DE2029029A1

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Publication number: DE2029029A1
Application number: DE19702029029
Authority: DE
Priority date: 1970-06-12
Filing date: 1970-06-12
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1341425A; FR2096112A5

Description

Unsere Zeichen: O.Z. 26 8l4 Mi/Fe 6700 Ludwigshafen, den 10.6.1970

Verfahren zur Herstellung von Naphthalin-1,8-dicarbonsäure-

anhydrid

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Naphthalin-1,8-dicarbonsäureanhydrid ("Naphthalsäureanhydrid") durch Oxidation von Acenaphthen an fest angeordneten Trägerkatalysatoren mit luft in der Gasphase.

Naphthalsäureanhydrid, ein wichtiges Zwischenprodukt für die Synthese von Farbstoffen, wurde bisher im technischen Maß-' stab durch Oxidation von Acenaphthen mit Chrom-VI-Verbindungen in Eisessig oder verdünnter Schwefelsäure hergestellt. Obwohl dieses Verfahren gute Ausbeuten liefert, ist es technisch und wirtschaftlich in mehrfacher Hinsicht nachteilig, u. a. deswegen, weil die sauren Chrom-VI-LÖsungen außerordentlich korrosiv wirken und weil die Regenerierung von Oxidationsund Lösungsmitteln kostspielig ist.

Aus J. Soc. Org. Synth. Ohem. Japan. Band 14 (1956) Seite 725 ist es bekannt, Acenaphthen durch katalytisch^ Luftoxidation bei Temperaturen über 360 ⁰O an Vanadinpentoxid enthaltenden Katalysatoren in Naphthalsäureanhydirid zu überführen, jedoch ist dieses Verfahren im Hinblick auf die geringen Ausbeuten und auch Raum-Zeit-Ausbeuten insgesamt noch weniger befriedigend als das geschilderte FLüssigphasenverfahren.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Verbesserung des katalytischen Gasphasenverfahrens zur Herstellung von Naphthalsäureanhydrid aus Acenaphthen als Aufgabe zugrunde.

Es wurde gefunden, daß man Naphthalin-1,8-dicarbonsäureanhydrid ("Naphthalsäureanhydrid") durch Oxidation von Acenaphthen mit Luft an fest angeordneten, Vanadinpentoxid enthaltenden Trägerkatalysatoren in guten Ausbeuten, Reinheit

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ORIGINAL INSPECTED

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und auch Raum-Zeit-Ausbeuten erhält, wenn man hierzu einen Trägerkatalysator verwendet, dessen Träger aus kugelförmigem inertem, nicht porösem Material besteht und dessen aktive Masse 1 bis 15 Gewichtsprozent Vanadinpentoxid und mindestens 85 Gewichtsprozent Anatas (bezogen auf die Menge der aktiven Masse) mit der Maßgabe enthält, daß die Menge des Vanadinpentoxid 0,05 bis 3 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Katalysators beträgt.

Neben dem Yanadinpentoxid und dem Anatas kann die aktive Masse der erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren noch bis zu H Gewichtsprozent anderer katalytisch wirksamer Substanzen, z. B. Molybdäntrioxid, Wolframtrioxid, Chromtrioxid oder Phosphorpentoxid enthalten.

Als Trägermaterialien eignen sich vornehmlich Porzellan und gebranntes Magnesiumsilikat. Die Katalysatoren sind an sich bekannt und können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Besonders bevorzugt werden Katalysatoren aus 2 bis 10 mm starken Magnesiumsilikatkugeln als' Trägermaterial, die insgesamt 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Yanadinpentoxid enthalten, und einer aktiven Masse aus 3 bis 8 Gewichtsteilen Yanadinpentoxid und 92 bis 97 Gewichtsteilen Anatas.

