BE569782A - - Google Patents

Description

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   L'invention concerne un catalyseur et un procédé amélioré pour la préparation de nitrile acrylique. 



   Il est bien connu que l'on peut préparer le nitrile acrylique en fai- sant réagir l'aoide cyanhydrique avec l'acétylène en phase vapeur, en présence de catalyseur convenable. 



   Il est reconnu que, lorsque les supports poreux pour le catalyseur comportent des charbons non activés, il faut un traitement préalable pour obtenir de bons rendements en nitrile acrylique. Par exemple, dans   les',brevets   U.S.A. n    2.419.186   et n  2.734.072, on chauffe le charbon non activé à des températures de l'ordre de 1000 C pour débarrasser le charbon des produits volatils. Dans le brevet U.S.A. n  2.789.126, on recommande, un traitement préalable sous vide pour éliminer les composés volatils. Dans le brevet U.S.A. 2.762.834, on préconise de soumettre le charbon inactif, avant l'emploi, à un traitement d'élimination de 
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 l'oxygène.

   Dans ce dernier brevet, onprp.J,leca.taJ.yettr)l,,clmuffant;1achaI:oon.-;:non<'ac- tivé au-dessus de   500 C,   en atmosphère réductrice, par exemple en présence d'hy- drogène. On imprègne ensuite le charbon désoxygéné résultant avec un hydroxyde carbonate ou cyanure, d'un métal alcalin. Un aspect de la présente   invention   concerne une préparation de catalyseurs dans laquelle le prétraitement du char- bon et l'imprégnation du catalyseur sont réalisés en un seul stade. 



   Le précédé de la présente invention consiste à faire réagir, à des températures comprises entre 450 et   700 C,   un mélange d'acide cyanhydrique et d'acétylène en présence d'un support inerte ou poreux, tel que le charbon non activé traité avec environ 1,5 à 10%, en poids, d'un métal alcalin. Dans un mode de mise en oeuvre, on traite le charbon avec du sodium métallique libre. 



   Suivant un aspect préféré de l'invention, le support inerte ou po- reux est du charbon de bois tendre, du fait de son bas prix. Ce charbon est con- ditionné pour l'emploi comme support de catalyseur en le   traitant,,'-.  directement avec un métal alcalin. Le charbon résultant est ensuite prêt pour l'emploi dans la réaction, sans autre traitement. 



  Exemple 1. 



   On dissout 9 gr de sodium métallique dans 1 litre d'ammoniaque liqui- de. Sur une période de 10 minutes, on ajoute 225 gr de charbon de bois tendre 20 x 40 à la solution   d'ammoniaque.   Il se produit une ébullition violente qui est provoquée non seulement par le'refroidissement du charbon, mais aussi du fait de la réaction avec le sodium. La couleur bleue du sodium disparaît au cours de l'addition de charbon. Lorsque l'addition de charbon est terminée, on introduit encore 4 gr de sodium métallique dans l'ammoniaque   contenait   le charbon. 



  Ensuite, on évapore l'ammoniaque. 



   On fait passer un mélange d'acétylène dilué et d'acide cyanhydrique à travers un appareil de réaction en laiton, de 3,5 cm de diamètre intérieur, contenant 150 gr de catalyseur préparé comme ci-avant. On maintient l'appareil de réaction à une température d'environ 590 C. Le rapport en molécules de la quantité d'acétylène à celle d'acide cyanhydrique est de 0,8 la quantité d'acé-   tylène   dans le courant d'acétylène dilué représentant 7,4%. Le reste du courant d'acétylène consiste en hydrogène, azote et méthane. La pression dans l'appareil de réaction est essentiellement la pression atmosphérique. Cette opération de 12 heures donne des taux de conversion, calculés sur l'acétylène, de   76%(!et   des rendements, calculés sur l'acide cyanhydrique, d'environ 85,6%. 



   On prépare le charbon non activé pour l'emploi comme support de ca- talyseur en le traitant directement avec un métal alcalin libre. Ce traitement a deux buts. En premier lieu, il réagit avec le charbon ou le matériau adsorbé ou combiné avec le charbon pour le rendre convenable pour l'emploi de support de catalyseur. En second lieu, la réaction du métal alcalin avec le charbon con- stitue l'imprégnation désirée du catalyseur. 

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   En plus du sodium métallique, on peut employer aussi d'autres métaux alcalins, tels que le lithium et le potassium. Le charbon support est de préfé- rence imprégné avec une quantité d'environ 1,5 à 10%, en poids, de métal alcalin. 



  Comme on le voit dans l'exemple, le métal alcalin, le sodium dans ce cas, réagit avec le charbon non activé, dans l'ammoniaque liquide. Bien que l'on puisse em- ployer d'autres milieux inertes, tels que la méthylamine, on préfère l'ammoniaque liquide, étant donné qu'il est meilleur marché et qu'on peut l'éliminer ,facile- ment, par évaporation, et le séparer du charbon traité par le métal alcalin. 



