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DE1934063B - Process for the production of anthraquinone - Google Patents

Process for the production of anthraquinone

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Publication number
DE1934063B
DE1934063B DE1934063B DE 1934063 B DE1934063 B DE 1934063B DE 1934063 B DE1934063 B DE 1934063B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
parts
catalyst
starting material
volume
anthraquinone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Herbert; Sturm Hans Jürgen Dr.; 6718 Grünstadt; Engelbach Heinz Dr. 6703 Limburgerhof; Wistuba Hermann Dr. 6800 Mannheim; Stößel Armin Dr. 6710 Frankenthal; Krabetz Richard Dr. 6719 Kirchheim Armbrust
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
Badische Anilin and Sodafabrik AG

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Description

R1,R 1 ,

346 212, 3&7 601, 407 079, belgische Patentschrift 594 Q89). Bei der Oxydation von l-Metbyl-3-phenylindan bzw. l,l,3-Trimethyl-3-phenyl-indan mit Chromsäure in flüssiger Phase entsteht o-Benzoyl-bjnzoesäure346 212, 3 & 7 601, 407 079, Belgian patent specification 594 Q89). In the oxidation of l-methyl-3-phenylindane or l, l, 3-trimethyl-3-phenyl-indane with chromic acid in the liquid phase forms o-benzoyl-benzoic acid

im Gemisch mit weiteren Nebenprodukten, insbesondere o-Acetylbenzophenon (Journal of Organic Chemistry, Bd. 19 [1954], S. 17 ff.; Journal of the American Chemical Society, Bd. 72 [1950], S. 4918 ff.; Beiichie der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 90 [1957],in a mixture with other by-products, in particular o-Acetylbenzophenone (Journal of Organic Chemistry, Vol. 19 [1954], p. 17 ff .; Journal of the American Chemical Society, Vol. 72 [1950], pp. 4918 ff .; Beiichie of the German Chemical Society, Vol. 90 [1957],

ίο S. 1208 ff.).ίο p. 1208 ff.).

Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise Anthrachinon erhält, wenn man Indane der allgemeinen FormelIt has now been found that anthraquinone is obtained in a simple manner if one of the general indanes formula

in der R1, R2, R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus auch jeweils ein Wasserstoffatom bezeichnen können, mit Sauerstoff in der Gasphase in Gegenwart von Vanadinpentoxid und/oder Vanadaten von Elementen der Gruppen IVa, IVb, Vb, VIIa und VIII des Periodischen Systems, gegebenenfalls im Gemisch mit Oxiden von Elementen der Gruppen IV bis VI, a und b, VII a und/oder VIII des Periodischen Systems oxydiert.in which R 1 , R 2 , R 3 can be the same or different and each represent an alkyl radical, R 1 and / or R 3 can also each denote a hydrogen atom, with oxygen in the gas phase in the presence of vanadium pentoxide and / or vanadates by elements of groups IVa, IVb, Vb, VIIa and VIII of the periodic system, optionally in a mixture with oxides of elements of groups IV to VI, a and b, VII a and / or VIII of the periodic system.

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Anthrachinon.The invention relates to a new process for the production of anthraquinone.

Es ist bekannt, Anthracen durch Oxydation mit Luft in Gegenwart von Katalysatoren, z. B. von Vanadium-V-Verbindungen, bei erhöhter Temperatur zu Anthrachinon umzusetzen (deutsche Patentschriften 347 610 und 349 089, schweizerische Patentschriften in der R1, R2, R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus auch jeweils ein Wasserstoffatom bezeichnen können, mit Sauerstoff in der Gasphase in Gegenwait von Vanadinpentoxid und/oder Vanadaten von Elementen der Gruppen IVa, IVb, Vb, VIIa und VIII des Periodischen Systems, gegebenenfalls im Gemisch mit Oxiden von Elementen der Gruppen IV bis VI, a und b, VIIa und/oder VIII des Periodischen Systems oxydiert (Periodisches System nach R ö m ρ ρ, Chemielexikon, Auflage 1966, Bd. 3, Spalten 4752 bis 4754, sowie Bd. 4, Spalten 7419/20).It is known to anthracene by oxidation with air in the presence of catalysts, e.g. B. of vanadium V compounds, to convert at elevated temperature to anthraquinone (German patents 347 610 and 349 089, Swiss patents in which R 1 , R 2 , R 3 can be the same or different and each represent an alkyl radical, R 1 and / or R 3 can also each denote a hydrogen atom, with oxygen in the gas phase in the presence of vanadium pentoxide and / or vanadates of elements of groups IVa, IVb, Vb, VIIa and VIII of the periodic system, optionally mixed with oxides of elements of groups IV to VI, a and b, VIIa and / or VIII of the Periodic System (Periodic System according to R ö m ρ ρ, Chemielexikon, Edition 1966, Vol. 3, columns 4752 to 4754, as well as Vol. 4, columns 7419 / 20).

Die Umsetzung läßt sich für den Fall der Verwendung von l-Methyl-3-phenyl-indan durch die folgenden Formeln wiedergeben:The reaction can be carried out in the case of using 1-methyl-3-phenyl-indane by the following Display formulas:

