Procedimiento para ajustar las cantidades relativas de cianuro de hidrógeno y acetonitrilo producidos durante la preparación de acrilonitrilo,

que comprende introducir un hidrocarburo seleccionado del grupo consistente en propano y propileno, amoniaco, aire y una mezcla de alcoholes que comprende metanol y un segundo alcohol que comprende etanol, propanol o mezclas de los mismos, en una zona de reacción que contiene un catalizador de amoxidación, reaccionar los hidrocarburos, alcoholes, amoniaco y oxígeno sobre dicho catalizador a una temperatura elevada para producir acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo, y recuperar acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo de la reacción, en donde la relación en peso de metanol al segundo alcohol en la mezcla de alcoholes se ajusta en función de las cantidades relativas de cianuro de hidrógeno y acetonitrilo que se desean producir

Amoxidacion de una mezcla de alcoholes a una mezcla de nitrilos, en particular a acetonitrilo y HCN.

Antecedentes de la invención

La presente invención está dirigida a un nuevo procedimiento para la amoxidación de una mezcla de alcoholes a una mezcla de nitrilos. En particular, la presente invención está dirigida a incrementar el rendimiento y, con preferencia, la proporción de co-productos cianuro de hidrógeno y acetonitrilo producidos durante la amoxidación de propileno a acrilonitrilo.

Existen varias patentes que enfocan el hecho de la inyección de metanol o etanol al interior de un reactor de lecho fluido para producir cianuro de hidrógeno o acetonitrilo. Además, estas referencias describen por otro lado que se puede introducir metanol o alcohol etílico en un reactor de lecho fluido para incrementar el co-producto de cianuro de hidrógeno o acetonitrilo mientras se está preparando acrilonitrilo. Por ejemplo, las Patentes US Nos. 3.911.089; 4.485.079 y 5.288.473 están dirigidas a la amoxidación de metanol para producir cianuro de hidrógeno mediante inyección del metanol en el reactor de lecho fluido que contiene el catalizador de amoxidación adecuado para la preparación de acrilonitrilo. Cada una de estas referencias indican que la inyección de metanol se puede efectuar de manera simultánea con la producción de acrilonitrilo. Además, las Solicitudes de Patentes Japonesas 74-87.474; 79-08.655 y 78-35.232 se refieren a métodos similares para incrementar el rendimiento de cianuro de hidrógeno durante la producción de acrilonitrilo. La solicitud de Patente Japonesa 2[1990]-38.333 está dirigida a mejorar los rendimientos en acetonitrilo mediante la inyección de acetona y/o alcohol etílico en un reactor de amoxidación que contiene un catalizador de amoxidación. El procedimiento descrito en la Solicitud de Patente Japonesa incluye la inyección simultánea de acetona y/o alcohol etílico en el reactor de amoxidación mientras se está preparando acrilonitrilo. Todas estas patentes están relacionadas con la producción de más cianuro de hidrógeno o acetonitrilo.

La presente invención está dirigida a un procedimiento que incrementa el rendimiento en uno o ambos co-productos principales (es decir, HCN y acetonitrilo) durante la producción de acrilonitrilo, al tiempo que (1) se economizan los costes de materias primas asociados con el incremento de los rendimientos en co-producto y (2) se consigue la misma o mejor conversión y selectividad a los co-productos deseados (sobre una base en carbono) en comparación con la conversión y selectividad obtenidas con el uso de alcoholes puros tal como metanol/etanol. Las cantidades relativas de cianuro de hidrógeno y acetonitrilo pueden ser controladas mediante el procedimiento de esta invención.

Se ha comprobado ahora, de manera sorprendente, que el uso de mezclas alcohólicas en bruto puede conseguir un incremento deseable en la producción de acetonitrilo y cianuro de hidrógeno durante la producción de acrilonitrilo.

Resumen de la invención

El principal objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para incrementar de manera sustancial los rendimientos en uno o más de los co-productos cianuro de hidrógeno y acetonitrilo producidos durante la producción de acrilonitrilo a partir de propileno o propano.

Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la conversión de una mezcla de alcohol en bruto que contiene metanol, etanol, otros alcoholes y agua a cianuro de hidrógeno y acetonitrilo durante la producción de acrilonitrilo sin afectar de manera sustancial al rendimiento en acrilonitrilo.

