DE971920C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phthalsaeure - Google Patents

Description

Wie bekannt ist, erhält man bei der Oxydation von Naphthalin durch Sauerstoff oder durch ein sauerstoffhaltiges Gas, ζ. Β. Luft, bei Anwesenheit von Katalysatoren Schwierigkeiten hinsichtlich der Abführung der Wärme, die bei der exothermen Reaktion frei wird. Hierdurch kann eine Überoxydation herbeigeführt werden, die zur Entstehung von Kohlensäure und Wasser oder zu einer Schädigung des Katalysators führt. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten hat man bereits vorgeschlagen, Wasser in die Reaktionszone zwischen den verschiedenen Lagen des Katalysators einzuspritzen. Dieses Wässer wird durch die heißen Gase verdampft, so daß wegen der Absorption der latenten Wärme, die zur Verdampfung des ia Wassers notwendig ist, die Temperatur sinkt. Um eine Verschmutzung und eine Verschlechterung des Katalysators durch die Salze, die in gewöhnlichem Wasser gelöst sind, zu vermeiden, ist es notwendig, mit gereinigtem Wasser, vorzugsweise mit destilliertem Wasser, zu arbeiten, was die Kosten des Verfahrens beträchtlich erhöht.

Das Verfahren nach der Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet. Man führt in den Oxydationsvorgang einen Teil der wäßrigen Lösung der rohen Phthalsäure ein. Diese ergibt sich aus der Ausscheidung von Phthalsäureanhydrid aus den Gasen, die von der Reaktion her-

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rühren und aus dem in an sich bekannter Weise durchgeführten Waschen mit einer abgekühlten, gesättigten Lösung von roher Phthalsäure. Hierdurch wird die Regelung der Temperatur des Oxydationsvorganges gesichert.

Das neue Verfahren bietet mehrere wichtige Vorteile. Die Lösung der rohen Phthalsäure enthält Nebenprodukte der Oxydation, wie a-Naphthochinon und Maleinsäure. Diese Produkte werden durch die Rückführung in den Oxydationsvorgang verwertet und nutzbar gemacht, insbesondere das a-Naphthochinon, das sich in Phthalsäure umwandelt, was die Ausbeute des Verfahrens erhöht.

Einige von den Nebenprodukten, wie das Maleinsäureanhydrid, haben andererseits die Wirkung, daß sie einer Überoxydation des Phthalsäureanhydrids entgegenwirken. Des weiteren tragen sie durch ihre Verdampfung bei zu einer .20 Verringerung der Temperatur des Oxydationsvorganges. Die Verwendung von gereinigtem oder destilliertem Wasser ist in diesem Falle nicht notwendig, abgesehen von der Inbetriebsetzung der Einrichtung, was zur Folge hat, daß die rohe Lösung der Phthalsäure, die in den Kreislauf eingeführt wird, keine verunreinigenden Salze enthält. Infolgedessen wird die Benutzungsdauer der Katalysatoren erhöht.

Für eine gegebene Menge der Ausgangsstoffe kann man bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses mit verhältnismäßig kleinen Mengen von Katalysatoren ausführen, und auf Grund dieses Umstandes kommt man mit kleineren und weniger komplizierten Behältern aus. Der Kompressionsdruck ist kleiner, und auch für die übrigen Apparate werden die Abmessungen geringer. Ein Teil des Phthalsäureanhydrids, das sich im Laufe des Oxydationsvorganges bildet, kann man bereits in Pulverform erhalten, bevor die heißen Gase in den Wäscher eingeleitet werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der zugehörigen Einrichtung veranschaulicht.

Es wird in an sich bekannter Weise ein Gemisch aus Naphthalin und Luft hergestellt, dem noch andere inerte Gase oder Dämpfe, wie Wasserdampf, beigefügt werden können. Dieses Gemisch wird über das Rohr 1 in einen Behälter 5 eingeführt, der eine Masse 2 eines bekannten Katalysators enthält. Die aus der Reaktion stammenden Gase werden durch das Rohr 21 in einen Behälter 6 geleitet, der ebenfalls mit einer Masse 3 eines Katalysators versehen ist. Von dort werden die aus der Reaktion stammenden Gase durch das Rohr 22 in den Behälter 7 geführt, der die Masse 4 eines Katalysators enthält. Man kann noch weitere Katalysationseinheiten vorsehen.

