PL66965B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25. IV. 1973 66965 KI. 12o,14 MKPC07c 63/18 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Tadeusz Wojtowicz, Alfons Grzesik, Zygmunt Szyszko, Henryk Struzik Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe „Kedzierzyn", Kedzierzyn (Polska) Sposób otrzymywania bezwodnika kwasu ftalowego Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia bezwodnika kwasu ftalowego przez utlenianie w fazie gazowej naftalenu i/lub ortoksylenu po¬ wietrzem, w podwyzszanej temperaturze i pod nor¬ malnym lub zwiekszonym cisnieniem, w obecnosci 5 katalizatora. Znane i najczesciej stosowane do tego celu katalizatory zawieraja w swym skladzie: V205 i M0O3; V205, M0O3 i P205; V205, M0O3, P205 i Ag20; V205, P205 i Ti02; V205, P^05, Na20, Ti02 oraz siarczany lub pirosiarczarny metali alkalicz- 10 nych.Liczna grupa katalizatorów do kontaktowego utleniania naftalenu a szczególnie ortoksylenu, w fazie gazowej do bezwodnika kwasu ftalowego opisania jesit (Wopisie patentowym NRF nr 1148 225. 15 Katalizatory te obok V205 zawieraja M0O3, P2C5, Ag20 oraz duza ilosc- pirosiarczanów (alkalicznych i przeznaczone sa do prowadzenia procesu utlenia¬ nia w fluidalnym zlozu katalizatora.Z opisu patentowego NRF nr 1 250 806 znane sa 20 katalizatory, w którym masa kontaktowa zawiera nastepujace skladniki: V205, WO3, P205 i Na20; V205, W03, P205, Na20 i K2SO4; V205, WO3, P205, Na20, T102 i K2S04; V205, WO3, P205, Na20, Sn02 i K2S04; V205, W03, P205, Na2Q, MnO. 25 i K2S04 oraz MgO i Zr02. Technika preparowania wiekszosci znanych katalizatorów polega przewaz¬ nie na nasycaniu odpowiednich nosników roztwo¬ rami wodnymi lub stopami skladników katalitycz¬ nych oraz na kolejnym suszeniu i prazeniu kata- 30 lizatora w celu termicznego rozkladu tych sklad¬ ników do odpowiednich tlenków.Wazna ze wzgledów ekonomicznych wada zna¬ nych katalizatorów jest ich mala zdolnosc przero¬ bowa surowca. Zdolnosc ta wyrazona na przyklad iloscia gramów ortoksylenu lub naftalenu jaka mozna utleniac do bezwodnika kwasu ftalowego na 1 litrze katalizatora, w czasie 1 godziny, nie przekracza na ogól 100 g/l.h.Znane katalizatory przeznaczone sa do stosowa¬ nia tylko jednego surowca ina przyklad naftalenu lub orto-ksylenu i nie posiadaja wystarczajaco do¬ brych wlasciwosci katalizatora uniwersalnego to znaczy umozliwiajacego uzyskanie wysokich wy¬ dajnosci bezwodnika kwasu ftalowego w proce¬ sie utleniania naftalenu i ortoksylenu oddzielnie lub w postaci dowolnych mieszanin.Stwierdzono, ze przez naniesienie mieszaniny zlo¬ zonej z V205, M0O3, Sin02 oraz siarczanów i/lub pirosiarczanów alkalicznych na przyklad siarczanu potasu K2S04, pirosiiarczanu potasu K2S207, siar¬ czanu sodu Na2S04, pirosiarczanu sodu Na2S2C7, na powierzchnie róznych nosników, takich na przy¬ klad jak rozdrobniony elektrokorund, aluzele, sili- kazele, glinokrzemiany lub nosniki otrzymane dro¬ ga