ES2271890T3 - Procedimiento para la obtencion de anhidrido del acido ftalico. - Google Patents
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract
Procedimiento para la obtención de anhídrido del ácido ftálico mediante oxidación catalítica en fase gaseosa de xileno y/o de naftalina con un gas que contenga oxígeno molecular en un lecho fijo y por medio de catalizadores dispuestos al menos en tres capas superpuestas, cuya actividad aumenta de una capa a otra desde el lado de entrada de los gases hasta el lado de salida de los gases, sobre cuyo núcleo formado por material de soporte se ha dispuesto una capa de óxidos metálicos catalíticamente activos, caracterizado porque únicamente presenta fósforo la última capa del catalizador, presentándose en la última capa, al menos un 10 % en peso de vanadio (calculado como V2O5) referido a la masa activa del catalizador y presentando la proporción entre vanadio (calculado como V2O5) y fósforo un valor mayor que 35.
Description
Procedimiento para la obtención de anhídrido del
ácido ftálico.
La invención se refiere a un procedimiento para
la obtención de anhídrido del ácido ftálico mediante oxidación
catalítica en fase gaseosa de xileno y/o de naftalina con un gas que
contiene oxígeno molecular en un lecho sólido y por medio de, al
menos, tres catalizadores dispuestos en capas apiladas, cuya
actividad aumenta desde una capa a la otra desde el lado de entrada
de los gases hasta el lado de salida de los gases, sobre cuyo
núcleo, de material de soporte, se ha aplicado una capa constituida
por óxidos metálicos catalíticamente activos.
El anhídrido del ácido ftálico se fabrica
industrialmente mediante oxidación catalítica en fase gaseosa de
o-xileno o de naftalina en reactores de haces
tubulares. El material de partida es una mezcla constituida por un
gas, que contiene oxígeno molecular, por ejemplo aire, y el
o-xileno y/o la naftalina a ser oxidados. La mezcla
se hace pasar a través de una pluralidad de tubos dispuestos en un
reactor (reactor de haces tubulares), en los cuales se encuentra al
menos un catalizador en carga a granel. En los últimos años se ha
pasado a disponer diversos catalizadores activos de manera
estratificada en la carga a granel del catalizador, encontrándose,
por regla general, el catalizador menos activo hacia la entrada de
los gases, en la primera capa catalítica, superior y encontrándose
el catalizador más activo hacia la salida de los gases, en la última
capa del catalizador, situada en el punto más bajo. Esto se realizó
inicialmente en dos capas superpuestas entre sí, una capa superior
y una capa inferior (véanse, entre otras, las publicaciones
DE-A 40 13 051, DE-A 197 07 943,
DE-A 25 46 268, US 4,469,878, EP-A
539 878, EP-A 286 448, EP-A 906
783). Desde los últimos años se emplea, preponderantemente, un
sistema catalítico constituido por tres capas superpuestas, una capa
superior, una capa central y una capa inferior. Con esta medida
puede adaptarse el sistema catalítico en el reactor de acuerdo con
su actividad al desarrollo de la reacción. En la capa situada en el
punto más bajo, hacia la salida de los gases, se hacen reaccionar
en este caso, preponderantemente, o-xileno o
naftalina puros y productos intermedios tales como por ejemplo el
o-tolilaldehído y la ftalida para dar anhídrido del
ácido ftálico. Además se oxidan adicionalmente también los
productos secundarios tales como por ejemplo las quinonas.
Las posibilidades para la estructuración de la
actividad en este caso son múltiples. La última capa del catalizador
encuentra una consideración especial en la siguiente recopilación
del estado de la técnica, especialmente su contenido en fósforo y
en vanadio y la relación entre sí (calculados con V_{2}O_{5} y
P). A pesar del gran número de variaciones de este par de valores
en el estado de la técnica, existen todavía necesidades de
optimación con relación a la actividad y a la selectividad de la
última capa el catalizador.
La publicación DE-A 198 23 262
describe un procedimiento para la obtención de anhídrido del ácido
ftálico con tres catalizadores recubiertos, dispuestos apiladamente
entre sí, aumentando la selectividad del catalizador desde una capa
hasta la otra desde el lado de la entrada de los gases hasta el lado
de la salida de los gases y controlándose mediante la cantidad de
la masa activa aplicada y mediante el dopaje con álcalis. En los
ejemplos se utiliza fósforo en la segunda capa y en la tercera
capa. El pentóxido de vanadio se emplea en la última capa con una
proporción menor que el 10% en peso, siendo la proporción entre
V_{2}O_{5} y P de 37.
La publicación EP-A 985 648
describe la obtención de anhídrido del ácido ftálico mediante
oxidación catalítica en fase gaseosa de o-xileno
y/o de naftalina con un sistema catalítico, que está estructurado de
tal manera, que la "porosidad" del catalizador y, por lo
tanto, la actividad aumenta casi de manera continua desde la
entrada al reactor hasta la salida del reactor. La porosidad se
define por medio del volumen libre comprendido entre los cuerpos
moldeados recubiertos de la carga a granel en el tubo de reacción.
