СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА АММОКСИДИРОВАНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛА

1. Способ получения катализатора аммоксидирования, включающий:
стадию (i) получения суспензии исходного материала, содержащей молибден, висмут, железо и соединение карбоновой кислоты;
стадию (ii) перемешивания суспензии исходного материала при температуре в интервале от 30 до 50°C в течение от 20 минут до 8 часов, с получением тем самым суспензии предшественника;
стадию сушки распылением суспензии предшественника, с получением тем самым сухих частиц; и
стадию обжига высушенных частиц.
2. Способ получения катализатора аммоксидирования по п. 1, где суспензия предшественника имеет вязкость от 1 до 100 сП.
3. Способ получения катализатора аммоксидирования по п. 1 или 2, где катализатор аммоксидирования имеет состав, представленный следующей формулой (1):
12
a
b
c
d
e
f
MoBiFeXYZO (1),
где X представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция и бария; Y представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, галлия и индия; Z представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из калия, рубидия и цезия; при условии, что в элементе X доля кобальта составляет 20 атомных % или более и/или доля магния составляет 20 атомных % или менее; a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤2,0, 0,1≤b≤3,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d≤3,0 и 0,01≤e≤2,0, соответственно; и f представляет число атомов кислорода, необходимое, чтобы удовлетворять требованиям атомных валентностей других присутствующих в формуле элементов.
4. Способ получения катализатора аммоксидирования по любому одному из пп. 1-3, где содержание соединения карбоновой кислоты в суспензии предшественника составляет от 0,01 до 0,10 молярных эквивалентов в расчете на сумму металлических элементов, составляющих катализатор аммоксидирования.
5. Способ получения акрилонитрила посредством реакционного взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака, где применяют катализатор аммоксидирования, полученный способом по любому одному из пп. 1-4.
6. Способ получения акрилонитрила, включающий:
стадию (i) получения суспензии исходного материала, содержащей молибден, висмут, железо и соединение карбоновой кислоты;
стадию (ii) перемешивания суспензии исходного материала при температуре в интервале от 30 до 50°C в течение от 20 мин до 8 ч, с получением тем самым суспензии предшественника;
стадию сушки распылением суспензии предшественника, с получением тем самым сухих частиц;
стадию обжига высушенных частиц, с получением тем самым катализатора аммоксидирования; и
стадию реакционного взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака в присутствии катализатора аммоксидирования, с получением тем самым акрилонитрила.
7. Способ получения акрилонитрила по п. 6, где суспензия предшественника имеет вязкость от 1 до 100 сП.
8. Способ получения акрилонитрила по п. 6 или 7, где катализатор аммоксидирования имеет состав, представленный следующей формулой (1):
12
a
b
c
d
e
f
MoBiFeXYZO (1);
где X представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция и бария; Y представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, галлия и индия; Z представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из калия, рубидия и цезия; при условии, что в элементе X доля кобальта составляет 20 атомных % или более и/или доля магния составляет 20 атомных % или менее; a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤2,0, 0,1≤b≤3,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d≤3,0 и 0,01≤e≤2,0, соответственно; и f представляет число атомов кислорода, необходимое, чтобы удовлетворять требованиям атомных валентностей других присутствующих в формуле элементов.
9. Способ получения акрилонитрила по любому одному из пп. 6-8, где содержание соединения карбоновой кислоты в суспензии предшественника составляет от 0,01 до 0,10 молярных эквивалентов в расчете на сумму металлических элементов, составляющих катализатор аммоксидирования.
