PL68001B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL68001B1 PL68001B1 PL130857A PL13085768A PL68001B1 PL 68001 B1 PL68001 B1 PL 68001B1 PL 130857 A PL130857 A PL 130857A PL 13085768 A PL13085768 A PL 13085768A PL 68001 B1 PL68001 B1 PL 68001B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- benzene
- mixture
- maleic anhydride
- catalyst
- oxidation
- Prior art date
Links
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 275
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 63
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 40
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 34
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 12
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 claims 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 6
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- NUMXHEUHHRTBQT-AATRIKPKSA-N 2,4-dimethoxy-1-[(e)-2-nitroethenyl]benzene Chemical compound COC1=CC=C(\C=C\[N+]([O-])=O)C(OC)=C1 NUMXHEUHHRTBQT-AATRIKPKSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N benzene;hydrate Chemical compound O.C1=CC=CC=C1 VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Description
Pierwszenstwo: Opublikowano: 68001 KI. 12o,21 27.XII.1968 (P 130 857) 03.1.1968 Wielka Brytania 31.1.1974 MKP C07c 57/14 Wspóltwórcy wynalazku: Clifford Archibald Crampton, Charles Frederick Cardy Wlasciciel patentu: Laporte Chemicals Limited, Luton (Wielka Brytania) Sposób wytwarzania bezwodnika maleinowego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania bez¬ wodnika maleinowego na drodze katalitycznego utlenia¬ nia benzenu w fazie gazowej.Znany proces wytwarzania bezwodnika maleinowego na drodze utleniania w fazie gazowej polega na kata¬ litycznym czesciowym utlenianiu benzenu przez zetknie¬ cie mieszaniny gazowej, zawierajacej 1,5% objetoscio¬ wo lub nawet mniejsza ilosc benzenu i pozostala ilosc powietrza, z odpowiednim katalizatorem utleniania, w podwyzszonej temperaturze.Mimo, ze w produktach wytworzonych powyzszym sposobem nie wystepuja inne produkty uboczne poza dwutlenkiem wegla i woda, sposób ten nastrecza pew¬ ne trudnosci. Mianowicie na jednostke uzytego benze¬ nu ma sie do czynienia ze stosunkowo duzymi iloscia¬ mi powietrza, a znaczny stopien rozcienczenia wytwo¬ rzonego bezwodnika maleinowego i nieprzeksztalconego w ten produkt benzenu w mieszaninie reakcyjnej utrud¬ nia wyosabnianie tych substancji. Ze wzgledu na trud¬ nosci w wyosabnianiu nieprzereagowanego benzenu z mieszaniny reakcyjnej, zawierajacej duza ilosc powie¬ trza, konieczne jest takie prowadzenie procesu, które pozwoli na uzyskanie wysokiego stopnia przeksztalce¬ nia benzenu. W takich warunkach jednak, wytworzony bezwodnik maleinowy latwiej utlenia sie w dwutlenek wegla i wode, wskutek czego maleje wydajnosc pro¬ cesu.Podejmowano rozmaite próby usuwania wspomnia¬ nych wyzej niedogodnosci. Na przyklad, jedna z pro¬ ponowanych metod, pozwalajaca na zastosowanie niz- 10 szego stopnia przeksztalcenia benzenu, polega na tym, ze mieszanine gazowa zawierajaca 0,3% objetosciowo benzenu, a reszte powietrza, przepuszcza sie przez pierwsze naczynie reakcyjne, w którym w przyblizeniu trzecia czesc benzenu zostaje przeksztalcona w bezwod¬ nik maleinowy, po czym wyosabnia sie wytworzony bezwodnik, a mieszanine wprowadza do drugiego na¬ czynia reakcyjnego, w którym nastepna trzecia czesc benzenu zostaje przeksztalcona w bezwodnik maleino¬ wy. Wedlug innej metody, zmierzajacej do podwyzsze¬ nia sprawnosci cieplnej procesu oraz unikniecia ko¬ niecznosci sprezania duzych ilosci wprowadzanego swie¬ zego powietrza, czesc gazów opuszczajacych naczynie reakcyjne miesza sie z powietrzem i benzenem, wytwa- 15 rzajac mieszanine zawierajaca 1,5% objetosciowo ben¬ zenu, a wiec ilosc odlegla od granicy wybuchowosci mieszaniny, przy czym ilosc tlenu jest wieksza od ilo¬ sci teoretycznie potrzebnej do calkowitego utlenienia benzenu na dwutlenek wegla i wode.W równaniu reakcji utleniania benzenu w bezwodnik maleinowy z wydajnoscia teoretyczna wystepuje tlen w ilosci 4,5 mola na 1 mol benzenu, a w równaniu reak¬ cji utleniania benzenu w dwutlenek wegla i wode — 7,5 mola tlenu na 1 mol benzenu. W zwiazku z tym, 25 w opisanej wyzej metodzie wytwarzania bezwodnika maleinowego droga utleniania benzenu, a takze we wspomnianych próbach przezwyciezania niedogodnosci procesu, stosuje sie zawsze nadmiar tlenu w stosunku do ilosci potrzebnej teoretycznie do calkowitego utle- 30 nienia benzenu na dwutlenek wegla i wode. 20 €800168001 Sposób wytwarzania bezwodnika maleinowego dro¬ ga katalitycznego czesciowego utleniania benzenu pole¬ ga wedlug wynalazku na tym, ze gazowa mieszanine, zawierajaca benzen i molekularny tlen poddaje sie w podwyzszonej temperaturze reakcji z fluidalnym katali¬ zatorem utleniania, przy czym stosunek molowy tlenu do benzenu w mieszaninie wynosi ponizej 4,5 : 1, a na¬ stepnie wyosabnia sie bezwodnik maleinowy z miesza¬ niny reakcyjnej w stanie gazowym. Korzystnie stosuje sie stosunek tlenu do benzenu w mieszaninie gazowej wiekszy niz 0,5 : 1.Wydawaloby sie, ze mieszanina gazowa o zawartosci tlenu i benzenu w stosunku nizszym od 4,5 : 1 da pro¬ dukt zawierajacy zbyt duze ilosci niepozadanych sub¬ stancji ubocznych, posrednich pomiedzy benzenem a bezwodnikiem maleinowym, a zwlaszcza p-benzochino- nu. Tymczasem stwierdzono nieoczekiwanie, ze stosujac sposób wedlug wynalazku otrzymuje sie mieszanine nie zawierajaca znaczniejszej ilosci p-benzochinonu, które¬ go ilosc w tej mieszaninie wynosi ponizej 0,01 % w stosunku do wagi wytworzonego bezwodnika maleino¬ wego, a czesto zaledwie 10 czesci na milion.Sposób wedlug wynalazku umozliwia przy wytwarza¬ niu bezwodnika maleinowego zastosowanie mieszanin benzenu z tlenem, o wiekszym stezeniu benzenu niz to dotychczas wydawalo sie mozliwe. Stosujac takie mie¬ szaniny otrzymuje sie bezwodnik maleinowy z wydaj¬ noscia mierzona stopniem przeksztalcenia benzenu w produkty utleniania, wynoszaca 70% lub nawet wyzsza.Sposób wedlug wynalazku umozliwia ponadto zasto¬ sowanie mieszanin gazowych o skladzie zblizonym do granic wybuchowosci. Oczywiscie, przed i po zetknie¬ ciu takich mieszanin z fluidalnym katalizatorem utle¬ niania, nalezy podjac odpowiednie srodki ostroznosci.W przypadku gazowej mieszaniny benzenu z powie¬ trzem, górna granica wybuchowosci odpowiada zawar¬ tosci benzenu 8% objetosciowo. Sposób wedlug wyna¬ lazku pozwala na stosowanie mieszanin o zawartosci benzenu nieco nizszej od tej granicy.Korzystnie stosuje sie mieszanine gazowa, zawiera¬ jaca gaz rozcienczajacy, taki jak azot, argon lub inny gaz obojetny, dwutlenek wegla, tlenek wegla, pare wod¬ na lub mieszanine tych gazów. Jako zródlo tlenu jak i gazu rozcienczajacego korzystnie stosuje sie po¬ wietrze, które miesza sie w odpowiednim stosunku z benzenem.Stwierdzono, ze obecnosc niewielkich ilosci zwiaz¬ ków siarki w mieszaninie gazowej nie wplywa nieko¬ rzystnie na przebieg procesu utleniania. Fakt ten jest tym bardziej nieoczekiwany, ze w znanej metodzie wytwarzania bezwodnika maleinowego przez przepusz¬ czanie mieszaniny benzenu z powietrzem, o zawartosci benzenu 1,5% objetosciowo lub mniejszej, przez katali¬ zator nieruchomy, zwiazki siarkowe wywieraja szkodli¬ wy wplyw na katalizator. W procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku zatem, mozna stosowac benzen zawierajacy niewielkie domieszki zwiazków siar¬ ki, takich jak dwusiarczek wegla czy tiofen. Dzieki te¬ mu, mozna uzyskiwac oszczednosci w koszcie surowca, przez stosowanie benzenu handlowego, który zwykle zawiera do 0,2 % wagowego siarki w postaci dwusiarcz¬ ku wegla i tiofenu.Stwierdzono ponadto, ze w przypadku zastosowania benzenu zawierajacego niewielkie ilosci zwiazków siar¬ ki, zawartosc siarki w benzenie w wyosobnionym z mieszaniny koncowej jest znacznie nizsza od zawarto¬ sci tego pierwiastka w mieszaninie wyjsciowej i moze wynosic zaledwie okolo 10 czesci siarki na milion cze¬ sci benzenu. Proces prowadzony sposobem wedlug wy- 5 nalazku umozliwia zatem wytwarzanie cennego benze¬ nu jako produktu ubocznego, zasadniczo pozbawionego domieszki siarki, ze stosunkowo taniego benzenu han¬ dlowego.W procesie prowadzonym sposobem wedlug wyna- 10 lazku mozna stosowac jakikolwiek katalizator utlenia¬ nia pod warunkiem, ze jest on aktywny w procesie utleniania benzenu do bezwodnika maleinowego i mo¬ ze byc odpowiednio fluidyzowany. Korzystnie jako ka¬ talizator stosuje sie mieszanine katalityczna, oparta na 15 obojetnym nosniku, takim jak tlenek wolframu, tlenek wanadu lub tlenek molibdenu. Szczególnie odpowiedni¬ mi mieszaninami katalitycznymi sa mieszaniny zawiera¬ jace zarówno tlenek wanadu jak i tlenek molibdenu, przy czym korzystny stosunek V20s do M0O3 wynosi 20 od 3 : 1 do 1 : 4, a najkorzystniej okolo 1 : 2. Poza tym, mieszanina katalityczna zawiera korzystnie domieszke, na przyklad domieszke tlenku fosforu. Najkorzystniej¬ sza mieszanine katalityczna stanowi mieszanina tlenku wanadu, tlenku molibdenu i tlenku fosforu w stosunku 25 wagowym V20s : M0O3 : P2O5 wynoszacym okolo 1,0:2,0:0,4.Obojetnym nosnikiem mieszaniny katalitycznej jest na przyklad, zel krzemionkowy, tlenek glinowy lub weglik krzemu. Szczególnie odpowiednimi nosnikami 30 sa stopiony tlenek glinowy o powierzchni wlasciwej po¬ nizej 1 m2/g i zel krzemionkowy o powierzchni wlasci¬ wej ponizej 400 m2/g, korzystnie ponizej 250 m2/g.Nosnik z zelu krzemionkowego wytwarza sie przez su¬ che ogrzewanie zelu krzemionkowego o duzej po- 35 wierzchni wlasciwej w temperaturze 400°—1100°C, ko¬ rzystnie 900°—1000°C. Zmniejszenie powierzchni wla¬ sciwej zelu zalezy od temperatury i czasu ogrzewania, przy czym przez odpowiedni dobór tych parametrów otrzymuje sie nosnik o zadanej powierzchni wlasciwej. 40 Ogrzewanie zelu krzemionkowego prowadzi sie korzyst¬ nie utrzymujac zel w stanie fluidalnym i ogrzewajac go, na przyklad strumieniem suchego powietrza.W przypadku kazdego katalizatora temperature i czas reakcji dobiera sie przy danej predkosci przeksztalca- 43 nia pod katem uzyskania optymalnej wydajnosci bez¬ wodnika maleinowego. Na ogól stosuje sie temperature 250°—500°C i czas reakcji 1—10 sekund.W procesie prowadzonym sposobem wedlug wyna¬ lazku, rozpraszanie ciepla wydzielanego podczas reakcji 50 utleniania nastepuje latwiej niz w procesach stosuja¬ cych katalizator nieruchomy. Fluidalny stan katalizato¬ ra, stosowanego w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku, ulatwia regulacje temperatury reak¬ cji i szybkie osiagniecie stalego zespolu warunków re- 55 akcji, a takze szybka zmiane takiego zespolu w inny.Miejscowe przegrzania wystepujace czesto w kataliza¬ torze nieruchomym i powodujace nadmierne utlenienie, sa skutecznie eliminowane w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku. 60 Proces prowadzony sposobem wedlug wynalazku jest mniej niebezpieczny od procesu, w którym stosuje sie katalizator nieruchomy, dzieki czemu w procesie tym mozliwe jest stosowanie mieszaniny benzenu z po¬ wietrzem o skladzie zblizonym do granic wybuchowo- 65 sci. Ponadto, proces prowadzony sposobem wedlug wy-68001 nalazku umozliwia stosowanie wiekszych reaktorów niz to sie praktykuje w procesach z zastosowaniem katali¬ zatora nieruchomego, dzieki czemu osiaga sie znaczne oszczednosci.Bezwodnik maleinowy wyosabnia sie z otrzymanej 5 mieszaniny przez plukanie jej benzenem. Zasadniczo wolny od domieszki wody bezwodnik maleinowy otrzy¬ muje sie przez zraszanie otrzymanej mieszaniny ben¬ zenem w warunkach wrzenia i wyosobnienie rozpusz¬ czonego bezwodnika maleinowego w zstepujacej cieczy, 10 podczas gdy woda jest porywana przez unoszace sie pary benzenu. Unoszaca sie mieszanine benzenu z wo¬ da rozdziela sie w znany sposób. Dzieki temu, ze otrzymany w ten sposób roztwór bezwodnika maleino¬ wego jest zasadniczo pozbawiony domieszki wody, uni- 15 ka sie hydrolizy bezwodnika maleinowego na kwas maleinowy i wytwarzania kwasu fumarowego. Bezwod¬ nik maleinowy wyosabnia sie z rozpuszczalnika benze¬ nowego dowolnym, znanym sposobem, po czym zawra¬ ca sie benzen doobiegu. 20 Ponizsze przyklady objasniaja sposób wedlug wyna¬ lazku.Przyklady I—IV. Jako katalizator stosuje sie mieszanine, zawierajaca wagowo 6% trójtlenku molib- 25 denu, 3% pieciotlenku wanadu, 1,2% pieciotlenku fos¬ foru i pozostala czesc stopionego tlenku glinowego, przy czym stopiony tlenek glinowy o wielkosci B.S.S. 46-170 mesz i powierzchni wlasciwej ponizej 1 m2/g stanowi nosnik dla pozostalych substancji wchodzacych 30 w sklad mieszaniny katalitycznej.Katalizator wytwarza sie jak nastepuje. Mieszanine 54 g trójtlenku molibdenu i 50 ml 0,880 wodnego roz¬ tworu amoniaku ogrzewa sie, powodujac rozpuszczenie trójtlenku, po czym dodaje sie 200 ml stezonego kwasu 35 solnego, a nastepnie 100 g kwasu szczawiowego. W otrzymanym roztworze rozpuszcza sie 27 g pieciotlenku wanadu, a nastepnie 10,8 g pieciotlenku fosforu, otrzy¬ mujac roztwór mieszaniny katalitycznej. Roztwór ten miesza sie z 808,2 g stopionego tlenku glinowego jako 40 opisanego wyzej nosnika, przy czym nastepuje calko¬ wita absorpcja roztworu. Z impregnowanego nosnika usuwa sie pare wodna, kwas solny i chlorek amonowy przez ogrzewanie go, mieszajac do momentu uzyskania suchej substancji, która nastepnie fluidyzuje sie w stru- 45 mieniu powietrza o temperaturze 200°C. Wytworzony katalizator aktywuje sie przez ogrzewanie w ciagu 6 godzin w temperaturze okolo 450°C w strumieniu po¬ wietrza, który utrzymuje katalizator w stanie fluidal¬ nym. 50 Wytworzony katalizator wprowadza sie do elektrycz¬ nie ogrzewanego, pionowego reaktora o srednicy wew¬ netrznej 5 cm i dlugosci 120 cm, tworzac warstwe o wysokosci 43 cm. Nastepnie, przez ogrzany reaktor przepuszcza sie podgrzana do temperatury 120°—150°C 55 gazowa'mieszanine benzenu i powietrza, która styka sie z katalizatorem w warunkach podanych w tablicy 1.Mieszanina gazowa powoduje fluidyzacje katalizatora i utrzymuje go w stanie fluidalnym w ciagu calego procesu. 60 Strumien gazu, opuszczajacy reaktor i zawierajacy powietrze, nieprzereagowany benzen, bezwodnik ma¬ leinowy, dwutlenek wegla i wode, filtruje sie celem usuniecia ewentualnych domieszek katalizatora, a na¬ stepnie wprowadza do kolumny pluczki z wypelnie- 65 niem, w której strumien ten napotyka goracy, cyrku¬ lujacy benzen. Bezwodnik maleinowy wyosabnia sie ze strumienia gazu z opadajaca ciecza i zbiera na dnie kolumny w postaci roztworu w benzenie. Pozostaly gaz, w którym woda wytworzona podczas reakcji utle¬ niania wystepuje w postaci mieszaniny wody z benze¬ nem, unoszac sie w kolumnie ulega ochlodzeniu, wsku¬ tek czego benzen i wóda skraplaja sie i zostaja wy¬ osobnione, a nastepnie rozdzielone w bocznym odgale¬ zieniu górnej czesci kolumny. Dzieki takiej metodzie, wytworzony roztwór bezwodnika maleinowego w ben¬ zenie jest pozbawiony domieszki wody, to tez unika sie koniecznosci przeprowadzania hydrolizy bezwodni¬ ka w kwas maleinowy oraz wytwarzania kwasu fuma¬ rowego.Stopien przeksztalcenia benzenu w produkty utlenia¬ nia ustala sie droga pomiaru równowagi benzenowej w systemie. Ilosc wytworzonego bezwodnika maleinowego i p-benzochinonu okresla sie znanym sposobem, przy czym ilosc tego ostatniego zwiazku wyraza sie w cze¬ sciach na milion zawartosci w wytworzonym bezwod¬ niku maleinowym.Tablica 1 przedstawia stosowane warunki procesu i uzyskane wyniki.Tablica 1 % obj. benzenu w ga¬ zowej mieszaninie ben¬ zenu z powietrzem Stosunek molowy tlenu do benzenu Temperatura reakcji w°C Czas reakcji w sekundach % przeksztalcenia molo¬ wego benzenu w produk¬ ty utleniania Wydajnosc molowa bezwodnika maleino¬ wego w %, w stosunku do % przeksztalcenia molowego benzenu w produkty utleniania Wydajnosc bezwodnika maleinowego w g/litr ka- talizatora/godz.Ilosc p-benzochinonu w czesciach/milion Przyklad I 8,6 • 2,23 :1 463 3,4 20 67 28 <10 11 m 8,6 2,23 :1 430 3,7 21 68 28 <10 8,6 2,23 :1 404 4,0 16 75 23,5 <10 IV 10,0 1,89 :1 ¦ 409 5,4 18 76 23 <10 Przyklad V—VI. W przykladzie tym stosuje sie benzen zawierajacy domieszki zwiazków siarki.W ponizszych przykladach V i VI stosuje sie mie¬ szanine gazowa zawierajaca 8,6 % objetosciowo benze¬ nu i pozostala czesc powietrza. W przykladzie V jako substrat stosuje sie czysty benzen i zawierajacy mniej niz 2 czesci/milion siarki; natomiast w przykladzie VI benzen zawiera 1% objetosciowo tiofenu, co odpowia-68001 da 0,46% wagowego siarki. W obu procesach stosuje sie temperature 42Ó°C, czas 3,8 sek., a katalizator i sposób prowadzenia reakcji — jak w przykladzie I—IV.Wyniki uzyskane po uplywie 6 godzin podaje sie w tablicy 2.Tablica 2 cd. tablicy 3 % przeksztalcenia molowego benzenu w produkty utleniania Wydajnosc molowa bezwodnika maleinowego w %, w stosunku do % przeksztalcenia molowego benzenu w produkty utleniania Ilosc p-benzochinonu w czesciach/milion Przyklad V VI 19 69 <10 20 69 <10 Jak wynika z powyzszych danych, wprowadzenie zwiazku siarki do mieszaniny gazowej nie wplywa za¬ sadniczo na stopien przeksztalcenia benzenu ani na wy¬ dajnosc bezwodnika maleinowego.Przyklad VII—X. W przykladach tych stosuje sie gazowe mieszaniny benzenu z powietrzem, zawiera¬ jace 8,6% i 15,2% objetosciowo benzenu oraz katali¬ zatory, zawierajace wagowo 15,3% i 10,2% mieszaniny katalitycznej, a pozostala czesc zelu krzemionkowego jako nosnika.Nosnik z zelu krzemionkowego dla kazdego procesu wytwarza sie przez ogrzewanie zelu krzemionkowego o powierzchni 500 m2/g i wielkosci 44—250 mesz w tem¬ peraturze 900°—1000°C w ciagu 0,5—4 godzin w ru¬ rze, w której utrzymuje sie zel w stanie fluidalnym za pomoca strumienia suchego powietrza. Podczas ogrze¬ wania nastepuje kurczenie sie zelu krzemionkowego i zwiazane z nim zmniejszenie powierzchni nosnika, przy czym ta redukcja powierzchni zalezy od temperatury i czasu ogrzewania.Mieszanine katalityczna wytwarza sie, a nastepnie la¬ czy z zelem krzemionkowym jak opisano w przykla¬ dzie I—TV, przy czym stosuje sie równiez taki sam sprzet i sposób prowadzenia procesu.W tablicy 3 podaje sie sklad katalizatora i miesza¬ niny gazowej, zastosowane warunki reakcji, oraz otrzy¬ mane wyniki.Tablica 3 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ilosc mieszaniny katali¬ tycznej w % wag. w sto¬ sunku do calkowitej ilosci katalizatora (tj. mieszaniny katalitycznej wraz z nosnikiem) MoO3 v2o5 p2o5 Temperatura reakcji w °C Czas reakcji w sekundach % przeksztalcenia mo¬ lowego benzenu w pro¬ dukty utleniania Wydajnosc bezwodnika maleinowego w % molo¬ wych w stosunku do % molowego