Procédé de fabrication
Acrylonitrile

1.1 Principe

La réaction qui est mise en jeu est l’ammoxydation du propylène. Elle se fait en une seule étape selon l’équation chimique suivante :

Il y a d’autres réactions soit en parallèle, soit consécutives qui conduisent à la formation de sous-produits. Les plus importantes sont : la dégradation par oxydation totale en CO et CO₂ du propylène et de l’acrylonitrile. Les réactions parallèles conduisent en particulier à la formation d’acide cyanhydrique, d’acétonitrile et d’acroléïne. Les catalyseurs, nécessaires à la mise en œuvre de la réaction, doivent avoir les propriétés suivantes :

• fournir une conversion très élevée du propylène (pour éviter une récupération du propylène après réaction et son recyclage) ;

• produire le moins possible de CO, de CO₂, d’acétonitrile et d’acroléine ;

• produire peu ou beaucoup d’acide cyanhydrique selon que le site producteur est couplé ou non avec un atelier de méthacrylate de méthyle utilisant l’acétone et l’acide cyanhydrique comme matières premières.

Les catalyseurs sont soit à base de molybdate de bismuth (BP-Asahi), soit à base d’oxydes de fer et d’antimoine (Nitto), soit à base d’oxydes d’uranium et d’antimoine (Monsanto).

Alors que la quasi-totalité des procédés d’oxydations ménagées sont mis en œuvre dans des réacteurs à lit fixe, l’ammoxydation du propylène se fait en réacteur à lit fluide (la société BPC, ex Sohio est à la base de ce procédé. 90 % au moins des procédés dans le monde sont des licences BPC).

Avantages du lit fluide :

• pas de point chaud dans le lit catalytique (contrôle aisé de la réaction) ;

• transfert de la chaleur de la réaction (celle-ci est très exothermique) facile grâce à un échangeur (serpentin) plongé dans le lit fluide ;

• pas de nécessité d’ajouter de l’eau dans les réactants : l’eau produite par la réaction associée au mélange solide-gaz dans le réacteur est suffisante : d’où...