Наряду с основной реакцией протекают побочные

Исходным сырьем для получения синильной кислоты служит метан

CH₄ + NH₃ + 1,5O₂ → HCN + 3H₂O.

NH₃ + 0,75O₂ → 0,5N₂ + 1,5H₂O

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

CH₄ + 2H₂O → CO₂ + 4H₂

H₂ + 0,5O₂ → H₂O

Процесс ведут при 950-1050 ^оС и 0,02-0,03 МПа. Мольное соотношение NH₃:CH₄:O₂ равно 1:1,2:1,4. В качестве катализатора используют пакет из 4-6 проволочных сеток, изготовленных из сплава платины с родием или иридием. Реакция экзотермична (ΔH^o₂₉₈=475 кДж/моль). Выход синильной кислоты составляет 60-63 % на пропущенный и 80-85 % — на превращенный аммиак.

Синильная кислота HC≡N — жидкость (Т_кип=25,7 ^оС), отличающаяся очень высокой токсичностью, используется в качестве исходного сырья для получения ацетонциангидрида, эфиров метакриловой кислоты, различных аминокислот, гербицидов, моющих средств, комп­лексообразователей для выделения драгоценных металлов из руд и т.д.

Нитрил акриловой кислоты (НАК) — жидкость (Т_кип=77,3 ^оС) является важнейшим мономером для производства синтетических волокон, каучуков, пластмасс и различных полупродуктов. Известен ряд способов его получения:

+HCN

H₂C−CH₂ → HOCH₂−CH₂−CN → CH₂=CH−CN

О −H₂O

+HCN

HC≡CH +HCN → CH₂=CH−CN

CH₃−CН=O → CH₃−CH(OH)−CN → CH₂=CH−CN

−H₂O

Однако в настоящее время наиболее распространен экономичный способ получения НАК окислительным аммонолизом пропилена:

CH₂=CH−CH₃ + NH₃ + 1,5O → CH₂=CH−CN + 3H₂O

Окислительный аммонолиз пропилена относится к числу каталитических процессов и осуществляется в стационарном и псевдоожиженном слое катализатора. Наибольшее применение нашли катализаторы на основе молибдата, фосформолибдата и ванадиймолибдата висмута. Эти соединения используют в чистом виде или нанесенными на носители (обычно силикагель, SiO₂, Al₂O₃, кизельгур). Процесс осуществляют под давлением до 0,2 МПа при 450-500 ^оС и мольном соотношении C₃H₆:HN₃:O₂ равным 1:0,7-1,1:1,8-2,4.

Сырьё — подогретая смесь пропилена, аммиака и воздуха — поступает в реактор 1 с псевдоожиженным слоем катализатора. Для отвода теплоты реакции в холодильное устройство реактора подается вода. Продукты реакции, пройдя котел-утилизатор 2, поступают в абсорбер 3, где при 80-100 ^оС раствором серной кислоты улавливается непрореагировавший аммиак и образуется водный раствор сульфата аммония 30-35 % мас. Далее в абсорбере 4 водой из газа улавливаются НАК, ацетонитрил и синильная кислота. Отходящие газы выбрасываются в атмосферу, а водный раствор нитрилов поступает в отпарную колонну 7, с верха которой отгоняется смесь синильной кислоты и акрилонитрила, которая затем направляется на разделение в блок ректификационных колонн.

Рис. Технологическая схема получения акрилонитрила:

1 – реактор; 2 – котел-утилизатор; 3, 4 – абсорберы; 5 – холодильник;

6 – теплообменник; 7 – отпарная колонна; 8 – конденсатор;

9 – газоотделитель; 10 – насос

Выход НАК достигает 70-80 % в расчете не превращенный пропилен. В качестве побочных продуктов (образующихся за счет окислительной деструкции пропилена) являются ацетонитрил (25-100 кг на 1 т НАК), синильная кислота (5-200 кг на 1 т HCN), оксид и диоксид углерода и незначительное количество ацетона и пропионитрила.

Дата добавления: 2014-01-11