JPH0120139B2 - - Google Patents

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JPH0120139B2
JPH0120139B2 JP56041669A JP4166981A JPH0120139B2 JP H0120139 B2 JPH0120139 B2 JP H0120139B2 JP 56041669 A JP56041669 A JP 56041669A JP 4166981 A JP4166981 A JP 4166981A JP H0120139 B2 JPH0120139 B2 JP H0120139B2
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JP
Japan
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catalyst
anthraquinone
oxides
oxide
group
Prior art date
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Application number
JP56041669A
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Japanese (ja)
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JPS57156432A (en
Inventor
Isamu Sudo
Tadamitsu Kyora
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication of JPH0120139B2 publication Critical patent/JPH0120139B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、アントラキノンの改良された製造法
に関する。 さらに詳しくは、ジフエニルメタン類を触媒の
存在下、酸素含有ガスで気相酸化させてアントラ
キノンを製造する方法における触媒に関するもの
である。 アントラキノンは、染料または種々な有機化合
物の合成中間体として、さらにパルプ製造用蒸解
助剤として極めて有用な化合物である。 このような、アントラキノンの工業的製造法と
しては、アントラキノンの接触空気酸化法があ
る。この方法は収率も高く、安価なアントラキノ
ンを供給することができるが、原料アントラセン
は、石炭タールから精製して得られるために、そ
の精製費が高く、その上、石炭工業の衰退のた
め、その供給が困難になつてきた。 その他、アントラキノンの製造法として、各種
の方法が提案され、その最も代表的なものとして
無水フタル酸とベンゼンを塩化アルミニウムを用
いて反応させる方法がある。この方法では、ほゞ
定量的収率でアントラキノンが得られるが、高価
な塩化アルミニウムを無水フタル酸に対して、2
倍モル以上使用する必要があるので塩化アルミニ
ウムへのコストが原料に対するコストを上廻り、
その方法の工業的実施上の難点となつている。 既に、新しいアントラキノンの製造法として、
ジフエニルメタン類を出発原料として、触媒の存
在下に接触気相酸化する方法が開示されている。 この方法において、その代表的触媒として五酸
化バナジウムに五酸化燐とアルカリ金属酸化物の
1種または2種類以上を添加してなる混合触媒物
質が提案されている(特開昭49−75568号)。 しかしながら、これ等の触媒を用いても、未だ
十分に満足できる収率で目的物が得らていない。 本発明者らは、ジフエニルメタン類を原料とす
るアントラキノンの製造法について鋭意検討した
結果、モリブデン酸化物およびチタン酸化物を含
有する触媒を用いることによつて、長期間にわた
り、従来見られなかつたような高い収率でアント
ラキノンが得られることを見い出し、本発明を完
成した。 すなわち、本発明はジフエニルメタン類を触媒
の存在下に酸素含有ガスで接触気相酸化してアン
トラキノンを製造する方法において、触媒として
モリブデン酸化物およびチタン酸化物を含有する
触媒を用いることを特徴とする方法である。 本発明の方法によれば、高い収率でアントラキ
ノンを製造することができるうえに、副生する無
水フタル酸の生成は極めて少ないため、生成物の
後処理も有利に実施できる。 本発明の方法で用いられる出発原料は、一般式
() (式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基、ホル
ミル基またはカルボキシル基を示す)で表わされ
るジフエニルメタン類である。 具体的には、ジフエニルメタン類として、2−
メチルジフエニルメタン、2−エチルジフエニル
メタン、2−イソプロピルジフエニルメタン、2
−tert−ブチルジフエニルメタン、2−ホルミル
ジフエニルメタンおよび0−ベンジル安息香酸な
どがあげられる。 本発明の方法で使用される触媒は、モリブデン
酸化物およびチタン酸化物を含有するものであ
る。 モリブデン酸化物としては、通常、五酸化モリ
ブデン、三酸化モリブデン、二酸化モリブデン等
である。また、チタン酸化物としては、通常、二
酸化チタンが多用される。 本発明の方法で使用される触媒は、主成分とし
てモリブデン酸化物およびチタン酸化物を含有す
るものであるが、さらにその他の第3成分を含有
してもよい。とくに本発明の方法の効果を減じる
ことなく、むしろ良好な影響を与える第3成分と
して、カルシウム、アンチモン、ビスマス、クロ
ム、マンガン、鉄、コバルトまたはニツケル等の
酸化物があげられる。これらは1種または2種以
上を含有させてもよい。 本発明の方法で使用される触媒において、モリ
ブデン酸化物、チタン酸化物および必要により添
加される第3成分の金属酸化物の含有比率は、原
子比でMo:Ti:第3成分の元素が、0.8〜2.0:
5〜25:0.1〜1.2で、とくに1.0〜1.8:8〜20:
0.2〜1.0が好ましい。 触媒の調整法としては、公知の金属酸化物系触
媒の調製法が適用できる。例えば沈澱法、ゲル化
法、含浸法などがあげられる。 触媒を調整するには、上記金属元素の酸化物の
ほか、酸、塩基または塩、例えば、炭酸塩、重炭
酸塩、塩化物または硝酸塩等のように触媒の製造
中(焼成)または反応中に酸化物に変化する化合
物が使用される。このような化合物として、例え
ばモリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、パ
ラモリブデン酸アンモニウム、酢酸カルシウム、
塩化第一錫、三塩化アンチモン、硝酸ビスマス、
無水クロム酸、塩化第二鉄、硝酸コバルトまたは
硝酸ニツケルのような化合物があげられる。 使用される触媒は、前記の触媒成分を担体に担
持させた担持触媒であつてもよく、このときは担
体としては、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリ
カ、カーボランダム、ステアタイト等の一般に使
用される担体が適用できる。 触媒は、一般には、150℃以下の温度で乾燥し
たもの、あるいはさらに300〜700℃程度の温度で
焼成したものを、粉砕篩分け、または打錠成形等
により形を整えて使用される。 したがつて、触媒の調整を前記のような酸化物
以外の化合物を用い、乾燥のみで成型したもの、
あるいは焼成が不十分なものは、触媒が成分元素
の酸化物以外のものを含有するが、このような触
媒であつても本発明の方法は有効に実施すること
ができる。 本発明の方法で使用する酸素含有ガスとして
は、一般に空気が使用されるが、窒素、炭酸ガス
またはスチーム等の不活性気体と酸素との混合ガ
スを用いることもできる。 本発明の方法を実施する反応温度は、一般には
200〜700℃の範囲、好ましくは250〜500℃であ
る。また、供給される原料のジフエニルメタン類
のガス濃度は、空気を使用する場合には25〜100
空気/g原料、好ましくは25〜50空気/g原
料である。また空間速度は500〜10000Hr-1で、
好ましくは1000〜6000Hr-1である。 反応時の圧力は常圧が多用されるが、減圧下ま
たは加圧下であつてもよい。 反応器出口ガスを冷却し生成したアントラキノ
ンを固体として析出させる。析出した固体は、そ
のままの状態でもかなりの純度であり、さらにこ
れを常法、例えば、昇華、蒸留等または適当な溶
媒による洗滌等により、容易に高純度の目的物を
取得することができる。 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 1 モリブデン酸アンモニウム13.1gを水40gに溶
解させ、ついで無水クロム酸5.9gを加え溶解さ
せ、さらに二酸化チタン(アナターゼ型)84.8g
を加え、均一なペーストとした。 ノートン社製の熔融アルミナ(SA−101、16〜
30メツシユ)100mlを300mlビーカーに入れ、担体
粒子を120〜130℃に加熱した後、上記ペーストを
少量づつ加え、同温度で担体の表面に均一に焼付
けた。添加、コーテイング後そのまゝ加熱、撹拌
を続け120〜130℃で約40分間乾燥させた。ついで
この活性成分を付けた担体を電気炉で450℃にて
4時間、空気雰囲気下で焼成させた。 このように調整した触媒30mlを石英製反応管
(25mmφ×500mm)に充填し、原料として2−メチ
ルジフエニルメタンを用い、ガス濃度670−空
気/g原料、空間速度3000hr-1、触媒温度380〜
420℃の条件下で反応させ、目的物アントラキノ
ン(淡黄色m.p.284〜286℃)を収率78.4%で得
た。生成したアントラキノンはそのままの状態で
も高純度であつた。 実施例 2〜10 実施例1と同様の方法で触媒のみを種々変えて
得た結果を表−1に示す。ただし、Mo:Ti:第
三添加元素の原子比は1.4:10:0.6である。
The present invention relates to an improved method for producing anthraquinones. More specifically, the present invention relates to a catalyst in a method for producing anthraquinone by oxidizing diphenylmethane in the gas phase with an oxygen-containing gas in the presence of a catalyst. Anthraquinone is an extremely useful compound as a synthetic intermediate for dyes or various organic compounds, and as a cooking aid for pulp production. As such an industrial method for producing anthraquinone, there is a catalytic air oxidation method for anthraquinone. This method has a high yield and can supply inexpensive anthraquinone, but since the raw material anthracene is obtained by refining it from coal tar, the refining cost is high, and furthermore, due to the decline of the coal industry, Its supply has become difficult. In addition, various methods have been proposed as methods for producing anthraquinone, the most representative of which is a method in which phthalic anhydride and benzene are reacted using aluminum chloride. In this method, anthraquinone can be obtained in almost quantitative yield, but expensive aluminum chloride is mixed with phthalic anhydride to produce
Since it is necessary to use more than double the mole, the cost of aluminum chloride exceeds the cost of raw materials.
