164552. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ftálsavanhidrid előállítására
3 164552 4 ezüstvegyületeket tartalmaz, ahol a katalizátort vagy bórvegyületeket tartalmazó hordozóanyagon vagy hordozóanyag nélkül alkalmazzák. Abból a célból, hogy az oxidációs-folyamatban ezekkel a katalizátorokkal előnyös eredményeket 5 érhessenek el, a szénhidrogénekből és levegőből álló keverékhez illékony bórvegyületek adagolása szükséges. Az ilyen célra alkalmazott ismert katalizátorok többnyire pl. V2 0 5 és Mo0 3 , V 2 0 5 és P 2 0 5 , 10 V2 0 5 , M0O3, P2 O s és Ag 2 0 komponensekből állnak. Az ilyen katalizátor rendszerek előállítása rendszerint azon alapszik, hogy egy megfelelő katalizátor hordozóanyagot a vanadium-, molib- 15 dén-, foszfor- és ezüstvegyületek vizes oldataival vagy ötvözeteivel átitatnak, az átitatott hordozóanyagot megszárítják és hevítik, hogy a vegyületeket termikus elbontás útján a megfelelő oxidokká alakítsák át. 20 Gazdasági szempontból az ismert katalizátorok azzal a hátránnyal rendelkeznek, hogy a fenti nyersanyagokat alacsony konverziós fokkal alakítják át. A katalizátor teljesítménye pl. 1 liter katalizá- 25 tor felett 1 óra leforgása alatt elvezetett és ftálsavanhidriddé oxidálható orto-xilol vagy naftáim grammnyi mennyiségében kifejezve rendszerint legfeljebb lOOg/liter/óra. Az ismert katalizátorok rendszerint egy nyers- 30 anyag, pl. naftalin oxidálására alkalmasak, vagyis nem alkalmazhatók általánosan, így nem teszik lehetővé, hogy külön-külön naftalin és orto-xilol vagy ezek tetszés szerinti keveréke ugyanazon katalizátorral oxidálható legyen. 35 Meglepő módon azt találtuk, hogy ha V2 0 5 , M0O3, Sn02 és alkáliszulfátok és/vagy alkálipiroszulfátok, pl. káliumszulfát (K2 S0 4 ), káliumpiroszulfát (K2 S 2 OD 7 ), nátriumszulfát (Na 2 S0 4 ), nátriumpiroszulfát (Na2 S 2 0 7 ) keverékét külön- 40 böző hordozók, mint pl. porított elektrokorund, alumíniumgél, szilikagél, alumíniumszilikátok vagy természetes anyagból színterező hevítéssel készült anyagok felületére felvisszük, akkor egy olyan új oxidáló katalizátorhoz jutunk, amelynek használati 45 értéke nagyobb, mint az ismert katalizátoroké. Az tapasztaltuk továbbá, hogy a katalitikus komponenseknek a hordozó felületére történő felviteli módszereinek számos ismert lehetősége közül az alábbiakban ismertetett módszereket kell 50 alkalmazni ahhoz, hogy a legjobb használati tulajdonságokkal rendelkező katalizátorokhoz jussunk. A hordozót pl. a szükséges részecske eloszlásnak megfelelően aprított elektrokorundot keverés 55 és 100 C° feletti hőmérsékletre történő melegítés közben V2 0 5 vagy NH 4 V0 3 , M0O3, Sn0 2 és alkáliszulfát vagy alkálipiroszulfát komponenseket tartalmazó vizes szuszpenzióval bepermetezünk. A víz gyorsan elpárolog, amikor a szuszpenzió 60 a felmelegített hordozó anyaggal érintkezébe kerül és így a hordozó felületén egy mechanikai szempontból stabilis és a hordozóval kellő kötést létesítő katalitikus héjréteg képződik. A képződött héj további stabilizálása céljából a permetezés 65 befejezése után a katalizátort keverésben tartva 500C°-ig terjedő hőmérsékletig kb. 15 óra hosszat hevítjük. Azt találtuk továbbá, hogyha a vizes szuszpenzióhoz kisebb mennyiségben wolfram(VI)-oxidot és titándioxidot adunk, akkor a katalizátor hatásossága megnövekszik, főként az orto-xilol-naftalin-keverék oxidálása szempontjából, és ez a ftálsavanhidridben kifejezett hozam emelkedésében nyilvánul meg. A találmány tehát ftálsavanhidrid előállítására vonatkozik külön-külön naftalin vagy orto-xilol gőzökből vagy ezek keverékéből és levegőből álló keverék gázfázisú oxidációjával 300-600 C° közötti hőmérsékleten és 1-10 atmoszféra közötti nyomáson egy új oxidáló katalizátor jelenlétében. sA találmány azzal jellemezhető, hogy az alábbi összetételű oxidáló katalizátort alkalmazzuk: vanádium(V)-oxid V2 O s molibdén(IV)-oxid M0O3 titándioxid Ti02 ón(IV)-oxid Sn02 wolframtrioxid W03 káliumoxid K2 0 és/vagy nátriumoxid Na2 0 kéntrioxid S03 hordozóanyag 5—15 súlyrész 0,001-8 súlyrész 0,001-8 súlyrész 0,001-8 súlyrész 0,001-8 súlyrész 0,001-8 súlyrész 0,001-8 súlyrész 50-95 súlyrész A találmány további jellemvonása az, hogy a fenti összetételű új oxidációs katalizátort úgy állítjuk elő, hogy a katalizátor hordozót keverjük és 100 C° feletti hőmérsékletre melegítjük, majd egy solyan vizes szuszpenzióval bepermetezzük, amely V2 O s vagy NH4VO3, Mo0 3 , W0 3 , Sn0 2 , Ti02 , alkáliszulfát vagy alkálipiroszulfát komponensekből áll. A találmány szerint előállított katalizátor felhasználás szempontjából általános jellegű, vagyis külön-külön orto-xilol és naftalin vagy ilyen szénhidrogének tetszés szerinti keverékeinek ftálsavanhidriddé történő oxidációjára alkalmas. Megállapítottuk azt is, hogy a katalizátor konverziós teljesítménye orto-xilolra és naftalinra számítva kb. 250 g/liter/óra, vagyis az ismert katalizátorok konverziós teljesítményét számottevően felülmúlja. A találmány szerinti katalizátor tulajdonságai gazdaságossági szempontból is figyelemreméltóak, mivel kisebb méretű kontakt reaktorban lehetővé válik nagyobb teljesítőképességgel a ftálsavanhidridnek előállítása, továbbá az orto-xilolt és naftalint vagy ilyen szénhidrogén keveréket nyersanyagárától függően lehet váltakozva ftálsavanhidrid gyártásra felhasználni. A találmány további részleteit az alábbi nem korlátozó jellegű példák kapcsán ismertetjük. A példákban leírt eljárásokat 25 cm átmérőjű csőreaktorban, -amely 1000 ml állóágyas katalizátort - és 100 mm átmérőjű reaktorban - amely 5000 ml fluidizált ágyas katalizátort tartalmaz -hajtjuk végre. 2