Un objeto más de la invención consiste en proporcionar un procedimiento para la conversión de un alcohol que comprende etanol a acetonitrilo, con o sin la inclusión de metanol. El metanol puede ser incluido en el etanol en una cantidad deseada para ajustar las cantidades relativas de cianuro de hidrógeno y acetonitrilo co-productos que se producen. De este modo, cuando aumenta la necesidad de cianuro de hidrógeno, se puede añadir metanol o más metanol a la mezcla de alimentación de etanol para conseguir cantidades realzadas de cianuro de hidrógeno. Alternativamente, si se desea la producción adicional de acetonitrilo con respecto a cianuro de hidrógeno, se puede aumentar la cantidad de etanol en la alimentación de alcohol para incrementar la cantidad relativa de acetonitrilo producido.

Otros objetos y ventajas y nuevas características de la invención quedarán establecidas en parte en la siguiente descripción y en parte llegarán a ser evidentes para los expertos en la materia tras examinar lo siguiente, o bien pueden deducirse a través de la práctica de la invención. Los objetos y ventajas de la invención se pueden conseguir y alcanzar por medio de las instrumentalidades y combinaciones particularmente indicadas en las reivindicaciones adjuntas.

Para lograr los objetos anteriores de acuerdo con la finalidad de la presente invención tal y como aquí se describe en términos amplios, el método de la presente invención comprende introducir un hidrocarburo seleccionado del grupo consistente en propileno y propano, un alcohol en bruto que comprende una mezcla de alcoholes C₁ a C₄, amoniaco y gas conteniendo oxígeno en una zona de reacción (por ejemplo, un reactor de lecho fluido) para que reaccionen en presencia de un catalizador (por ejemplo, un catalizador de lecho fluido) para producir un efluente del reactor que comprende acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo, pasar el efluente del reactor que contiene acrilonitrilo, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo a una columna de enfriamiento rápido para enfriar el efluente del reactor, y recuperar el acrilonitrilo, acetonitrilo y cianuro de hidrógeno de la columna de enfriamiento rápido.

En una modalidad preferida de la presente invención, la mezcla de alcoholes en bruto se suministra empleando etanol en bruto, propanol en bruto y/o metanol en bruto. Para los fines de la presente invención, el etanol en bruto incluye una mezcla de alcoholes que comprende etanol, propanol, butanol y agua. La fuente habitual de etanol en bruto comercialmente disponible contiene 86,34% de etanol, 1,025% de i-propanol, 1,266% de n-butanol y 11,37% de agua. Sin que ello suponga limitación alguna a esta composición, en la práctica de la presente invención resulta adecuada cualquier mezcla de etanol en bruto, propanol en bruto y/o metanol en bruto. Es preferible que el alcohol en bruto contenga también agua, preferentemente al menos 3% en peso, más preferentemente al menos 5% en peso, reduciendo con ello además el coste de operación del procedimiento de la presente invención. Uno de los beneficios inesperados de la puesta en práctica de la presente invención es el descubrimiento de que los resultados de selectividad y conversión a co-productos obtenidos empleando un alcohol en bruto son los mismos o mejores (sobre una base de carbono a carbono) en comparación con los resultados obtenidos empleando una alimentación de alcohol puro.

En la puesta en práctica de la presente invención, queda contemplado que puede utilizarse cualquier catalizador de amoxidación para conseguir los resultados deseados de incrementar el rendimiento en acetonitrilo y cianuro de hidrógeno co-productos. Los catalizadores de amoxidación típicos pueden ser generalizados mediante las dos siguientes fórmulas:

A_aB_bC_cD_dMo₁₂O_x

en donde

A = Li, Na, K, Cs, TI y combinaciones de los mismos, con preferencia Cs y K

B = Ni, Co, Mn, Mg, Ca y combinaciones de los mismos, con preferencia Ni, Co y Mg

C = Fe, Cr, Ce, Cu, V, Sb, W, Sn, Ga, Ge, In, P y combinaciones de los mismos, con preferencia Fe, Cr y Ce

D = Bi y/o Te, preferentemente Bi

a = 0,1-4,0, preferentemente 0,1 a 0,5, con especial preferencia 0,1 a 0,2

b = 0,1-10,0, preferentemente 5 a 9, con especial preferencia 6 a 8, y

c,d = 0,1-10,0, preferentemente 0,5 a 4, con especial preferencia 0,5 a 3;

y

A_aB_bSb₁₂O_x

en donde

A = Fe, Cr, Ce, V, U, Sn, Ti, Nb y combinaciones de los mismos, con preferencia Fe, V, Sn y Ti

B = Mo, W, Co, Cu, Te, Bi, Zn, B, Ni, Ca, Ta y combinaciones de los mismos, con preferencia Mo y Cu