ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение нитрила акриловой кислоты из ацетилена и цианиf сто го водорода из "Основы технологии синтеза каучуков Изд 2" Этот способ производства нитрила акриловой кислоты является наиболее старым. В нем исходным веществом является окись этилена, получаемая либо через хлоргидрин, либо прямым окислением. Первый метод дает лучший выход, но он связан с расходом хлора. Выбор того или другого метода в каждом отдельном случае зависит от стоимости этилена и стоимости электроэнергии, необходимой для производства хлора. На большинстве новых заводов применяется метод прямого окисления. [c.258] Реакция образования этиленциангидрина проводится в жидкой фазе в присутствии щелочного катализатора при температуре 160—210 °С. Эта реакция очень экзотермична и для возможности регулирования температуры ее проводят в растворителе, например в самом этиленциангидрине или воде. [c.258] В качестве катализаторов применяют щелочные неорганические соли, например цианиды или гидроокиси щелочных или щелочноземельных металлов. Предложено также применение солей магния, которые можно легко выделять из реакционной массы путем образования нерастворимого углекислого магния, что способствует лучшему выделению этиленциангидрина. Выход на этой стадии процесса составляет величину порядка 98%. Можно полагать, что в производственных условиях выходы составят около 95%. [c.258] Эта реакция также проводится в жидкой фазе при температуре порядка 200 °С в присутствии дегидратирующего катализатора. Акрилонитрил и воду отбирают из реактора в виде дистиллята, а отгоняющийся непрореагировавший этиленциангидрин конденсируют и направляют на повторный цикл. [c.259] По литературным данным, превосходным дегидратирующим катализатором для этой реакции является формиат натрия. Можно с успехом применять для этой цели окись кальция. Рекомендуется также в качестве очень хорошего катализатора смесь хлористого натрия с окисью углерода. Реакция дегидратации дает акрилонитрил с выходом до 98%, как и для стадии образования этиленциангидрина на промышленных установках можно ожидать выхода в 95%. [c.259] По описанному методу получают нитрил акриловой кислоты с концентрацией выше 99%. Благодаря тому, что в нитриле акриловой кислоты не содержится примесей, близких по температурам кипения, выделение акрилонитрила в чистом виде этим способом особых затруднений не представляет. В этом отношении способ получения акрилонитрила через этиленциангидрин выгодно отличается от прямого синтеза этого мономера из ацетилена и цианистого водорода. [c.259] Этот способ получения нитрила акриловой кислоты был разработан в Германии в начале сороковых годов и применялся на заводах синтетического каучука для обеспечения этим мономером производства маслостойких дивинил-нитрильных каучуков. Цианистый водород получался в результате действия серной кислоты на цианистый натрий. [c.259] На современных заводах цианистый водород получают неполным сжиганием метана в присутствии аммиака. Эта реакция, открытая Андруссовым, протекает на платиновой сетке, укрепленной на горелках. Устройство реакционной камеры аналогично применяемому при окислении аммиака в азотную кислоту, но процесс ведут при более высокой температуре (порядка 1200 °С). [c.259] Метод производства акрилонитрила из ацетилена и цианистого водорода, как более экономичный по сравнению со способом из окиси этилена, быстро приобрел известность во многих странах и получил особенно широкое распространение в США . [c.259] Этот способ связан с промышленным освоением процесса получения ацетилена из природного газа—доступного и дешевого сырья, имеющегося в огромных количествах во многих странах. В США в настоящее время около 80% всего получаемого акрилонитрила производится на основе ацетилена. [c.260] Если судить по приведенной выше основной реакции, то синтез акрилонитрила из ацетилена и цианистого водорода представляется весьма простым и изящным. Однако в нем наряду с основной реакцией протекают и побочные (табл. 43), которые приводят к значительным потерям. Этим объясняется тот факт, что в этом процессе, при самых благоприятных условиях, выход не превышает 78—80% на ацетилен и 85—90% на цианистый водород. [c.260] На рис. 74 приведена