PL57835B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 16.X.1967 (P 128 426) 30.VIII.1969 57835 KI. 12 o, 14 MKP C 07 c UKD Gi/A2 Wspóltwórcy wynalazku: Tadeusz Wojtowicz, Andrzej Jakubowicz, Alfons Grzesik, Alfred Chrubasik, Zygmunt Król Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe „Kedzierzyn", Kedzierzyn (Pol¬ ska) Sposób wytwarzania bezwodnika kwasu ftalowego Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia bezwodnika kwasu ftalowego z naftalenu przez katalityczne utlenianie w fazie gazowej mieszani¬ ny utworzonej z par weglowodoru i gazu zawiera¬ jacego tlen molekularny, przewaznie powietrza, w temperaturze 300—400°C pod cisnieniem, 1—10 ata, w obecnosci fluidalnego katalizatora utlenia¬ nia o znamiennej powierzchni wlasciwej i wiel¬ kosci porów przy okreslonym skladzie chemicz¬ nym.Fluidalna metoda katalitycznego utleniania we- glopochodnych, zwlaszcza naftalenu do bezwodni¬ ka kwasu ftalowego znalazla szerokie zastosowa¬ nie.Istnieje kilka opisanych i stosowanych wersji katalizatora fluidalnego, rózniacych sie skladem chemicznym i sposobem wytwarzania.Duza grupe stanowia katalizatory zawierajace pieciotlenek wanadu V205, osadzony na zelu krze¬ mionkowym jako nosniku z dodatkiem siarczanów alkalicznych na przyklad siarczanu potasu. Tech¬ nika sporzadzania tych katalizatorów polega na nasyceniu nosnika roztworem siarczanu wanadylu lub metawanadynianu amonu i roztworem siarcza¬ nu potasu oraz na kolejnym suszeniu i prazeniu w celu termicznego rozkladu soli wanadowych na pieciotlenek wanadu.Znany jest takze sposób polegajacy na nasyca¬ niu nosników silikazelowych stopem pieciotlenku wanadu i pirosiarczanu potasu, w temperaturach 10 15 25 30 wyzszych od 250°C (brytyjski opis patentowy nr 906311).Wada tych znanych katalizatorów jest stosun¬ kowo mala zdolnosc przerobowa surowca, na przy¬ klad naftalenu. Zdolnosc ta wyrazona na przyklad iloscia gramów naftalenu Ci0H8 utlenianego do bezwodnika kwasu ftalowego na 1 kg katalizatora w czasie 1 godziny nie przekracza na ogól 30 g C10H8/kg.h.Istotna równiez wada znanych katalizatorów jest takze stosunkowo mala odpornosc na sciera¬ nie, co w katalizie przy uzyciu zloza fluidalnego powoduje niekorzystne tworzenie sie pylu i w na¬ stepstwie pogarsza wydajnosc procesu oraz zwiek¬ sza straty katalizatora.Stwierdzono, ze przy okreslonym skladzie che¬ micznym, zdolnosc przerobowa katalizatora wyra¬ zona iloscia gramów surowca na przyklad nafta¬ lenu na 1 kg katalizatora na 1 godzine jest scisle uzalezniona od wielkosci powierzchni wlasciwej i wielkosci porów w katalizatorze.Wynalazek polega na stosowaniu w procesie wy¬ twarzania bezwodnika ftalowego katalizatora za¬ wierajacego 3—10 czesci wagowych pieciotlenku wanadu, 15—36 czesci wagowych pirosiarczanu po¬ tasu i 50—80 czesci wagowych zelu krzemionko¬ wego jako nosnika, otrzymanego w sposób naste¬ pujacy. Rozdrobniony nosnik silikazelowy zrasza sie roztworem wodnym zawierajacym: szczawian wanadylu, wolny kwas szczawiowy i kwasny siar- 578353 czan potasu, w temperaturze 20—70°C, nastepnie suszy sie nasycony nosnik w temperaturze 100— 150°C i wypraza w temperaturze «250—400°C w strumieniu powietrza.Uzyskany katalizator wykazuje powierzchnie 5 wlasciwa wieksza od 100 m2/g i posiada co naj¬ mniej 50% porów o srednicy przekraczajacej 25 A.Powierzchnia wlasciwa oznaczona metoda Bru- nauer-Emmett-Teller'a i wyrazona w m2 na 1 g katalizatora jest 30—50% wieksza w porównaniu 10 z powierzchnia wlasciwa znanych katalizatorów, natomiast odpornosc na scieranie oznaczona iloscia procentowa przyrostu pylu w fluidyzujacym zlozu katalizatora jest okolo 3-krotnie wieksza w porów¬ naniu z odpornoscia znanych katalizatorów. 