевой по пропилену и тормозится продуктами реакции. [c.314] При окислении пропилена в акролеин выделяется около 118 ккал (494 кДж) на 1 моль пропилена конкурирующими являются реакции полного окисления пропилена в двуокись углерода и воду, причем полное окисление описывается таким же кинетическим уравнением, но его энергия активации на 6—15 ккал/моль (25—63 кДж/моль) больше. [c.314] В настоящее время окисление пропилена в акролеин осуществлено в нескольких вариантах характеристика которых приведена в табл. 33. [c.314] Для выделения акролеина из реакционных газов можно применять в качестве абсорбента воду или жидкий пропилен. При 99,9%-НОМ извлечении акролеина пропиленом получается раствор, содержащий 2,6 масс.% акролеина, в то время как при абсорбции водой при 18 кгс/см (1,76 МН/м ) и 20 °С раствор содержит 1,7 масс.% акролеина. Тем не менее предпочтительна абсорбция водой. [c.316] Сложную смесь органических соединений, содержащуюся в водном растворе, разделяют ректификацией. Первой стадией разделения является отгонка легких фракций вместе с акролеином. При этом возможно образование полимеров, которое можно устранить удалением кислорода из водного раствора перед дистилляцией (нагревание раствора до 100 °С в течение 3 мин при pH 6—7). Дистилляция обескислороженного раствора производится в присутствии ингибитора полимеризации, например гидрохинона. Отгоняемый акролеин-сырец содержит 80—90 масс.% акролеина, 3— 10% ацетальдегида, 2,4—6% воды, 0,5—3% пропионового альдегида, 2—5% ацетона и 1—2% высококипящих продуктов. Разделение этой смеси обычной ректификацией затруднено из-за образования азеотропной смеси акролеина и воды (2,7 масс.% воды при атмосферном давлении), а также вследствие близких температур кипения пропионового альдегида (49°С) и акролеина (52,5 °С). Поэтому для разделения применяется экстрактивная дистилляция (см. стр. 161) (экстрагент — вода) при температуре внизу колонны ниже 20 °С, что обеспечивается созданием вакуума или повышенного давления. Далее в отпарной колонне отгоняется 99,4%-ный акролеин (0,4% воды и 0,2% пропионового альдегида) с выходом более 99%. [c.316] Остальное — азот и Незначительное количество окиси и двуокиси углерода. [c.318] Скорость движения реакционной смеси в реакторе составляет 6,1—7,6 м/с. [c.318] Паро-газовый поток из реактора поступает в сепаратор циклонного типа 3, куда подаемся вода для закалки продуктов реакции, в результате чего температура снижается до 290 °С. Катализатор в сепараторе 3 отделяется от продуктов реакции и в горячем состоянии возвращается в дозатор 1 Скорость циркуляции катализатора 27—30 м/с. Часть пара, образующегося за счет отвода тепла реакции, по мере необходимости подается из паросборника 4 в сепаратор 3. Основная часть этого пара вводится в нижнюю часть дозатора 1. Газовый поток из сепаратора 3 после охлаждения в холодильнике поступает в сепаратор 5, где отделяются сконденсировавшиеся вода и высококипящие продукты, а также увлеченный катализатор, возвращаемые на окисление. Несконденсировавшиеся продукты реакции из сепаратора 5 охлаждаются в холодильнике 5 и поступают в газосепаратор 7, из которого паро-газовый поток направляется в абсорбер 8, орошаемый водой. Газ из абсорбера 8 возвращается на окисление (часть его периодически сбрасывается в атмосферу во избежание накопления инертных примесей). Жидкие продукты реакции из сепаратора 7 и раствор из абсорбера 8 смешиваются и подаются в отпарную колонну 9, сверху которой отбирается акролеин-сырец, направляемый на ректификацию, а снизу — вода, подаваемая в катализаторную камеру 1 или идущая на сброс. [c.318] Выход акролеина составляет 71% (в расчете на пропилен) при 50%-ной конверсии пропилена и 91%-ной конверсии кислорода. [c.318] В оба реактора I и 8) для повышения эффективности катали-затрра вводят промоторы (галоидные соединения мышьяка, селена, теллура). [c.320] Продукты реакции, выходящие снизу из реактора 8, содержат акролеин, предельные альдегиды, азот, пары воды, и не содержат заметных количеств непрореагировавшего пропилена. Они проходят холодильник 9 и поступают в абсорбер 10, орошаемый водой. Абсорбат из абсорбера 10 вместе с продуктами конденсации из сепаратора 5 и абсорбатом из абсорбера 5 поступают в отпарную колонну И, где акролеин отго1 йется от воды. Пары акролеина из отпарной колонны И охлаждаются в холодильнике 12, конденсируются и поступают в газосепаратор 13, где отделяется жидкая фаза — акролеин-сырец, часть которого возвращается на орошение, а остальное направляется на ректификацию. Газы из газосепаратора 13 выводятся из системы. Жидкая фаза из нижней части отпарной колонны 11, содержащая почти одну воду, используется для орошения абсорберов 6 и 10. [c.320] Применение двух реакторов с использованием разных катализаторов и различных условий окисления на первой и второй стадиях позволяет обеспечить высокую степень превращения пропилена, а также высокий выход акролеина благодаря предотвращению его последующего окисления. Выход акролеина 69—70%, степень превращения пропилена 95%. [c.320] Акрилонитрил (нитрил акриловой кислоты, сокращенно НАК) — важнейший мономер для производства синтетических волокон, пленок, каучуков и пластмасс. [c.320] Эти методы, описанные в книге в значительной степени утратили свое значение. [c.321] Этот процесс известен под названием окислительный аммонолиз пропилена. [c.321] Вернуться к основной статье