Способ получения фталевого ангидрида

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сов 1 СоветскихСоцнапнстическкхРеспублик пц 721436(5)М. Кл. С 07 Э 307/89 йсударстеевей кввктет СССР в лелем кзееретекик к открытки(72) Автори изобретения Восточный научно-исследовательский углехимический институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ фТАЛЕВОГО АНГИДРИДА Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способу получения фталевого ангидрида, имеющеговажное промышленное значение,Известны способы получения фталевого ангидрида парофазным окислениемнафталина или 0 -ксилола на ванадиевыхкатализаторах со стационарным слоем, втрубчатых реакторах.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемымрезультатам является способ полученияфталевого ангидрида парофазным окислением нафталина кислородом воздуха наванадиевом катализаторе в присутствиисернистого ангидрида, который подаютпериодически в количестве 0,04-0,05 об.%,считая на взятый для окисления воодух. Процесс проводят при 360-390 С.Выход фталевого ангидрида составляет92-94% 11,Недостатки способа заключаются внеобходимости периодически повторятьактивацию катализатора, при этом в ука 2занном способе не устраняется неравномерность засыпки катализатора, котораяприводит к снижению общего выхода продукта.Цель изобретения заключается в повышепни выхода целевого продукта и производцтельностп процесса.Поставленная цель достигается описываемым способом получения фталевого оангидрида парофазным окислением нафталина кислородом воздуха на ванадиевомкатализаторе, обычно ванадиевом шариковом или ванадий-калий-сульфатносиликагелевом , предварительно обработанном 35сухим газом, оыбчно воздухом, .содержащим активатор- летучее соединение -ЧОЯ в количестве 0,1-4,5 от веса катализатора при 20-400 С.Процесс. окисления проводят при 360370 с . Выход фталевого ангидридасоставляет 105 вес.% или 92 мол.%.Отличительным признаком процессаявляется использование в качестве активатораМОС 6 в количестве 0,1-4,5 отвеса катализатора, который пропускаютвместе с потоком сухого воздуха черезкатализатор при 20-400"С, что позволяет повысить выход и производительность процесса.При загрузке гранулированного ката-,лизатора в трубки контактногО аппаратане удается равномерно засыпать его иустановить одинаковое гидравлическоесопротивление по всем трубкам, количество которых достигает несколькихтысяч,Там, где сопротивление меньше, поступает больше сырья и наблюдаются повышенные нагрузки, в результате чего происходит проскок окисляемого углеводорода. Если же сопротивление большое,ввиду меньших нагрузок часть фталевогоангидрида окисляется до окислов углеродаПоэтому наблюдается неодинаковая активность контактных трубок. Это приводитк снижению общего выхода продукта наконтактной системе.Предлагаемый способ продувки катализатора летучими соедин ниями ванадия, позволяет увеличить производительностьконтактных систем и применим как длякатализатора, потерявшего серу, так идля катапизатора с нормальным содержанием ее. Кроме того, отпадает необходимость повторять эту активацию периодически.Повышение производительности и выхода фталевого ангидрида достигаетсяувеличением содержания пятиокиси ванадия в лобовом слое а также выравниванием активности контактных трубок реактора за счет перераспределения пятиокиси по трубкам.Изменение активности происходит засчет увеличения содержания ванадия влобовом слое. Оксихлорид ванадия можетне .просто адсорбироваться, а химическиреагировать с катализатором с образованием новой более активной формы, возможно в виде пятиокиси ванадия 2.Окситрихлорид ванадия обладает высокой летучестью и низкой температурой кипения (1267 фС). На воздухе приналичии небольших количеств воды мгновенно гидролизуется до пятиокиси ванадия, Это соединение можно нанести накатализатор в паровой фазе в токе сухого газа, например воздуха.Опыты проводили на лабораторнойустановке со стеклянным реактором собъемом катализатора 10 мл. Окситри-.хлорид ванадия подавали в реактор сАктивируют катализатор окситрнхлоридом (1,4% от веса катализатора)прн360 С в течение 10 мин. Окисляют нафталин с нагрузкой 35 г/л ч. Концентра цин продуктов фВС; С 11 отсутствуетСр 25,810 5 моль/л С 11111,210 Ъоль/л;С, 1,810 моль/л. Выход фталевогоангидрида 89,5%. Поднимают нагрузкудо 40 г/л.