Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Způsob separace ftalanhydridu z paro-plynných směsí

Abstract

Vynález představuje nový, kontinuální způsob Izolace ftalanhydridu z psro- -plynných směsí, vzniklých katalytickou oxidací naftalenu nebo o-xylenu vzduchem, obsahujících 0,2 až 2 obj. % par ftalanhydridu a dalěí nečistoty, např. maleinanhydrid, naftochinon aj., při němž se současně s ochlazováním paroplynné směsi na teplotu 50 až 100 °C přivádí do ní plynopropustnými stěnami krystalizátoru vzduch rovnoměrně rozdělený po celé jeho obvodové ploSe s teplotou klesající ze 100 až 200 °C na teplotu 20 až 80 °C při klěsající rychlosti z 5,5 až 0,5 cm/s v místě vstupu uvedené směsi do krystalizátoru na rychlost 0,5 až 0,02 cm/s v místě výstupu směsí z krystalizátoru. Vynález Je využitelný především ve výrobě ftalanhydridu.

Landscapes

Show more

CS216601B1

Czechoslovakia

Other languages
English
Inventor
Jaroslav Vitovec
Jiri Smolik
Ferdinand Lucek
Ladislav Kudela
Josef Plachy
Petr Wirth

Worldwide applications
1980 CS

Application CS520180A events

Description

Vynález se týká způsobu separace ftalanhydridu z paro-plynných směsí vzniklých oxidací naftalenu nebo o-xylenu vzduchem.
Ftalanhydrid se velmi často vyrábí katalytickou oxidací naftalenu nebo o-xylenu vzduchem. Paro-plynná směs po oxidaci naftalenu obsahuje páry látek kondenzovatelných při standardních podmínkách, a to podle podmínek oxidace: 0,2 až 2 obj. % par ftalanhydridu, 0,005 až 0,05 obj. % par maleinanhydridu, 0,006 až 0,05 obj. % par 1,4 naftochinonu, 0,005 až 0,04 obj. % dehtovitýeh látek, 1 až 10 obj. % vodní páry, dále plyny nekondenzující za standardních podmínek, jako kysličník uhličitý, dusík, kyslík. Par-plynná směs vzniklá oxidací o-xylenu obsahuje 0,2 až 4 obj. % par ftalahhydridu,
0,02 až 0,6 obj. % par maleinanhydridu, 0,01 až 0,1 obj. % par kyseliny benzoové,
0,01 až 0,15 obj. % par citrakonanhydridu, 1 až 10 obj. % vodní páry a rovněž kyslík, dusík a kysličník uhličitý. Koncentrace par ftalanhydridu je v obou případech poměrně nízká, což působí potíže při separaci tuhého ftalanhydridu.
Na separaci ftalanhydridu z paro-plynných směsí jsou v literatuře popsány a řadou patentů jsou chráněny postupy, při kterýoh se směs ochlazuje na vhodnou teplotu volenou tak, aby zkondenzovaly prakticky veáusré páry ftalanhydridu s minimálním podílem kondenzovatelných příměsí. Po oddělení tuhého produktu odchází pak hlavní podíl par příměsí s nekondenzujícími plyny. Kondenzace ee velmi často provádí na chlazených površích, většinou trubkových, z nichž se kondenzát většinou periodicky odtavuje.
Tento postup je chráněn velkým počtem patentů, např. DOS č. 2 442 420, USA patent č. 3 819 333, DOS č. 2 312 088, DOS č. 2 2ý5 400, britský patent č. 1 235 360, USA patent č. 3 705 617 a další, lišící se buS v konstrukčním uspořádání nebo podmínkách procesu.
Dále je skupina patentů chránících způsob separace ftalanhydridu z paro-plynných směsí ve fluidní vrstvě na granulích ftalanhydridu různé velikosti a při různých teplotách, např. SSSR patent fi. 315 429, DOS č. 2 243 689 chrání kontinuální po-stup,
USA patent č. 2 817 416 udává teplotu granulí na počátku 52 °C a plynná směsi 132 až 538 °C až do vyrovnání teplotního gradientu, pak se náplň znovu ochladí. Nevýhody tohoto způsobu spočívají v obtížném frakcionování produktu pro získání nových granulí pro kontinuální proces, slepování granulí v případě ftalanhydridu a dále je to nežádoucí kondenzace též na stěnách zařízení. Tirstva produktu snižuje rychlost přestupu tepla stěnou, proto se ochlazování směsi a odběr sublimačního tepla par ftalanhydridu provádí chladnějším fluidačním plynem nebo ee granule cirkulují a chladí mimo desublimační zařízení, což značně komplikuje celý proces.
Další skupina patentů chrání způsob separace ftalanhydridu ochlazováním paro-plynných směsí vypařováním vstřikované vody. Na příklad francouzský patent δ. 1 209 169, podle něhož se ftalanhydrid, vyrobený katalytickou oxidací uhlovodíků ve vzduchu pří 350 °C, získává ze směsi jejím ochlazováním vstřikováním vody v sadě kondenzátorů,
216 601 í