spiekania glinek naturalnych, uzyskuje sie nowy katalizator utleniania przewyzszajacy znane kata¬ lizatory walorami uzytkowymi. Stwierdzono, ze z wielu mozliwych metod nanoszenia skladników katalitycznych na powierzchnie nosnika, najlepsze 6696566965 wlasnosci uzytkowe katalizatora zapewnia nastepu¬ jacy sposób postepowania preparatywnego.Nosnik, na przyklad rozdrobniony elektrokorund o wymaganym skladzie granulometrycznym pod¬ czas mieszania i ogrzewania w temperaturze po¬ wyzej 100°C zrasza sie zawiesina otrzymana przez dodanie do wody V205 lub NH4V03, M0O3, Sn02 oraz siarczanów lub pirosiarczanów alkalicznych.W wyniku szybkiego odparowania wody przy zet¬ knieciu rozgrzanego nosnika z zawiesina na po¬ wierzchni nosnika tworzy sie trwala mechanicznie i dobrze zwiazana z podlozem powloka katali¬ tyczna.W celu utrwalenia tej powloki katalitycznej po zakonczeniu zraszania nosnika zawiesina, kataliza¬ tor miesza sie dalej i wygrzewa w temperaturze do 500 °C, w czasie okolo 15 godzin. Stwierdzono równiez, ze dodanie do zawiesiny wodnej malych ilosci .trójtlenku wolframu WO3 i dwutlenku ty¬ tanu Ti02, zwieksza aktywnosc katalizatora, szcze¬ gólnie podczas utleniania mieszaniny ortoksylenu i naftalenu co, uwidacznia sie wzrostem wydajnosci bezwodnika kwasu ftalowego o 2—3°/o w porówna¬ niu z wydajnoscia uzyskiwana w znanych meto¬ dach.Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania bez¬ wodnika kwasu ftalowego przez .utlenianie w fazie gazowej naftalenu i/lub ortoksylenu powietrzem, w temperaturze 300—600°C pod icisnieniem 1— 10 ata, w obecnosci nowego katalizatora utleniania.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na za¬ stosowaniu nowego katalizatora utleniania o na¬ stepujacym skladzie: 5—15 czesci wagowych {pieciotlenku wanadu v2o5, 0,001— 8 „ „ trójtlenku molibdenu M0O3, 0,001— 8 „ „ dwutlenku tytanu Ti02, 0,001— 8 „ „ dwutlenku cyny Sn02, 0,001— 8 „ „ trójtlenku wolframu WO3, 0,001— 8 „ „ tlenku potasu d/lub tlenku, sodu K20 i/lub Na^O, 0,001— 8 „ „ trójtlenku siarki SO3, 50—95 „ „ nosnika.Katalizator zastosowany w sposobie wedlug wy¬ nalazku posiada wlasciwosci katalizatora uniwer¬ salnego, to znaczy umozliwiajacego utlenianie orto- -ksylenu i naftalenu oddzielnie lub ich mieszanin do bezwodnika kwasu ftalowego. Zdolnosc prze- rol?owa tego katalizatora liczona na ortoksylen i naftalen wynosi okolo 350 g/l.h, a wiec zdecy¬ dowanie przewyzsza zdolnosc przerobowa znanych katalizatorów. Te wlasciwosci katalizatora sa bar¬ dzo interesujace z punktu widzenia ekonomicznego.Pozwalaja one bowiem z gabarytowo malego re¬ aktora kontaktowego uzyskac duza zdolnosc pro¬ dukcji bezwodnika kwasu ftalowego oraz w za¬ leznosci od sytuacji na rynku surowcowym sto¬ sowac do produkcji bezwodnika kwasu ftalowego orto-ksylen lub naftalen lub mieszanine tych weglowodorów!.Sposób wedlug wynalazku wyjasniaja nastepu¬ jace przyklady, które w zadnej mierze nie ogra¬ niczaja jego zakresu. Procesy opisane w przykla¬ dach prowadzono w reaktorze rurowym o srednicy 5 25 mm, zawierajacym 1000 cm3 katalizatora w po¬ staci zloza stalego oraz w reaktorze o srednicy 100 mm zawierajacym 5-000 cm3 katalizatora w po¬ staci zloza fluidalnego. 