схема получения акрилонитрила взаимодействием ацетилена с цианистым водородом. [c.261] Катализатор работает 700 ч, после чего активность его падает, при этом выход акрилонитрила по цианистому водороду снижается с 80—85% до 70—60%. Отработанный катализатор регенерируется. Отходящий из реактора 1 поток охлаждают и подают в абсорбер 2, в котором из него выделяют акрилонитрил в виде разбавленного водного раствора. [c.262] Непрореагировавший ацетилен, инертные компоненты и высшие ацетилены (в том числе моновинилацетилен и дивинилацетилен) отходят из абсорбера в качестве головного продукта. Их подают на скруббер 5 для обработки растворителем, который выделяет высшие ацетилены. Оставшийся ацетилен возвращают для повторного использования в процессе. [c.262] Количество воды, подаваемой в абсорбер, регулируют таким образом, чтобы содержание акрилонитрила в воде, выходящей из абсорбера, составляло около 2%. Наряду с акрилонитрилом в воде растворяются небольшие количества непрореагировавшего цианистого водорода и водорастворимые побочные продукты. Этот раствор подают в отпарную колонну 3, на которой отгоняют сырую азеотропную смесь акрилонитрила и воды и низкокипящие примеси. Водный слой, отделенный от азеотропа в сепараторе 4, направляют в отпарную колонну 3 на повторный цикл. Слой, содержащий акрилонитрил или сырой акрилонитрил , подвергают перегонке в ряде колонн с целью разделения и очистки. Содержание акрилонитрила в сырце составляет около 80 вес. %, содержание примесей—4 вес. % и менее. [c.262] На первой колонне 7, служащей для отделения легких фракций, отгоняются вещества, кипящие ниже, чем акрилонитрил,— ацетилен, моновинилацетилен, ацетальдегид, которые отходят в виде газов. Готовый акрилонитрил, содержащий 99,5% этого продукта (без учета влаги), отделяют в виде головного продукта второй колонны 8, которая работает при давлении порядка 140 мм рт. ст. Кубовый продукт этой колонны содержит высококипящие компоненты, а также значительное количество акрилонитрила. На третьей колонне 9 разделяют кубовый продукт второй колонны. Эта колонна работает при давлении 120— ЪОммрт. ст. Ввиду того, что выделенный на этой колонне акрилонитрил не соответствует техническим требованиям, его направляют на повторный цикл в первую колонну 7, а кубовый продукт, содержащий высококипящие примеси, сбрасывают в сточные воды. [c.262] Одним из затруднений, имеющих место при проведении реакции взаимодействия ацетилена и цианистого водорода, является снижение в процессе работы активности применяемого катализатора. Оно обусловлено образованием смолистых веществ и хлористого аммония в результате гидролиза цианистого водорода, акрилонитрила и других примесей. Скорость образования этих. [c.262] Естественно, что для того, чтобы выпускаемый акрилонитрил удовлетворял таким техническим требованиям, необходимо проводить очень четкое разделение продуктов реакции и строго регулировать условия ведения процесса. Необходимо также применение ингибиторов полимеризации с целью предотвращения или снижения образования полимеров в оборудовании при осуществлении операций выделения и очистки акрилонитрила. [c.263] На рис. 75 показана схема рационального и комплексного использования продуктов при кооперировании производства нитрила акриловой кислоты методом прямого синтеза из ацетилена с производством сульфата аммония. Та. кой состав производств имеется на заводе в Фортьере (штат Луизиана, США). [c.264] Кислород, получаемый из воздуха, используется в процессе получения ацетилена методом частичного окисления природного метансодержащего газа азот, получаемый из воздуха, направляется в производство аммиака, который получается в результате взаимодействия с водородом (синтез-газом), образовавшимся в процессе получения ацетилена из метана. В результате взаимодействия природного газа с аммиаком и воздухом получается цианистый водород. В результате взаимодействия ацетилена с цианистым водородом получается нитрил акриловой кислоты. Избыток аммиака при помощи серной кислоты превращается в сульфат аммония. Таким образом, завод, имеющий в своем составе соответствующий комплекс производств, работает, используя в качестве сырья только природный газ, воздух и серную кислоту. [c.264] Вернуться к основной статье