CH3 CH 3

+ 9O2 + 9O 2

+ 2 CO2 + 2 CO + 8 H2O+ 2 CO 2 + 2 CO + 8 H 2 O

Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren liefert das Verfahren nach der Erfindung Anthrachinon in guter Ausbeute und Reinheit. Verwendet man das auf Basis Styrol leicht zugängliche l-Methyl-3-phenylindan als Ausgangsstoff, so ist das Verfahren besonders wirtschaftlich im Hinblick auf den häufig nur in unbefriedigenden Mengen erhältlichen Rohstoff Anthracen. Auch erhalten technische Atithracenfraktionen schwefelhaltige Verunreinigungen, deren Oxydationsprodukte den Katalysator in relativ kurzer Zeit unbrauchbar machen (deutsche Auslegeschrift 1 020 617). Dem gegenüber ist der Rohstoff Styrol schwefelfrei. Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es überraschend, daß keine o*Benzoyl-benzoesäure erhalten wird und Anthrachinon in einer Umsetzungsstufe direkt aus dem Indan hergestellt wird, ?umal eine thermische Umwandlung von o-Benzoylbenzoesäure in Anthrachinou nicht bekannt ist.Compared to the known process, the process according to the invention provides anthraquinone in good yield and purity. If 1-methyl-3-phenylindane, which is readily available on the basis of styrene, is used as the starting material, the process is particularly economical with regard to the raw material anthracene, which is often only available in unsatisfactory quantities. Technical atithracene fractions also contain sulfur-containing impurities, the oxidation products of which make the catalyst unusable in a relatively short time (German Auslegeschrift 1 020 617). In contrast, the raw material styrene is sulfur-free. In view of the prior art, it is surprising that no o * benzoylbenzoic acid is obtained and anthraquinone is prepared directly from the indane in a reaction stage, since a thermal conversion of o-benzoylbenzoic acid into anthraquinone is not known.

Die als Ausgangsstoffe I verwendeten Indane lassen sich durch Dimerisierung von substituierten oder unsubstituierten Styrolen, z. B. nach den in vorgenannter Veröffentlichungen oder in Rabjohn, Organic Syntheses, Collective Volume IV (John Wiley Inc. The indanes used as starting materials I can be obtained by dimerizing substituted or unsubstituted styrenes, eg. B. according to the aforementioned publications or in Rabjohn, Organic Syntheses, Collective Volume IV (John Wiley Inc.

6ö New York, 1963), S. 665 ff., beschriebenen Verfahret herstellen. Bevorzugte Indane I sind solche, in deret Formel R1, R3, R3 gleich oder verschieden sein könnet und jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen bedeuten, R1 und/oder R3 darüber hinaus aucl6ö New York, 1963), p. 665 ff., Produce the method described. Preferred indanes I are those in which the formula R 1 , R 3 , R 3 can be identical or different and each represent an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 and / or R 3 also mean

jeweils 1 Wasserstoffatom bezeichnen können, Ge eignete Indane I sind t, B. 1-Methyl-, 1,3-Dimethyl-1,1,3 · Trimethyl-, 1 - Propyl-, 1 * Isobutyl * 3 - phenyl indan,each can denote 1 hydrogen atom, Ge suitable indanes I are t, B. 1-methyl-, 1,3-dimethyl-1,1,3 trimethyl, 1 - propyl, 1 * isobutyl * 3 - phenyl indane,

Die Oxydation wird in der Regel mit einem Sauer- in der belgischen Patentschrift 681 237 geschilderteThe oxidation is usually described with a Sauer- in the Belgian patent 681,237

stolTüberscluiß durchgeführt. Bevorzugt ist ein Ver- Weise herzustellen.stolTüberscluiß carried out. A method to be produced is preferred.