This poses a difficulty in the industrial implementation of the method. Already, as a new method for producing anthraquinone,
A method of catalytic gas phase oxidation using diphenylmethanes as a starting material in the presence of a catalyst is disclosed. In this method, as a representative catalyst, a mixed catalyst material made by adding one or more of phosphorus pentoxide and alkali metal oxide to vanadium pentoxide has been proposed (Japanese Patent Application Laid-open No. 75568/1983). . However, even when these catalysts are used, the desired product has not yet been obtained in a sufficiently satisfactory yield. The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method for producing anthraquinone using diphenylmethane as a raw material. By using a catalyst containing molybdenum oxide and titanium oxide, the inventors have found that anthraquinone can be produced over a long period of time, producing an anthraquinone that has never been seen before. They discovered that anthraquinone can be obtained in a high yield and completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing anthraquinone by catalytic gas phase oxidation of diphenylmethane with an oxygen-containing gas in the presence of a catalyst, which is characterized by using a catalyst containing molybdenum oxide and titanium oxide as the catalyst. It's a method. According to the method of the present invention, anthraquinone can be produced in a high yield, and since the production of phthalic anhydride as a by-product is extremely small, post-treatment of the product can also be carried out advantageously. The starting material used in the method of the present invention has the general formula () (In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a formyl group, or a carboxyl group). Specifically, as diphenylmethanes, 2-
Methyldiphenylmethane, 2-ethyldiphenylmethane, 2-isopropyldiphenylmethane, 2
Examples include -tert-butyldiphenylmethane, 2-formyldiphenylmethane, and 0-benzylbenzoic acid. The catalyst used in the method of the invention contains molybdenum oxide and titanium oxide. The molybdenum oxide is usually molybdenum pentoxide, molybdenum trioxide, molybdenum dioxide, or the like. Further, as the titanium oxide, titanium dioxide is usually frequently used. The catalyst used in the method of the present invention contains molybdenum oxide and titanium oxide as main components, but may further contain other third components. In particular, oxides of calcium, antimony, bismuth, chromium, manganese, iron, cobalt or nickel can be mentioned as third components which do not reduce the effectiveness of the method of the invention, but rather have a positive effect. These may contain one type or two or more types. In the catalyst used in the method of the present invention, the content ratio of molybdenum oxide, titanium oxide, and metal oxide as a third component added if necessary is Mo:Ti:Element as the third component in an atomic ratio. 0.8~2.0:
5-25: 0.1-1.2, especially 1.0-1.8: 8-20:
0.2-1.0 is preferred. As a method for preparing the catalyst, a known method for preparing metal oxide catalysts can be applied. Examples include precipitation method, gelation method, and impregnation method. In order to prepare the catalyst, in addition to the oxides of the metal elements mentioned above, acids, bases or salts, such as carbonates, bicarbonates, chlorides or nitrates, can be added during the preparation of the catalyst (calcination) or during the reaction. Compounds that convert to oxides are used. Such compounds include, for example, molybdic acid, ammonium molybdate, ammonium paramolybdate, calcium acetate,
Stannous chloride, antimony trichloride, bismuth nitrate,
Compounds such as chromic anhydride, ferric chloride, cobalt nitrate or nickel nitrate may be mentioned. The catalyst used may be a supported catalyst in which the above catalyst components are supported on a carrier, and in this case, the carrier may be a commonly used catalyst such as alumina, silica-alumina, silica, carborundum, steatite, etc. A carrier can be applied. The catalyst is generally dried at a temperature of 150° C. or lower, or further calcined at a temperature of about 300 to 700° C., and then used after being shaped by crushing, sieving, tablet molding, or the like. Therefore, catalysts prepared by using compounds other than the oxides mentioned above and molded only by drying,
Alternatively, if the calcination is insufficient, the catalyst contains something other than the oxide of the component element, but the method of the present invention can be effectively carried out even with such a catalyst. As the oxygen-containing gas used in the method of the present invention, air is generally used, but a mixed gas of oxygen and an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or steam can also be used. The reaction temperature at which the process of the invention is carried out is generally
It is in the range of 200-700°C, preferably 250-500°C. In addition, the gas concentration of diphenylmethane, which is the raw material supplied, is 25 to 100 when using air.