10 Przyklad I. Utlenianie ortoksylenu. 2265 g roz¬ drobnionego elektrokorundu o uziamiemiu 3—7 mm, podczas mieszania i ogrzewania w temperaturze 235°C zraszano zawiesina otrzymana przez doda¬ nie do 3500 cm3 wody: 350 g NH4V03, 20 g K2S04, ln 5 g Na2S04, 7 g M0O3, 7 g WO3, 7 g Ti02 i 5 g S:n02. Po zakonczeniu zraszania, katalizator wy¬ grzewano w temperaturze 480 °C, w czasie 10 go¬ dzin.Otrzymano katalizator o nastepujacym skladzie: 20 25 30 v2o5 M0O3 WO3 T102 Sn02 K20 Na20 SO3 nosnik 10,90 0,27 0,27 0,27 0,19 0,28 0,09 0,31 87,42 czesci ? » ? „ „ „ 5 „ wagowych 5 i , , , , , Mieszanine zlozona z par arto-ksylenu i powie¬ trza zawierajaca 52,7 g orto-iksylenu w 1 Nm3 (po¬ wietrza przeprowadzono przez zloze stale kataliza¬ tora o wyzej podanym skladzie. Temperatura w zlozu katalizatora wynosila 445—455.°C. Obcia¬ zenie katalizatora orto-ksyilenem wynosilo 207 g/l.h.Analiza gazów poreakcyjnych uchodzacych z re¬ aktora wykazala, ze ogólne przereagowanie orto- 40 -ksylenu wynosi 99,6°/o, w tym: przereagowanie do bezwodnika kwasu fta¬ lowego 72,2 %, przereagowanie do bezwodnika kwasu ma- 45 leinowego 5,1 °/o przereagowanie do aldehydu toluilowego 0,01°/o przereagowanie do kwasu benzoesowegio . 0,28°/o. spalanie do (C02 + CO) 22,50°/o3 50 Przyklad II. Utlenianie naftalenu. Przez zloze stale katalizatora z przykladu I. przeprowadzono mieszanine zlozona z par naftalenu i powietrza w stosunku wagowym 26 czesci powietrza na 1 czesc naftalenu. Temperatura w zlozu katalizatora 55 wynosila 450—460°C. Obciazenie katalizatora naf¬ talenem wynosilo 245 g/l.h. W tych warunkach stwierdzono calkowite przereagowanie naftalenu, w tym: 60 przereagowanie do bezwodnika kwasu fta¬ lowego 90,0%, przereagowanie do bezwodnika kwasu ma¬ leinowego 2,3°/o, przereagowanie do naftochinonów .... 0,5%, 65 spalanie do (C02 +CO) . 7,0 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania bezwodnika kwasu ftalo¬ wego przez utlenianie w fazie gazowej naftalenu i/lub orto-ksylenu powietrzem w obecnosci stalego^ lub fluidalnego zloza katalizatora, osadzonego na nosniku i opartego na tlenkach wanadu, molibdenu oraz zawierajacego dodatek innych zwiazków me¬ tali, w temperaturze 300—600°C, pod cisnieniem 1—10 atn, znamienny tym, ze stosuje sie kataliza¬ tor zawierajacy: 5—1-5 czesci wagowych piecio- . tlenku wanadu, 0,001—8 czesci wagowych trójtlenku molibdenu, 0,001—8 czesci wagowych tlenku cyno¬ wego, 0,001—8 czesci tlenku potasu i/lub tlenku sodu, 0,001—8 czesci wagowych trójtlenku siarki, 50—95. czesci wagowych nosnika i ewentualnie 0,001—8 czesci wagowych dwutlenku tytanu i/lub 0,001—8 czesci wagowych trójtlenku wolframu. 10 15 20 25 30 35 PL PL