   Le charbon support de catalyseur peut avoir toute dimension et passer à travers tout tamis désiré. Lorsque l'on travaille avec des catalyseurs en lit stationnaire, 'on peut opérer avec des particules de charbon comprises dans un domaine de dimensions étendu. Toutefois, lorsque l'on travaille avec des cataly- seurs en lit fluidifié, il faut éviter les très petites particules de charbon étant donné que le courant de gaz les entraînera hors de la zone de réaction. 



  De même, si les particules ont des dimensions trop grandes, l'opération en lit fluidifié sera très difficile. 



   Dans l'exemple ci-avant, on donne les conditions opératoires spéci- fiques. Toutefois, on peut faire varier notablement celles-ci sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, on peut faire varier l'intervalle de température dans l'appareil de réaction depuis environ 450  jusqu'à 700 C. 



  On peut faire varier le domaine de pression, dans l'appareil de réaction, depuis la pression atmosphérique jusqu'à environ 7   kg/cm2.   Egalement, on peut faire varier le rapport moléculaire entre la quantité d'acétylène et celle de l'acide cyanhydrique dans des limites assez larges depuis environ 0,5:1 jusqu'à environ 1,6:1 et   davantage..De   même, on peut faire   varier.les   vitesses spatiales depuis environ 100 heures   jus qu'à   environ 1000 heures . 



   En plus des appareils de réaction dont les surfaces internes sont formées ou recouvertes de matériaux tels que   "Vycor",   de matériaux céramiques, alliages fer-aluminium et analogues, conviennent aussi les surfaces contenant les réactifs consistant essentiellement en cuivre ou un alliage de cuivre (lai- tons et bronzes) comme illustré. On a trouvé que le cuivre, seul ou allié avec le zinc, l'étain ou le nickel ou des mélanges de ces métaux, par exemple du cui- vre phosphoreux (99,96% Gu; 0,02 P), les bronzes phosphoreux 90 Cu; 0,12 P ; 9,76 Sn; 0,10 Zn; 0,02 Pb) , le laiton jaune (66,96 Cu; 32,98 Zn; 0,04 Pb ; 0,01 Sn); le nickel-argent (64,19 Cu; 18,27 Zn ; 17,09 Ni ; 0,41 Mn ; 0,02 Pb), le laiton   rouge (85,0 Cu; 15 Cu ; 15Zn) comme matériaux pour les surfaces en contact avec   les réactifs. 



   Dans l'exemple cité ci-avant, on utilise un courant dilué d'acéty- lène. La quantité d'acétylène dans ce courantest d'environ 7,4%. Le procédé con- vient lorsque l'on utilise des courants d'acétylène dilué préparés par les pro- cédés bien connus   "Wulff"   et   "Sachsse".   Bien que l'invention ait été décrite en rapport avec l'emploi de courants d'acétylène dilué, on peut l'appliquer aussi à des courants d'acétylène concentré. 



   La préparation du catalyseur et le procédé décrits ici sont une amélioration des procédés de la technique antérieure, étant donné que (1) en une phase, on conditionne facilement et convenablement le charbon pour l'emploi com- me support de catalyseur et en même temps on imprègne le matériau catalytique convenable pour la réaction, (2) l'emploi de températures élevées est supprimé et (3) on évite l'emploi d'un appareillage travaillant sous vide, onéreux tel que celui dont on a besoin pour le conditionnement du catalyseur indiqué dans le brevet U.S.A. n  2. 789.126 déjà cité.

Claims (1)

1. RESUME L'invention a pour objet un procédé pour la préparation de nitrile acrylique, présentant les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en <Desc/Clms Page number 3> combinaison: 1. Il comporte la phase de réaction de l'acide cyanhydrique et de l'acétylène à des températures de l'ordre de 450 à 700 C, en présence de cataly- seur préparé en traitant du charbon non activé avec environ 1,5 à 10%, en poids, d'un métal alcalin; 2. le métal alcalin est le sodium; 3. on fait réagir l'acétylène sous forme d'un courant d'acétylène dilué; 4. le courant d'acétylène contient moins de 15% environ d'acétylène; 5. on prépare le catalyseur en traitant le charbon non activé avec 1,5 à 10% environ, en poids, d'un métal alcalin en présence d'ammoniaque liquide et on récupère le charbon traité en évaporant l'ammoniaque.

   6. On conduit la réaction dans un appareil comportant des surfaces en contact avec des réactifs, formées de cuivre ou d'alliages de cuivre avec l'é- tain ou avec le zinc ou le nickel ou des mélanges de ces métaux.

   7. on conduit la réaction dans un appareil comportant des surfaces, en contact avec les réactifs, en bronze ou en laiton.