dále podle DOSu δ. 2 416 457 se ftalanhydrid, získaný oxidací o-xylanu izoluje z reakční směsi z kapalného destilačního zbytku, který se ochlazuje vstřikovanou vodou a směs postupuje do nádoby s vodou, kde vznikají granule produktu. Podle USA patentu č. 2 071 329 přichází horké paro-plynná reakční směs do přímého kontaktu s přebytkem vody, v níž se ftalanhydrid hydratuje ne kyselinu ftalovou a z roztoku nebo suspenze se pak odděluje kyselina ftalová, která se pak musí dehydratovat na ftalanhydrid. Britský patent č. 944 232 chrání postup izolace ftalanhydridu z paro-plynných směsí, do nichž se vstřikuje tryskou voda na vstupu do cyklonového separátoru. Směs se ochladí vypařováním vody, přičemž se vylučuje tuhý ftalanhydrid a ten se současně v separátoru odděluje od nekondenzovatelných plynů. Proces separsee probíhá při teplotě 80 až 100 °C, aby se zabránilo kondenzaci maleinanhydridu, který vzniká jako vedlejší produkt. Stěny zásobníku produktu jsou udržovány ne teplotě 130 až 160 °C. V patentu se neuvádí data o účinnosti separace ftalanhydridu ze směsí, vlhkosti produktu ani účinnosti dělení od příměsí. Lze očekávat, že pro krátkou dobu kontaktu směsi s vodní disperzí v cyklonovém kondenzátorů bude produkt obsahovat bu3 příliš mnoho vody, nebo bude nízká účinnost separace.
Podle NSR patentu č. 857 052 se ftalanhydrid odděluje z paro-plynných směsí ochlazováním jen takovým množstvím vody, která se stačí v průběhu procesu vypařit, takže se získá v podstatě suchý produkt. Teplote výstupních plynů se pohybuje v mezích 70 až 85 °C. Stěny kondenzátorů jsou vyhřívány na teplotu o několik stupňů vyšší než chlazená paro-plynná směs, aby se zabránilo usazování produktu.
Předložený vynález představuje nový, kontinuální způsob izolace ftalanhydridu z paro-plynných směsí, vzniklých katalytickou oxidací naftalenu nebo o-xylenu vzduchem. Směs, vzniklá oxidací naftalenu, obsahuje obvykle 0,2 až 2 obj. % par ftalenhydridu, 0,005 až 0,05 obj. % par maleinanhydridu, 0,006 až 0,05 obj. % par 1,4 naftochinonu, 0,005 až 0,04 obj. % dehtovitých látek, 1 až 10 obj. % vodní páry a dále směs plynů nekondenzovatelných za standardních podmínek (dusík, kyslík, kysličník uhličitý).
Směs vzniklé katalytickou oxidací o-xylenu obsahuje obvykle 0,2 až 4 obj. % par ftalanhydridu, 0,02 až 0,6 obj. % par maleinanhydridu, 0,01 až 0,1 obj. % par kyseliny benzoové, 0,01 až 0,15 obj. % par citrakonanhydridu, 1 až 10 obj. % vodní páry a rovněž dusík, kyslík a kysličník uhličitý. Paro-plynné směsi se po výstupu z reaktoru ochlazují ve výměníků na teplotu asi 150 až 200 °C a kontinuálně se přivádějí do krystalizátorů, kde se ochlazují a částečně kondenzují vypařováním jemně dispergované vody, rozptylované ve směsích.
Podstatou předloženého vynálezu je postup, při němž se do paro-plynných směsí, ochlazovaných shora uvedeným způsobem na teplotu 50 až 100 °C, přivádí vzduch plynopropustnými stěnami krystalizátorů rovnoměrně rozdělený po celé jého obvodové ploše, β teplotou klesajífeí postupně ze 100 až 200 °C a rychlostí 5,5 až 0,5 cm/s v místě
216 6 01 vstupu jmenovaných směsí do krystalizétoru na teplotu 20 až 80 °C a rychlostí 0,5 až 0,02 cm/s v místě výstupu směsí a kryatalizačí pouze v objemu pero-plynných směsí zísaknýčh oxidací naftalenu se izoluje ftalanhydrid s obsahem příměsí 0,07 až 0,22 hmot. % a krystalizaci v objemu paro-plynných směsí získaných oxidaci o-xylenu se izoluje ftalanhydrid s obsahem příměsí 0,3 až 1,2 hmot. % a vlhkostí 0,0 až 0,1 hmot. % Stěny krystalizétoru zůstávají bez tuhých usazenin. Produkt se kontinuálně odděluje od nezkondenzováných částí jmenovaných směsí filtrací nebo v cyklonu, profukuje se suchým, popřípadě teplým vzduchem k odstranění zbytků vlhkých plynných směsí a transportuje se obvyklým způsobem z aparátu, například šnekovým dopravníkem. Teplota zbytků paro-plynných směsí vystupujících z aparátu se řídí koncentrací kondenzovatelných příměsí ve vstupních směsích s přípustným obsahem vlhkosti a pohybuje se v rozmezí 50 až 100 °C.
Ftalanhydrid vyrobený oxidací naftalenu a separovaný způsobem podle předloženého vynálezu dosahuje čistoty vyšší něž 99,8 % a ftalanhydrid vyrobený oxidací o-xylenu dosahuje čistoty vyšší než 98,8 % v jednom stupni separace při účinnosti izolace z paro-plynných směsí vyšší než 98
Rychlost vzduchu přiváděného plynopropustnými stěnami závisí na teplotě, koncentra ci a rychlosti paro-plynných směsí.
Plynopropustné stěny krystalizétoru jsou vyrobeny z hustě tkané tkaniny skleněné, polyesterové nebo z jiných umělých hmot. Propustnost vzduchu je maximálně 60 m^ na 1 m2 stěny při minimálním rozdílu tlaků 133 Fa.