häitnis von 25 bis 400 Mol Sauerstoff je Mol Indiin I Die Oxydation wird in der Regel bei einer Temperaübcr die stöchjometrische Menge. In der Regel ver- tür zwischen 200 und 450°C, vorzugsweise zwischen wendet man Sauerstoff in Gestalt von Luft, ebenfalls 5 250 und 400°C, drucklos oder unter Druck, diskontikönnen beliebige Gemische von Sauerstoff und unter nuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich durchgeden Reaktionsbedingungen inerten Gasen wie Argon, führt, Man oxidiert ζ. B. den Ausgangsstoff I in der Wasserdampf, Stickstoff und/oder Kohlendioxid oder folgenden Weise: Das Ausgangsindan wird verdampft Rauchgas zur Anwendung gelangen. Die untere Explo- und mit einem auf mehr als 1500C erhitüen Luftstrom sionsgrenze entsprechender Gemische liegt bei 20 bis io vermischt. Es ist auch möglich, einen sauerstofffreien 60 Gramm Indan I pro Kubikmeter Luft. Die Oxyda- Teilstrom der Reaktionsabgase mit dem Dampf des tion wird in Gegenwart von Vanadinpentoxid und/oder Ausgangsstoffs zu sättigen und so die gewünschte Kon-Vanadaten von Elementen der Gruppen IVa, IVb, Vb, zentration an Indan I im Reaktionsgemisch einzu-VIIa und VIII der Periodischen Systems, z. B. Eisen, stellen. Das Gas-Dampf-Gemisch wird dann in einem Titan, Zinn, Antimon-, Blei- und Mangan-vanadat 15 Reaktor bei der Reaktionstemperatur durch die Katadurchgeführt. Im kontinuierlichen Betrieb werden lysatorschicht geleitet. Als Reaktoren kommen zweckzweckmäßig von 20 bis 200, vorteilhaft 40 bis mäßig mit Salzbad gekühlte Röhrenreaktoren, Wirbel-100 Gramm Ausgangsstoff I pro Liter Katalysator schichtreaktoren mit eingebauten Kühlelementen oder (bzw. Katalysator auf Träger) und Stunde oxydiert. Schichtenreaktoren mit Zwischenkühlung in Frage. Die gleichen Mengen Ausgangsstoff I, bezogen auf den ao Aus dem Reaktionsgemisch wird nun in üblicher Weise Katalysator (Katalysator auf Träger), werden in der der Endstoff abgetrennt, z. B. leitet man die den Reak-Regel auch im diskontinuierlichen Betrieb verwendet. tor verlassenden Gase durch einen oder mehrere Ab-Die Vanadate können Mono- oder Poly-vanadate, ins- scheider, um das Anthrachinon vom größten Teil der besondere Ortho-, Pyro, Metavanadate sein. Die Kata- Nebenprodukte zu trennen. Gegebenenfalls ist eine lysatoren können gegebenenfalls auch zusammen mit 35 Reinigung des Endstoffs möglich, z. B. durch Lösen in einem Trägermaterial, ζ. B. Bims, Titandioxid, Steatit, alkalischer NaJriumdithionitlösung und Filtration des Siliciumcarbid, sowie Eisen-, Silicium- und Aluminium- unumgesetzten Ausgangsstoffs. Anschließend wird aus oxid zur Verwendung gelangen. Ebenfalls kommen dem Filtrat der Endstoff durch Luftoxydation ausge-Vanadinpentoxid und/oder die Vanadate im Gemisch fällt und abgetrennt. Ebenfalls kann man das Reakirit Oxiden ν r. Elementen der Gruppen IV bis VI, 30 tionsgemisch in Wasser oder verdünnte Natronlauge a und b, VIIa und/oder VIII des Periodischen Systems leiten und aus dem dabei gebildeten festen Rückstand (Periodisches System gemäß Römpp, Chemielexi- durch Sublimation den Endstoff isolieren,
kon, Auflage 1966, Bd. 3, Spalte 1 4752 bis 4754, sowie Das nach dem Verfahren der Erfindung herstellbare Bd. 4, Spalten 7419/20) für die Umsetzung als Kataly- Anthrachinon ist ein wertvoller Ausgangsstoff für die satoren in Betracht. Die Form und Größe der Kataly- 35 Herstellung von Farbstoffen und Schädlingsbekämpsatoren können in einem weiten Bereich beliebig ge- fungsmitteln. Bezüglich der Verwendung wird auf vorwählt werden, vorteilhaft verwendet man kugelförmige, genannte Veröffentlichungen und Ulimanns Enzytablettierte oder stückige Katalysatoren oder Strang- klopädie der technischen Chemie, Bd. 3, S. 659 ff., preßfinge von einem durchschnittlichen Durchmesser verwiesen,
zwischen 2 und 10 Millimeter. 40 Die in den Beispielen angeführten Teile bedeuten
ratio of 25 to 400 moles of oxygen per mole of Indian I The oxidation is usually at a temperature above the stoichiometric amount. Usually between 200 and 450 ° C., preferably between, oxygen is used in the form of air, likewise 5250 and 400 ° C., without pressure or under pressure, any mixtures of oxygen and under natural or preferably continuous reaction conditions can be inert Gases like argon lead to, One oxidizes ζ. B. the starting material I in the steam, nitrogen and / or carbon dioxide or the following way: The output indan is evaporated flue gas to use. The lower explosive and with an air flow heated to more than 150 0 C sion limit corresponding mixtures is mixed at 20 to 10. It is also possible to use an oxygen-free 60 grams of Indan I per cubic meter of air. The Oxyda substream of the reaction exhaust gases with the steam of the tion is saturated in the presence of vanadium pentoxide and / or starting material and so the desired con-vanadates of elements of groups IVa, IVb, Vb, concentration of indane I in the reaction mixture-VIIa and VIII of the periodic system, e.g. B. iron, make. The gas-vapor mixture is then passed through the catalytic converter at the reaction temperature in a titanium, tin, antimony, lead and manganese vanadate 15 reactor. Lysator layers are conducted in continuous operation. The reactors expediently come from 20 to 200, advantageously 40 to moderately cooled tubular reactors with a salt bath, fluidized 100 grams of starting material I per liter of catalyst layer reactors with built-in cooling elements or (or catalyst on support) and oxidized per hour. Layer reactors with intermediate cooling in question. The same amounts of starting material I, based on the ao From the reaction mixture is now in the usual way catalyst (catalyst on support), are separated in the end product, for. B. one derives the Reak rule also used in discontinuous operation. The gases leaving the gate by one or more Ab- The vanadates can be mono- or poly-vanadates, in particular, around the anthraquinone from the greater part of the special ortho-, pyro, metavanadates. Separate the kata by-products. Optionally, a lysers can optionally also be used together with cleaning of the end product, e.g. B. by dissolving in a carrier material, ζ. B. pumice, titanium dioxide, steatite, alkaline NaJriumdithionitlösung and filtration of the silicon carbide, as well as iron, silicon and aluminum unreacted starting material. Then oxide is used. Vanadium pentoxide and / or the vanadate precipitates as a mixture and separated off from the filtrate. The reaction oxides ν r can also be used. Elements of groups IV to VI, 30 tion mixture in water or dilute sodium hydroxide solution a and b, VIIa and / or VIII of the periodic system and isolate the end product from the solid residue formed (periodic system according to Römpp, Chemielexi- by sublimation,
kon, Edition 1966, Vol. 3, Column 1 4752 to 4754, as well as Vol. 4, Columns 7419/20) which can be prepared by the process of the invention for the implementation as a catalyst anthraquinone is a valuable starting material for the catalysts. The shape and size of the catalysts can be used within a wide range as desired. With regard to the use will be preselected, it is advantageous to use spherical, named publications and Ulimann's Enzytablettierte or lumpy catalysts or Strang- klopadie der technischen Chemie, Vol. 3, pp. 659 ff., Referring to pressed fingers of an average diameter,
between 2 and 10 millimeters. 40 mean the parts listed in the examples

Vanadatkatalysatoren können vorteilhaft durch Gewichtsteile. Sie verhalten sich zu den VolumteilenVanadate catalysts can advantageously by parts by weight. They relate to the volume parts

Fällung einer Lösung von Ammonium-vanadat mit wie Kilogramm und Liter,
einem entsprechenden Metallsalz, z. B. einer Lösung
Precipitation of a solution of ammonium vanadate with like kilograms and liters,
a corresponding metal salt, e.g. B. a solution

von Ferrichlorid, Mangansulfat oder Titan-tetra- Beispiel 1
chlorid, Filtration und Trocknen des Metallvanadat- 45 ... „ , „ ,
niederschlags hergestellt werden. Durch Zugabe des (Herstellung des Katalysators)
Trägermaterials vor oder während der Fällung wird das 10 Teile Arnmoniumvanadat werden in 175 Teilen Metallvanadat gleichzeitig auf dem Träger fein ver- siedendem Wasser gelöst. Es wird unter starkem Rühteilt. Ebenfalls kann die Lösung oder Suspension des ren die Lösung von 7 Teilen Ferrichlorid (6 H2O) in Vanadats durch Tränken oder Sprühen auf den 00 50 Teilen Wasser zugegeben. Sofort nach der Zugabe Träger aufgebracht werden. Auch ist es möglich, das der Ferrichloridlösung werden 100 Volumteile Bimstrockene oder feuchte Vanadat mit dem Träger 7u ver- körner (2 bis 3 mm Durchmesser) in die braune Susmischen, gegebenenfalls das Gemisch zu zerkleinern pension gegeben und das Gemisch zur Trockene einge- und dann, z. B. mit Hilfe einer Strangpiesse, in ent- dampft. Der Rückstand wird 1 Stunde bei 1250C gesprechende Formlinge überzuführen. Nachdem Ti ock- 55 trocknet und anschließend im Muffelofen im Luftnen kann der Katalysator noch vorteilhaft calciniert strom 4 Stunden bei 400C calciniert.
of ferric chloride, manganese sulfate or titanium tetra- Example 1
chloride, filtration and drying of the metal vanadate 45 ... ",",
precipitation can be produced. By adding the (making the catalyst)
Carrier material before or during the precipitation, the 10 parts of ammonium vanadate are dissolved in 175 parts of metal vanadate at the same time on the carrier of finely boiling water. It is divided under strong agitation. The solution or suspension of the ren, the solution of 7 parts of ferric chloride (6 H 2 O) in vanadate, can also be added by soaking or spraying onto the 00 50 parts of water. Immediately after the addition, carrier can be applied. It is also possible that 100 parts by volume of pumice-dry or moist vanadate with the carrier 7u granules (2 to 3 mm diameter) are added to the ferric chloride solution in the brown suspension, optionally to comminute the mixture, and the mixture is added to dryness and then , e.g. B. with the help of an extruder, in evaporated. The residue is performed for 1 hour at 125 0 C gesprechende moldings. After Ti ock- 55 dries and then in a muffle furnace in the air, the catalyst can advantageously be calcined for 4 hours at 40 ° C.

werden, z. B. bei einer Temperatur zwischen 300 und ._ , . ,be e.g. B. at a temperature between 300 and ._,. ,

700»c> (Oxydation) 700 » c> (oxidation)

Zur Herstellung von Vanadinpentoxidkatalysatoren 21 Teile des so hergestellten Katalysators werden in kann man 2. B. Vanadinpentoxid in wäßriger Oxal- 60 einen Röhrenreaktor (21 mm innerer Rohrdurchsäure oder Salzsäure lösen und die Lösung auf einen messer) eingefüllt. Nun wird ein Gemisch von geeigneten Träger, z. B. Titandioxid, auftragen, den 100 000 Volumteilen Luft und 2,99 Teilen 1-Methyl-Träger trocknen und gegebenenfalls calcinieren. Ent- 3-phenyi-indan stündlich durch den Katalysator geleisprechend kann man auch Lösungen von Ammonium- tet. Die Rohrwandtemperatur beträgt 362"C, die vanadat in Wasser verwenden. Es ist auch möglich, 65 Temperatur im Innern der Katalysatorschicht 39O0C. Vanadinpentoxid zusammen mit Titandioxid als sehr Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reaktionsdünne Schicht, z. B. < 0,1 mm, auf einem Träger in gemisch wird auf 5O0C abgekühlt, wobei der Endstoff Kugelform aufzubringen und den Katalysator in der und der nicht umgesetzte Ausgangsstoff I kondensie·To prepare vanadium pentoxide catalysts, 21 parts of the catalyst prepared in this way can be poured into 2. B. Vanadium pentoxide in aqueous Oxal- 60 a tubular reactor (21 mm inner tubular acid or hydrochloric acid and dissolve the solution on a knife). A mixture of suitable carriers, e.g. B. titanium dioxide, apply, dry the 100,000 parts by volume of air and 2.99 parts of 1-methyl carrier and, if necessary, calcine. Ent- 3-phenyi-indane through the catalyst every hour, solutions of ammonium tet can also be used. The pipe wall temperature is 362 "C, using vanadate in water. It is also possible to use 65 temperature inside the catalyst layer 39O 0 C. Vanadium pentoxide together with titanium dioxide as a very thin gaseous reaction layer leaving the reactor, e.g. <0, 1 mm, on a carrier in mixture is cooled to 5O 0 C, wherein applying the end product and the catalyst in spherical form and the unreacted starting material I kondensie ·

i 934 063
5 ί 6
i 934 063
5 ί 6

ren. Der nicht kondensierte Anteil wird mit Wasser In dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorp-The non-condensed portion is mixed with water. In the raw end product, UV absorption

gewasclien. Nuch Abdampfen des Wtischwassers wird tion bestimmt:washed. After the water has been evaporated, the following is determined:

der verbleibende Rückstand mit dem Kondensat ver- ^ Gewichtsprozent Anthruchinon 4,94 Teilethe remaining residue with the condensate contains 4.94 parts by weight of anthruchinone

em'ßl> . . . . ρ . . . . 1 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid 0,09 Teile em 'ßl> . . . . ρ. . . . 1 weight percent phthalic anhydride 0.09 parts

Es werden nachstehende Ergebnisse erhalten: 5 06 Qewjchts[iro2enl nicht limgeSetzterFollowing results were obtained: 5 06 Q ewjchts [iro2enl not lim ge Se tzter

Ausgangsstoff I 10,47 Teile Ausgangsstoff I 0,06 TeileStarting material I 10.47 parts Starting material I 0.06 part

Abgasmenge 335 000 Volumteile 5 Gewichtsprozent Benzoesäure 0,46 TeileAmount of exhaust gas 335,000 parts by volume 5 percent by weight benzoic acid 0.46 parts

Gehalt des Abgases an ,„ · , · ,, ™..ni j ^. ιExhaust gas content of, "·, · ,, ™ ..ni j ^. ι

Kohlenmono-und-dioxid... 1,21 Volum- (Entspricht einem Umsatz vorι 99,4% der Theorie undCarbon mono-and-dioxide ... 1.21 volume (corresponds to a conversion vorι 99.4% of theory and

nrozent = 10 einer Anthrachinonausbeute, bezogen auf umgesetztenpercent = 10 of an anthraquinone yield, based on converted

4060 Vo- Ausgangsstoff 1, von 52,8% der Theorie.)4060 Vo- starting material 1, of 52.8% of theory.)

lumteile . .lumteile. .

