Catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo y procedimiento para producir acrilonitrilo.

Un catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo que comprende una composiciónrepresentada por la siguiente fórmula general

MoaBibFecWdNieMgfAgBhCiDjEkFlGmOn(SiO2)p

en la que,

Mo representa Mo, Bi representa bismuto, Fe representa hierro, W representa tungsteno, Ni representaníquel, Mg representa magnesio, O representa oxígeno, el componente A representa al menos un elementoseleccionado del grupo que consiste en cerio y lantano, el componente B representa al menos un elementoseleccionado del grupo que consiste en calcio, estroncio, bario, manganeso, cobalto, cobre, cinc y cadmio, elcomponente C representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en ytrio, praseodimio,neodimio, samario, aluminio, cromo, galio e indio, el componente D representa al menos un elemento seleccionadodel grupo que consiste en titanio, zirconio, vanadio, niobio, tántalo, germanio, estaño, plomo y antimonio, elcomponente E representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en rutenio, rodio, paladio,renio, osmio, iridio, platino y plata, el componente F representa al menos un elemento seleccionado del grupo queconsiste en fósforo, boro y telurio, el componente G representa al menos un elemento seleccionado del grupo queconsiste en litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y talio, SiO2 representa sílice, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n y prepresentan la relación atómica de cada elemento (silicio en el caso de la sílice), cuando a ≥ 10, b ≥ 0,1 a 1,5, c ≥0,5 a 3, d ≥ 0,1 a 1,5, e ≥ 0,1 a 8, f ≥ 0,1 a 5, g ≥ 0,1 a 1,5, h ≥ 0 a 8, i ≥ 0 a 3, j ≥ 0 a 3, k ≥ 0 a 3, l ≥ 0 a 3, m ≥ 0,01a 2, p ≥ 10 a 200 y n es la relación atómica de oxígeno requerida para satisfacer la valencia de cada uno de loselementos excluyendo el silicio, y (a×2 + d×2)/(b×3 + c×3 + e×2 + f×2 + g×3 + h×2 + i×3 + m×1) ≥ 0,90 a 1,00.

Catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo y procedimiento para producir acrilonitrilo.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo por amoxidación en fase de vapor de propileno mediante oxígeno molecular y amoniaco, y a un procedimiento para producir acrilonitrilo usando el catalizador.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Se han hecho numerosas propuestas en relación con un catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo por amoxidación en fase de vapor de propileno mediante oxígeno molecular y amoniaco. Por ejemplo, se han descrito catalizadores de lecho fluidizado que contienen molibdeno que tienen como componentes principales de los mismos molibdeno, bismuto y hierro, y que están compuestos además de diferentes componentes metálicos (documentos de patente 1 a 10) .

Además, se ha propuesto un procedimiento para regenerar un catalizador de baja actividad por adición de sustancias que contienen molibdeno a una capa de catalizador durante la reacción de amoxidación (en lo sucesivo denominada simplemente una reacción) en un procedimiento para producir acrilonitrilo por amoxidación en fase de vapor con un catalizador que incluye molibdeno; y un procedimiento para mantener el rendimiento de un catalizador durante mucho tiempo por adición de sustancias que contienen molibdeno además de un catalizador que contiene molibdeno en el catalizador antes del inicio de la reacción (documentos de patente 11 a 15) .

Sin embargo, el molibdeno vaporiza del catalizador y las sustancias que contienen molibdeno, y se deposita sobre instrumentos de enfriamiento tales como un serpentín de enfriamiento del reactor de lecho fluidizado en un procedimiento para regenerar un catalizador de baja actividad por adición de sustancias que contienen molibdeno al catalizador durante la amoxidación en un procedimiento convencional para producir acrilonitrilo por amoxidación en fase de vapor con un catalizador que contiene molibdeno, y en un procedimiento para mantener el rendimiento de un catalizador durante mucho tiempo por adición de sustancias que contienen molibdeno además de un catalizador que incluye molibdeno en el catalizador antes del inicio de la reacción. Si el molibdeno se deposita sobre instrumentos de enfriamiento, hay casos en los que resulta difícil hacer funcionar de forma estable el reactor de lecho fluidizado durante mucho tiempo, debido a la inhibición de la transferencia de calor.

