Способ приготовления катализаторадля синтеза виниловых mohomepob

 

О П И С А Н И E (ii!827154

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Йоюз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.78 (21) 2634792/23-04 с присоединением заявки № (51) М. Кл. з

В 01 J 37/04/j

//С 07 С 21/Об

С 07 С 121/32

ЕЕ С,Р по делам изобретений (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 66.097.3 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения

А. И. Леваков, В. Г. Смолькова и А. П. Беляков

Производственное объединение «Н авоиазот» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ СИНТЕЗА ВИНИЛОВЫХ МОНОМЕРОВ осударстееииый KOMHT8I (23) П риоритет

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов для синтеза виниловых мономеров.

Известен способ получения катализатора для синтеза виниловых мо номеров путем смешения хлористого аммония, соляной кислоты и металлической меди в водном растворе (1).

Известен также способ приготовления катализатора путем смешения однохлористой меди, хлористого аммония, металлической меди, воды, нагревания смеси до 85 С в реакторе с водяным обогревом, термостатированием и последующим добавлением соляной кислоты (2).

Недостатками указанного выше способа являются сложность в аппаратурном оформлении, а также в регулировании равномерного обогрева реакционной смеси.

Ближайшим решением поставленной задачи является способ приготовления катализатора для синтеза акрилонитрила, содержащего однохлористую медь, хлористый аммоний и соляную кислоту, заключающийся в смешении хлористого аммония с соляной кислотой, добавлении металлической меди с дальнейшим нагреванием полученной смеси острым паром до 75—

85 С и хлорированием (3).

При этом получают катализатор следующего состава, вес. :

СиС1 30,00

N H4Ñ! 11,50

НС1 4,50

Н,О 54,00

Время приготовления катализатора по указанному способу составляет 30 32 ч.

Основным недостатком процесса получе10 ния катализатора по описанному вышеспособу является необходимость нагрева реакционной смеси перед процессом хлорирования путем подвода острого пара, а также длительность процесса приготов15 ления.

Целью изобретения является упрощение способа приготовления и сокращение времени приготовления.

Указанная цель достигается описывае20 мым способом приготовления катализатора для синтеза виниловых мономеров путем смешения аммонийсодержащего соединения, в качестве которого используют 10—

25 -ный водный раствор гидроокиси ам25 мония, с соляной кислотой, добавления металлической меди и хлорирования полученной смеси.

Отличительным признаком настоящего способа является использование в качеЗо стве аммонийсодержащего соединения

827154

65 водного раствора гидроокиси указанной концентрации.

Использование в качестве аммонийсодержащего соединения водного раствора гидроокиси аммония дает возможность применить тепло реакции нейтрализации гидроокиси аммония соляной кислотой для проведения процесса хлорирования без дополнительных затрат тепла.

Для оптимального регулирования теплового баланса реакционной смеси наиболее благоприятным является использование

10 — 25 /о-ного водного раствора гидроокиси аммония.

Для поддержания температуры, необходимой для проведения процесса хлорирования, подачу концентрированной соляной кислоты осуществляют порциями.

Использование настоящего способа получения катализатора синтеза виниловых мономеров по сравнению с прототипом позволит проводить реакцию без подвода тепла извне, за счет увеличения внутренней энергии молекул при реакции нейтрализации.

При этом более интенсивно проходит процесс хлорирования. Время приготовления катализатора сокращается на 6 — 8 ч.

Упрощение процесса получается благодаря предотвращению кристаллизации готового катализатора в аппарате и трубопроводах при проведении повторных операций на стадии реакции нейтрализации, так как раствор гидроокиси аммония способствует растворению катализатора.

Применение водного раствора гидроокиси аммония, который подается в реактор по трубопроводу, обеспечивает значительное улучшение условий труда, благодаря замене порошкообразного хлористого аммония, создающего запыленность на рабочем месте.

Способ заключается в следующем.

В реактор, загруженный водой, по трубопроводу подают 10 — 25 -ный водный раствор гидроокиси аммония и одновременно подают концентрированную соляную кислоту порциями так, чтобы температура реакционной смеси, нагреваемой за счет реакции нейтрализации, не превышала

75 — 80 С. По окончании подачи всего количества соляной кислоты при температуре реакционной смеси, не превышающей 78 С, засыпают металлическую медь и хлорируют 12 — 13 ч. При этом время приготовления катализатора сокращается на 6 — 8 ч.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1. Способ приготовления катализз а тор а.

В реакционную колбу емкостью 1500 мл, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и сифоном, загружают 184 r 13,5o -ного водного раство10

4 ра гидроокиси аммония, затем постепенно порциями добавляют 250 г 21О/о-ной .соляной кислоты так, чтобы температура реакционной смеси, нагреваемой за счет реакции нейтрализации, не превышала 75—

80 С.

По окончании загрузки соляной кислоты при 75 — 80 С в колбу засыпают 116 г металлической меди. Хлорируют в течение

11 — 12 ч. Получают 548 г катализаторного раствора с удельным весом 1,358 г/см следующего состава, о/о ..

СцСI 32,90

NH4Ñ1 14,50

НС! 4,30

Н,О 48,30

Полученный таким способом катализатор используют для получения виниловых мономеров.

1.1. Смесь ацетилена и синильной кислоты с соотношением в об. 10: 1 соответственно пропускают через катализаторный раствор, приготовленный по указанному выше способу, следующего состава, ..

СиС! 32,90

NH4Ñ1 14,50

НСI 4,30

Н,О 48,30

При 85 С на катализаторе происходит образование нитрила акриловой кислоты из ацетилена и синильной кислоты.