ч. Концентрации продуктовФВС; Сн отсуртвует; С 25,2 105;С 411 2,210 моль/л Ср 1 1 10 моль/л,Выход фталевого ангидрида 88,5%,П р и м е р 3. Окисляют нафталинна катализаторе ВКШс нагрузкой36 г/л ч. Концентрации продуктов фВС:Сотсутствует; СФ 26,2 10 моу/л;Сц, 1,210 смоль/л; Сср 1,810 моль/л.Выход фталевого ангидрида 89,5%. 5 10 15 20 25 10 35 40 потоком сухого воздуха, проходящего предварительно через дрекссель с ЧОИВ опытах использовались промышленные катализаторы; ВКШи ВКСС. Сырьем служил нафталин марки "чистый с содержанием серы 0,22%. Технологические параметры в опытах были аналогичны промышленным, Температура реакции 360-370 С. Концентрация нафталина 40 г/м, нагрузка варьировалась3От 35 до 70 г/лч, фталовоздушную смесь (фВС) из реактора анализировали на содержание фталевого ангидрида (фА), 1,4-нафтохинона (НХ)непрореагировавшего нафталина (Н) и продуктов деструктивного окисления (СГ) в пересчете на н афталин.П р и м е р 1. Окисляют нафталин на катализаторе ВКСС, Нагрузка на катализатор 48 г/л ч. Концентрации продуктов во фталовоздршнной смеси следующие: С 14 0,510 моль/л; Счщ 22,6 10 моль/л, С 11 х 5,6 10 моль/л; С 0,810 моль/л.Выход фталевого ангидрида 77,5%. Активируют катализатор окситрнхлоридом ванадия в количестве 1,7% от веса катаОпизатора прн 360 С в течение 5 мин. После активации окисляют нафталин при нагрузке 48 г/л ч, Концентрации продуктов ФВС следующие: Сотсутствует С24,4 10моль/л; С 3,05 10 боль/л;-ХСср 0,9 10 моль/л. Выход фталевого ангидрида 87%П р м е р 2. Окнсляют нафталин на катализаторе ВКСС, нагрузка 35 г/л ч. Концентрации продуктов ФВС: С 1 отсутствует; С.г 1,0 10 "моль/л; Сс 24,5 105 моль/л; Снх 3,0 10 моль/л. Выход фталевого ангидрида 86%.5 7214Активируют катализатор окситрихлоридом ванадия в количестве 2,2% от веса катализатора при 360 С 15 мин. Окисляют нафталин с нагрузкой 36 г/л ч, Концентрации продуктов ФВС: Сн отсутствует; С 28,010 моль/л; Си от-Усутствует Ср 2,810 ф моль/л; Вы ход фталевого ангидрида 91%. Повышают нагрузку до 43 г/лч, Концентрации продуктов фВС: С н отсутствуето Сф 26,8 10 моль/л; Ск 0,2 106 оль/л; С 2,2 10 моль/л, Выход фталевого ангидрида 91 5%. Дополнительно активируют катализатор (2,2% от веса катализатора) окситрихлоридом ванадия при 360 С в в течение 15 мин. Окисляют нафталин с нагрузкой64,5 г/л ч. Концентрации продуктов фВС:С отсутствует; Св, 27,210%оль/л; 20 36 6Сн отсутствует С 2,610 моль/л.Выход фталевого ангидрида 91,4%,П р и м е р 4, Окисляют нафталин накатализаторе ВКШ. Нагрузка43 г/л ч. Концентрация продуктов ФВС:С и следы; СдрА 25,4 10моль/л;Снх 2,410 моль/л; Сс 1,210 моль/л.Выход фталевого ангидрида 87,5%.Активируют катализатор при комнатнойтемпературе 1,2% окситрихлорида ванадияот веса катализатора в течение 10 мин.После активации окисляют нафталинс нагрузкой 48 г/лч. Концентрации продуктов фВС: С н отсутствуетСщ 26,9 10 уоль/л; Си 0,1 10 моль/л;С 2,3 10 моль/л. Выход фталевогоангидрида 91,8%,В таблице приведены данные по работекатализатора до и после обработкиокситрихлоридом ванадия.Ф Що Ю И 6 о О ф а ф О о о,я Й кй Б оО -Ф Ф о а О со Ой со Щ Щ Щй й сМй й 1 л х ь 0 а о с 3 1 И9 721436 10ф о р м у л и н з о б р е т е н и я катал%затора, который пропускают вместес потоком сухого воздуха через катализа 1. Способ получения фталевого ангндри- гор при 20-400"С,да парофазным окислением нафталина кис- Источники информации,лородом воздуха, на предварительно акти принятые во внимание прн экспертнэевированном ванааиевом катализаторе при 1. Авторское свидетельство СССРнагревания, о т л и ч а ю ш и й с я М 368229, кл, С 07 Ь 307/88, 1970тем, что, с целью повьпцення выхода це- поототип)поототип).левого продукта и производительности про. Криворучко В. М. Получение тугодесса, в качестве актнватора используют 1 О плавких соедннений из газовой фазы,М.,,ЧОЩв количестве 0,1-4,5% от веса Атомнэдат, с, 55,1976, Составитель Е. УткинаРедактор Т. Девятко Техред С. Мигай Корректор Г. РешетнякЗаказ 77/21 Тираж 495 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открьггий113035, Москва, Ж, Раушская, наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4