丙烯腈的制造方法技术

一种丙烯腈的制造方法，其具备：催化剂处理工序，其制备含有钼、铋和铁且含有50ppm以上的碳的复合金属氧化物催化剂；和气相催化氧化工序，其通过使用所述复合金属氧化物催化剂，使丙烯进行氨氧化反应来制造丙烯腈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丙烯腈的制造方法
本专利技术涉及一种丙烯腈的制造方法。
技术介绍
以往，在复合金属氧化物催化剂的存在下，使烷烃和/或烯烃发生气相催化氨氧化反应时，流化床反应器被广泛使用。在工业规模使用的流化床反应器中，要求在保持安全性的同时以高收率进行生产操作。从安全性的角度出发，将流化床反应器的出口氧气浓度降低到爆炸极限以下，或者作为该手段适度燃烧氨，或者控制反应温度、控制原料的供给量。另一方面，从选择率、收率的角度出发，进行控制以使得氨燃烧的同时合成的丙烯腈不燃烧，或者抑制氧气浓度过低而导致催化剂暴露在还原环境下，引起催化性能下降。正在分别从开发催化剂的角度和改进制造方法的角度对这些控制进行研究。例如，在专利文献1中，在以丙烯作为原料的丙烯腈的制造中，为了提供兼顾适当的氨燃烧率和高丙烯腈收率的氧化物催化剂及其制造方法，公开了一种氧化物催化剂，所述氧化物催化剂按照规定比率含有钼、铋、铁、钴以及镧系元素A，并且含有规定量的由包含这些元素中的钼、铋、铁、镧系元素的晶系构成的无序相。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-188802号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如专利文献1所公开的那样，通过使用特定的催化剂，可以得到高丙烯腈选择率。但是，本专利技术人等进一步研究发现，即使使用具有优异特性的催化剂，选择率也会经时降低。对该原因进一步研究发现，反应中的杂质和副产物引起的有机物质逐渐附着在催化剂上，由此导致催化剂活性下降、选择率降低。本专利技术是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供一种NH3的用量少且经济的、能够抑制丙烯腈的选择率经时下降的丙烯腈的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了实现上述技术问题而进行了深入研究，结果发现，可以通过调整气相催化氧化工序中的复合金属氧化物催化剂中所含的碳量来解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下。〔1〕一种丙烯腈的制造方法，其具备：催化剂处理工序，其制备含有钼、铋和铁且含有50ppm以上的碳的复合金属氧化物催化剂；和气相催化氧化工序，其通过使用所述复合金属氧化物催化剂，使丙烯进行氨氧化反应来制造丙烯腈。〔2〕根据〔1〕所述的丙烯腈的制造方法，其中，所述催化剂处理工序具备：预处理工序，其在还原气体和氧气气氛下对含有钼、铋和铁的复合金属氧化物进行50小时以上处理；和后处理工序，通过氮气或空气使所述复合金属氧化物在储存器内循环。〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的丙烯腈的制造方法，其中，在所述催化剂处理工序中，制备含有5000ppm以下的碳的所述复合金属氧化物催化剂。〔4〕根据〔1〕～〔3〕的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其中，在所述催化剂处理工序中，制备在DTA分析中在600℃以上具有峰顶的放热峰的放热量为80J/g以下的所述复合金属氧化物催化剂。〔5〕根据〔1〕～〔4〕的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其中，在所述气相催化氧化工序中，所述复合金属氧化物催化剂中所含的碳为5000ppm以下。〔6〕根据〔1〕～〔5〕的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其中，在所述气相催化氧化工序中，所述流化床反应器的出口的氧气浓度为0.2～1.0体积％。〔7〕根据〔1〕～〔6〕的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其中，在所述气相催化氧化工序中，每单位催化剂量的原料供给量(T-Py/T-Cat/hr)为0.08～0.11。〔8〕根据〔1〕～〔7〕的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其在所述气相催化氧化工序前具备：启动工序，其向存在所述复合金属氧化物催化剂的所述流化床反应器内供给氧气，且将所述流化床反应器内的温度升温至300～500℃。