SU535306A1 - Method for preparing naphthalic anhydride - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к усовершенствованному способу получени  нафталевого ангидрида , представл ющего интерес как полупродукт в синтезе пиреленовых красителей, мономера дл  производства термостойких полимеров и пластификаторов.This invention relates to an improved process for the preparation of naphthalic anhydride, which is of interest as an intermediate in the synthesis of pyrelain dyes, a monomer for the production of heat-resistant polymers and plasticizers.

Известны различные способы получени  иафталевого ангидрида, например парофазпым каталитическим окислением аценафтепа в присутствии различных катализаторов.Various methods are known for the preparation of naphthalic anhydride, for example, by vapor-phase catalytic oxidation of acenaftep in the presence of various catalysts.

В случае использовани  п тиокиси ванади  или ванадата железа с добавками K2SO4 на носителе (пемзе) или без него получают нафталевый ангидрид с выходом не более 82% от теории.In the case of using vanadium pentoxide or iron vanadate with K2SO4 additives on a carrier (pumice) or without it, naphthalic anhydride is obtained with a yield of not more than 82% of theory.

Применение п тиокиси ванади  с добавками солей органических карбоновых кислот также не позвол ет достигнуть выхода целевого нафталевого ангидрида выше 82% от теории .The use of vanadium pentoxide with the addition of salts of organic carboxylic acids also does not allow reaching the yield of the target naphthalic anhydride above 82% of the theory.

Кроме того, как в первом, так и втором случае целевой нафталевый ангидрид загр знен примес ми аценафтилена и аценафтенхинона , что требует как дополнительной очистки, так и вызывает общее усложнение процесса.In addition, in both the first and second cases, the target naphthalic anhydride is contaminated with impurities of acenaphthylene and acenaphthenquinone, which requires both additional purification and causes a general complication of the process.

Нар ду с этим известен способ парофазного окислени  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 образуетс  в процессе нафталевый ангидрид, но выход его не превышает 50% при мол рном соотношении аценафтен : : вода : кислород воздуха 1 : 58-70 : 45;Along with this, a method of vapor-phase oxidation of acenaphthene at 340-440 ° C in the presence of fused tin vapadate is known. The process is conducted with the use of air and a small amount of water (0.5-0.6 l / l of catalyst per hour) and ammonia or without it. In the latter case, naphthalic anhydride is formed in the process, but its output does not exceed 50% at a molar ratio of acenaphene:: water: air oxygen 1: 58-70: 45;

Однако недостаточна  теплостойкость этого катализатора при температуре 400°С и св занное с этим снижение активности не может удовлетворить требование промышленности .However, the heat resistance of this catalyst is insufficient at a temperature of 400 ° C and the associated decrease in activity cannot satisfy the requirements of the industry.

Известно применение дл  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.It is known to use for this process a more heat-resistant catalyst based on V2O5: TiO2 1: 0.1-32, mainly at a ratio of oxides I: 32. The implementation of the method is carried out at a molar ratio of acenaphthene: water: air oxygen and ammonia 1: 450-1300: 20-100: 30-40 at 340-440 ° C.

Однако несмотр  на присутствие значительного количества воды и аммиака в процессе образуютс  два продукта: нафталимид (до 78%) и нафталевый ангидрид (до 20%).However, despite the presence of a significant amount of water and ammonia, two products are formed in the process: naphthalimide (up to 78%) and naphthalic anhydride (up to 20%).

В этой св зи разработка условий способа, позвол ющего достигать на термостойком катализаторе , не тер ющем активности при 450°С 2000 ч, высокую селективность по нафталевому ангидриду,  вл етс  актуальной задачей .In this connection, the development of the conditions of the method, which makes it possible to achieve a high selectivity for naphthalic anhydride on a heat-resistant catalyst that does not lose activity at 450 ° C, is an urgent task.

С целью повышени  селективности процесса в предлагаемом способе используют мольное соотношение аценафтена, воды и кислорода воздуха равным 1 : 150-400 : 50-120.In order to increase the selectivity of the process in the proposed method, the molar ratio of acenaphthene, water and oxygen of air is 1: 150-400: 50-120.

Это позвол ет 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.This makes it possible to achieve a yield of the target naphthalic anhydride up to 90-94%, and this product does not require purification, its mp. 271-272 ° C, and the equivalent of neutralization is 108.2 mg KOH / H.

Пример. Процесс осуш,ествл ют на установке проточного действи  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.Example. The drying process is established on a flow unit with a stainless steel reaction tube with an inner diameter of 200 mm and a length of 1200 mm. 0.065 liters of catalyst containing 94% TiO2 and 6% 205 are charged to the reaction tube.

Смесь реагирующих веществ: аценафтена, воды и кислорода, подают в реактор, контактна  трубка которого нагрета до 345°С.The mixture of reactants: acenaphthene, water and oxygen, is fed to the reactor, the contact tube of which is heated to 345 ° C.

Скорость подачи аценафтена 70 г, вОдЫ 3076 г, воздуха 4615 л/л катализатора в час. Паровоздушна  смесь содержит 45,7 воды и 54,3% воздуха.The feed rate of acenaphthene 70 g, WATER 3076 g, air 4615 l / l of catalyst per hour. The vapor-air mixture contains 45.7% water and 54.3% air.

Улавливание ведут в колбах-приемниках, охлаждаемых водой или воздухом. Твердый продукт реакции отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают.Capture lead in flasks receivers cooled by water or air. The solid reaction product is filtered off, washed on the filter with water and dried.

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.Within 10 hours, 61.8 g of acenaphthene was missed and 74.6 g of naphthalic anhydride with m.p. 272 ° C, neutralization equivalent of 108.2 mg KOH / g.

Найдено, %: С 72,64; 72,68; Н 3,22, 3,23.Found,%: C 72.64; 72.68; H 3.22, 3.23.

С12НбОз. Вычислено, %: С 72,73; Н 3,15.С12НобОз. Calculated,%: C, 72.73; H 3.15.

В таблице представлены услови  синтеза ангидрида нафталевой кислоты с учетом различных соотношений исходных веществ, температуры и состава катализатора.The table presents the conditions for the synthesis of naphthalic anhydride, taking into account the different ratios of the starting materials, temperature and composition of the catalyst.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ получени  нафталевого ангидрида путем парофазного окислени  кислородом воздуха аценафтена в присутствии воды и катализатора , содержащего п тиокись ванади  и 25 20 окись титана в соотношении 1:0,1-32, при 340-440°С, отличающийс  тем, что, с целью повышени  селективности процесса, в последнем используют мольное соотношение аценафтена, воды и кислорода воздуха, равным 1:150-400:50-120.The method of obtaining naphthalic anhydride by vapor-phase oxidation with air of oxygen acenaphthene in the presence of water and a catalyst containing vanadium pentoxide and 25-20 titanium oxide in a ratio of 1: 0.1-32, at 340-440 ° C, characterized in that in order to increase the selectivity of the process, in the latter, the molar ratio of acenftene, water and oxygen of the air is 1: 150-400: 50-120.