JPS646196B2 - - Google Patents

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JPS646196B2
JPS646196B2 JP55163993A JP16399380A JPS646196B2 JP S646196 B2 JPS646196 B2 JP S646196B2 JP 55163993 A JP55163993 A JP 55163993A JP 16399380 A JP16399380 A JP 16399380A JP S646196 B2 JPS646196 B2 JP S646196B2
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JP
Japan
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maleic anhydride
gas stream
hydrocarbons
water
Prior art date
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Expired
Application number
JP55163993A
Other languages
English (en)
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JPS5686180A (en
Inventor
Higinzu Reimondo
Jon Hatsuchingusu Gurahamu
An Torebiruko Debora
Aaru Sutaakii Fuiritsupu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of JPS5686180A publication Critical patent/JPS5686180A/ja
Publication of JPS646196B2 publication Critical patent/JPS646196B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • 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
    • Y02P20/141Feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無水マレイン酸の製造に関する。
無水マレイン酸は商業的には、ベンゼンの酸化
または直鎖C4炭化水素の酸化により製造される。
ベンゼンの高価格、およびベンゼンを無水マレイ
ン酸に酸化する際に1分子当り2個の炭素原子が
喪失することの理由により、この旧式のベンゼン
酸化法に対して、浪費の少ないC4炭化水素の無
水マレイン酸への酸化法が次第に注目されるよう
になつてきている。C4炭化水素類の中でもブテ
ン類およびブタジエンよりもn―ブタンが好まし
く、その理由は、n―ブタンは燃料価格で入手で
きるけれども、ブテン類およびブタジエンは例え
ば重合体、共重合体およびオリゴマーを製造する
化学プロセスの原料として使用され、従つて別異
の一層高い利用価値を有するからである。混合
C4炭化水素流は、個々に分離された成分よりも
低価格で炭化水素分解工場(業者)から入手でき
るので、混合C4炭化水素は特に有利な原料であ
りうる。
ベンゼンを無水マレイン酸に酸化する際に、無
水マレイン酸と反応して、それをマレイン酸にし
てしまう水分を凝縮することなく、生成物から少
なくとも幾分かの無水マレイン酸を凝縮させるこ
とが可能であることが明かにされている。。しか
し、ベンゼン酸化法ではベンゼンは化学量論的に
は2モルの水を生成するにすぎず、そしてその反
応は高選択率で進行するが、C4炭化水素酸化法
は低い選択率で進行し、かくして原料のさらに別
の酸化によつてさらに多くの水分が生成され、そ
れと同時に化学量論的にはブタジエンを用いると
きには2モルの水、n―ブテンを用いる場合には
3モルの水、そしてn―ブタンを用いる場合には
4モルの水が生成する。
現在採用されているC4炭化水素酸化法におけ
る多量の水の生成故に、反応生成物から水を同時
に凝縮させずに(すなわちマレイン酸を生成させ
ずに)無水マレイン酸を凝縮させることは無理で
ある。粗生成ガス流を乾燥させることによりこの
問題を解決することは従来なされていない、なん
となれば乾燥工程中に無水マレイン酸が除去され
易いからである。マレイン酸の生成が避けられな
かつたので、実用的には生成ガスを水性溶媒でス
クラビングすることにより製品を回収し、マレイ
ン酸をその溶媒から回収し、そして無水マレイン
酸が目的製品である場合には、その回収マレイン
酸を脱水して無水マレイン酸とすることがなされ
てきた。マレイン酸の脱水により無水マレイン酸
の需要に応えなければならないことは、このタイ
プの製法における弱点である。
本発明の一目的は、C4炭化水素類を無水マレ
イン酸に酸化する方法であつて、無水マレイン酸