En los ejemplos se realiza la estructuración de la actividad
mediante la conexión en serie de al menos tres catalizadores
diferentes, estando libres de fósforo las dos primeras capas y
presentando la capa situada en el punto más bajo desde un 0,65
hasta un 0,87% en peso de fósforo y desde un 15 hasta un 20% en peso
de pentóxido de vanadio con una proporción V_{2}O_{5}/P desde
17 hasta 31. La superficie BET de los componentes catalíticamente
activos toma valores desde 70 hasta 160 m^{2}/g.
La publicación WO 03/70680 describe un sistema
catalítico con varias zonas. La estructuración de la actividad se
lleva a cabo a través de la cantidad de masa activa sobre el
soporte, de la cantidad de agentes de dopaje, añadida a la masa
activa, en forma de compuestos de metales alcalinos y a través de la
conducción de la temperatura. Se describe que las dos últimas capas
contienen fósforo, estando contenido en la última capa desde un 6
hasta un 9% en peso de pentóxido de vanadio y tomando la relación
entre V_{2}O_{5} y P valores comprendidos entre 12 y 90.
En la publicación EP-A 1063222
se describe el empleo de tres catalizadores con varias capas. La
actividad de las zonas individuales se modifica por medio de la
cantidad de fósforo de la masa activa, de la cantidad de la masa
activa sobre el anillo de soporte, por medio de la cantidad de
dopaje alcalino de la masa activa y por medio del nivel de carga de
las capas individuales del catalizador en el tubo de reacción. En
los ejemplos se describen sistemas catalíticos que contienen
fósforo en todas las capas, presentando la última capa desde un 0,1
hasta un 0,4% en peso de fósforo, aproximadamente un 5% en peso de
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}) y una proporción entre
V_{2}O_{5} y P que toma valores desde 14 hasta 40.
El aumento de la actividad puede verificarse por
lo tanto por medio de las siguientes medidas o combinaciones:
- (1)
- mediante el aumento permanente del contenido en fósforo,
- (2)
- mediante el aumento permanente del contenido en masa activa,
- (3)
- mediante la disminución permanente del contenido en álcali,
- (4)
- mediante la disminución permanente del espacio vacío entre los catalizadores individuales,
- (5)
- mediante la disminución permanente del contenido en productos inertes o
- (6)
- mediante el aumento permanente de la temperatura,
desde la capa superior (entrada de
los gases) hasta la capa inferior (salida de los
gases).
Mediante procedimientos de envejecimiento todos
los catalizadores pierden actividad a medida que aumenta el tiempo
de vida. Esto se produce preponderantemente en la zona de reacción
principal (zona superior), puesto que en la misma tiene lugar la
solicitación máxima debida a la temperatura. La zona de reacción
principal migra en este caso en el transcurso del tiempo de vida
del catalizador cada vez hacia capas más profundas en el lecho del
catalizador. De aquí resulta que los productos intermedios y los
productos secundarios ya no pueden convertirse por completo dado
que la zona principal de la reacción tiene lugar ahora también en
zonas catalíticas que son menos selectivas y que tienen una menor
actividad. La calidad del producto del anhídrido del ácido ftálico
producido se empeora por lo tanto cada vez más. Pueden combatirse el
retroceso de la conversión y, por lo tanto, el empeoramiento de la
calidad del producto ciertamente mediante aumento de la temperatura
de la reacción, por ejemplo mediante aumento de la temperatura del
baño salino. Desde luego este aumento de la temperatura está
relacionado con un retroceso del rendimiento en anhídrido del ácido
ftálico.
Además, la presencia de productos intermedios y
secundarios es tanto mayor, cuanta mayor sea la carga del aire con
el hidrocarburo a ser oxidado, puesto que una carga elevada refuerza
el desplazamiento de la zona de reacción principal a capas más
profundas en el lecho del catalizador. Para una fabricación
económica son deseables, sin embargo, elevadas cargas comprendidas
entre 60 y 120 g/Nm^{3}.
Los productos secundarios, que aumentan con el
envejecimiento, especialmente en relación con una carga elevada,
abarcan no solamente la ftalida (PHD), sino también, especialmente,
el ácido antraquinonadicarboxílico (ADCA) y el anhídrido del ácido
benzoilftálico (benzoil-PSA), así como
o-xileno no convertido. En relación con la
disminución del PHD pueden alcanzarse mejoras (véase por ejemplo la
publicación DE-A-198 23 262). En lo
que se refiere a la formación general de productos secundarios
existen, desde luego, todavía necesidades de optimización,
especialmente en lo que se refiere a los ADCA, puesto que las trazas
de estos compuestos conducen a un amarilleamiento del anhídrido del
ácido ftálico. Una reducción de estos productos secundarios
facilitaría, además, la elaboración del anhídrido del ácido ftálico
en bruto.