15 Najlepsze wyniki pod wzgledem wielkosci po¬ wierzchni wlasciwej i porów w katalizatorze oraz. odpornosci na scieranie przy uzyciu katalizatora do pracy w zlozu fluidalnym daje zastosowanie do nanoszenia skladników katalitycznych na po- 20 wierzchnie rozdrobnionego nosnika silikazelowego, wodnego roztworu zawierajacego w 1 litrze poni¬ zej 250 czesci wagowych szczawianu wanadylu i do 150 czesci wagowych wolnego kwasu szczawiowe¬ go oraz ponizej 300 czesci wagowych kwasnego 25 siarczanu potasu.Dzieki duzej powierzchni wlasciwej, katalizator wedlug wynalazku pozwala uzyskac ponad 90% przereagowania naftalenu do bezwodnika kwasu 30 ftalowego przy zdolnosci przerobowej o 20—30% wiekszej w porównaniu ze zdolnoscia przerobowa znanych katalizatorów.Oznacza to mozliwosc uzyskania o 20—30% wiek¬ szej wydajnosci bezwodnika kwasu ftalowego z 1 35 kg katalizatora, co w znacznym stopniu zwieksza efekty ekonomiczne.Dodatkowa korzyscia jest zmniejszenie strat ka¬ talizatora podczas pracy w zlozu fluidalnym, dzie¬ ki wiekszej odpornosci na scieranie w porównaniu 40 z odpornoscia na scieranie znanych katalizatorów.Przyklad. 100 czesci wagowych rozdrobnio¬ nego silikazelu o uziarnieniu 0,1—0,4 mm podczas mieszania zraszano 150 czesciami wagowymi roz¬ tworu wodnego zawierajacego: szczawian wanady- 45 lu w ilosci 9,2 czesci wagowych w przeliczeniu na pieciotlenek wanadu, woliny ikwas szczawiowy w ilosci 7,5 czesci wagowych i kwasny siarczan po¬ tasu w ilosci 36,4 czesci wagowych, w tempera¬ turze 30—40°C. 50 Po zakonczeniu zraszania calosc mieszano w temperaturze okolo 40°C tak, zeby otrzymac jed¬ norodna mase, po czym pozostawiono bez mieszania w czasie 1 godziny, nastepnie 'kolejno suszono w temperaturze 120—130°C i prazono w temperaturze 55 370—380°C, w zlozu fluidalnym w strumieniu po¬ wietrza. 4 Otrzymany katalizator posiadal powierzchnie wlasciwa 168 m2/g i 57% porów o srednicy prze¬ kraczajacej 35 A. Przyrost pylu w katalizatorze po 100 godzinach pracy w zlozu fluidalnym wy¬ nosil 0,0018%/godzine.Sklad chemiczny katalizatora byl nastepujacy; V205 6,37 czesci wagowych K2S207 23,30 czesci wagowych Si02 68,93 czesci wagowych Mieszanine zlozona z par naftalenu i powietrza w stosunku wagowym wynoszacym 1 :12,5 prze¬ prowadzono przez reaktor z wsadem 10 kg flui¬ dyzujacego katalizatora.Warunki procesu utleniania: Temperatura w zlozu katalizatora 325^330°C Obciazenie katalizatora naftalenem 53 ±2 g/kg.h Czas zetkniecia mieszaniny reak¬ cyjnej z katalizatorem.... 11 ±1 sek.Analiza gazów poreakcyjnych uchodzacych z reaktora wykazala calkowite przereagowanie naf¬ talenu w tym: przereagowanie naftalenu do bezwod¬ nika kwasu ftalowego 944% przereagowanie naftalenu do bezwodni¬ ka kwasu maleinowego 1,1% przereagowanie naftalenu do naftochi- nonów 0,3% spalanie naftalenu (C02 + CO) . . do 4,7% PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania bezwodnika kwasu ftalo¬ wego z naftalenu przez utlenienie w fazie gazowej mieszaniny zlozonej z par naftalenu i gazu zawie¬ rajacego tlen molekularny, na przyiklad powietrza, w temperaturze 300—400^ pod cisnieniem 1—10 ata, w obecnosci fluidyzujacego katalizatora utle¬ niania opartego na pieciotlenku wanadu i piro- siarczanie metalu alkalicznego i osadzonego na nosniku z zelu krzemionkowego, znamienny tym, ze stosuje sie katalizator zawierajacy 3—10 czesci wagowych pieciotlenku wanadu, 15—36 czesci wa¬ gowych pirosiarczanu potasu i 50—80 czesci wa¬ gowych zelu krzemionkowego jako nosnika, posia¬ dajacy powierzchnie wlasciwa wieksza od 100 m2/g i co najmniej 50% porów o srednicy przekraczaja¬ cej 25 A, otrzymany przez nasycanie powierzchni rozdrobnionego silikazelu wodnym roztworem szczawianu wanadylu, wolnego kwasu szczawiowe¬ go i kwasnego siarczanu potasu w temperaturze 20—70°C, wysuszenie w temperaturze 100—150°C i wyprazenie w strumieniu powietrza w tempera¬ turze 250-^00°C. Lub. Zakl. Graf. Zam. 1625. 28.IV.69. 230. PL