10. Катализатор аммоксидирования для получения акрилонитрила посредством реакционного взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака, причем данный катализатор аммоксидирования содержит молибден, висмут и железо,
где катализатор аммоксидирования удовлетворяет обоим приведенным ниже требованиям (1) и (2):
требование (1): выход акрилонитрила при реакции аммоксидирования пропилена, который рассчитан посредством представленного ниже метода измерения A, составляет 84,1% или более; и
требование (2): потери от истирания катализатора аммоксидирования, которые рассчитаны посредством представленного ниже метода измерения B, составляют 0,9% или менее;
[Метод измерения A]
3
стеклянную трубу, имеющую внутренний диаметр 25 мм, причем данная стеклянная труба имеет 16 проволочных сеток 10 меш, встроенных с интервалом 1 см, применяют в качестве реактора, 50 см катализатора аммоксидирования загружают в реактор, температуру реакции устанавливают при 430°C, и реакционное давление устанавливают при 0,17 МПа, смешанный газ из пропилена, аммиака, кислорода и гелия, который содержит 9% по объему пропилена, пропускают через реактор, и выход акрилонитрила, полученного посредством реакции аммоксидирования, вычисляют посредством приведенного ниже выражения:
Удельная потребность в серной кислоте (кг/т-AN)=(Масса серной кислоты, требующейся для нейтрализации непрореагировавшего аммиака (кг))/(Масса полученного акрилонитрила (т))
3
3
Время контакта (с)=(Количество катализатора (см))/(Расход смешанного газа (см при норм.условиях/с)) × 273/(273+Температура реакции (°C)) × (Реакционное давление (МПа))/0,10
Степень превращения пропилена (%)=(Потребленный пропилен (моль))/(Поданный пропилен (моль)) × 100
Выход акрилонитрила (%)=(Полученный акрилонитрил (моль))/(Поданный пропилен (моль)) × 100,
где объемное отношение аммиака к пропилену устанавливают таким образом, что требование в отношении единичного количества серной кислоты, определенное посредством данного выражения, составляет 20±2 кг/т-AN (акрилонитрила); объемное отношение кислорода к пропилену устанавливают таким образом, что концентрация кислорода в газе на выходе реактора составляет 0,2±0,02% по объему; и, посредством изменения расхода смешанного газа, время контакта, определенное посредством вышеуказанного выражения, изменяют, чтобы тем самым установить степень превращения пропилена, определенную посредством данного выражения, составляющую 99,3±0,2%;
[Способ измерения B]
Сопротивление истиранию катализатора аммоксидирования измеряют в соответствии с методом, описанным в «Методе испытаний для катализатора флюид-каталитического крекинга (Test Method for Synthetic Fluid Cracking Catalyst)», American Cyanamid Co. Ltd. 6/31-4m-1/57, чтобы рассчитать потери от истирания, определяемые следующим образом:
Потери от истирания (%)=R/(S - Q) × 100;
где Q представляет массу (г) катализатора, выпущенного наружу из измерительной системы вследствие истирания в течение периода времени от 0 до 5 часов, R представляет массу (г) катализатора, выпущенного наружу из измерительной системы вследствие истирания во время периода времени от 5 до 20 часов; и S представляет массу (г) катализатора, поданного для испытания.
11. Катализатор аммоксидирования по п. 10, имеющий состав, представленный приведенной ниже формулой (1):
12
a
b
c
d
e
f
MoBiFeXYZO (1);
где X представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из никеля, кобальта, магния, кальция, цинка, стронция и бария; Y представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из церия, хрома, лантана, неодима, иттрия, празеодима, самария, алюминия, галлия и индия; Z представляет по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из калия, рубидия и цезия; при условии, что в элементе X доля кобальта составляет 20 атомных % или более и/или доля магния составляет 20 атомных % или менее; a, b, c, d и e удовлетворяют условиям 0,1≤a≤2,0, 0,1≤b≤3,0, 0,1≤c≤10,0, 0,1≤d≤3,0 и 0,01≤e≤2,0, соответственно; и f представляет число атомов кислорода, необходимое, чтобы удовлетворять требованиям атомных валентностей других присутствующих в формуле элементов.
12. Способ получения акрилонитрила посредством реакционного взаимодействия пропилена, молекулярного кислорода и аммиака, в котором применяют катализатор аммоксидирования по п. 10 или 11.