Así pues, la presente invención tenía como
cometido poner a disposición un procedimiento para la obtención de
anhídrido del ácido ftálico, que a pesar una elevada carga
proporcionase anhídrido del ácido ftálico con una calidad mejorada
del producto con un rendimiento inalterado o mejorado. Además de la
reducción del contenido total en productos secundarios, debería
reducirse, especialmente, el producto secundario ADCA con un
rendimiento inalterado o mejorado.
Sorprendentemente, se ha encontrado que podía
resolverse esta tarea por medio de un procedimiento para la
obtención de anhídrido del ácido ftálico mediante oxidación
catalítica en fase gaseosa de xileno y/o de naftalina con un gas
que contenga oxígeno molecular, en un lecho fijo y por medio de al
menos tres catalizadores dispuestos en capas superpuestas, cuya
actividad aumente de una capa a la otra desde el lado de la entrada
de los gases hasta el lado de la salida de los gases, sobre cuyo
núcleo, constituido por material de soporte, se ha aplicado una
capa de óxidos metálicos catalíticamente activa, caracterizado
porque únicamente la última capa del catalizador presenta fósforo,
presentándose en la última capa al menos un 10% en peso de vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}) referido a la masa activa del
catalizador y presentando la relación vanadio (calculado como
V_{2}O_{5}) con respecto al fósforo un valor mayor que 35.
Las capas superiores del catalizador están
exentas de fósforo. Preferentemente la última capa del catalizador,
la que se encuentra en el punto más bajo, presenta un contenido en
fósforo menor que un 1% en peso (calculado como P) referido a la
masa activa del catalizador, preferentemente una proporción menor
que el 0,5% en peso, especialmente desde aproximadamente un 0,05
hasta un 0,4% en peso.
Preferentemente, la longitud de la carga a
granel de la última capa del catalizador supone menos del 40% de la
longitud total de la carga a granel del catalizador de todas las
capas; especialmente la longitud de la carga a granel de la última
capa supone una proporción menor que el 30%, de forma especialmente
preferente menor que el 25% de la longitud total de la carga a
granel de todas las capas. En general la longitud mínima de la
carga a granel de esta capa es del 16%.
La longitud de la carga a granel de la primera
capa del catalizador (capa superior) en un sistema catalítico con 3
capas supone, preferentemente, del 27 al 60%, especialmente del 40
al 55% en peso de la altura total de la carga del catalizador en el
reactor. La longitud de la carga a granel de la capa intermedia
supone, preferentemente, desde el 15 hasta el 55%, preferentemente
desde el 20 hasta el 40% de la longitud total de la carga a granel.
En el caso de un sistema catalítico con 4 capas, la capa superior
supone, ventajosamente, desde el 27 hasta el 55%, especialmente
desde el 32 hasta el 47%, la capa intermedia superior 1 supone,
ventajosamente, del 5 al 22%, preferentemente del 8 hasta el 18% y
la capa intermedia inferior 2 supone, ventajosamente, del 8 al 35%,
especialmente del 12 al 30% de la altura total de la carga a granel
en el reactor. Las capas del catalizador pueden distribuirse
también, en caso dado, entre varios reactores. Los reactores
típicos presentan un nivel de carga entre 2,5 y 3,4 metros.
Preferentemente, la última capa del catalizador,
situada en el punto más bajo, contiene una proporción mayor del 15%
en peso de vanadio (calculado como V_{2}O_{5}) referido a la
masa activa del catalizador, especialmente desde un 18 hasta un 22%
en peso.
La proporción entre vanadio (calculado como
V_{2}O_{5}) y fósforo (calculado como P) en la última capa del
catalizador toma un valor, ventajosamente, de 40 aproximadamente y
mayor que 40, de forma preferente comprendido entre 45 y 100, de
forma especialmente preferente comprendido entre 50 y 70.
El contenido en álcali en la masa activa
disminuye ventajosamente desde la capa superior del catalizador
hacia las capas intermedias. Ventajosamente, la última capa del
catalizador está exenta de álcali. En la primera capa del
catalizador, situada en el punto más alto, el contenido en álcali
es, ventajosamente, menor que un 1,1% en peso de álcali (calculado
como metal alcalino) referido a la masa activa del catalizador,
preferentemente el contenido en álcali se encuentra en el intervalo
desde un 0,1 hasta un 0,8% en peso de álcali. El contenido en
álcali en la capa superior del catalizador y en las capas
intermedias del catalizador se encuentra comprendido,
ventajosamente, desde un 0,05 hasta un 0,6% en peso (calculado como
metal alcalino) referido a la masa activa del catalizador,
especialmente está comprendido entre un 0,05 y un 0,3% en peso. Como
álcali se empleará, preferentemente, el cesio. Los álcalis pueden
reemplazarse en la masa activa parcialmente por alcalinotérreos
tales como, por ejemplo, bario, calcio o magnesio.
La superficie BET de los componentes
catalíticamente activos del catalizador se encuentra comprendida
ventajosamente en el intervalo desde 5 hasta 50 m^{2}/g,
preferentemente desde 5 hasta 30 m^{2}/g, especialmente desde 9
hasta 27 m^{2}/g.