专利技术的效果根据本专利技术，由于NH3的用量少，因此是经济的。另外，能够提供一种从反应初期就具有稳定的活性，并且可以抑制丙烯腈的选择率下降的丙烯腈的制造方法。附图说明图1为可用于本实施方式的丙烯腈的制造方法中的流化床反应器的截面示意图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式(以下称为“本实施方式”。)进行详细说明，但是本专利技术并不限于此，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。需要说明的是，附图中，同一要素赋予相同的附图标记，不再重复进行说明。另外，若无特别说明，上下左右等位置关系基于附图所示的位置关系。另外，附图的尺寸比例不限于图示的比例。〔丙烯腈的制造方法〕本实施方式的丙烯腈的制造方法具备：催化剂处理工序，其制备含有钼、铋和铁且含有50ppm以上的碳的复合金属氧化物催化剂；和气相催化氧化工序，其通过使用所述复合金属氧化物催化剂，使丙烯进行氨氧化反应来制造丙烯腈。在长时间连续运行的流化床反应器中，源自原料气体的杂质、反应的副产物会经时附着、沉积在催化剂的表面。由于该杂质、副产物会阻碍催化剂与原料气体的接触、或降低催化剂的活性，因此导致丙烯腈的选择率经时降低。而在本实施方式中，通过将催化剂中所含的碳设定在规定范围内，可以减少NH3的用量以及抑制丙烯腈的选择率经时下降，在长时间运行的整个期间内能够充分发挥催化剂的特性。以下，对本实施方式的丙烯腈的制造方法进行更详细的说明，首先，图1是示出可用于本实施方式的丙烯腈的制造方法的流化床反应器1的截面示意图。催化剂2处于催化剂自身的重量和体积、以及经由原料供给管4从分散管5供给的丙烯、氨等原料气体A含氧气体和经由含氧气体供给管6从分散板7供给的含氧气体B的供给量等的平衡中，在内部空间3中流动。内部空间3中的催化剂2的每单位空间的存在量(分布)在比分散管8上部的区域中随着内部空间3自下而上(箭头F方向)趋于减小。气相催化氧化反应在内部空间3中发生。在内部空间3对流动的催化剂2供给丙烯、氧气以及氨，合成丙烯腈，包含丙烯腈的反应生成气体经由旋风分离器8从出口9排出。内部空间3除了具有用于从包含丙烯腈的反应生成气体C中分离回收催化剂2的旋风分离器8之外，根据需要还可以具有主要用于去除内部空间3的浓缩层的反应热来控制反应温度的冷却盘管(未图示)、用于调节内部空间3中的气体空速的构件(未图示)。内部空间3中的气体空速根据内部空间3的截面积(与箭头F方向正交的方向的面积)而变化。例如，假设截面积不固定的内部空间3时，截面积宽的部分的气体空速变慢，截面积窄的部分的气体空速变快。携带催化剂2的反应生成气体C从入口8a进入旋风分离器8。进入旋风分离器8的催化剂2在旋风分离器8的圆锥部分按照螺旋轨迹向内部空间3的下方落下，反应生成气体从旋风分离器8的上部通过向上方延伸的管被导向出口9。在旋风分离器8的圆锥部分的下方，还有管向内部空间3的下方延伸，催化剂2从该管中通过而被导向内部空间3的下方。本实施方式的丙烯腈的制造方法不特别限制，只要具备上述气相催化氧化工序即可，例如具备：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯腈的制造方法，其具备：/n催化剂处理工序，其制备含有钼、铋和铁且含有50ppm以上的碳的复合金属氧化物催化剂；和/n气相催化氧化工序，其通过使用所述复合金属氧化物催化剂，使丙烯进行氨氧化反应来制造丙烯腈。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 JP 2018-0616331.一种丙烯腈的制造方法，其具备：
催化剂处理工序，其制备含有钼、铋和铁且含有50ppm以上的碳的复合金属氧化物催化剂；和
气相催化氧化工序，其通过使用所述复合金属氧化物催化剂，使丙烯进行氨氧化反应来制造丙烯腈。


2.根据权利要求1所述的丙烯腈的制造方法，其中，所述催化剂处理工序具备：
预处理工序，其在还原气体和氧气气氛下对含有钼、铋和铁的复合金属氧化物进行50小时以上处理；和
后处理工序，通过氮气或空气使所述复合金属氧化物在储存器内循环。


3.根据权利要求1或2所述的丙烯腈的制造方法，其中，
在所述催化剂处理工序中，制备含有5000ppm以下的碳的所述复合金属氧化物催化剂。


4.根据权利要求1～3的任意一项所述的丙烯腈的制造方法，其中，
在所述催化剂处理工序中，制备在DTA分...

【专利技术属性】
技术研发人员：森井一成，福泽章喜，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP