СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА Советский патент 1974 года по МПК C07D307/89 

1

Изобретение относится к способу получения фталевото аигидрида, который используется для получения целого ряда синтетических матералов - глифталевых смол, пластификаторов, красителей.

Известен опосо-б получения фталевого ангидрида путем окисления о-ксилола кислорода или кислородсодержащим газом при 250- 380°С в лри.сутствии окионо-ванадиевого катализатора с добавками окислов Се, Си, Fe, Мп, Со, Р, Мо, W, Ag на носителе из оиликагеля, активированного угля, силикато1В «ли фосфата алюминия, а также в присутствии газообразной добавки - брома или его соединения. Выход фталевого ангидрида 54-63%. Однако при этом необходимо иопользование сложного катализатора, брома или его соединений. Фталевый ангидрид имеет недостаточно высокий выход.

Цель изобретения - разработка более экономичного способа синтеза фталевого ангидрида, обеспечивающего более .высокий выход продукта. Для этого осуществляют яарофазное каталитическое окисление о-ксилола воздухом в присутствии ванадиево-титанового катализатора с добавкой этилена или этиленсодержащей фракции, преимущественно с содержанием этилена не менее . Процесс недуг при 360-450°С.

Процесс получения фталевого ангидрида заключается в следующем: исходный о-ксилол в смеси с воздухом и этиленом пропускают через слой катализатора. Исходные вещества берут в молярном соотношении - о-ксилол: : .воздух : этил©н 1 : 30-100 : 3-5, соответственно.

В качестве катализаторов используют смешанный окисный ванадиево-титановый контакт с молярными соотношениями окислов V2O5:Ti02 l : 0,1-30.

Добавки этилена повышают выход фталевого ангидрида до 75-78% от теоретического в расчете на взятый о-ксилол.

Пропан и бутан, соответствующие этилену, получаемому газовым крегингом, не влияют на качество « выход фталевого ангидрида.

Пример 1. Процесс ведут на установке проточного типа с реакционной трубкой из

нержавеющей стали диаметром 20 мм и длиной 1200 мм. Вана.диево-титановый катализатор (молярное соотношение окислов VjOs: TiO2 1 : 0,5) загружают в реактор в количестве 0,04 л.

Смесь о-ксилола, воздуха, этилена пропускают через слой катализатора при 390°С. Скорость подачи о-ксилола 84 г, воздуха - 7200 л, этилена - 71 л на литр катализатора в час. Продолжительность опыта 10 час.

Всего за опыт подано 36,9 л о-ксилола.

Получают 38,8 г фталевого ангидрида, что составляет 75% от теоретического в расчеге на поданный о-(Ксилол и 105 вес. %. Полученный фталевый ангидрид имеет коэффициент нейтрализации 83 и т. пл. 131,5°С.

Выход малеинового ангидрида 3-5% от теоретичеокого в расчете, на поданный о-ксилол.

Общая конверсия о-ксилола 95,7%.

Пример i2. Опыт проводили на том же катализаторе, что и в примере 1.

В реактор подавали смесь о-к€илола, вовдуха, этилена при 420°С.

Скорость подачи о-ксилола 84 г, воздуха - 7200 л, этилена - 71 л на литр катализатора в час. Продолжительность опыта 10 час. Всего подано 36,9 г о-«силола. За опыт получено 40,3 г фталевого ангидрида, что составляет 78% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 109 вес. %.

При.мер 3. Смесь компонентов, состоящую из о-ксилола, воздуха, этилена, пропускают через реактор, описанный в примере 1, над 0,04 л ванадиево-титанового катализатора (молярное соотношение VaOs : : 1). Температура в контактной зоне 420°С. Скорость подачи о-ксилола 108 г, воздуха - 3180 г, этилена - 71 л «а литр катализатора в час. Время контакта 0,5 сек. Продолжительность опыта 10 час. За опыт подано 54 г о-ксилола. Конверсия о-ксилола 96,8%. Получено 58,6 г фталевого ангидрида, что составляет 77,6% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 108,5 вес. %.

Пример 4. Опыт проводили на катализаторе, описанном в примере 3, который загружали в количестве 0,04 л. Температура в контактной зоне составляла 400°С. Скорость подачи о-ксилола 108 г, воздуха - 5600 л, этилена - 71 л на литр катализатора в час. Время конта-кта 0,3 сек. Продолжительность опыта 10 час. Всего подано 54 г о-ксилола.

Выход фталевого ангидрида 56 г, что соста,вляет 74,2% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 103,8 вес. %.

Пример 5. Опыт проводили на том же катализаторе, что и в примере 3.

Через слой катализатора при 400°С в течепие 10 час пропускали о-ксилол со скоростью 108 г, воздух - 3180 л, этилеи - 102 л на литр катализатора в час. Время контакта 0,5 сек.

За опыт подано 54 г о-ксилола.

Выделено 58,3 г фталевого ангидрида, что составляет 77,2% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 108 вес. %.

(Пример 6. Через катализатор, описанный в примере 3, подавали о-ксилол, воздух и смесь углеводородов следующего состава: оропан- 67%, этилен - 28%, бутан - 5%.

Опыт проводили при 400°С. Скорость подачи о-ксилола 108 г, воздуха - 3180 л, смеси газообразных углеводородных - 251 л (этилена - 71 л) на литр катализатора в час. Продолжительность опыта 10 час.

За опыт подано 54 г о-ксилола. Получено 58 г фталевого ангидрида, что составляет 77% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 107,5 вес. %.

Предмет изобретения

Способ получения фталевого ангидрида окислением о-ксилола кислородом или Кислородсодержащим газом при повышенной температуре с иопользованием ванадиевого катализатора и газообразной добавки., отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, в (Качестве катализатора и-опользуют ванадиево-титановый катализатор, в качестве газообразной добавки - этилен или этиленсодержащую фракцию и процесс ведут при 360-450°С.