La proporción de masa activa se encuentra
comprendida, preferentemente, entre un 3 y un 15% en peso,
especialmente desde un 4 hasta un 12% en peso, referido a la masa
total del catalizador.
El contenido en ADCA, con una carga de al menos
80 g de o-xileno/Nm^{3} de aire es,
ventajosamente, menor que 100 ppm, especialmente menor que 75 ppm
con un rendimiento comparable o mejor que el del estado de la
técnica de, aproximadamente, 113% (anhídrido del ácido ftálico
obtenido en porcentaje en peso referido al o-xileno
al 100%). El contenido en benzoil-PSA es,
ventajosamente, menor que 20 ppm, especialmente menor que 15
ppm.
Según una forma preferente de realización de un
sistema catalítico con tres capas
- a)
- el catalizador menos activo, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 7 hasta un 10% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa que contiene desde un 6 hasta un 11% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, 0% en peso de P, desde 0,1 hasta 1,1% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
- b)
- el catalizador con una actividad inmediatamente mayor, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 7 hasta un 12% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa, que contiene desde un 5 hasta un 13% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, 0% en peso de P, desde 0 hasta 0,4% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
- c)
- y el catalizador más activo, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 8 hasta un 12% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa, que contiene desde un 10 hasta un 30% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, desde 0 hasta 0,43% en peso de P, desde 0 hasta 0,1% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
empleándose preferentemente el
cesio como metal
alcalino.
El dióxido de titanio, empleado en forma de
anatasa, presenta, ventajosamente, una superficie BET desde 5 hasta
50 m^{2}/g, especialmente desde 15 hasta 30 m^{2}/g. También
pueden emplearse mezclas de dióxido de titanio en forma de anatasa
con superficies BET diferentes, con la condición de que la
superficie BET resultante presente un valor desde 15 hasta 30
m^{2}/g. Las capas de catalizador individuales pueden presentar
también dióxido de titanio con superficies BET diferentes.
Preferentemente la superficie BET del dióxido de titanio empleado
aumenta desde la capa superior a) hasta la capa inferior c).
De acuerdo con una forma preferente de
realización, un sistema catalítico con cuatro capas
- a)
- el catalizador con la actividad mínima, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 7 hasta un 10% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa que contiene desde un 6 hasta un 11% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, 0% en peso de P, desde un 0,1 hasta un 1,1% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
- b1)
- el catalizador con la actividad inmediatamente mayor, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 7 hasta un 12% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa, que contiene desde un 4 hasta un 15% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, 0% en peso de P, desde 0,1 hasta 1% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
- b2)
- el catalizador con la actividad inmediatamente mayor, sobre material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 7 hasta un 12% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa que contiene desde un 5 hasta un 15% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, 0% en peso de P, desde 0 hasta 0,4% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
- c)
- y el catalizador más activo, sobre el material de soporte no poroso y/o poroso, presenta desde un 8 hasta un 12% en peso, referido al conjunto del catalizador, de masa activa que contiene desde un 10 hasta un 30% en peso de V_{2}O_{5}, desde 0 hasta un 3% en peso de Sb_{2}O_{3}, desde 0 hasta 0,43% en peso de P, desde 0 hasta un 0,1% en peso de álcali (calculado como metal alcalino) y siendo el resto TiO_{2} en forma de anatasa,
empleándose preferentemente el
cesio como metal
alcalino.
Preferentemente se emplearán entre tres y cinco
capas.
En general pueden disponerse las capas del
catalizador, por ejemplo a), b1), b2) y/o c) de tal manera que
estén constituidas, respectivamente, por dos o por varias capas.
Estas capas intermedias tienen, ventajosamente, composiciones
intermedias del catalizador.
Del mismo modo, puede provocarse una transición
casi continua de las capas y un aumento casi homogéneo de la
actividad, en lugar de capas limitadas entre sí de los diversos
catalizadores, si se dispone una zona con una mezcla de los
catalizadores sucesivos en la transición de una capa hasta la capa
siguiente.
Como catalizadores son adecuados catalizadores
soportados de tipo óxido. Para la obtención del anhídrido del ácido
ftálico mediante oxidación en fase gaseosa de
o-xileno o de naftalina o mezclas de los mismos se
emplean, por regla general, soportes esféricos, anulares o en forma
de cápsulas constituidos por un silicato, por carburo de silicio,
por porcelana, por óxido de aluminio, por óxido de magnesio, por
dióxido de cinc, por rutilo, por silicato de aluminio, por silicato
de magnesio (esteatita), por silicato de circonio o por silicato de
cerio o por mezclas de los mismos. Se han acreditado especialmente
los denominados catalizadores con envoltura, en los cuales la masa
catalíticamente activa está aplicada en forma de cáscara sobre el
soporte. En la masa activa se encuentran, además del dióxido de
titanio como componente catalíticamente activo, preferentemente, el
pentóxido de vanadio. Además puede estar contenida en la masa
catalíticamente activa, en pequeñas cantidades, una pluralidad de
otros compuestos de tipo óxido, que influencien la actividad y la
selectividad del catalizador actuando como promotores, por ejemplo
reduciendo o aumentando su actividad. Tales promotores son, por
ejemplo, los óxidos de los metales alcalinos, el óxido de
talio(I), el óxido de aluminio, el óxido de circonio, el
óxido de hierro, del óxido de níquel, el óxido de cobalto, el óxido
de manganeso, el óxido de estaño, el óxido de plata, el óxido de
cobre, el óxido de cromo, el óxido de molibdeno, el óxido de
volframio, el óxido de iridio, el óxido de tántalo, el óxido de
niobio, el óxido de arsénico, el óxido de antimonio, el óxido de
cerio y el pentóxido de fósforo. Los óxidos de los metales alcalinos
actúan, por ejemplo, como promotores reductores de la actividad y
acrecentadores de la selectividad. Además, pueden añadirse a las
masas catalíticamente activas aglutinantes orgánicos,
preferentemente copolímeros, ventajosamente en forma de una
dispersión acuosa, de acetato de vinilo/laurato de vinilo, acetato
de vinilo/acrilato, estireno/acrilato, acetato de vinilo/maleato,
acetato de vinilo/estireno así como de hidroxietilcelulosa,
empleándose cantidades de aglutinante desde un 3 hasta un 20% en
peso, referido al contenido en materia sólida de la solución de los
componentes de la masa activa (EP-A 744 214).
Preferentemente se emplearán los aglutinantes orgánicos como los que
se han descrito en la publicación DE-A 198 24 532.
Cuando se aplique sobre el soporte la masa catalíticamente activa
sin aglutinante orgánico, serán ventajosas temperaturas de
recubrimiento situadas por encima de 150ºC. Cuando se añadan los
agentes aglutinantes anteriormente indicados, las temperaturas
empleables para el recubrimiento se encuentran, según el agente
aglutinante empleado, entre 50 y 450ºC (DE-A 21 06
796). Los agentes aglutinantes aplicados se eliminan por combustión
tras la carga del catalizador y la puesta en marcha del reactor, en
el transcurso de un corto espacio de tiempo. La adición de
aglutinantes tiene, además, la ventaja de que la masa activa se
adhiere perfectamente sobre el soporte de tal manera que se
facilitan el transporte y la carga del catalizador.
Los catalizadores se cargan para la reacción de
manera estratificada en los tubos de un reactor de haces tubulares.
El catalizador con la actividad más baja se dispondrá en el lecho
fijo de tal manera que el gas de la reacción entre en contacto en
primer lugar con este catalizador y solamente a continuación entre
en contacto con el catalizador con una actividad inmediatamente
mayor en la capa siguiente. A continuación entra en contacto el gas
de la reacción con la capa del catalizador con una actividad todavía
mayor. Los diversos catalizadores activos pueden termostatarse a la
misma temperatura o a temperaturas diferentes.
El gas de reacción se hace pasar a través de la
carga a granel del catalizador, preparada de este modo, a
temperaturas de, en general, 300 hasta 450ºC, preferentemente de 320
hasta 420ºC y, de forma especialmente preferente, de 340 hasta
400ºC. Ventajosamente se empleará una sobrepresión de, en general,
0,1 hasta 2,5 bares, preferentemente de 0,3 hasta 1,5 bares. La
velocidad espacial se encuentra, en general, en 750 hasta 5.000
h^{-1}.
El gas de la reacción, alimentado al catalizador
(mezcla de gases de partida) se genera, en general, por mezcla de
un gas que contenga oxígeno molecular, que puede contener, además de
oxígeno, también moderadores adecuados de la reacción, tales como
nitrógeno y/o diluyentes, tal como vapor de agua y/o dióxido de
carbono, con el hidrocarburo aromático a ser oxidado. El gas, que
contiene oxígeno molecular, puede contener, en general, desde un 1
hasta un 100% en moles, preferentemente desde un 2 hasta un 50% en
moles y, de forma especialmente preferente, desde un 10 hasta un
30% en moles de oxígeno, desde 0 hasta 30% en moles, preferentemente
desde 0 hasta 10% en moles de vapor de agua así como desde 0 hasta
50% en moles, preferentemente desde 0 hasta un 1% en moles de
dióxido de carbono, siendo el resto nitrógeno. Para la generación
del gas de la reacción se carga el gas, que contiene el oxígeno
molecular, en general con 30 g hasta 150 g por cada Nm^{3} de
gas, especialmente con 60 hasta 120 g por cada Nm^{3}, del
hidrocarburo aromático, a ser oxidado.
En general, se lleva a cabo la reacción de tal
manera que se transforme en la primera zona de la reacción en la
mayor parte del o-xileno y/o de la naftalina
contenidos en el gas de la reacción.
