Катализатор для окисления нафталина до фталевого ангидрида
О. Я. Полотнюк, С. П. Чайковский В. E. Калинин, О. В. Медведева и В. Л. Пронина (72) Авторы изобретен ия (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ НАФТАЛИНА
ДО ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА
Изобретение относится к производству катализаторов для окисления нафталина до фталевого ангидрида.
Известен катализатор для получения фталевого ангидрида окислением нафтаS лина, содержащий смесь сульфатов ванадила и калия, нанесенных на силикагель.
Этот катализатор имеет высокую избирательность - около 85-88% от теории при относительно небольшой нагруэке25-30 г нафталина на 1 кг катализатора в час (11.
Известен также катализатор для окис» ления нафталина до фталевого ангидрида, содержащий 5-20% пятиокиси ванадия и
20-50% сульфата или пиросульфата калия, нанесенные на силикагель, имеющий поверхность 200 — 700 м /г, с разме2 ром пор 50 - 350 А j2 ).
Катализатор имеет поверхность 2075 м /г. При окислении нафталина (соотношение нафталин: .воздух 1:22,3) выход
tpTanesoro ангидрида составляет 93 мол.% при ооъемной скорости 360 ч .
Недостатком указанного катализатора является малая интенсивность процессанагрузка на катализатор 40 г/кг катализатора в час, Ближайшим решением поставленной задачи является катализатор для окисления нафталина во фталевый ангидрид, содержащий 7-20% сульфата ванадила, 15-50% пиросульфата калия на силикагеле и имеющий удельную поверхность 80-180 м2/г (31.
При окислении нафталина на указанном о катализаторе при 330 - 360 С получают выход фталевого ангидрида 91,5% от теории при производительности
140 вес. ч.фталевого ангидрида в час с
1 об. ч. катализатора.
Целью изобретения является повышение активности катализатора.
Указанная цель достигается тем, что катализатор содержит 9,25-12;31 вес.% сульфата ванадила, 25,19-44,45 вес.% пиросульфата щелочного металла, причем мольное соотношение сульфата BQHBllnëà
O Ф пор 60-90 А, крупных пор 1 000-1 ООООА ири объемной доле последних 40:-80%, пропитывают 1000 мл раствора, содержащего 200 г сульфата ванадила и 373 г ниро ульфата калия, выдерживают в течение 18 ч, сушат при 105 С 12 ч и о о прокаливают при 380 С в течение 3 ч.
Получают катализатор, содержащий, вес.%:V0504 12,31, К25>О> 25,19, и
Si 02 62,5.
Мольное отношение VOTO . К29 0
4 составляет 1:1,2.
В кипящем слое катализатора указанного состава и структуры при температуо ре 380 С, соотношении нафталин: воздух = 1;15, объемной скорости 180 ч и нагрузке 205 г нафталина на 1 кг катализатора в час получают выход 94%.
Пример 2-12. Катализатор готовят по примеру 1, Меняют соль щелочного металла и ее содержание. Состав полу телных катализаторов, условия проведения процесса и выход фталевого ангидрида по примерам
2-12 приведены в таблице, 6853
3 к пиросульфату щелочного металла равно
1: 1,2 -: 1,72, нанесенные на силикагель бидисперсной структуры,. имеющий 4080% крупных пор с радиусом 100010000 А и тонкие поры с радиусом
60-90 А.
Катализатор указанного состава на указанном носителе обладает высокой активностью и одновременно с этим оптимальной для данного химического состава 10 пористой структурой, сочетающей достаточно большую величину рабочей поверхности (80-120 м /г) и доступность ее для реагирующих веществ, что исключает возможность внутр ид иффузи онных,затруднений при проведении каталитического процесса.
Проведение процесса получения фталевого ангидрида на указанном катализаторе дает выход фталевого ангидрида 9497 мол.% при нагрузке 200 - 400 r нафталина на 1 кг катализатора в час.
Пример 1. 10,00 г силикагеля, имеющего поверхность 150-200 мгФг с объемом пор 0,8 см /г, радиусом тонких а.
Состав катализатора, условия проведения процесса и выход фталевого ангидрида
373 1:1,2 12,31 25,19
2 2 7
2 К2Ь20 7
467 1:1,485J.1,78
533 1:1,72 11,1
1860 95
58,8 213
29,42
32,4
57,6 280
53,5 298
51,0 275
1960 93
2085 92
30,9
35,83
636 1:1,48 10,67
721 1;1,68 10,2
5 -и6 — и—
1924 94
38,8
9 С 2&д07
10 ЯЬ2с 20
К, 20, 93
915 1:1,68 9,25
316 1:1,49 11,12 13,98 18,80
232
232
405
10,66 13,55 22,39 53,40 280 2450 96
1:1,49 2 207
CS2S207
16,821,,2 51,1
350 3470 95
316 1:1,49 10,2
1»b2 О
Ь,,0„ 1 05
4 РЬ25207 505 1;1,18 11,5
7 Саа5е07 648 1:1,19 10,62
8 — и — 805 1: 1,48 9,75
62,5 205 1 800 94
56,5 220 1540 95
36,1 8 53,2 282 1 300 96,5
41,35 48,90 280 2450 97
44,45 46,30 400 3730
56,1 О 250 2040 94
685325
Сульфат ванадила
Пиросульфат щелочного металла
Силикагель
9, 25-1 2,31
25 19-4 4,45
Остальное.
Составитель Н. Путова
Редактор T. !Хевятко Техред Э. мужик Корректор М. Вигула
За каз 5 345/9 Тираж 877 Подписное
Н11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал I ll 111 "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретении
Катализатор для окисления нафталина до фталевого ангидрида, содержащий сульфат ванадила, пиросульфат щелочного ме- 5 галла на снликагеле,,о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит сульфат ванадила и пиросульфат щелочного металла в мольном соотношении 0
1:1,2 — 1,72 и силикагель бидисперсной структуры, имеющий 40-80% крупных пор с радиусом 1 000 - 1 0000 А и тонкие поры с радиусом 60 - 90 А, при следующем содержании компонентов, 15 вес.%:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Ворожцов Н. Н. Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей.
М., 1955, с. 636.
2. Патент США М 2973371, кл. 260-346.4, опублик. 1962.
3. Авторское свидетельство СССР
No 245031, кл. В 11 У 37/02, 1966 (прототип) .
