Verfahren zum Reinigen von Maleinsäureanhydrid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Maleinsäureanhydrid.
Rohes Maleinsäureanhydrid enthält schwer zu entfernende Verunreinigungen, die eine Verfärbung des Produktes herbeiführen.
Es wurde nunmehr gefunden, dass die Reinigung von Maleinsäureanhydrid erfolgen kann, indem man rohes Maleinsäureanhydrid in Dampfform zusammen mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur von 300-450oC mit einem nichtpolaren festen Adsorptionsmittel in Berührung bringt.
Bei einer solchen Reinigung von Maleinsäure- anhydrid werden die Verunreinigungen zu flüchtigen Produkten oxydiert, die sich in einfacher Weise ausscheiden lassen, z. B. indem man das Maleinsäureanhydrid aus den Dämpfen kondensiert und von der Gasphase trennt.
Diese Art und Weise der Reinigung ist von besonderer Bedeutung bei der Herstellung von Maleinsäureanhydrid mittels Oxydation von Benzol, bei welcher Herstellung Benzol mit Hilfe eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases wie Luft bei hoher Temperatur, und zwar meistens von 400-4500C über einen Oxydationskatalysator, z. B. Vanadinoxyd, geleitet wird. Das bei dieser Oxydation gebildete Dampfgemisch enthält nicht nur Maleinsäureanhydrid, sondern auch noch unumgesetztes Benzol und unerwünschte Nebenprodukte, wie Benzochinon. Der ferner noch im Dampfgemisch vorhandene Rest des zur Oxydation vorgesehenen Gases enthält zur Oxydation der Nebenprodukte nach der erfindungsge- mässen Weise eine ausreichende Menge Sauerstoff.
Bei dieser besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Maleinsäureanhydrid enthaltendes gasförmiges Reaktionsgemisch, wie es bei der Oxydation von Benzol mittels eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases erhältlich ist, ohne irgendwelche weitere Behandlung unmittelbar mit dem nichtpolaren Adsorptionsmittel in Beruh- rung gebracht. Dies ist z. B. möglich, indem man den Oxydationskatalysator im letzten Teil des Katalysatorraumes durch das nichtpolare Adsorptionsmittel ersetzt, so dass die Dämpfe der Reihe nach mit dem Oxydationskatalysator und dem Adsorptionsmittel in Berührung treten.
Eine solche Ausführung des Verfahrens gewährt den Vorteil, dass infolge der Berührung mit dem Adsorptionsmittel die im wesentlichen aus Chinonen bestehenden Nebenprodukte durch Einwirkung des im Dampfgemisch vorhandenen Sauerstoffs oxydiert werden, während das gleichfalls anwesende Benzol jedoch nicht angegriffen wird. Diese selektive Oxydation, wodurch Benzolverluste vermieden werden, findet nicht statt, wenn andere als nichtpolare Adsorptionsmittel angewandt werden.
Als nichtpolares Adsorptionsmittel wird vorzugsweise Graphit verwendet, während auch Koks ein empfehlenswertes Adsorptionsmittel darstellt
Die Temperatur kann, wie gesagt, innerhalb des Bereiches von 300-450"C variiert werden. Höhere Temperaturen über 450asc C werden vermieden wegen der Zersetzungsgefahr, während bei niedrigeren Temperaturen unter 3000 C fast keine Oxydation auftritt.
Beispiel 1
Man bildet ein Dampfgemisch, indem man Benzol mit Luft bei einer Temperatur von 4500 C über einen Vanadiumoxydkatalysator leitet. Die organischen Produkte im Dampfgemisch bestehen zu 65 Vol. 0/o aus Maleinsäureanhydrid, zu 33 Vol. /o aus Benzol und zu 2 Vol. e/o aus Nebenprodukten, hauptsächlich Benzochinon.
Dieses Dampfgemisch wird kontinuierlich durch einen mit Graphit gefüllten Raum geleitet. Die Tem peratur dieses Raumes beträgt 425-435 C. Die Durchsatzgeschwindigkeit beträgt stündlich 75 g Dampf je Liter Graphit. Das aus diesem Raum tretende Dampfgemisch enthält folgende organische Produkte (der Formaldehyd bleibt hierbei ausser Betracht): 66 Vol.Q/o Maleinsäureanhydrid und 34 Vol. /a Benzol. Der Chinongehalt des Maleinsäureanhydrids beträgt weniger als 0,1 Gewichtsprozent.
Beispiel 2
In entsprechender Weise wie in Beispiel 1 wird statt Graphit feinkörniger Koks verwendet. Die Resultate entsprechen denen aus Beispiel 1. Auch auf diese Weise wird Maleinsäureanhydrid mit einem Chinongehalt von weniger als 0,1 Gewichtsprozent gewonnen.
Method for purifying maleic anhydride
The invention relates to a method for purifying maleic anhydride.
Crude maleic anhydride contains impurities that are difficult to remove and that discolour the product.
It has now been found that maleic anhydride can be purified by contacting crude maleic anhydride in vapor form with a non-polar solid adsorbent together with a gas containing free oxygen at a temperature of 300-450 ° C.
In such a purification of maleic anhydride, the impurities are oxidized to volatile products that can be eliminated in a simple manner, e.g. B. by condensing the maleic anhydride from the vapors and separating it from the gas phase.
This type of purification is of particular importance in the production of maleic anhydride by oxidation of benzene, in which production benzene with the aid of a free oxygen-containing gas such as air at high temperature, mostly from 400-4500C over an oxidation catalyst, e.g. B. vanadium oxide, is passed. The vapor mixture formed during this oxidation contains not only maleic anhydride, but also unreacted benzene and undesired by-products such as benzoquinone. The remainder of the gas provided for oxidation, which is also still present in the vapor mixture, contains a sufficient amount of oxygen to oxidize the by-products in the manner according to the invention.
In this particular embodiment of the process according to the invention, a maleic anhydride-containing gaseous reaction mixture, such as is obtainable in the oxidation of benzene by means of a free oxygen-containing gas, is brought into contact directly with the non-polar adsorbent without any further treatment. This is e.g. B. possible by replacing the oxidation catalyst in the last part of the catalyst space with the non-polar adsorbent, so that the vapors come into contact with the oxidation catalyst and the adsorbent in turn.
Such an embodiment of the process affords the advantage that, as a result of the contact with the adsorbent, the by-products consisting essentially of quinones are oxidized by the action of the oxygen present in the vapor mixture, while the benzene which is also present is not attacked. This selective oxidation, which avoids loss of benzene, does not take place when adsorbents other than non-polar adsorbents are used.
Graphite is preferably used as the non-polar adsorbent, while coke is also a recommendable adsorbent
As mentioned, the temperature can be varied within the range of 300-450 "C. Higher temperatures above 450asc C. are avoided because of the risk of decomposition, while at lower temperatures below 3000 C. almost no oxidation occurs.
example 1
A vapor mixture is formed by passing benzene with air at a temperature of 4500 C over a vanadium oxide catalyst. The organic products in the vapor mixture consist of 65% by volume of maleic anhydride, 33% by volume of benzene and 2% by volume of by-products, mainly benzoquinone.
This vapor mixture is continuously passed through a space filled with graphite. The temperature of this room is 425-435 C. The hourly throughput rate is 75 g of steam per liter of graphite. The vapor mixture emerging from this space contains the following organic products (the formaldehyde is not taken into account here): 66% by volume maleic anhydride and 34% by volume of benzene. The quinone content of maleic anhydride is less than 0.1 percent by weight.
Example 2
In a manner similar to that in Example 1, fine-grain coke is used instead of graphite. The results correspond to those from Example 1. In this way, too, maleic anhydride is obtained with a quinone content of less than 0.1 percent by weight.