Способ получения нафталевого ангидрида Советский патент 1976 года по МПК C07D311/02 

1

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения нафталевого ангидрида, представляющего интерес как полупродукт в синтезе пиреленовых красителей, мономера для производства термостойких полимеров и пластификаторов.

Известны различные способы получения иафталевого ангидрида, например парофазпым каталитическим окислением аценафтепа в присутствии различных катализаторов.

В случае использования пятиокиси ванадия или ванадата железа с добавками K2SO4 на носителе (пемзе) или без него получают нафталевый ангидрид с выходом не более 82% от теории.

Применение пятиокиси ванадия с добавками солей органических карбоновых кислот также не позволяет достигнуть выхода целевого нафталевого ангидрида выше 82% от теории.

Кроме того, как в первом, так и втором случае целевой нафталевый ангидрид загрязнен примесями аценафтилена и аценафтенхинона, что требует как дополнительной очистки, так и вызывает общее усложнение процесса.

Наряду с этим известен способ парофазного окисления аценафтена при 340-440°С в присутствии плавленного вападата олова. Процесс ведут с использованием воздуха и небольшого количества воды (0,5-0,6 л/л катализатора в час) и аммиака или без него. В последнем случае образуется в процессе нафталевый ангидрид, но выход его не превышает 50% при молярном соотношении аценафтен : : вода : кислород воздуха 1 : 58-70 : 45;

Однако недостаточная теплостойкость этого катализатора при температуре 400°С и связанное с этим снижение активности не может удовлетворить требование промышленности.

Известно применение для этого процесса более термостойкого катализатора на основе V2O5: TiO2 1 : 0,1-32, преимущественно при соотношении окислов I :32. Осуществление способа ведут при мольном соотношении аценафтена : воды : кислорода воздуха и аммиака 1 : 450-1300:20-100:30-40 при 340- 440°С.

Однако несмотря на присутствие значительного количества воды и аммиака в процессе образуются два продукта: нафталимид (до 78%) и нафталевый ангидрид (до 20%).

В этой связи разработка условий способа, позволяющего достигать на термостойком катализаторе, не теряющем активности при 450°С 2000 ч, высокую селективность по нафталевому ангидриду, является актуальной задачей.

С целью повышения селективности процесса в предлагаемом способе используют мольное соотношение аценафтена, воды и кислорода воздуха равным 1 : 150-400 : 50-120.

Это позволяет достигать выхода целевого нафталевого ангидрида до 90-94%, причем этот продукт не требует очистки, его т. пл. 271-272°С, а эквивалент нейтрализации 108,2 мг КОН/Г.

Пример. Процесс осуш,ествляют на установке проточного действия с реакционной трубкой из нержавеющей стали с внутренним диаметром 200 мм и длиной 1200 мм. В реакционную трубку загружают 0,065 л катализатора, содержащего 94% TiO2 и 6% 205.

Смесь реагирующих веществ: аценафтена, воды и кислорода, подают в реактор, контактная трубка которого нагрета до 345°С.

Скорость подачи аценафтена 70 г, вОдЫ 3076 г, воздуха 4615 л/л катализатора в час. Паровоздушная смесь содержит 45,7 воды и 54,3% воздуха.

Улавливание ведут в колбах-приемниках, охлаждаемых водой или воздухом. Твердый продукт реакции отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают.

В течение 10 ч пропущено 61,8 г аценафтена и выделено 74,6 г нафталевого ангидрида с т. пл. 272°С, эквивалент нейтрализации 108,2 мг КОН/Г.

Найдено, %: С 72,64; 72,68; Н 3,22, 3,23.

С12НбОз. Вычислено, %: С 72,73; Н 3,15.

В таблице представлены условия синтеза ангидрида нафталевой кислоты с учетом различных соотношений исходных веществ, температуры и состава катализатора.

Формула изобретения Способ получения нафталевого ангидрида путем парофазного окисления кислородом воздуха аценафтена в присутствии воды и катализатора, содержащего пятиокись ванадия и 25 20 окись титана в соотношении 1:0,1-32, при 340-440°С, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса, в последнем используют мольное соотношение аценафтена, воды и кислорода воздуха, равным 1:150-400:50-120.