Способ получения фталевого ангидрида Советский патент 1980 года по МПК C07D307/89 

Изобретение относится к улучшенному способу получения фталевого ангидрида- исходного продукта в синтезе гл-ифталевых смол, красителей, пластификаторов., Известен способ получения фталевого ангидрида окислением о-ксилола кис лородом воздуха 250-400 С. в присутствии окцсного ванадий-титанового катализатора, промотированного окислами других металлов, например, окислов меди, железа и молибдена. Выход целевого продукта достигает 70-78 мо 1. Известен способ получения фталево го ангидрида окислением о-ксилола ки лородом воздуха при 250-420 С в присутствии нанесенного на двуокись титана окисно-ванадиевого катализатира, модифицированного окислами нио бия, олова, свинца, молибдена и гер.мания. В качестве добавок, повышающих селективность процесса, применяю сернистый газ, бром и бромсодержащие вещества. Выход фталевого ангидрида составляет 74 мол.% 2. Недостаток Известных способов получения фталевого ангидрида заключается в невысоком выходе целевого продукта вследствие относительно .изкой селективности действия катализатора. Наиболее близким к описываемому способу является способ получения фталевого ангидрида парофазным окислением о-ксилола кислородом воздуха при 359-450°С в присутствии окисного ванадево-титанового катализатора. Для повышения селективности процесса в реакционную смесь вводят этилен или этиленсодержащий газ при молярном соотношении о-ксилол: этилен - 1:3-5. Выход целевого продукта составляет 75-78 мол.% в расчете на взятый о-ксилол 3. Недостаток известного способа заключается в невысоком выходе целевого продукта и использовании большого количества этилена или этиленсодержащего газа - добавки, повышающей селективность процесса. Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта и упрсчцение способа. Поставленная цель достигается описываемым способом получения фталевого ангидФида, заключающимся в парофазном окислении о-ксилола кислородом воздуха при 350-45б с в присутствии

окисного ванадиево-титанового катализатора.

Для повышения селективности процесса в реакционную смесь вводят мочевину или ее метильное производное при мольном соотношении о-ксилол: мочевина {метильное производное мочевины) - 0,001-0,006.

Отличительным признаком описываемого способа является использование добавки мочевины или ее метильного производного в реакционную смесь при мольном соотношении о-ксилол: мочевина(метильное производное мочевины) - 0,001-0,006.

Пример 1. Процесс осуществляют на установке проточного действия с реакционной трубкой из нержавеющей стали диаметром 20 мм и длиной 1200 мм.

Ванадиевотитановый катализатор загружают в реактор в количестве 0,1л

Смесью кислорода воздуха, ксилола и мочевины, взятых в молярном соотношении, равном 36:1:0,003, пропускают через слой катализа тора при 390 С. Скорость подачи о-ксилола 80 г, воздуха 2940 л и мочевины 0,14 г на 1 л катализатора в час. iУлавливание продуктов реакции проводится в колбах-приемниках. Продолжительность опыта 10 ч. Всего на опыт .подают 40,3 г о-ксилола.

Получают 42,2 г фталевого ангидрида, выход составляет 75% от теоретически возможного в расчете на поданный о-ксилол или 104,7 вес.%. Количество примеси малеинового ангидрида составляет 2-3 вес.% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол.

В отсутствии мочевины в тех же условиях выход фталевого ангидрида достигает 60-62 вес.%, а малеинового ангидрида 4-5 вес.% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол.

П р и м е р 2. Опыт проводят на ванадиевотитановом катализаторе.

В реактор подают смесь о-ксилола, .воздуха, мочевины при 420°С. Мольное соотношение о-ксилол:мочевина составляет 1:0,003.

; . Скорость подачи о-ксилола 80 г, воздуха 2940 м, мочевины 0,14 г на 1 л катализатора в час. Продолжительность опыта 10 ч.

Всего подают 40,3 г о-ксилола. За опыт получают 42,7 г фталевого ангидрида, что составляет 76 вес.% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол или 105,9 вес.%.

Пример 3. Опыт проводят аналогично примеру 1. Через слой катализатора при 400°С пропускают смесь исходных компонентов реакции. Количество о-ксилола и воздуха такое же, как в примере 2. Количество мочевины 0,28 г на 1 л катализатора в час.

Мольное соотношение о-ксилол:мочевина равно 1:0, 006.

За опыт продолжительностью 10ч пропускают 40,3 г о-ксилола и выделяют 45,6 г фталевого ангидрида, что , составляет 81% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол или 113,15 вес.%.

Пример 4. Опыт проводят аналогично примеру 1.

Смесь компонентов, состоящую из кислорода воздуха и о-ксилола и мочевины, взятых в молярном соотношеНИИ, равном 1:0,006, соответственно пропускают при температуре.в контактной зоне и скорости подачи

5 о-ксилола 102 г, воздуха 2940 л, мочевины - 0,28 г на 1 л катализатора в 1 ч через реактор при времени контакта 0,5 с. Продолжительность опыта 10 ч. За опыт подают 51 г о-ксилола.

0 Получено 55,5 г фталевого ангидрида, что составляет 78% от теоретического в расчете на поданный о-ксилол, или 108,9 вес.%.

Выход фталевого ангидрида без добавок мочевины равен 63-65%.

Пример 5. Опыт осуществляют аналогично примеру 1, применяя в качестве производного мочевины диметил0 мочевину. Процесс ведут при 400С. Выход целевого продукта составляет 78 мол.% в расчете на исходный о-ксилол, или 108,9вес%.

Во всех примерах получают целевой продукт следующего качества: коэффициент нейтрализации целевого продукта 83, температура плавления 131,.

Описываемый способ позволяет увеличить выход фталевого ангидрида и повысить селективность процесса при введении небольших количеств мочевины или ее производных 0,4-2 кг/т

продукта. Используемые в описываемом способе добавки - мочевина и ее производные дешевы и доступны.

Формула изобретения

Способ получения фталевого ангидрида парофазным окислением о-ксилола .кислородом воздуха при 350-4ЗО С в присутствии окисного ванадиевотита5 нового катализатора, и в присутствии вводимой в реакционную смесь добавки отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продуктами упрощения процесса, в качестве добавки используют мочевину или ее метильное производное-метилмочевину или диметилмочевину, при мольном соотношении о-ксилол: мочевина (метильное производное мочевины)0,001-0,006. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент США 3509179, кл. 260-346.7, 1970. . 7214036 2. Патент Англии № iiftfii ; кл. С 2 С 1962 i186126, свидетельство СССР 63/00, 1975,