Použití uvedeného způsobu je vysvětleno následujícími příklady.
Příklad 1
Surový ftalanhydrid, obsahující 0,5 hmot. % maleínanhydridu a 0,5 hmot. % 1,4 naftochinonu, byl sublimován rychlostí 1,6 kg/h ve fluidním sublimáťoru s inertní •5 fluidní vrstvou fluidovanou 50 m horkého vzduchu za hodinu. Vzniklá paro-plynné směs s teplotou 170 °C byle filtrována kovovým filtrem*k zachycení unášených mechanických nečistot a pak byla přiváděna do krystalizétoru současně s 2,8 1 jemně dispergované vody za hodinu z trysky umístěné v hlavě krystalizétoru. Plynopropustnými stěnami krystalizétoru bl přiváděn do směsi vzduch s teplotou snižovanou postupně ze 150 °C a rychlostí 5,5 cm/s v místě vstupu paro-»plynné směsi do krystalizátoru na teplotu 30 °C a rychlost 0,06 cm/s při Je jím výstupu z krys.telizátoru a vyloučený tuhý produkt byl oddělen od nezkondenzované části paro-plynné směsi ve filtru s hustě tkanou filtrační plachetkou. Produkt se shromažSoval v jímce, do níž bylo přiváděno 1,5 m^/h vzduchu při teplotě 70 °G k odstranění zbytků vlhké směsi. Téplota paro-plynné směsi vystupující z filtru ,byla 70 °C. Vždy asi po 4 hodinách byly zbytky produktu odstraněny z filtrační plachetky poklepem. Na stěnách krystalizétoru nebyl žádný tuhý nános. Za
216 601 hodiny provozu bylo získáno 6,18 kg produktu, tj. 96,5 hmot. % z dávkovaného množství» tj. 99,2 hmot. % teoreticky získatelného množství. Produkt obsahoval 0,011 hmot. % maleinanhydridu a 0,200 hmot. % 1,4 naftochinonu, 0,04 hmot. % vlhkosti. Jeho čistota tedy bez zřetele na vlhkost byla 99,79 %. (Průtoky jsou uváděny v m^ při teplotě 20 °0 a atmosférickém tlaku.)
Příklad 2
Ve stejném zařízení jako v příkladu 1 byl sublimován surový ftalanhydrid obsahující 1 hmot. % maleinanhydridu a 1 hmot. % 1,4 naftochinonu za jinak stejných podmínek. Vzniklá paro-plynná směs byla ochlazována v krystalizátoru 2,3 1 jemně rozptýlené vody za hodinu a její teplota při výstupu z filtru byla 90 °C. Rychlost vzduchu plynopropustnými stěnami krystalizátoru v místě vstupu směsi byla 0,5 cm/s a jeho teplota 180 °C a v místě výstupu směsi byla jeho rychlost 0,2 cm/s a teplota 50 °C.
Na stěnách krystalizátoru nebyl pozorován žádný nános po 8 hodinách pokusu. Po 4 h bylo získáno 5,6 kg produktu, tj. 87,5 hmot. %, z dávkovaného množství, tj. 98 hmot. % teoreticky získatelného množství. Produkt obsahoval 0,0030 hmot. % maleinanhydridu a 0,66 hmot. % 1,4 naftochinonu. Jeho čistota byla 99,93 %.
Příklad 3
Ve stejném zařízení jako v příkladu 1 byl sublimován surový ftalanhydrid obéahující 10 hmot. % maleinanhydridu a 2 hmot. % kyseliny benzoové, rychlostí 3,2 kg/h při teplotě 180 °C za jinak stejných podmínek jako v příkladu 1. Vzniklá paro-plynná směs byla ochlazována v krystalizátoru 3,3 1 jemně rozptýlené vody za hodinu a její teplota při výstupu z filtru byla 100 °C. Rychlost vzduchu plynopropustnými stěnami kryetalizátoru v místě vstupu směsi byla 3 cm/s, jeho teplota 170 °C a v místě výstupu aměsi z krystalizátoru byla jeho rychlost 0,1 cm/s a teplota 30 °C. Po 4 hodinách pokusu nebyl na stěnách krystalizátoru zpozorován žádný tuhý nános. Za 2 hodiny bylo získáno 4,9 kg produktu, tj. 76,6 hmot. % z dávkovaného množství suroviny, tj. 97,7 hmot. % teoreticky získatelného ftalanhydridu. (V parách odchází asi 10 % nezkondenzovaného ftalanhydridu a asi 12 % příměsí.) Produkt obsahoval 0,2 hmot. % maleinanhydridu a 0,1 hmot. % kyseliny benzoové.
Příklad 4
Ve stejném zařízení jako v příkladu 1 byl sublimován surový ftalanhydrid obsahující 2 hmot. % maleinanhydridu a 0,5 hmot. % kyseliny benzoové'za jinak stejných podmínek jako v příkladu 3. Vzniklá paro-plynná směs byla ochlazována v krystalizátoru 3,8 1 jemně dispergované vody a teplota směsi při výstupu z filtru byla 60 °C. Rychlost vzduchu plynopropustnými stěnami krystalizátoru v místě vstupu byla 4 cm/s a jeho teplota 160 °C, v místě výstupu byla rychlost vzduchu 0,3 cm/s a jeho teplota
216 601 °C. Stěny krystalizátoru byly po 4 h pokusu bez tuhého nánosu. Za 2 h bylo získáno
6,16 kg produktu, tj. 96,3 hmot. % z dávkovaného množství surového ftalanhydridu, tj. 98,5 hmot. % teoreticky získatelného množství. Produkt obsahoval 0,3 hmot. % maleinanhydridu a 0,2 hmot. % kyseliny benzoové.