La temperatura en la zona de actividad máxima
(Hot-Spot) de la capa superior asciende,
preferentemente, a 400 hasta 470ºC, en la o en las capas
intermedias de un sistema catalizador con varias capas, la
temperatura es, ventajosamente, menor que 420ºC, especialmente
menor que 410ºC.
En caso deseado puede preverse además un reactor
de acabado conectado aguas abajo para la obtención del anhídrido
del ácido ftálico, como se ha descrito, por ejemplo, en las
publicaciones DE-A 198 07 018 o DE-A
20 05 969. Como catalizador se emplea en este caso,
preferentemente, un catalizador todavía más activo que el de la capa
situada en el punto más bajo.
El anhídrido del ácido ftálico puede fabricarse,
según la invención, también con cargas elevadas con
o-xileno y/o naftalina con elevados rendimientos,
con una baja concentración en productos secundarios, especialmente
con una cantidad muy pequeña de ADCA y de
benzoil-PSA.
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
35,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 65,58 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,97 g de pentóxido de vanadio, 2,65 g de óxido de antimonio, 0,45
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado a partir de acetato de vinilo y de laurato de
vinilo en forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La
suspensión obtenida se pulverizó superficialmente a continuación
sobre 1.200 g de esteatita (silicato de magnesio) en forma de
anillos (7 x 7 x 4 mm, diámetro externo (AD) x longitud (L) x
diámetro interno (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador aplicado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como calculado como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio
(calculado como Sb_{2}O_{3}), un 0,33% en peso de cesio
(calculado como Cs), un 31,54% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 58,56% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-2).
(TiO_{2}-2).
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
24,16 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 72,48 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,74 g de pentóxido de vanadio, 2,57 g de trióxido de antimonio,
0,13 g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 60 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de
antimonio (calculado como Sb_{2}O_{3}), un 0,10% en peso de
cesio (calculado como Cs), un 22,23% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 66,68% en peso de dióxido de
titanio (TiO_{2}-2).
\newpage
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
22,07 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 88,28 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 27 m^{2}/g),
28,07 g de pentóxido de vanadio, 1,93 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 20,0% en peso de vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}), un 0,37% en peso de fósforo
(calculado como P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-2).
(TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
29,27 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 69,80 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 21 m^{2}/g),
7,83 g de pentóxido de vanadio, 2,61 g de óxido de antimonio, 0,49
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,36% en peso de cesio (calculado como Cs), un
27,20% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 63,46% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
24,61 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 74,46 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 21 m^{2}/g),
7,82 g de pentóxido de vanadio, 2,60 g de óxido de antimonio, 0,35
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,26% en peso de cesio (calculado como Cs), un
22,60% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 67,79% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
24,82 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 74,46 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 21 m^{2}/g),
7,82 g de pentóxido de vanadio, 2,60 g de óxido de antimonio,
0,135 g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,10% en peso de cesio (calculado como Cs), un
22,60% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 67,79% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
17,23 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 69,09 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 27 m^{2}/g),
21,97 g de pentóxido de vanadio, 1,55 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 20,0% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 0,38% en peso de fósforo (calculado como
P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-3).
(TiO_{2}-3).
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
35,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 65,58 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,97 g de pentóxido de vanadio, 2,65 g de óxido de antimonio, 0,45
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,33% en peso de cesio (calculado como Cs), un
31,54% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 58,56% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
34,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 102,90 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
10,99 g de pentóxido de vanadio, 3,66 g de trióxido de antimonio,
2,30 g de dihidrógenofosfato de amonio y 0,19 g de carbonato de
cesio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 52 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,40% en peso de fósforo (calculado como P), un
0,10% en peso de cesio (calculado como Cs), un 22,23% en peso de
dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y un 66,68% en peso
de dióxido de titanio (TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
22,07 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 88,28 g de anatasa
(TiO_{2}-3, BET-OF 27 m^{2}/g),
28,07 g de pentóxido de vanadio, 1,93 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 20,0% en peso de vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}), un 0,37% en peso de fósforo
(calculado como P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-3).
(TiO_{2}-3).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
35,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 67,96 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
8,26 g de pentóxido de vanadio, 2,75 g de óxido de antimonio, 1,29
g de dihidrógenofosfato de amonio, 0,47 g de carbonato de cesio y se
agitaron durante 18 horas, para conseguir una distribución
homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de aglutinante
orgánico, constituido por un copolímero formado por acetato de
vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión acuosa al 50%
en peso. La suspensión obtenida se pulverizó superficialmente a
continuación sobre 1.200 g de esteatita (silicato de magnesio) en
forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El
peso de la cáscara, aplicada superficialmente, fue el 8% del peso
total del catalizador acabado. La masa catalíticamente activa,
aplicada superficialmente de este modo, es decir la cáscara del
catalizador, contenía, al cabo de una hora de calcinación a 450ºC,
un 7,12% en peso de vanadio (calculado como V_{2}O_{5}), un
2,37% en peso de antimonio (calculado como Sb_{2}O_{3}), un
0,30% en peso de fósforo (calculado como P), un 0,33% en peso de
cesio (calculado como Cs), un 31,54% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 58,56% en peso de dióxido de
titanio (TiO_{2}-2).
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
34,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 102,90 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
10,99 g de pentóxido de vanadio, 3,66 g de trióxido de antimonio,
2,30 g de dihidrógenofosfato de amonio y 0,19 g de carbonato de
cesio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 52 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,40% en peso de fósforo (calculado como P), un
0,10% en peso de cesio (calculado como Cs), un 22,23% en peso de
dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y un 66,68% en peso
de dióxido de titanio (TiO_{2}-2).
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
22,07 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 88,28 g de anatasa
(TiO_{2}-3, BET-OF 27 m^{2}/g),
28,07 g de pentóxido de vanadio, 1,93 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 20,0% en peso de vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}), un 0,37% en peso de fósforo
(calculado como P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-3).
(TiO_{2}-3).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
35,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 65,58 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,97 g de pentóxido de vanadio, 2,65 g de óxido de antimonio, 0,45
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,33% en peso de cesio (calculado como Cs), un
31,54% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 58,56% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
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Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
24,16 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 72,48 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,74 g de pentóxido de vanadio, 2,57 g de trióxido de antimonio,
0,13 g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 60 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de
antimonio (calculado como Sb_{2}O_{3}), un 0,10% en peso de
cesio (calculado como Cs), un 22,23% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 66,68% en peso de dióxido de
titanio (TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
40,15 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 88,28 g de anatasa
(TiO_{2}-3, BET-OF 27 m^{2}/g),
9,99 g de pentóxido de vanadio, 1,93 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}), un 0,37% en peso de fósforo
(calculado como P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-3).
(TiO_{2}-3).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
35,32 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 65,58 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,97 g de pentóxido de vanadio, 2,65 g de óxido de antimonio, 0,45
g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 50 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 8% del peso total del catalizador acabado.
La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente de este
modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al cabo de una
hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de vanadio (calculado
como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de antimonio (calculado como
Sb_{2}O_{3}), un 0,33% en peso de cesio (calculado como Cs), un
31,54% en peso de dióxido de titanio (TiO_{2}-1) y
un 58,56% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
24,16 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 72,48 g de anatasa
(TiO_{2}-2, BET-OF 20 m^{2}/g),
7,74 g de pentóxido de vanadio, 2,57 g de trióxido de antimonio,
0,13 g de carbonato de cesio y se agitaron durante 18 horas, para
conseguir una distribución homogénea. Se añadieron a esta
suspensión 60 g de aglutinante orgánico, constituido por un
copolímero formado por acetato de vinilo y laurato de vinilo en
forma de una dispersión acuosa al 50% en peso. La suspensión
obtenida se pulverizó superficialmente a continuación sobre 1.200 g
de esteatita (silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4
mm, (AD) x (L) x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 7,12% en peso de
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}), un 2,37% en peso de
antimonio (calculado como Sb_{2}O_{3}), un 0,10% en peso de
cesio (calculado como Cs), un 22,23% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 66,68% en peso de dióxido de
titanio (TiO_{2}-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Se suspendieron en 650 ml de agua desionizada
34,00 g de anatasa (TiO_{2}-1,
BET-OF 9 m^{2}/g), 88,28 g de anatasa
(TiO_{2}-3, BET-OF 27 m^{2}/g),
16,14 g de pentóxido de vanadio, 1,93 g de dihidrógenofosfato de
amonio y se agitaron durante 18 horas, para conseguir una
distribución homogénea. Se añadieron a esta suspensión 50 g de
aglutinante orgánico, constituido por un copolímero formado por
acetato de vinilo y laurato de vinilo en forma de una dispersión
acuosa al 50% en peso. La suspensión obtenida se pulverizó
superficialmente a continuación sobre 1.200 g de esteatita
(silicato de magnesio) en forma de anillos (7 x 7 x 4 mm, (AD) x (L)
x (ID)) y se secó. El peso de la cáscara, aplicada
superficialmente, fue el 10% del peso total del catalizador
acabado. La masa catalíticamente activa, aplicada superficialmente
de este modo, es decir la cáscara del catalizador, contenía, al
cabo de una hora de calcinación a 450ºC, un 11,50% en peso de
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}), un 0,37% en peso de
fósforo (calculado como P), un 15,73% en peso de dióxido de titanio
(TiO_{2}-1) y un 62,90% en peso de dióxido de
titanio
(TiO_{2}-3).
(TiO_{2}-3).