przeksztalce¬ nia benzenu w produkty utleniania Wydajnosc bezwodnika maleinowego w g/litr katalizatora/godz.Ilosc p-benzochinonu w czesciach/milion 6,0 3,0 1,2 326 6,15 3,5 49 <10 6,0 3,0 1,2 325 6,15 9,8 58 7,5 <10 9,0 4,5 1,8 280 4,3 5,4 48 5,5 <10 9,0 4,5 1,8 280 4,3 5,8 65 8,1 <10 Przyklad XI—XIII. W przykladach tych stosuje sie mieszaniny benzenu z powietrzem, których sklad jest zblizony do granicy wybuchowosci.Katalizator zawiera wagowo 6% M0O3, 3% V20s i 1,2% P2O5 w polaczeniu z nosnikiem w postaci zelu krzemionkowego o powierzchni wlasciwej 87 m2/g.Nosnik krzemionkowy wytwarza sie przez ogrzewanie zelu krzemionkowego o powierzchni 500 m2/g, jak opi¬ sano w przykladzie VII—IX, podczas gdy mieszanine katalityczna wytwarza sie i laczy z przygotowanym nosnikiem jak opisano w przykladzie I—IV.W tablicy 4 podaje sie otrzymane wyniki. W kaz¬ dym procesie stosuje sie reaktor i sposób prowadzenia reakcji jak w przykladzie I z tym, ze w przypadku mieszanin o skladzie w granicach wybuchowosci, sto¬ suje sie odpowiednie inhibitory plomienia. W kazdym procesie stosuje sie temperature 315°C i czas reakcji 4,3 sek. % obj. benzenu w mie¬ szaninie benzenu z po¬ wietrzem Stosunek molowy tlenu do benzenu Powierzchnia nosnika krzemionkowego w m2/g Przyklad | VII 15,2 1,17 :1 500 VIII IX 15,2 1,17 :1 150 8,6 2,23 :1 353 X 8,6 2,23 :1 153 Tablica 4 55 60 65 % obj. benzenu w gazowej mieszaninie benzenu z powietrzem Stosunek molowy tlenu do benzenu Przyklad xi | xii ) xm 8,6 2,23 :1 5,65 3,5 :1 4,55 4,4 :168001 cd. tablicy 4 % molowy przeksztalcenia benzenu w produkty utleniania Wydajnosc bezwodnika ma¬ leinowego w % molowych, w stosunku do % molowego przeksztalcenia benzenu w produkty utleniania Wydajnosc bezwodnika ma¬ leinowego w g/litr katalizato- ra/godz.Ilosc p-benzochinonu w czes¬ ciach/milion 7,3 67 10,5 <10 9,0 56 7 <10 11,0 50 5,5 <10 PL PL
Claims (13)
1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania bezwodnika maleinowego droga czesciowego katalitycznego utleniania benzenu przez zetkniecie w podwyzszonej temperaturze gazowej mieszaniny benzenu i molekularnego tlenu z kataliza¬ torem utleniania i wyosobnienie bezwodnika maleino¬ wego z otrzymanej gazowej mieszaniny reakcyjnej, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie mieszanine gazowa, w któ¬ rej stosunek molowy tlenu do benzenu wynosi ponizej 4,5 : 1, a utlenianie prowadzi sie wobec katalizatora w stanie fluidalnym.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sto¬ suje sie benzen zawierajacy siarke.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako mieszanine gazowa stosuje sie mieszanine benzenu i powietrza.
4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze jako katalizator utleniania stosuje sie tlenek wolframu, 10 15 20 25 30 35 10 wanadu lub molibdenu albo dwa lub trzy z tych tlen¬ ków lacznie, w polaczeniu z obojetnym nosnikiem o niewielkiej powierzchni wlasciwej.
5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze sto¬ suje sie katalizator utleniania zawierajacy tlenek wa¬ nadu i tlenek molibdenu w stosunku 3:1 —1:4.