Por lo tanto, con el fin de producir acrilonitrilo de forma estable durante mucho tiempo, es conveniente reducir la cantidad de sustancias añadidas que contienen molibdeno, y con el fin de llevar a cabo esto, es conveniente desarrollar un catalizador para producir acrilonitrilo, capaz de mantener el rendimiento del acrilonitrilo estable durante mucho tiempo, usando una cantidad añadida de sustancias que contienen molibdeno tan pequeña como sea posible.

Además, un reactor de lecho fluidizado se puede hacer funcionar de forma estable con catalizadores convencionales durante mucho tiempo sin dichos problemas descritos antes. Sin embargo, estos catalizadores no son adecuados industrialmente debido al bajo rendimiento de producción de acrilonitrilo. Por lo tanto, se desea el desarrollo de un 45 catalizador para producir acrilonitrilo de forma estable durante mucho tiempo y también con rendimiento alto.

[Documento de patente 1] patente de EE.UU. nº 5.212.137 [Documento de patente 2] patente de EE.UU. nº 5.688.739 [Documento de patente 3] patente de EE.UU. nº 5.834.394 [Documento de patente 4] patente japonesa nº 3214975 [Documento de patente 5] patente japonesa nº 3534431 [Documento de patente 6] solicitud de patente de EE.UU. 2004/0106817 [Documento de patente 7] solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación nº Hei 10-043595 [Documento de patente 8] solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2001-114740

[Documento de patente 9] solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2001-187771 [Documento de patente 10] solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2003-117397 [Documento de patente 11] solicitud de patente japonesa examinada, segunda publicación nº Sho 58-57422 [Documento de patente 12] solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicación nº Sho 59-193136 [Documento de patente 13] solicitud de patente alemana nº 3311521 [Documento de patente 14] solicitud de patente japonesa examinada, segunda publicación nº Hei 2-56938 [Documento de patente 15] publicación internacional WO nº 97/33863 folleto

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Problemas a resolver por la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un catalizador para producir acrilonitrilo, capaz de mantener un rendimiento alto de acrilonitrilo durante mucho tiempo usando una cantidad añadida de sustancias que contienen molibdeno tan pequeña como sea posible, y proporcionar un procedimiento para producir acrilonitrilo que permita la producción estable de acrilonitrilo a una escala industrial con un rendimiento alto de acrilonitrilo.

Medios para resolver los problemas

Como resultado de llevar a cabo estudios exhaustivos sobre un catalizador para producir acrilonitrilo, que contiene molibdeno, bismuto y hierro, los autores de la presente invención encontraron que mediante la mezcla adicional de estos componentes con metales específicos en proporciones específicas, se puede obtener un catalizador que mantiene un alto rendimiento de acrilonitrilo, incluso si se reduce la cantidad añadida de sustancias que contienen molibdeno, llevando a completarse la presente invención.

En otras palabras, el catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo (en lo sucesivo denominado simplemente catalizador de la presente invención) se caracteriza por tener la composición representada por la siguiente fórmula general:

MoaBibFecWdNieMgfAgBhCiDjEkFlGmOn (SiO2) p

En la fórmula, Mo representa Mo, Bi representa bismuto, Fe representa hierro, W representa tungsteno, Ni representa níquel, Mg representa magnesio, O representa oxígeno, el componente A representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en cerio y lantano, el componente B representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en calcio, estroncio, bario, manganeso, cobalto, cobre, cinc y cadmio, el componente C representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en ytrio, praseodimio,

