Способ получения малеинового ангндрида

 

тент :о- .-.. н,:чески п библиотека МБА

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06Х111.1971 (№ 1691017/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.Х1.1973. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 12.IV.1974

М. Кл. С 07с 51/54

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 547.462.3.07(088.8) Авторы изобретения

В. А. Славинская, С. А. Гиллер, И. А. Милман, Э. Е. Дзилюма, Д. P. Крейле, Д. Я. Эглите, М. В, Шиманская и А. К. Страутинь

Ордена Трудового Красного Знамени институт органического синтеза

АН Латвийской ССР

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛЕИНОВОГО АНГИДРИДА 2О5

МоОз

Р205

Ха20

Ад,О

Cd0

СиеО

СоО

6,35 — 10,08

3,84 — 10,13

0,18 — 1,12 до 0,31 (до 0,15%) (до 0,28%) (до 0,08%) (до 0 40% ) 15 до 0,15 до 0,28 до 0,08 до 0,40

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения малеинового ангидрида, который находит широкое применение в химической и полимерной промышленности.

Известен способ получения малеинового ангидрида путем окисления фурана в паровой фазе кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии вгнадиймолибденфосфорного катализатора, промотированного соединениями натрия и никеля при 290 — 350 С, с последующим выделением целевого продукта с выходом до 80%; Однако, в известном способе предусматриваются высокие разбавления фурана воздухом, т. е. 110 †2 кратный весовой избыток воздуха, что приводит к большим энергетическим затратам в связи с нагреваI нием воздуха до высоких температур. Кроме того, при высоких разбавлениях неприменима непосредственная конденсация малеинового ангидрида (так называемое сухое улавливание) . При невысоких разбавлениях фурана воздухом ((б0) необходимо использование чистого кислорода, что также снижает возможности использования способа в промышленных масштабах из-за взрывоопасности.

Кроме того, при использовании воздуха в области высоких концентраций фурана выход и производительность (см. табл, 1) невысокие (при разбавлении фурана воздухом в 74 раза выход составляет 52%, а производительность

Зб,9 г/л час).

С целью повышения производительности процесса, последний ведут на двух и более слойном катализаторе, слои которого содержат в качестве дополнительных промоторов мед, серебро, кадмий или кобальт в виде окисей.

Компоненты катализатора целесообразно

10 брать в следующих соотношениях, r:

В качестве носителя целесообразно использовать электрокорунд, металлический алюминий, никельалюминиевый сплав, кварц, карборунд, муллит, шамот, каолин нли рутнл.

25 Окисление фурана проводят при разбавленин фурана воздухом, взятом в 28 — 70 кратном весовом избытке при 325 †3 С.

Кроме того, расположение слоев катализаторов ведут таким образом, чтобы на входе

30 парогазовой смеси был высокопроизводнтель406828

Таблица 1

Выход малеинового ангидрида

Производительность, г/л час.

Условия опыта время кон- разбавление такта, сек, (весовое) температура, С вес.", мол. %

320

1,3

36,9

52

320

1,0

13,8

14

330

0,6

102,8

30

330

0,6

103,0

0,7

330

59

92,9

Характеристика катализатора

Ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированный натрием и никелем, нанесенный на металлический алюминий и приготовленный в аммиачной среде (количество активных компонентов на носителе 6%) Ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированный натрием и никелем, нанесенный на электрокорунд и приготовленный в соляно-кислой среде (количество активных компонентов на носителе 11%) ный катализатор (около 1/2 — 2/3 общего объема), промотированный кадмием или медью, кобальтом или серебром, а далее — катализатор, промотированный никелем (менее производительный), т. е. предусматривающий использование обедненной фураном смеси.

Это позволит улучшить теплообмен в реакторе и снизить непроизводительный расход фу- рана.

При окислении фурана на двух высокопроизводительных катализаторах, расположенных слоями (или ванадиевоокисном катализаторе, промотированном серебром и высокопроизводительном катализаторе) наблюдается несколько заниженный выход малеинового ангидрида.

Так ванадиевоокисный катализатор, промонтированный серебром (V: Ag=1000: 3 ат) воздух при 340 С при весовом разбавлении фуран

=80 †1, объемной скорости 7000 час-, фуран характеризуется выходом малеинового ангидрида 96 †1 % при производительности

60 — 90 г/л час.

Значительный эффект повышения выхода малеинового ангидрида достигнут также при использовании смеси двух катализаторов, отличающихся активностью и селективностью.

Так при использовании механической смеси ванадиймолибденфосфорного катализатора, промотированного натрием и кадмием на электрокорунде и ванадиймолибденфосфорного катализатора, промотированного никелем на

Ni — А! сплаве (1: 1), выход малеинового ангидрида составляет 69 — 72 мол. % при производительности 112 — 137 г/л . час.

Катал изаты (растворы м ален новой кислоты), полученные при парофазном окислении фурана, отличаются сравнительно высокой чистотой. Методом жидкофазной хроматографии при использовании в качестве жидкой фазы 0,2 н. и H SO4, нанесенной на силикагель, не обнаружено присутствие примесных (летучих и двухосновных, например, щавелевой) кислот.

Пример 1. Катализатор представляет собой смесь Ч;Оа, МоОз, P20.-, Na O и CdO, атомарное соотношение V:Ìî: P: Na:Cd равно

1:0,268:0,136:0,004:0,00123 на электрокорупде, 25 который предварительно обработан концентрированной НС! в течение 72 час при температуре 100 С.

Над 25 мл катализатора пропускают фурановоздушную смесь, содержащую 0,032 г фу30 рана в литре со скоростью 3,0 л/мин (при

0 С и 760 мм рт. ст.). При температуре 325 C выход малеи нового ангидрида составляет

71 мол. % (10 вес. %) при производительности

237 г/л.час.

Пример 2. Катализатор представляет собой смесь V Oq, МоОз, Р20а, Na O и СпО (атомарное соотношение V:Ìî:Р:Na:Cu равно

1:0,268:0,0136:0,041:0,0055 на электрокорунде, предварительно отработанном концентриро40 ванной НС! в течение 24 час при 20 С.

Над 25 мл катализатора пропускают фурано-воздушную смесь, содержащую 0,026 г фурана в литре со скоростью 1,7 л/мин. При температуре 335 С выход малеинового ангидрида

45 составляет 67 мол. % (97 вес. %) при производительности 102 г/л час.

Пример 3. Применяют катализатор, расположенный слоями:

1 слой (по ходу газа 1/2 общего слоя) ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированный натрием и кадмием, нанесенный на электрокорунд;

2 слой — ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированный Ni (атомарное соотношение V:Мо:Р:Ni равно 1;0,26:0,115:

:0,0215, нанесенный на никельалюминиевый сплав).

Над 25 мл катализатора пропускают фурановоздушную смесь, содержащую 0,021 r фу60 рана в литре со скоростью 3,1 л/мин. При

335 С получен выход малеинового ангидрида

73 мол. % (105 вес. %) при производительности 163 г/л час.

Результаты окисления фурана на разных ка65 тализаторах представлены в табл. 1, 2, 406828

Таблица 2

Выход малеинового ангидрида

Режим опытов

Производительность, г/л час. температура, С мол. % вес. %

330

0,5

0,6

0,5

0,5

0,6

0,7

226

243

237

238

208

210

91

98

102

99

28

41

36

63

68

71

66

69

0,4

0,7

327

335

61

182

142

92

64

0,7

0,5

345

151

67

96

0,4

0,6

327

335

62

68

89

161

112

0,5

0,5

335

221

240

107

106

0,5

0,5

330

73

106

164

105

0,6

0,5

68

98

54

133,0

151

340

0,6

0,6

58

330

68

129

174

98

72

0,5

0,6

104

100

330

137

112

72

Характеристика катализатора

Ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотироваиньш Na a Cd, нанесенный на экектрокоруид

Ванадиймолибденфосфорньш катализатор, промотированный Na и Си и нанесенный на электрокоруид

Ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированиый Na и Ag, нанесенный на электрокорунд

Ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотироваиный Na и Со и нанесенный на малопористый коруид

Катализатор в реакторе расположен слоями (по ходу газа):

1 слой — (2/3 общего слоя), ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированный Na и Cd, нанесенный на электрокорунд (катализатор A)

2 слой †(1/3 слоя) ванадиймолпбденфосфорный катализатор промотированный Иа и И, нанесенньш на электрокорунд

Катализатор в реакторе расположен слоями:

1 слой †(1/2 слоя) катализатора А

2 слой †ванадиймолибденфосфорн катализатор, промотированный М, нанесенный на никель алюминиевый сплав

Катализатор в реакторе расположен слоями:

1 слой †(1/2 слоя) ванадиймолибденфосфорный катализатор, промотированиьш серебром, нанесенный на электрокорунд

2 слой †катализат А

Катализатор в реакторе расположен слоями:

1 слой — (2/3 слоя) ванадиевоокислый катализатор, промотироваиный серебром, нанесенный на электрокорунд

2 слой — катализатор А

Механическая смесь двух катализаторов: ванадиймолибдснфосфорного катализатора, промотированного натрием и кадмием, нанесенного на электрокорунд, и ванадиймолибденфосфорного катализатора, промотированного никелем, нанесенного иа никельалюминиевый сплав (1:1 объемное) время кон- разбавление такта, сек. (весовое) Предмет изобретения

1. Способ получения малеинового ангидрида путем парофазного окисления фурана кислородом или кислородсодержащими газами при 290 — 350 С в присутствии ванадиймолибденфосфорного катализатора, промотированного натрием на носителе, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения процесса, последний ведут на двух и более слойном катализаторе, слои которого содержат в качестве дополнительных промоторов медь, серебро, кадмий или кобальт в виде окисей.

2. Способ по п. 1, отлича!ощийся тем, что, в качестве носителя используют электрокорунд, металлический алюминий, никельалюминиевый сплав, кварц, карборунд, муллит, шамот или рутил.

3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что в процессе используют катализатор, компоненты которого берут в следующих соотношениях, r:

Носитель

4. Способ по пп, 1 — 3, отличающийся тем, что процесс проводят при разбавлении фурана воздухом, взятом в 28 — 70 кратном весовом

20 избытке при 325 — 335 С. гОв

МоОз

РгОз

ХагО

Ag O

CdO

СнгО

СоО

100

6,35 — 10,08

3,84 — 10,13 до 1,12 до 0,31 до 0,15 до 0,28 до 0,08 до 0,40

Составитель Г. Андион

Редактор В. Новожилова Техред E. Борисова !(орректор А. Дзесова

Заказ 785/7 Изд. ¹ !024 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, д, 2