を反応生成物から実質的に水を含まない状態で凝
縮させることを特徴とする方法を提供することで
ある。本発明において、上記の無水マレイン酸の
回収後に、存在する何らかの無水マレイン酸は、
例えば水の存在下での凝縮により、または例えば
水性溶媒と共にストリツピングすることにより、
マレイン酸の形で回収することができる。
本発明は、C4炭化水素を25〜60容量%、好ま
しくは40〜55容量%、さらに好ましくは45〜50容
量%;酸素を20〜45容量%、好ましくは25〜35容
量%;および任意に不活性ガスを0〜30容量%、
好ましくは5〜25容量%、さらに好ましくは12〜
20容量%;含む気体中で直鎖のC4炭化水素を酸
素で酸化することにより、少なくとも2.5容量%
の無水マレイン酸を含むガス流を生成させ、その
少なくとも2.5容量%の無水マレイン酸を含むガ
ス流から実質的に水分を含まない無水マレイン酸
を凝縮させ、そして場合により次いでそのガス流
からマレイン酸の形の製品をさらに回収すること
からなる方法である。
この酸化反応は適宜な触媒、例えばバナジウム
含有触媒(例えばバナジウム/モリブデンもしく
は好ましくはバナジウム/燐の混合酸化物触媒)
の存在下で実施できる。ブテン類を用いる場合、
例えばバナジウム/チタン触媒を用いることがで
きる。少なくとも3容量%、好ましくは少なくと
も4容量%の無水マレイン酸を含むガス流を生成
させるのが好ましい。
所望ならば、さらにマレイン酸の形の製品を回
収した後に、ガス流をさらに冷却して未反応の
C4炭化水素を凝縮させ、これを次いで所望によ
り酸化反応工程へ再循環できる。二酸化炭素およ
び何らかの永久ガス(例:窒素)は、その場合に
残留し、これらのものは適当な不活性ガスをなす
ので所望により酸化反応工程へ部分的に供給して
もよい。酸化反応工程では、一酸化炭素が2%
v/v以下、好ましくは1%v/v以下、および
水蒸気が好ましくは5%v/v以下、さらに好ま
しくは1%v/v以下であるのが好ましい。
酸化反応工程に供給されるC4炭化水素および
酸素からなる気体流は、二酸化炭素を含むのが好
ましい、ないとなれば二酸化炭素は触媒の選択性
を向上させるからである。
凝縮により無水マレイン酸のうちの少なくとも
60%を実質的に水分を含まない状態で回収するの
が好ましいが、実質的に水分を含まない状態でこ
れよりも多くの割合を凝縮させることが通常可能
である。一般的には、実質量の無水マレイン酸
が、液体として凝縮させて、これにより凝縮器か
らの除去が容易になることが見出される。
本発明方法の過程において見られるガス組成は
すべての時点において可燃限界の外側になると考
えられるが、それにも拘らず反応工程における可
燃条件の発生に対して注意を払うことは望まし
い。
酸化反応工程は、例えば250〜600℃、好ましく
は300〜500℃の温度および0.5〜10絶対バール、
好ましくは1〜3絶対バールの圧力で実施でき
る。実質的に水分を含まない無水マレイン酸の凝
縮は、生成ガス流を、その生成ガス流中の水分濃
度における露点よりも上の温度に冷却することに
より達成できる。
その後に生成ガス流からさらにマレイン酸の形
での製品を回収することは、ガス流を好ましくは
水性溶媒でスクラビングすることにより行うこと
ができる。
実施例 バナジウム/燐の混合酸化物触媒を下記のよう
に調製した。
五酸化バナジウム(60.6g)および濃塩酸水溶
液(790ml)を1時間撹拌しつつ還流した。この
溶液にオルト燐酸(88%、50.9ml)を加え、さら
に1時間還流した。次いでその溶液の一部(600
ml)を枝付フラスコ蒸留により取り除き、さらに
200mlの濃塩酸水溶液を加えた。得られた溶液を
さらに1時間半にわたつて還流した。次いでこの
溶液を蒸発乾固し、得られた固体を115℃の炉中
で乾燥した。この固体を水(20ml/固体1g)と
共に約2時間半沸とうさせ、得られた懸濁物を熱
過し、少量の温水で洗浄し、通風炉中で乾燥し
た。次いでこの乾燥固体の一部を、その固体重量
の2%に当る有機櫛形グラフト共重合体〔ポリ12
―ヒドロキシステアリン酸(分子量;約1800)/
エチルアクリレート/ジメチルアミノエチルメタ
クリレート:50/45/5〕の存在下にシクロヘキ
サン中で144時間にわたりボールミル処理した。
灰色の固体を回収し、約90℃で乾燥した。この固
体(粉末)の一部を3wt%の市販ペレツト化剤
(商標:Sterotex)と混合し、16トン/平方イン
チの圧力でペレツト化した。このペレツトを破砕
して寸法500〜710ミクロンの顆粒を得た。この顆
粒を150℃で乾燥し、次いで硝酸ランタンをLa
(NO33・6H2Oの形で(14g/100ml)含むイソ
ブタノール溶液で含浸してLa:Vの比が0.027:
1の触媒を得た。乾燥後、その5mlの部分を管状
固定床反応器に装入し、その場で触媒を次のよう
に焼成した。すなわち空気中1.5倍v/vのn―
ブタンよりなる混合物を触媒固定床に1000/時の
ガス毎時空間速度(GHSV)で通しながら、9
℃/分の割合で380℃で加熱した。
次いで空気中1.3倍v/vのn―ブタンよりな
る気体供給原料を触媒床に385℃で3000/時の