Air/g feed, preferably 25-50 air/g feed. Also, the space velocity is 500 to 10000Hr -1 ,
Preferably it is 1000 to 6000 Hr -1 . Normal pressure is often used as the pressure during the reaction, but it may also be under reduced pressure or increased pressure. The reactor outlet gas is cooled to precipitate the produced anthraquinone as a solid. The precipitated solid has a high degree of purity even as it is, and the target product of high purity can be easily obtained by conventional methods such as sublimation, distillation, etc., or washing with an appropriate solvent. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 13.1 g of ammonium molybdate was dissolved in 40 g of water, then 5.9 g of chromic anhydride was added and dissolved, and further 84.8 g of titanium dioxide (anatase type)
was added to make a uniform paste. Norton fused alumina (SA-101, 16~
30 mesh) was placed in a 300 ml beaker, and the carrier particles were heated to 120-130°C, then the above paste was added little by little and baked uniformly on the surface of the carrier at the same temperature. After addition and coating, heating and stirring were continued to dry at 120 to 130°C for about 40 minutes. The carrier coated with the active ingredient was then calcined in an electric furnace at 450° C. for 4 hours in an air atmosphere. Fill a quartz reaction tube (25 mmφ x 500 mm) with 30 ml of the catalyst prepared in this way, use 2-methyldiphenylmethane as the raw material, gas concentration 670 - air/g raw material, space velocity 3000 hr -1 , catalyst temperature 380 ~
The reaction was carried out under conditions of 420°C, and the target anthraquinone (pale yellow mp 284-286°C) was obtained in a yield of 78.4%. The anthraquinone produced was highly pure even in its original state. Examples 2 to 10 Table 1 shows the results obtained by using the same method as in Example 1 but only changing the catalyst. However, the atomic ratio of Mo:Ti:third additive element is 1.4:10:0.6.

【表】 実施例 11〜21 実施例1と同様の触媒方法を用いて出発原料を
種々変えて反応を実施した。 結果を表−2に示す。
[Table] Examples 11 to 21 Reactions were carried out using the same catalytic method as in Example 1 and using various starting materials. The results are shown in Table-2.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式() (式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基、ホル
ミル基またはカルボキシル基を示す)で表わされ
るジフエニルメタン類を触媒の存在下、酸素含有
ガスと接触気相酸化させてアントラキノンを製造
するに際し、触媒としてモリブデン酸化物および
チタン酸化物を含有する触媒を用いることを特徴
とするアントラキノンの製造法。 2 触媒がモリブデン酸化物およびチタン酸化
物、ならびにカルシウム、錫、アンチモン、ビス
マス、クロム、マンガン、鉄、コバルトおよびニ
ツケルから成る群から選ばれた少なくとも1種の
元素の酸化物を含有するものである特許請求の範
囲第1項に記載の方法。
[Claims] 1 General formula () (In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a formyl group, or a carboxyl group.) When producing anthraquinone by catalytic gas phase oxidation of diphenylmethanes represented by the following formula with an oxygen-containing gas in the presence of a catalyst: , a method for producing anthraquinone, characterized in that a catalyst containing molybdenum oxide and titanium oxide is used as a catalyst. 2. The catalyst contains molybdenum oxides, titanium oxides, and oxides of at least one element selected from the group consisting of calcium, tin, antimony, bismuth, chromium, manganese, iron, cobalt, and nickel. A method according to claim 1.
JP56041669A 1981-03-24 1981-03-24 Preparation of anthraquinone Granted JPS57156432A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57144236A (en) * 1981-03-03 1982-09-06 Mitsui Toatsu Chem Inc Preparation of anthraquinone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57144236A (en) * 1981-03-03 1982-09-06 Mitsui Toatsu Chem Inc Preparation of anthraquinone

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