Zweckmäßigerweise ordnet man die Katalysatoren in einer Vielzahl von 0,5 bis 4,5 m langen Rohren von 10 bis 40 mm lichter Weite an, die von einem Kühlmedium, z. B. einer Salzschmelze umgeben sind. Die Temperatur der Salzschmelze, durch welche die exotherme Reaktion möglichst isotherm geführt werden soll, liegt vorzugsweise zwischen 300 und 380, besonders zwischen 340 und 360 ⁰O. Die Konzentration des Acenaphthene in der Luft beträgt zweckmäßig 1 bis 100 g, vorzugsweise 35 bis 45 g pro Formkubikmeter (Nm ). Es empfiehlt sich, die luft vorzuwärmen und das Acenaphthen hierin zu verdampfen. Unter Berücksichtigung der angegebenen Salzbadtemperaturen, der Katalysatorzusammensetzungen und der Katalysatoranordnungen lassen sich bei Yerweilzeiten von 0,1 bis 4 Sekunden am Kontakt mit Hilfe von 1 kg Katalysator pro Stunde etwa 70 bis 90 g ^phthalsäureanhydrid herstellen.

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ORIGINAL INSPECTED

Das Naphthalinsäureanhydrid lässt sich aus den Reaktionsgasen in bekannter Weise isolieren, z. B. durch Ausfällen des Produktes aus dem Gasstrom mit Wasser, welches man zweckmäßigerweise in den Produktgasstrom einsprüht. Zur weiteren Reinigung kann man die hierbei erhaltene freie Säure in Natronlauge lösen, mit Schwefelsäure wieder ausfällen, abtrennen und durch Erhitzen wieder in das Anhydrid überführen.

Das Naphthalin -1,8-dicarbonsäureanhydrid ist ein wertvolles Zwischenprodukt für die Herstellung von Pigment- und Küpenfarbstoffen, optischen Aufhellern und Pflanzenschutzmitteln.

Beispiel

Ein 3 m langes Eisenrohr mit 25 mm lichter Weite wurde auf eine Höhe von 2,7 m mit einem Katalysator (2000 g) gefüllt, dessen Träger aus 6 mm starken Kugeln aus gebranntem Magnesiumsilikat bestand, der insgesamt 0,36 Gewichtsprozent Vanadinpentoxid enthielt und dessen aktive Masse zu 6 # aus Vanadinpentoxid und zu 94 $> aus Anatas bestand. Das Rohr, das sich in einer auf 355 ⁰O gehaltenen Salzbadschmelze befand, wurde stündlich mit 4 Nnr vorgeheizter Luft und 160 g darin verdampftem Acenaphthen beschickt ( = 40 g/Nm ). Das am Ende des Reaktionsrohres austretende Produktgas wurde in einem nachgeschalteten Sprühturm mit Wasser bedüst und das ausgeschiedene Roh-Naphthalsäureanhydrid aus der wässrigen Suspension abgetrennt. Es wurden stündlich 185 g Roh-Naphthalsäureanhydrid mit einem Reinheitsgrad von 97 $> erhalten, dies entspricht einer theoretischen Ausbeute von 87 #.

Führt man die Oxidation in einem bis zu einer Höhe von 60 cm mit Katalysator (450 g) gefüllten 1m langen Rohr bei 350 ⁰O und entsprechend geringerer Gasgeschwindigkeit aus, so er-, hält man das gleiche Ergebnis.

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Claims

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Patentansprüche

Ι ./Verfahren zur Herstellung von Naphthalin-1,8-dicarbon- ^^ säureanhydrid durch Oxidation von Acenaphthen mit Luft an fest angeordneten, Vanadinpentoxid enthaltenden Trägerkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man hierzu einen Trägerkatalysator verwendet, dessen Träger aus kugelförmigem inertem, nicht porösem Material besteht und dessen aktive Masse 1 bis 15 Gewichtsprozent /anadinpentoxid und mindestens 85 Gewichtsprozent Anatas (bezogen auf die Menge der aktiven Masse) mit der Maßgabe enthält, daß die Menge des Vanadinpentoxid 0,05 bis 3 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Katalysators beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei 34-0 bis 360 ⁰G vornimmt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen .1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Acenaphthen/Luft-Gemisches am Kontakt 0,1 bis 4 Sekunden beträgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Acenaphthene in der Luft 35 bis 45 g pro Normkubikmeter beträgt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in Rohren von 0,5 bis 4,5 m Länge und 10 bis 40 mm lichter Weite anordnet.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

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