Активность катализатора составляет

12,8 г/л. кат. ч.

Выход нитрила акриловой кислоты з» один проход ацетилена и синильной кислоты составляет 5,12 г.

I.2, Смесь ацетилена и синильной кислоты пропускают через катализаторньп раствор с удельным весом 1,358 г/см сле дующего состава, /о.

СиС! 32,90

NH4Ñ1 14,5 НСI 4,3

Н,О 48,3

При 85 С на катализаторе происходит образование моновинилацетилена из ацетилена и синильной кислоты.

Активность катализатора составляет

6,4 г/л. кат. ч.

Выход моновинилацетилена за один проход ацетилена и синильной кислоты составляет 2,56 г.

1.3. Смесь ацетилена и синильной кислоты пропускают через катализаторный раствор с удельным весом 1,358 г/см следующего состава, о/о..

С и СI 32,90

NH4Cl 14,5

НСI 4,3

Н О 48,3

При 85 С на катализаторе происходит образование хлорвинила из ацетилена и синильной кислоты.

Активность катализатора составляет

2,84 г/л. кат. ч.

827154

33,20

14,57

4,56

47,67

Пример 1

Пример 2

Прототип

32,90

14,50

4,30

48,30

0,4

12,8

33,20

14,57

4,56

47,67

0,4

15,3

30,00

11,50

4,50

54,00

0,4

9,0

ЫН,C1

НС!

Н,О

Температура синтеза, С

Объем катализатора, л

Активность катализатора по выходу иитрила акриловой кислоты, г/л. кат. ч

Выход иитрила акриловой кислоты за один проход ацетилена и синильной кислоты, r

Активность катализатора по выходу моновииилацетилена, г/л. кат. ч

Выход моиовииилацетилена за один проход ацетилена и синильной кислоты, г

Активность катализатора по выходу хлорвииила, г/л. кат. ч

Выход хлорвииила за один проход ацетилена и синильной кислоты, г

5,12

3,6

6,12

6,4

7,6

4,5

2,56

3,04

1,8

2,84

3,4

1,14

1,36

0,8

ВЫХйд хлорвинила за один Проход ацетилена и синильной кислоты составляет

1,14 г.

Пример 2. Способ приготовления катализатора. 5

В реакционную колбу емкостью 1500 мл, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, воронкой и сифоном, загружают 100 r 25 /О-ного водного раствора гидроокиси аммония, 84 г воды, 10 затем постепенно порциями добавляют

250 г 31 /О-ной соляной кислоты так, чтобы температура реакционной смеси, нагреваемой за счет реакции нейтрализации, не превышала 75 — 80 С. По окончании за- 15 грузки соляной кислоты при 75 — 78 С в колбу засыпают 116 r металлической меди и хлорируют в течение 12 — 14 ч.

Получают 550 г катализаторного раствора с удельным весом 1,36 г/см следующего 20 состава, ..

CuCI 33,20

ЫН Cl 14,57

HCI 4,56

Н О 47,67 25

Полученный таким способом катализатор используют для процесса получения виниловых мономеров.

2.1. Смесь ацетилена и синильной кислоты с соотношением в об. в/О 10: 1 соответ- 30 ственно пропускают через катализаторный раствор, приготовленный по указанному выше способу, следующего состава, :

CuCl 33,20

NH4CI 14,57 35

HCl 4,56

Н,О 47,67

При 85 С на катализаторе происходит образование нитрила акриловой кислоты из ацетилена и синильной кислоты. 40

Активность катализатора составляет

15,3 г/л. кат. ч.

Состав катализатора и показатели

Состав катализатора, вес. и

СцС1

Выход нитрила акриловой кислоть1 за один проход ацетилена и синильной кислоты составляет 6,12 r.

2.2. Смесь ацетилена и синильной кислоты пропускают через катализ аторный раствор с удельным весом 1,36 г/см следующего состава, /О..

СиС1 33,20

NH4ÑI 14,57

НСI 4,56

Н,О 47,67

При 85 С на катализаторе происходит образование моновинилацетилена из ацетилена и синильной кислоты.

Активность катализатора составляет

7,6 г/л. кат. ч.

Выход моновинилацетилена за один проход. ацетилена и синильной кислоты составляет 3,04 r.

2.3. Смесь ацетилена и синильной кислоты пропускают через катализатррный раствор с удельным весом 1,36 г/см следующего состава, /,:

CuCI

NH4Cl

НС1

Н,О

При 85 С на катализаторе происходит образование хлорвинила из ацетилена и синильной кислоты.

Активность катализатора составляет

3,4 г/л. кат. ч.

Выход хлорвинила за один проход ацетилена и синильной кислоты составляет

1,36 r.

Экспериментальные данные из примеров

1 и 2, иллюстрирующие катал итические свойства полученного катализатора в процессе получения виниловых моно меров, приведены в таблице в сравнении с прототипом.

827И4

Формула изобретения

Составитель Н, Путова

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Редактор fl. Горькова

Заказ 726/8 Изд. № 319 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ приготовления катализатора для синтеза виниловых мономеров, включающий смешение аммонийсодержащего со- 5 единения с соляной кислотой, добавление металлической меди и хлорирование полученной смеси, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа приготовления и сокращения времени приготовления, в 10 качестве аммонийсодержащего соединения

8 используют 10 — 25 /о-ный водный раствор гидроокиси аммония.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 1876857, кл. 260 †1, опублик. 1928.

2, Патент США № 2778847, кл. 260—

465.3 опублик. 1953, 3. Маркова В. Н.,Афанасьева С. А. Производство акрилонитрила, М., Химия, 1972, с. 119 (прототип).