6. Sposób wedlug zastrz. 4 i 5, znamienny tym, ze stosuje sie katalizator zawierajacy tlenek fosforu w sto¬ sunku wagowym do ilosci pozostalych tlenków wyno¬ szacym 1:5 — 1 : 10.
7. Sposób wedlug zastrz. 4—6, znamienny tym, ze jako obojetny nosnik stosuje sie tlenek glinowy o po¬ wierzchni wlasciwej ponizej 1 m2/g.
8. Sposób wedlug zastrz. 4—7, znamienny tym, ze jako obojetny nosnik stosuje sie zel krzemionkowy o powierzchni wlasciwej ponizej 400 m2/g.
9. Sposób wedlug zastrz. 1—8, znamienny tym, ze gazowa mieszanine wprowadza sie w zetkniecie z flui¬ dalnym katalizatorem w ciagu 1—10 sekund.
10. Sposób wedlug zastrz. 1—9, znamienny tym, ze otrzymana w wyniku zetkniecia gazowej mieszaniny z fluidalnym katalizatorem utleniania mieszanine plucze sie benzenem w celu wyosobnienia bezwodnika malei¬ nowego.
11. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze benzen utrzymuje sie w stanie wrzenia.
12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze otrzymana mieszanine poddaje sie zetknieciu z benze¬ nem w strefie zawierajacej pare wrzacego benzenu i usuwa bezwodnik maleinowy z tej strefy przez skro¬ plenie cieczy, podczas gdy wode zawarta w mieszani¬ nie koncowej usuwa sie przez odprowadzenie z tej strefy par benzenu i wody.
13. Sposób wedlug zastrz. 1—12, znamienny tym, ze zawarty w mieszaninie koncowej nieprzereagowany benzen wyosabnia sie i co najmniej czesc tego benzenu zawraca sie do strefy reakcji. PL PL
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL68001B1 true PL68001B1 (pl) | 1972-12-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3268082B2 (ja) | プロセス | |
| US3293268A (en) | Production of maleic anhydride by oxidation of n-butane | |
| US2852567A (en) | Production of phenols from aromatic carboxylic acids | |
| US3870743A (en) | Preparation of aromatic dinitriles | |
| US2954385A (en) | Production of maleic and phthalic anhydrides | |
| US4002653A (en) | Manufacture of anthraquinone | |
| US4131742A (en) | Cobalt-catalyzed oxidation of hydrocarbons | |
| US3476808A (en) | Catalytic oxidative dehydrogenation of ketones | |
| PL68001B1 (pl) | ||
| US3914217A (en) | Process for the preparation of lactams | |
| JP2002502402A (ja) | メタノールからホルムアルデヒドを製造する方法 | |
| US3313840A (en) | Process for the production of the dinitriles of fumaric acid and maleic acid | |
| US6071848A (en) | Process for the hydroxylation of aromatic hydrocarbons | |
| US2828325A (en) | Production of benzonitrile | |
| JP2537509B2 (ja) | ジシアノベンゼンの連続製造方法 | |
| US3542520A (en) | Modified "deacon" process | |
| US3704251A (en) | Production of phenyl-maleic anhydride by catalytic vapor phase oxidation of biphenyl or sec-butyl benzene | |
| US3180840A (en) | Olefin oxidation catalyst and method of preparation thereof | |
| US3398199A (en) | Process and catalyst for the oxidation of olefins | |
| US5187307A (en) | Selectivity in the oxidative dehydrogenation of alkyl glycolate | |
| US2098842A (en) | Peepabation of acetaldehyde and a | |
| US3086992A (en) | Production of trimellitic acid | |
| US3104263A (en) | Process for the manufacture of acetaldehyde | |
| US3923881A (en) | Process for the preparation of C{HD 4 {B dicarboxylic acids from 2-butene | |
| US3708504A (en) | Manufacture of naphthalene-1,8-dioic anhydride |