Obținere acrilonitril prin amonooxidarea propenei

Introducere

Acrilonitrilul este unul din cele mai folosite substante chimice, cu o productie mondiala de 6 milioane de tone pe an in 2003. Cele mai importante intrebuintari sunt: fibre acrilice, cauciuc tehnic, adiponitril, dar si polimeri speciali.

Aproximativ 90% din productia mondiala, este prelucrata prin amonooxidarea propenei, prin reactia:

CH2=CH-CH3 +NH3 + 3/2O2→CH2=CH-CN+ 3H2O

Reactia este exoterma ( Δ H = − 123 kcal/mol) si are loc in faza gazoasa in prezenta unui catalizator la o temperatura de 300-500oC si o presiune de 1.5-3 bar pe un strat fluidizat, cu o racire eficienta. Catalizatorul folosit face diferenta intre tehnologii. Prima rafinarie, construita de Sohio(BP International), folosea un catalizator pe baza de Bi 2 O 3 MoO 3. Ulterior, au fost patentate numeroase formule chimice. Catalizatorul ar trebui sa fie multifunctional si sa aiba proprietati redox.

In ultimi ani a fost propusa folosirea de propan mult mai ieftin in locul propenei. Diferenta de pret ar trebui sa permita scaderea costurilor de productie cu aproximatix 15-20%. Pe de alta parte, problema selectivitatii devine si mai provocatoare, deoarece catalizatorul ar trebui sa realizeze si o hidrogenare in-situ, simultan cu amonooxidarea.

In acest proiect se doreste a se obtine o cantitate de 150000 t/h la o puritate de 99.4%. Desi specificatiile acetronitrilului par mai permisive, acestea sunt greu de realizat datorita separarii dificile. Din emisiile gazoase trebuie sa lipseasca impuritatile foarte toxice si acroleina urat mirositoare. Pentru protectia apei si a solului, impuritatile toxice grele, trebuiesc distruse. Tratarea cantitatilor mari de apa poluata este necesara inaintea reciclarii.

Sinteza sistemului de reactive

Fluxul de alimentare al instalatiei, denumit “R-IN” are urmatoarele proprietati:

Component Debit component (kg-mol/hr)

N2 3868

O2 966

CO2 0

Propena 508

NH3 610

HCN 0

Acroleina 0

Acrilonitril 0

Acetonitril 0

H2O 0

C4NT 0

Total 5952

Temperatura 350oC

Presiune 2.2 atm

Fluxul R-IN alimenteaza reactorul de conversie “REACTOR”, care are urmatoarele proprietati:

Tipul reactorului Reactor izoterm

Sarcina -86.9457 M*Kcal/h

Alimentare R-IN

Temperatura 350oC

Presiune 2.2 atm

Iesire R-OUT

Temperatura 350oC

Presiune 2.2 atm