Claims (1)
Hide Dependent

  1. PfiEDMfiT vynálezu
    Způsob separace ftalanhydridu z paro-plynných směsí, vzniklých oxidací naftalenu vzduchem, obsahujících 0*2 až 2 obj. % par ftalanhydridu, 0,005 až 0,05 obj. % par maleinanhydridu, 0,006 až 0,05 obj. % par 1,4 naftochinonu, 0,005 až 0,04 obj. % dehtovitých látek, 1 až 10 obj. % vodní páry, dále nekondenzovatelné plyny jako kysličník uhličitý, kyslík, dusík, při němž se izoluje ftalanhydrid s obsahem příměsí 0,07 až 0,22 hmot. % a vlhkosti 0,0 až 0,1 hmot. % nebo z paro-plynných směsí, vzniklých oxidací o-xylenu vzduchem, obsahujících 0,2 až 4 obj. % par ftalanhydridu, 0,02 až 0,6 obj. % par maleinanhydridu, 0,01až 0,1 obj. % par kyseliny benzoové, 0,01 až 0,15 obj. % par citrakonarihydrldu, 1 až 10 obj. % vodní póry, dále dusík, kyslík a kysličník uhličitý, při němž se izoluje ftalanhydrid s obsahem příměsí 0,3 až 1,2 hmot. % a vlhkostí 0,0 až 0,1 hmot. % po snížení teploty paro-plynných směsí ve výměníku na 150 až 200 °C a jejich ochlazováním v krystalizátoru vypařováním jemně dispergované vody rozptylované ve Jmenovaných směsích, vyznačený tím, že současně s ochlazováním paro-plynných směsí na teplotu 50 až 100 °C se do nich přivádí plynopropustnými stěnami krystalizátoru vzduch rovnoměrně rozdělený po celé jeho obvodové ploše s teplotou klesající na 100 až 200 °C a rychlostí 5,5 až 0,5 cm/s v místě vstupu jmenovaných směsí do krystalizátoru na teplotu 20 až 80 °C a rychlostí 0,5 až 0,02 cm/s v místě výstupu směsí a ftalanhydrid krystalizuje pouze v objemu paro-plynných aměsí a pak se odděluje od nezkondenzovaných částí jmenovaných směsí ve filtru nebo v cyklonu a před transportem ze zařízení se profukováním vzduchem zbavuje zbytků vlhké směsi.