Roher Endsloff 9,55 Teile Beispiel i Raw endsloff 9.55 parts example i

In dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorp- 15 (Herstellung des Katalysators.)In the raw end product, UV absorbers (manufacture of the catalyst.)

tion bestimmt: 42,0 Teile Vanadinpentoxid werden unter Zugabetion determined: 42.0 parts of vanadium pentoxide are added with the addition

52 Gewichtsprozent Anthrachinon = 4,96 Teile v°n 85'8 T,eilen Oxalsäure bei 8(TC in 80 Teilen52 weight percent of anthraquinone = v 4.96 parts n ° 85 '8 T, rush oxalic acid in 8 (TC in 80 parts of

13 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydrid = 1,24 Teile Wa*sfr eelosDlf LüSU"g wird m\ 16.5 Teilen13 percent by weight of phthalic anhydride 1.24 parts Wa = f r * s e elos' · f Dl LüSU "g m \ 16.5 parts

9 Gewichtsprozent nicht umgesetzter 91 6°/olger o-Phosphorsäure versetzt und mit Wasser9 percent by weight of unconverted 91 6 ° / ol ger o-phosphoric acid and mixed with water

Ausgangsstoff I = 0 86 Teile 20 *uf insgesamt 140 Volumteile gebracht. Diese LosungStarting material I = 0 86 parts 20 * brought to a total of 140 parts by volume. This solution

1 wird anschließend mit 3(r'Teilen Titandioxid (Anatas) 1 is then mixed with 3 (r 'parts of titanium dioxide (anatase)

(Entspricht einem Umsatz von 92°'o der Theorie und 1,5 Stunden in einem Knetet gemischt. Die so erhaltene(Corresponds to a conversion of 92 ° ' o of theory and mixed in a kneading machine for 1.5 hours

einer Anthrachinon.ausbeute, bezogen auf umgesetzten Masse wird bei 80" C getrocknet, zu 2 bis 4 mm Splittan anthraquinone yield, based on the converted mass, is dried at 80 ° C. to give 2 to 4 mm grit

Ausgangsstoff I, von 5O,8°/o der Theoiie.) gebrochen und 6 Stunden an der Luft bei 200rjC cal-Starting material I, from 5O, 8 ° / o of Theoiie.) Broken and rj 6 hours in air at 200 C cal

„ . . , - 25 ciniert.
Beispiel 2
". . , - 25 ciniert.
Example 2

(Herstellung des Katalysators) (Oxydation)(Manufacture of the catalyst) (oxidation)

90 Teile Titantetrachlorid und 58 Teile Vanadin- 75 Teile des so hergestellten Katalysators werden in pentoxid werden in 400 Volumteile konzentrierte Salz- einen Röhrenreaktor ^20 mm innerer Rohrdurchsäure gelöst. Die Lösung gibt man gleichzeitig mit 30 messer) eingefüllt. Nun wird ein Gemisch von konzentriertem Ammoniakwasser in ein mit 200 Teilen 100 000 Volumteilen Luft und 2,56 Teilen 1-Methyl-Wasser beschicktes Rührgefäß, wobei das so gebildete 3-phenyl-indan stündlich durch den Katalysator gelei-Gemisch neutral gehalten wird. Nach der Fällung wird tet. Die Rohrwandtemperatur beträgt 300cC, die noch 1 Stunde bei 80 C nachgerührt. Anschließend Temperatur im Inneren der Katalysatorschicht 320 C. wird der gebildete Niederschlag abgesaugt, mit Wasser 35 Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reaktionsgewaschen und nach dem Trocknen 8 Stunden bei gemisch wird auf 50 "C abgekühlt, wobei der End-500 C calciniert. 10 Teile dieses so hergestellten Titan- stoff und der nicht umgesetzte Ausgangsstoff I kondenvanadates werden in Wasser suspendiert. Diese Sus- sieren. Der nicht kondensierte Anteil wird mit Wasser pennon wird auf 100 Volumteile Bimskörner (2 bis ausgewaschen. Nach dem Abdampfen des Wasch-3 mm Durchmesser) aufgebracht. Nach dem Trocknen 40 wassers wird der verbleibende Rückstand mit dem werden die Körner 4 Stunden bei 450 C an der Luft Kondensat vereinigt,
calciniert. Es werden nachstehende Ergebnisse erhalten:
90 parts of titanium tetrachloride and 58 parts of vanadium - 75 parts of the catalyst prepared in this way are dissolved in pentoxide in 400 parts by volume of concentrated hydrochloric acid in a tubular reactor ^ 20 mm inner tube acid. The solution is poured in at the same time with 30 knives). A mixture of concentrated ammonia water is then placed in a stirred vessel charged with 200 parts of 100,000 parts by volume of air and 2.56 parts of 1-methyl-water, the 3-phenyl-indane thus formed being kept neutral every hour by the catalyst gelei mixture. After the precipitation is tet. The tube wall temperature is 300 ° C., which is then stirred at 80 ° C. for 1 hour. Subsequently, the temperature inside the catalyst layer 320 C. The precipitate formed is suctioned off, washed with water 35 The gaseous reaction leaving the reactor and after drying for 8 hours at the mixture is cooled to 50 "C, the end-500 C calcined. 10 parts This titanium material produced in this way and the unreacted starting material I, condensate, are suspended in water. This suspension. The non-condensed portion is washed out with water to 100 parts by volume of pumice grains (2 to. After the evaporation of the wash 3 mm in diameter After drying with water, the remaining residue is combined with the condensate for 4 hours at 450 C in air,
calcined. The following results are obtained:

(Oxydation) Ausgangsstoff I 10,24 Teile(Oxidation) Starting material I 10.24 parts

.,_.,. , ,, ., . . Abgasmenge 448 000 Volumteile., _.,. , ,,.,. . Exhaust gas quantity 448,000 parts by volume

Δ Teile des so hergestellten Katalysators werden in 45 Geha|t des Ab an Δ parts of the catalyst produced in this way are contained in 45 % of the Ab

einen Röhrenreaktor (21 mm mnerer Rohrdurch- Kohlenmono- und -dioxid .... 1,55 Volum-a tubular reactor (21 mm inner tube diameter - carbon mono and dioxide .... 1.55 volume

messer) eingefüllt. Nun wird ein Gemisch von nrn7pnt knife). Now a mixture of nrn7pnt -

150 000 Volumteilen Luft und 3,43 Teilen 1-Methvl- 6950 Vo-~150,000 parts by volume of air and 3.43 parts of 1-methyl-6950 vol

3-phenyl-indan stündlich durch den Katalysator gelei- lumteile3-phenyl-indane through the catalyst every hour

tet. Die Rohrwsndtemperatur beträgt 350 C, die 5» Rohw Ends{off - 0 Tej|e tet. The pipe wall temperature is 350 C, the 5 » raw ends {off - 0 Tej | e

Temperatur im Innern der Katalysatorschicht 390 C.Temperature inside the catalyst layer 390 C.

Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reaktions- In dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorp-The gaseous reaction leaving the reactor in the raw end product is absorbed by UV

gemisch wird auf 50 C abgekühlt, wobei der Endstoff tion bestimmt:mixture is cooled to 50 C, whereby the end product determines:

und der nicht umgesetzte Ausgangsstoff I kondensie- 52 Gewichtsprozent Anthrachinon 3,64 Teileand the unreacted starting material I condenses - 52 percent by weight of anthraquinone 3.64 parts

ren. Der nicht kondensierte Anteil wird m.t Wasser 55 3 8 Gewichtsprozent nicht umgesetzterRen. The non-condensed portion is 55 3 8 percent by weight not reacted with water

ausgewaschen. Nach dem Abdampfen des Wasch- v AiKoino«tnff I O ^ Tp=Ip wassers wird der verbleibende Ruckstand mit demwashed out. After evaporation of the washing v AiKoino "tnff IO ^ Tp = Ip water the remaining residue with the will

Kondensat vereinigt. (Entspricht einem Umsatz von 97% der Theorie undCondensate united. (Corresponds to a conversion of 97% of theory and

Ausgangsstoff I 9,42 TeileStarting material I 9.42 parts

Abgasmenge 423 000 Volumteile Beispiel 4Exhaust gas quantity 423,000 parts by volume Example 4

Gehalt des Abgases an ,tf „ „ ,Exhaust gas content of, tf "",

Kohlenmono. und -dioxid .. 1,15 Volum- (Herstellung eines Katalysators)Carbon mono. and -dioxide .. 1.15 vol- (making a catalyst)

prozent — 6s 6 Teile Vanadinpentoxid und 94 Teile Titandioxidpercent - 6s 6 parts vanadium pentoxide and 94 parts titanium dioxide

4860 Vo- werden ia einer Kugelmühle gemischt. Diese Mischung4860 Vo- are mixed in a ball mill. This mixture

lumteile wird als dünne Schicht auf Steatitkugeln (S bis 6 mmlumteile is applied as a thin layer on steatite balls (S up to 6 mm

Roher Endstoff 9,15 Teile Durchmesser) aufgebracht. Eine beschichtete KugelRaw end product 9.15 parts diameter) applied. A coated sphere

enthält etwa 6 Teile Vanadiftpentoxid und Titan- Gehalt des Abgases an dioxid. Kohlenmono- undcontains about 6 parts vanadium poison pentoxide and titanium content of the exhaust gas dioxide. Carbon mono and

(Oxydation) *dioxid 1.0Volum*(Oxidation) * dioxide 1.0 volume *

prozent =percent =

153 Teile des so hergestellten Katalysators werden S 35 850 Vo153 parts of the catalyst produced in this way are S 35 850 Vo

in einen Röhrenreaktor (20 mm innerer Durchmesser) lumteileinto a tubular reactor (20 mm inner diameter)

eingefüllt. Nun wird ein Gemisch aus 1000 000 Volum» Roher Endstoff 41,84 Teilefilled. Now a mixture of 1,000,000 volume »raw end product is 41.84 parts

teilen Luft und 4,38 Teilen l-Methyl-3-phenyl-indan r . . „ . „ .share air and 4.38 parts of l-methyl-3-phenyl-indane r . . ". ".

stündlich durch den Katalysator geleitet. Die Rohr- . In.den rohen Endstoff werden durch UV-Absorptioipassed hourly through the catalyst. The pipe. In . the raw end product are absorbed by UV

Wandtemperatur beträgt 350°C. Das den Reaktor ver- io bestimmt:Wall temperature is 350 ° C. That determines the reactor ver io:

lassende, gasförmige Reaktionsgemiseh wird auf 50°C 41 Gewichtsprozent Anthrachinon 17,15 Teil«Allowing, gaseous reaction mixture is heated to 50 ° C 41 weight percent anthraquinone 17.15 part «

abgekühlt und, wie im Beispiel 3 beschrieben, weiter- 16 Gewichtsprozent Phthalsäure-cooled and, as described in Example 3, further 16 percent by weight of phthalic acid

bearbeitet. anhydrid 6,7 Teileprocessed. anhydride 6.7 parts

So werden nachstehende Ergebnisse erhalten: , 7'7 Gewichtsprozent nicht umgesetzterThe following results are obtained: ' 7 ' 7 % by weight of unreacted