Beim Verlassen der letzten Einheit wird das heiße Gemisch von Dampf des Phthalsäureanhydrids und von Luft durch ein 'Rohr 8 in einen Gaswäscher 9 geführt, in dem es in an sich bekannter Weise berieselt und gewaschen wird mit einer wäßrigen Lösung von roher Phthalsäure, die auf etwa 20 bis 25° abgekühlt ist und aus dem in gleicher Weise bereits durchgeführten Verfahren stammt. Die zum Waschen dienende Lösung wird aus den Düsen 10 ausgespritzt. Die beim Waschprozeß sich ansammelnde Flüssigkeit, die zudem eine höhere Temperatur hat als die zum Waschen benutzte Lösung, wird anschließend im Ausscheider 12 mit Hilfe eines Kühlmittels abgekühlt, wobei die gebildete Phthalsäure sich abscheidet infolge ihrer geringen Lösbarkeit bei der durch die. Kühlung herbeigeführten Temperatur.

Die Kühlflüssigkeit wird bei 13 in den Kühlmantel 15 des Ausscheiders eingeführt und strömt oben bei 14 ab. Ein Teil der rohen Lösung der Phthalsäure, der bei der Ausscheidung der Phthalsäure zurückbleibt und der abgekühlt und an Säure gesättigt ist, wird mit Hilfe der Pumpe 18 zurückgeführt und über die Rückleitung 16 in die Kammern 19, 20 eingeführt, die nach den mit Katalysatoren ausgestatteten Behälter 5, 6 usw. eingeschaltet sind.

Die genannte Lösung wird in diesen Kammern 19 und 20 quer zu den heißen Gasen zerstäubt, die aus der Reaktion stammen und aus den Katalysatorbehältern 5 und 6 usw. kommen. Gleichzeitig wird ein anderer Teil der genannten rohen Lösung der Phthalsäure durch das Rohr 10' in den Wäscher geführt, um Phthalsäure von den aus der Reaktion stammenden Gasen zu trennen und um sie zu waschen unter Bildung von Phthalsäure. Der Anteil der rohen Lösung der Phthalsäure, der in den Oxydationsprozeß zur Regelung der Temperatur zurückzuführen ist, ist verhältnismäßig klein. Er muß so bestimmt werden, daß die Katalysatormasse in ihrer Temperatur unterhalb der Grenztemperatur gehalten wird, die dem Katalysator eigen ist und oberhalb derselben er unwirksam werden würde.

Die Bemessung ist abhängig von der Isolierung des Katalysatorbehälters und von der Außentemperatur.

Eine Einrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist und 1500 kg Phthalsäure je Tag erzeugt, verlangt je Stunde die Rückführung von 200 kg gesättigter Lösung der Phthalsäure von 20⁰ Die Rückführung dieser Menge kalter Lösung der Phthalsäure ermöglicht es, den Katalysator auf eine Temperatur in dem günstigsten Bereich von 300 bis 350⁰ zu halten.

Für den ersten Durchsatz des Wäschers benutzt man gereinigtes Wasser, vorzugsweise destilliertes Wasser. Die Verluste an Wasser durch Verdampfen und durch die Entnahme von Phthalsäure werden zum großen Teil kompensiert durch das Wasser, das sich bei den Reaktionen bildet.

Claims (2)

1. PATENTANSPKOCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung von Phthalsäure, bei dem durch katalytische Oxydation von Naphthalin Phthalsäureanhydrid unter Regelung der Temperatur des Oxydations-Vorganges gebildet und dieses aus den heißen

   Gasen mit tuner wäßrigen Rohphthalsäurelösung ausgewaschen wird, wobei wiederum wäßrige Rohphthalsäurelösung entsteht, aus der durch einen Kühlvorgang Phthalsäure ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Temperatur des Oxydationsvorganges ein Teil der anfallenden wäßrigen Rohphthalsäurelösung nach Abkühlung in den Oxydationsvorgang zurückgeführt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gaswäscher (9, 10), in dem das Phthalsäureanhydrid aus den heißen Gasen unter Bildung von wäßriger Rohphthalsäurelösung ausgewaschen wird, ein Ausscheider (12) mit Kühlvorrichtung (13, 14, 15) angeschlossen ist und daß dieser Ausscheider (12) — zur Rückführung von wäßriger Rohphthalsäurelösung in den Oxydationsvorgang — über eine Rückleitung (16) und eine Förderpumpe (18) auf die Oxydationskammern bzw. Zwischenkammern (19, 20) geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen