A Study of Propane and Propene Ammoxidation over Antimony-Vanadium-Oxide Catalysts at Steady-State and Transient Conditions

Abstract: Popular Abstract in Swedish Akrylfibrer, SAN-plast (Styren-AkrylNitril) och ABS-plast (Akrylnitril-Butadien-Styren) är tre viktiga polymerer som tex används för textilier (akrylfibrer) och optiska instrument (SAN). ABS-plast har hög motståndskraft mot kemikalier samt är slagtålig och används tex i bilar. Gemensamt för dessa tre polymerer är att akrylnitril används som monomer. Akrylnitril tillverkas idag genom ammoxidation av propen: C3H6 + 1.5 O2 + NH3 ======> CH2CHCN + 3 H2O För att denna reaktion ska gå att genomföra måste man använda en katalysator. En katalysator är ett ämne som påskyndar en kemisk reaktion utan att själv förbrukas. En katalysator kan också förändra produktbilden, dvs en bra katalysator kan påskynda önskvärda reaktioner mer än den påskyndar icke önskvärda bireaktioner. Om man kunde använda propan istället för propen skulle man kunna få ned kostnaderna för framställning av akrylnitril eftersom propan är billigare än propen. Man måste isåfall använda en annan typ av katalysator. I patent från USA finns beskrivet att antimon-vanadin-oxider ingår som en beståndsdel i de katalysatorer som verkar mest lovande. Syftet med arbetet som mynnade ut i denna avhandling var att försöka förstå hur dessa antimon-vanadin-oxider fungerar när de används som katalysatorer för ammoxidation av propan. Frågor som därvid ställts och till viss del besvarats är: Vad är det som gör att en katalysator med en viss sammansättning är bra medan en annan katalysator med en annan sammansättning är dålig? Fungerar en katalysator bra under vissa förhållanden (tex högt partialtryck av ammoniak) men dåligt under andra förhållanden? Vilka delsteg ingår i reaktionen och vilket eller vilka av dessa är långsamma ("den svaga länken i kedjan") ?