neodimio, samario, aluminio, cromo, galio e indio, el componente D representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en titanio, zirconio, vanadio, niobio, tántalo, germanio, estaño, plomo y antimonio, el componente E representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en rutenio, rodio, paladio, renio, osmio, iridio, platino y plata, el componente F representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en fósforo, boro y telurio, el componente G representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y talio, SiO2 representa sílice, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n y p representan la relación atómica de cada elemento (silicio en el caso de sílice) , cuando a = 10, b = 0, 1 a 1, 5, c = 0, 5 a 3, d= 0, 1 a 1, 5, e= 0, 1 a 8, f =0, 1 a5, g =0, 1 a1, 5, h =0 a8, i =0 a 3, j =0 a3, k= 0 a3, l = 0 a 3, m = 0, 01 a 2, p = 10 a 200 y n es la relación atómica de oxígeno requerida para satisfacer la valencia de cada uno de los elementos excluyendo el silicio (a×2 + d×2) / (b×3 + c×3 + e×2 + f×2 + g×3 + h×2 + i×3 + m×1) = 0, 90 a 1, 00.

Un procedimiento para producir acrilonitrilo de la presente invención incluye una producción de acrilonitrilo haciendo reaccionar propileno, oxígeno molecular y amoniaco en presencia de un catalizador en el reactor de lecho fluidizado que tiene un instrumento de enfriamiento, usando el catalizador de la presente invención.

Efectos de la invención De acuerdo con el catalizador para producir acrilonitrilo de la presente invención, se puede mantener un rendimiento alto de acrilonitrilo durante mucho tiempo con cantidades añadidas de sustancias que contienen molibdeno tan pequeñas como sea posible. Debido a lo anterior, se puede reducir la cantidad de añadida de sustancias que 45 contienen molibdeno. Como resultado, la cantidad de molibdeno vaporizado se vuelve pequeña dando como resultado la disminución de los depósitos sobre los instrumentos de enfriamiento del reactor de lecho fluidizado, y el acrilonitrilo se puede producir de forma estable en una escala industrial durante mucho tiempo.

Mejor modo de llevar a cabo la invención El... [Seguir leyendo]

1. Un catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo que comprende una composición representada por la siguiente fórmula general 5

MoaBibFecWdNieMgfAgBhCiDjEkFlGmOn (SiO2) p

en la que, Mo representa Mo, Bi representa bismuto, Fe representa hierro, W representa tungsteno, Ni representa níquel, Mg representa magnesio, O representa oxígeno, el componente A representa al menos un elemento 10 seleccionado del grupo que consiste en cerio y lantano, el componente B representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en calcio, estroncio, bario, manganeso, cobalto, cobre, cinc y cadmio, el componente C representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en ytrio, praseodimio, neodimio, samario, aluminio, cromo, galio e indio, el componente D representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en titanio, zirconio, vanadio, niobio, tántalo, germanio, estaño, plomo y antimonio, el 15 componente E representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en rutenio, rodio, paladio, renio, osmio, iridio, platino y plata, el componente F representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en fósforo, boro y telurio, el componente G representa al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y talio, SiO2 representa sílice, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n y p representan la relación atómica de cada elemento (silicio en el caso de la sílice) , cuando a = 10, b = 0, 1 a 1, 5, c =

0, 5 a 3, d=0, 1 a 1, 5, e=0, 1 a 8, f=0, 1 a 5, g=0, 1a 1, 5, h=0 a 8, i=0 a 3, j=0 a 3, k=0 a 3, l=0 a3, m=0, 01 a 2, p = 10 a 200 y n es la relación atómica de oxígeno requerida para satisfacer la valencia de cada uno de los elementos excluyendo el silicio, y (a×2 + d×2) / (b×3 + c×3 + e×2 + f×2 + g×3 + h×2 + i×3 + m×1) = 0, 90 a 1, 00.

2. Un procedimiento para producir acrilonitrilo, que comprende:

hacer reaccionar propileno, oxígeno molecular y amoniaco en presencia de un catalizador en el reactor de lecho fluidizado que tiene un instrumento de enfriamiento;

usar el catalizador de lecho fluidizado para producir acrilonitrilo de acuerdo con la reivindicación 1.