°° »5 Ausgangsstoff I .... 3,22 Teilt»5 Starting material I .... 3.22 parts

Ausgangsstoff I 17,52 Teile 4 Gewichtsprozent Benzoesäure 1,67 Teil«Starting material I 17.52 parts 4 percent by weight benzoic acid 1.67 part « Abgasmenge 412 000 Volumteile ...Exhaust gas quantity 412,000 parts by volume ... Gehalt des Abgases an (Entspricht einem Umsatz von 93,5 °/0 der Theorie uncContent of the exhaust gas (corresponding to a conversion of 93.5 ° / 0 of theory unc Kohlenmono- und -dioxid 2,3 Volum- einef Anthrachinonausbeute, bezogen auf umgesetzterCarbon mono and dioxide 2.3 volume anthraquinone yield, based on converted

Prozent = ao Ausgangsstoff I, von 35.9 % der Theorie.) 9500 Vo-Percent = ao starting material I, from 35.9% of theory.) 9500 Vo-

lumteiie Beispiel 6lumteiie example 6

Roher Endstoff 14,3 TeileRaw end product 14.3 parts In dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorp- J5 (Herstellung des Katalysators)In the raw end product, UV absorption J5 (manufacture of the catalyst)

tion bestimmt: n Tej,e Ammoniumvanadat werden in 200 Teilertion determined: n Tej , e ammonium vanadate are divided into 200 divisors

40 Gewichtsprozent Anthrachinon 5,72 Teile siedfcidem Wasser gelöst. Es wird unter starkem Ruh40 percent by weight of anthraquinone, 5.72 parts of boiling water, dissolved. It will be under strong rest

13 Gewichtsprozent l-Methyl-3-phenyl- ren die Lösung von 14 Teilen Antimontrichlorid ir13 weight percent l-methyl-3-phenyl ren the solution of 14 parts of antimony trichloride ir

indan 1.86 Teile 5 Teilen Wasser zugegeben. Sofort nach der Zugabtindan 1.86 parts of 5 parts of water were added. Immediately after the addition

30 dei30 dei

trocknet und anschließend an der Luft 4 Stunden bei Beispiels M 400'C calciniert.dries and then in the air for 4 hours Example M 400'C calcined.

(Oxydation) (Herstellung des Katalysators)(Oxidation) (Manufacture of the catalyst)

21 Teile des so hergestellten Katalysators werden in21 parts of the catalyst prepared in this way are used in

11.3 Teile Zinn(II)-chlorid (2 H4O) werden unter einem Röhrenreaktor (21mm innerer Rohrdurch-Zugp.be einiger Tropfen konzentrierter Salzsäure in 40 messer) eingefüllt. Nun wird ein Gemisch vor 10 Teilen Wasser gelöst. Es wird unter starkem Rühren 100 000 Volumteilen Luft und 2,24 Teilen 1-Methyldie Lösung von 11,7 Teilen Ammoniumvanadat in 3-phenyl-indan stündlich durch den Katalysator gelei-200 Teilen heißem Wasser zugegeben. Sofort nach der tet. Die Rohrwandtemperatur beträgt 3370C, die Zugabe der Ammoniumvanadatlösung werden 100 Vo- Temperatur im Inneren der Katalysatorschicht 3900C, lumteile Bimskörner (2 bis 3 mm Durchmesser) in die 45 Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reaktions-Suspension gegeben und das Gemisch zur Trockene gemisch wird auf 50° C abgekühlt und wie im Beispiel 5 eingedampft. Der Rückstand wird 1 Stunde bei 1250C beschrieben weiterverarbeitet, getrocknet und anschließend an der Luft 4 Stunden bei ...,.,_■ .. 450cC calciniert ^3 ^"fen nachstehende Ergebnisse erhallen:11.3 parts of tin (II) chloride (2 H 4 O) are poured into a tubular reactor (21mm inner tube diameter, a few drops of concentrated hydrochloric acid in 40 meters). A mixture is then dissolved in front of 10 parts of water. With vigorous stirring, 100,000 parts by volume of air and 2.24 parts of 1-methyl, the solution of 11.7 parts of ammonium vanadate in 3-phenylindane, are added every hour to 200 parts of hot water flowing through the catalyst. Immediately after the tet. The pipe wall temperature is 337 0 C, the addition of the ammonium vanadate solution is 100 Vo temperature inside the catalyst layer 390 0 C, pumice grains (2 to 3 mm in diameter) are added to the gaseous reaction suspension leaving the reactor and the mixture to The dry mixture is cooled to 50 ° C. and evaporated as in Example 5. The residue is processed further for 1 hour at 125 0 C described, dried and then in air for 4 hours at ..., _ ■ .. 450 c C calcined erhallen ^ 3 ^ "fen following results.:

(Oxydation) 5° Ausgangsstoff I 9,5 Teile(Oxidation) 5 ° starting material I 9.5 parts

Abgasmenge 465 000 VolumteileExhaust gas quantity 465,000 parts by volume

22 Teile des so hergestellten Katalysators werden in Gehalt des Abgases an22 parts of the catalyst produced in this way are contained in the exhaust gas

einem Röhrenreaktor (21mm innerer Durchmesser) Kohlenmono-und-dioxid .. 2,1 Volumeingefüllt. Nun wird ein Gemisch von 200 000 Volum- prozent =a tube reactor (21mm inner diameter) carbon mono-and-dioxide .. 2.1 volume filled. Now a mixture of 200,000 volume percent =

teilen Luft und 3,19 Teilen l-Methyl-3-phenyl-indan 55 9700 Vo-share air and 3.19 parts l-methyl-3-phenyl-indane 55 9700 vol-

stündlich durch den Katalysator geleitet. Die Rohr- lumteilepassed hourly through the catalyst. The pipe lumen parts

wandtemperatur beträgt 33O0C, die Temperatur im Roher Endstoff 5,78 Teilewall temperature is 33O 0 C, the temperature in the end product Raw 5.78 parts