GHSVで通した。1絶対気圧の圧力の反応器か
ら出る排出ガスは0.51容量%の無水マレイン酸を
含むことが認められた。
その排出ガス流の組成は、顕著な割合の無水マ
レイン酸が実質的に無水状態で凝縮され得ないよ
うな組成である。
次に約51容量%のn―ブタン、31容量%の酸素
および残部の主として二酸化炭素よりなる気体供
給原料を750/時のGHSVで触媒床に供給しその
際に触媒床を380℃に維持した。1絶対気圧の圧
力の反応器から出る排出ガスは25容量%以下の水
蒸気の存在下に3容量%を越る無水マレイン酸を
含むことが認められた。
この無水マレイン酸は下記のように回収しう
る。
排出ガスを65℃の温度に冷却すると、粗無水マ
レイン酸のうちの少なくとも75%が実質的に水の
不存在の状態で直接に凝縮できる。この方法によ
り毎時触媒1当り0.75モルの無水マレイン酸を
直接回収できる。
次に約46容量%のn―ブタン、35容量%の酸素
および残部の実質的に二酸化炭素よりなる気体供
給原料を1000/時のGHSVで触媒床に通し、触
媒床を381℃に維持した。1絶対気圧の圧力で出
る排出ガスは、25容量%以下の水蒸気の存在の下
に4容量%以上の無水マレイン酸(反応の際のモ
ル容量の膨張を勘案して)を含むことが認められ
た。これは約0.15のn―ブタンのモル転化率およ
び、転化ブタン基準で約0.65の無水マレイン酸モ
ル選択率に相当する。
この無水マレイン酸は下記のように回収でき
る。
排出ガスを65℃に冷却すると、粗無水マレイン
酸のうちの少なくとも75%が実質的に水の不存在
状態で直接に凝縮されうる。この方法で毎時触媒
1当り1.0モル以上の無水マレイン酸を直接回
収できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C4炭化水素を25〜60容量%および酸素を20
    〜45容量%含む気体流中で直鎖のC4炭化水素を
    酸素で酸化することにより少なくとも2.5容量%
    の無水マレイン酸を含むガス流を生成させ、そし
    て生成ガス流から実質的に水分を含まない無水マ
    レイン酸を疑縮させることからなる無水マレイン
    酸の製法。 2 C4炭化水素を含む気体流中に不活性ガスが
    30容量%以下の濃度で存在する特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3 C4炭化水素を含む気体流は40〜55容量%の
    C4炭化水素を含む特許請求の範囲第1または2
    項記載の方法。 4 C4炭化水素を含む気体流は25〜35容量%の
    酸素を含む特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    に記載の方法。 5 少なくとも3容量%の無水マレイン酸を含む
    ガス流を生成させる特許請求の範囲第1〜4項の
    いずれかに記載の方法。 6 最初に無水マレイン酸を回収してしまつた後
    の生成ガス流からさらにマレイン酸を回収する特
    許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の方
    法。 7 マレイン酸回収後のガス流から未反応のC4
    炭化水素を凝縮させる特許請求の範囲第6項記載
    の方法。 8 C4炭化水素の酸化反応中に5容量%以下の
    水蒸気が存在する特許請求の範囲第1〜7項のい
    ずれかに記載の方法。 9 C4炭化水素の酸化反応中に二酸化炭素が存
    在する特許請求の範囲第1〜8項のいずれかに記
    載の方法。 10 250〜600℃の温度および0.5〜10絶対バー
    ルの圧力で実施する特許請求の範囲第1〜9項の
    いずれかに記載の方法。
JP16399380A 1979-11-20 1980-11-20 Manufacture of maleic acid anhydride Granted JPS5686180A (en)

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GB7940087 1979-11-20

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JPS5686180A JPS5686180A (en) 1981-07-13
JPS646196B2 true JPS646196B2 (ja) 1989-02-02

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ID=10509308

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EP (1) EP0029317B1 (ja)
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DE (1) DE3071503D1 (ja)

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