Se cargaron, desde abajo hacia arriba,
respectivamente 0,70 m del catalizador de la capa inferior (c), 0,60
m del catalizador de la capa intermedia (b) y 1,50 m del
catalizador de la capa superior (a) en un tubo de hierro con una
longitud de 3,85 m con una anchura de luz de 25 mm. El tubo de
hierro estaba rodeado con una fusión salina para la regulación de
la temperatura, una vaina térmica de 2 mm con elemento de tracción
incorporado sirvió para la medida de la temperatura del
catalizador. Se hicieron pasar a través del reactor, por hora,
desde arriba hacia abajo, 4 Nm^{3} de aire con cargas de 0 hasta
100 g/Nm^{3} de o-xileno al 98,5% en peso. Al
cabo de un tiempo de marcha de 10 a 14 días se interrumpe la
alimentación de o-xileno y se somete el catalizador
durante un período de tiempo de 72 horas a las condiciones
siguientes: temperatura del baño salino (SBT) de 410ºC, aire 2
Nm^{3}/h. En este caso se obtuvieron los resultados reunidos en
las tablas 1 y 2 con 60-100 g de
o-xileno/Nm^{3} ("rendimiento en PSA"
significa el PSA obtenido en porcentaje en peso, con relación al
o-xileno al 100%).
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargó un tubo de hierro con una longitud de
3,85 metros con una anchura de luz de 25 mm, desde abajo hacia
arriba, respectivamente con 0,70 m del catalizador de la capa
inferior (c), 0,70 m del catalizador de la capa intermedia 2 (b2),
0,50 m del catalizador de la capa intermedia 1 (b1) y 1,30 m del
catalizador de la capa superior (a). Por lo demás se llevó a cabo
la realización de los ensayos como se ha indicado en B.1.
Los resultados de los ensayos, tras la
activación, se han reunido en las tablas 1 y 2.
Se han utilizado las siguientes
abreviaturas:
\vskip1.000000\baselineskip
| HST | Temperatura en la zona de actividad máxima |
| OS | Capa superior |
| MS | Capa intermedia |
| US | Capa inferior |
| ROG | Gases salientes del reactor |
| SBT | Temperatura del baño salino |
| PHD | Ftalida |
| PSA | Anhídrido del ácido ftálico |
| Benzoil-PSA | Anhídrido del ácido 4-benzoilftálico |
| ADCA | Anhídrido del ácido antraquinonadicarboxílico |
\newpage
Composición del catalizador (datos en % = % en
peso)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (13)
1. Procedimiento para la obtención de anhídrido
del ácido ftálico mediante oxidación catalítica en fase gaseosa de
xileno y/o de naftalina con un gas que contenga oxígeno molecular en
un lecho fijo y por medio de catalizadores dispuestos al menos en
tres capas superpuestas, cuya actividad aumenta de una capa a otra
desde el lado de entrada de los gases hasta el lado de salida de
los gases, sobre cuyo núcleo formado por material de soporte se ha
dispuesto una capa de óxidos metálicos catalíticamente activos,
caracterizado porque únicamente presenta fósforo la última
capa del catalizador, presentándose en la última capa, al menos un
10% en peso de vanadio (calculado como V_{2}O_{5}) referido a
la masa activa del catalizador y presentando la proporción entre
vanadio (calculado como V_{2}O_{5}) y fósforo un valor mayor que
35.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la longitud de la carga a granel de la
última capa del catalizador supone, como máximo, el 40% de la
longitud total de la carga a granel de todas las capas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la longitud de la carga a granel de la
última capa del catalizador supone, como máximo, el 25% de la
longitud total de la carga a granel de todas las capas.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 3, caracterizado porque la proporción entre vanadio
(calculado como V_{2}O_{5}) y fósforo en la última capa del
catalizador, presenta un valor desde 40 hasta 100.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 4, caracterizado porque la última capa del catalizador
presenta, al menos, un 15% en peso de vanadio (calculado como
V_{2}O_{5}) referido a la masa activa del catalizador.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 5, caracterizado porque la última capa del catalizador
presenta desde un 18 hasta un 22% en peso de vanadio (calculado como
V_{2}O_{5}) referido a la masa activa del catalizador.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 6, caracterizado porque la primera capa del catalizador
presenta, una proporción menor que el 1,1% en peso de álcali
(calculado como metal alcalino) referido a la masa activa del
catalizador.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 7, caracterizado porque la primera capa del catalizador
presenta un contenido en álcali desde un 0,1 hasta un 0,8% en peso
de álcali (calculado como metal alcalino) referido a la masa activa
y la o las capas intermedias del catalizador presentan un contenido
en álcali desde un 0,05 hasta un 0,6% en peso (calculado como metal
alcalino).
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 8, caracterizado porque se emplea cesio como adición
de metal alcalino.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 9, caracterizado porque la última capa del catalizador
presenta una proporción menor que el 1% en peso de fósforo.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 10, caracterizado porque la superficie BET de la masa
activa presenta un valor desde 5 hasta 50 m^{2}/g.
12. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 11, caracterizado porque la proporción de masa activa
con relación a la masa total del catalizador se encuentra
comprendida entre un 3 y un 15% en peso.
13. Procedimiento según las reivindicaciones 1
hasta 12, caracterizado porque el contenido en ácido
antraquinonadicarboxílico en el producto constituido por el
anhídrido del ácido ftálico, se encuentra por debajo de 75 ppm.
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