Inneren der Katalysatorschicht 3650C. Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reaktionsgemisch wird auf In dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorp-500C abgekühlt, wobei der Endstoff und der nicht um- 60 tion bestimmt:Inside the catalyst layer 365 0 C. The leaving the reactor, the gaseous reaction mixture is heated in the crude end product are Absorp-UV-50 cooled by C 0, the end product and the non-environmentally determined tion 60:

gesetzte Ausgangsstoff I kondensieren. Der nicht kon- ^ GewichtspTO7ent Anthrachinon 2,31 TeileSet starting material I condense. The inconsistent weight of anthraquinone is 2.31 parts

densierte Anteil wird mit Wasser ausgewaschen. Nach 29 ο^η4ΓΟζεη1 Phthalsäureanhydrid .. 1 68 Teilethe condensed portion is washed out with water. According to 29 ο ^ η 4 ΓΟζεη1 phthalic anhydride .. 1 68 parts

Abdampfen des Waschwassers wird der verbleibende Q ο^^ο^ nicht umgesetzterEvaporation of the wash water does not convert the remaining Q ο ^^ ο ^ Ruckstand mit dem Kondensat vereinigt. Ausgangsstoff I 0 TeileResidue combined with the condensate. Starting material I 0 parts Es werden nachstehende Ergebnisse erhalten: *5 φ^ρ^ einem Un,^ von 100% der Theorie undThe following results are obtained: * 5 φ ^ ρ ^ one Un, ^ of 100% of theory and Ausgangsstoff I 51,06 Teile einer Anthrachinonausbeute, bezogen auf umgesetztenStarting material I 51.06 parts of an anthraquinone yield, based on converted Abgasmenge 3 585 000 Volumteile Ausgangsstoff I, von 24,3 % der Theorie.)Exhaust gas quantity 3,585,000 parts by volume of starting material I, of 24.3% of theory.)

23872387

Beispiel 7
(Herstellung des Katalysators)
Example 7
(Manufacture of the catalyst)

Vanadinpentoxid wird in einem Tiegel geschmolzen und zur Abkühlung in dünnem Strahl auf Kohlensäureschnee aufgegossen. Der entstehende Feststoff wird zu Körnern von 1,5 bis 3 mm Durchmesser zerkleinert.Vanadium pentoxide is melted in a crucible and placed in a thin stream on carbonated snow to cool down infused. The resulting solid is crushed into grains 1.5 to 3 mm in diameter.

(Oxydation)(Oxidation)

70 Teile des so hergestellten Katalysators werden in •inen Röhrenreaktor (20 «im innerer Rohfdureh* messer) eingefüllt. Nun wird ein Gemisch von 100 000 Volumteilen Luft und 2,39 Teilen 1-Methyl-3-phenyl-indan stündlieh durch den Katalysator geleilet. Die Rohrwandteffipefatur beträgt 4050C, die Temperatur im Tnnern der Katalysatorschicht ebenfalls 405° C. Das den Reaktor verlassende, gasförmige Reakttonsgemisch wird auf 50°C abgekühlt, wobei der Endstoff und der nicht umgesetzte Ausgangsstoff I kondensieren. Der nicht kondensierte Anteil wird mit Wasser ausgewaschen. Nach Abdampfen des Waschwassers wird der verbleibende Rückstand mit dem Kondensat vereinigt.70 parts of the catalyst prepared in this way are introduced into a tubular reactor (20 "in the inner tube diameter). A mixture of 100,000 parts by volume of air and 2.39 parts of 1-methyl-3-phenyl-indane is then passed through the catalyst per hour. The Rohrwandteffipefatur is 405 0 C, the temperature in the catalyst layer also Tnnern 405 ° C. The leaving the reactor, gaseous Reakttonsgemisch is cooled to 50 ° C, wherein the end product and the unreacted starting material I condense. The non-condensed portion is washed out with water. After the wash water has evaporated, the remaining residue is combined with the condensate.

ίοίο

Es werden nachstehende Ergebnisse erhalten:The following results are obtained:

Ausgangsstoff 1 7,17 TeileStarting material 1 7.17 parts

Abgasmenge 334 000 VolumteileExhaust gas quantity 334,000 parts by volume

Gehalt des Abgases an
Kohlenmonoxid und
Content of the exhaust gas
Carbon monoxide and

Kohlendioxid 1,16 Volumprozent = 3876 Volumteile Roher Endstoff 6,14 TeileCarbon dioxide 1.16 percent by volume = 3876 parts by volume Raw end product 6.14 parts

ΐη dem rohen Endstoff werden durch UV-Absorption bestimmt:ΐη the raw end product are due to UV absorption definitely:

59 Gewichtsprozent Anthrachinon 3,62 Teile59 weight percent anthraquinone 3.62 parts

0,5 Gewichtsprozent nicht umgesetzter0.5 percent by weight unreacted

Ausgangsstoff I 0,03 TeileStarting material I 0.03 part

(Entspricht einem Umsatz von 99,6% der Theorie und einer Anthrachinonausbeute, bezogen auf umgesetzten Ausgangsstoff 1, von 50,7% der Theorie.)(Corresponds to a conversion of 99.6% of theory and an anthraquinone yield, based on the converted Starting material 1, from 50.7% of theory.)

23872387

Claims (1)

i 934 063i 934 063 Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Anthrachinon, dadurch gekennzeichnet, daß man Indane der allgemeinen FormelProcess for the preparation of anthraquinone, characterized in that one Indane of the general formula R,R,

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