JPH0796550B2 - Method for producing naphthalic anhydride - Google Patents
Method for producing naphthalic anhydrideInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は染料中間体等として有用な無水ナフタル酸の製
造方法に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to a method for producing naphthalic anhydride useful as a dye intermediate or the like.
無水ナフタル酸は工業的にはアセナフテンを液相酸化す
ることにより得られているが、この方法は収率が低いだ
けでなく、純度を95%以上にすることは困難である。す
なわち、無水ナフタル酸は沸点近くでは分解が生じ、ま
たこれを選択的に溶解する適当な溶剤も少ないため、蒸
留精製あるいは再結晶等の精製が困難となるためであ
る。そこで、酸化工程で副生する不純物を多段洗浄して
除去し、次いで乾燥して無水フタル酸の純度を高めるプ
ロセスが提案されているが、無水ナフタル酸の回収率が
低く、かつプロセスが複雑なるという欠点がある。Although naphthalic anhydride is industrially obtained by liquid phase oxidation of acenaphthene, this method is not only low in yield but also difficult to attain a purity of 95% or more. That is, since naphthalic anhydride decomposes near the boiling point and there are few suitable solvents that selectively dissolve it, it becomes difficult to purify it by distillation or recrystallization. Therefore, a process has been proposed in which impurities by-produced in the oxidation step are removed by multistage washing and then dried to increase the purity of phthalic anhydride, but the recovery rate of naphthalic anhydride is low and the process is complicated. There is a drawback that.
また、アセナフテンを酸化触媒の存在下、300〜400℃前
後の温度条件下、接触気相酸化して無水ナフタル酸を製
造する方法が特公昭51−44714号公報で知られている。
しかしながら、この文献には無水ナフタル酸の捕集ある
いは精製に関する記載は何もない。Further, Japanese Patent Publication No. 51-44714 discloses a method of producing naphthalic anhydride by catalytic gas phase oxidation of acenaphthene in the presence of an oxidation catalyst at a temperature of about 300 to 400 ° C.
However, there is no description in this document regarding the collection or purification of naphthalic anhydride.
無水フタル酸に代表される昇華性固体の捕集装置として
は、スイッチコンデンサー形式の捕集器が知られている
(特公昭58−44609号公報他)が、無水ナフタル酸の場
合には融点が高く、また融解時に変質するために、これ
を使用することができない。A switch condenser type collector is known as a collector for a sublimable solid typified by phthalic anhydride (Japanese Patent Publication No. 58-44609, etc.), but in the case of naphthalic anhydride, the melting point is It cannot be used due to its high cost and its alteration on melting.
本発明はアセナフテンから無水ナフタル酸を高い収率
で、しかも高い純度を製造することを目的とする。An object of the present invention is to produce naphthalic anhydride from acenaphthene in high yield and high purity.
本発明は酸化触媒の存在下、300〜400℃の温度条件下、
空気又は分子状酸素含有ガスを使用してアセナフテンを
接触気相酸化して、無水ナフタル酸を含有する酸化生成
物のガス流れを生成させ、引続いてこのガスの流れに冷
却用気体を導入することにより、30〜150℃に冷却して
無水ナフタル酸を固形分として分離、回収する無水ナフ
タル酸の製造方法である。The present invention, in the presence of an oxidation catalyst, at a temperature of 300 to 400 ° C.,
Catalytic gas phase oxidation of acenaphthene using air or a gas containing molecular oxygen to produce a gas stream of oxidation products containing naphthalic anhydride, followed by introduction of a cooling gas into this gas stream. Thus, it is a method for producing naphthalic anhydride, which is cooled to 30 to 150 ° C. to separate and collect naphthalic anhydride as a solid content.
本発明で使用する酸化触媒はアセナフテンを無水ナフタ
ル酸に酸化するものであり、具体的には五酸化バナジウ
ムを主な触媒活性成分として含有する触媒が挙げられ
る。一例としては、二酸化チタン70〜90wt%、V2O510〜
30wt%およびアルカリ金属化合物0.5〜5wt%(但し、硫
酸塩として計算)よりなる触媒活性成分を非多孔性の不
活性担体に担持させてなる触媒が挙げられる。The oxidation catalyst used in the present invention oxidizes acenaphthene to naphthalic anhydride, and specific examples thereof include a catalyst containing vanadium pentoxide as a main catalytically active component. As an example, titanium dioxide 70-90 wt%, V 2 O 5 10-
Examples of the catalyst include 30 wt% and 0.5 to 5 wt% of an alkali metal compound (however, calculated as a sulfate) on which a non-porous inert carrier is supported.
反応条件は、無水ナフタル酸が生成する条件であるが、
酸化生成物中の未反応アセナフテンが1wt%以下好まし
くは0.5wt%以下となる条件とすることが有利である。
しかしながら、反応が進行しすぎると無水マレイン酸、
無水フタル酸等の副反応生成物が増大するので、未反応
アセナフテンが0.001wt%以上好ましくは0.05wt%以上
残る条件とすることが有利である。このような条件は、
酸化触媒の種類によっても変化するが、多くの場合、温
度300〜400℃、空間速度1000〜10000hr-1、アセナフテ
ン濃度30〜80g/m3−空気の範囲にある。また、原料アセ
ナフテンはアセナフテン含有物であっても差支えない
が、ある程度精製されたものであることが望ましい。ア
セナフテンがコールタールから回収されたものである場
合、ジフェニレンオキサイド、メチルビフェニル、ジメ
チルナフタレン、ビフェニル等の不純物を少量含むが、
10wt%程度の不純物の存在は差支えない。しかしなが
ら、不純物が多いと製品歩留が低下するので、アセナフ
テン濃度を95wt%以上とすることがよい。The reaction conditions are such that naphthalic anhydride is produced,
It is advantageous that the unreacted acenaphthene in the oxidation product is 1 wt% or less, preferably 0.5 wt% or less.
However, if the reaction proceeds too much, maleic anhydride,
Since the side reaction products such as phthalic anhydride increase, it is advantageous to set the conditions such that the unreacted acenaphthene remains in an amount of 0.001 wt% or more, preferably 0.05 wt% or more. Such conditions are
Although it varies depending on the type of oxidation catalyst, in many cases, the temperature is in the range of 300 to 400 ° C., the space velocity is in the range of 1000 to 10000 hr −1 , and the acenaphthene concentration is in the range of 30 to 80 g / m 3 −air. The raw material acenaphthene may be an acenaphthene-containing material, but it is preferably purified to some extent. When acenaphthene is recovered from coal tar, it contains a small amount of impurities such as diphenylene oxide, methylbiphenyl, dimethylnaphthalene, and biphenyl.
The presence of impurities of about 10 wt% does not matter. However, if the amount of impurities is large, the product yield decreases, so it is preferable to set the acenaphthene concentration to 95 wt% or more.
反応器から出る無水ナフタル酸を含有する酸化生成物の
ガスの流れは、300〜400℃前後の温度を保持しているの
で、これに冷却用気体を導入して30〜150℃、好ましく
は50〜100℃に冷却する。なお、冷却用気体を導入する
前に、ガスの流れを結晶が析出することのない温度、例
えば200℃以上の温度にまで間接冷却してもよく、この
ようにすることにより冷却用気体の使用量を少なくする
ことができる。冷却用気体としては、常温で気体であっ
て、無水ナフタル酸に対して不活性なものであればよい
が、空気が有利である。また、導入後に気体となるもの
であれば、導入時に液体であっても差支えない。また、
この気体の温度は低温であるほど使用量が少なくなる
が、常温であっても差支えない。急冷後の温度を余りに
低くすると無水ナフタル酸への無水フタル酸、無水マレ
イン酸、ナフトキノン等の副反応生成物の吸着力が高ま
り、純度が低下するばかりでなく、水分が凝縮してフィ
ルターの圧力損失の増加、閉塞等の原因となる。急冷後
の温度を高くしすぎると無水ナフタル酸のロスが大き
い。Since the gas flow of the oxidation product containing naphthalic anhydride, which leaves the reactor, maintains a temperature of around 300 to 400 ° C, a cooling gas is introduced into this gas so that the temperature is 30 to 150 ° C, preferably 50 Cool to ~ 100 ° C. Incidentally, before introducing the cooling gas, the gas flow may be indirectly cooled to a temperature at which crystals do not precipitate, for example, a temperature of 200 ° C. or higher, and by using such a cooling gas. The amount can be reduced. As the cooling gas, any gas may be used as long as it is a gas at room temperature and is inert to naphthalic anhydride, but air is advantageous. Further, as long as it becomes a gas after introduction, it may be a liquid at the time of introduction. Also,
The lower the temperature of this gas, the smaller the amount used, but it does not matter even if it is room temperature. If the temperature after quenching is too low, the adsorption of side reaction products such as phthalic anhydride, maleic anhydride, and naphthoquinone on naphthalic anhydride will increase, which not only lowers the purity but also causes water to condense and filter pressure. It causes increased loss and blockage. If the temperature after quenching is too high, the loss of naphthalic anhydride is large.
冷却用気体の使用量は計算で求めることができる。例え
ば、実施例1の条件であって空冷塔入口温度が330℃の
場合、使用量は第6表に示すとおりとなる。しかしなが
ら、放熱あるいは間接冷却により冷却がある場合はこれ
より低い値となる。The amount of cooling gas used can be calculated. For example, when the air-cooling tower inlet temperature is 330 ° C. under the conditions of Example 1, the usage amount is as shown in Table 6. However, if there is cooling due to heat dissipation or indirect cooling, the value will be lower than this.
冷却用気体を導入する装置としては空冷塔形式のものが
好ましい。このような装置としては、例えば回転流型遠
心固体分離機(ROBERT H,PERRY/LECIL H CHILTON著 CH
EMICAL ENGINEER'S HAND BOOK(第5版)第20章 P87
図20−102)などが挙げられる。側壁からの冷却のみに
よる冷却器では、無水ナフタル酸が側壁に付着し、取り
出しが困難になる。As an apparatus for introducing the cooling gas, an air cooling tower type apparatus is preferable. Examples of such an apparatus include a rotary flow type centrifugal solid separator (ROBERT H, PERRY / LECIL H CHILTON CH
EMICAL ENGINEER'S HAND BOOK (Fifth Edition) Chapter 20 P87
20-102) and the like. In a cooler that only cools from the side wall, naphthalic anhydride adheres to the side wall, making it difficult to take out.
この急冷により、酸化生成物のガスの流れから、無水ナ
フタル酸が析出する。しかしながら、副生物である安息
香酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、ナフトキノン、
アセナフチレンあるいは未反応アセナフテンは無水ナフ
タル酸に比して蒸気圧が高いため殆ど析出せず、かつ固
体の無水ナフタル酸には吸着されないためにガスの流れ
の中に残存する。析出した無水ナフタル酸は純度が高い
だけでなく、球状の粉体となっており、密度も大きいも
のとなっているので、回収が容易である。By this rapid cooling, naphthalic anhydride is precipitated from the gas flow of the oxidation product. However, by-products benzoic acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, naphthoquinone,
Since acenaphthylene or unreacted acenaphthene has a higher vapor pressure than naphthalic anhydride, it hardly deposits and is not adsorbed by solid naphthalic anhydride, and thus remains in the gas flow. Not only is the purity of the precipitated naphthalic anhydride high, but it is spherical and has a high density, so it is easy to collect.
急冷されがガスの流れに一部同伴される無水ナフタル酸
粉末はクロスフィルター、繊維層フィルター等のフィル
ターで捕集することが好ましい。ここで、クロスフィル
ターとしてはスクリーン型フィルター、バッグフィルタ
ー型等が、また繊維層フィルターとしてはリバースジェ
ットフィルター型等が挙げられ、これらはいずれも逆洗
操作可能なものである。最近、フィルター用の材質が次
々に開発され、有機質フィルター以外に金属製、カーボ
ン製、セラミンク製のものがあるが、いずれの材質のも
のもリバース型フィルターであればいずれも使用可能で
ある。The naphthalic anhydride powder that is rapidly cooled but is partly entrained in the gas flow is preferably collected by a filter such as a cross filter or a fiber layer filter. Here, the cross filter includes a screen type filter, a bag filter type and the like, and the fiber layer filter includes a reverse jet filter type and the like, all of which can be backwashed. Recently, materials for filters have been developed one after another. In addition to organic filters, there are metal, carbon, and ceraminek-made materials, but any material can be used as long as it is a reverse type filter.
以下、本発明の実施の一例を示す図面により本発明を詳
細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing an example of the embodiment of the present invention.
アセナフテンおよび空気の混合ガスは管1から反応器2
へ導入される。反応器2からは無水ナフタル酸を含有す
る酸化生成物のガスの流れが管3から流出する。The mixed gas of acenaphthene and air is fed from the tube 1 to the reactor 2
Be introduced to. From the reactor 2, a gas flow of an oxidation product containing naphthalic anhydride flows out from a pipe 3.
このガスの流れは空冷塔4に導入され、管5から供給さ
れる冷却用気体により急冷される。析出する無水ナフタ
ル酸は粉末となって空冷塔4の下部から抜き出される。
また、ガスに同伴される無水ナフタル酸は管5からバッ
グフィルター6へ送られ、ここで粉末が捕集される。捕
集された粉末は、短時間断続的に逆方向から吹きつけら
れる圧縮空気により、払い落とされ、下部から抜き出さ
れる。バッグフィルター上部から管7より流出する排ガ
スはなお副生物を含有しているので、水洗等により浄化
される。This gas flow is introduced into the air cooling tower 4 and rapidly cooled by the cooling gas supplied from the pipe 5. The precipitated naphthalic anhydride becomes powder and is extracted from the lower part of the air cooling tower 4.
The naphthalic anhydride entrained in the gas is sent from the pipe 5 to the bag filter 6, where the powder is collected. The collected powder is blown off intermittently for a short time by compressed air blown from the opposite direction, and is withdrawn from the lower part. The exhaust gas flowing out of the pipe 7 from the upper portion of the bag filter still contains by-products, so it is purified by washing with water or the like.
TiO280wt%、V2O518wt%およびCs2SO42wt%からなる触
媒活性成分を磁製担体に担持させてなる酸化触媒を充填
した反応器に、アセナフテンおよび空気からなる混合ガ
スを通して反応させた。反応器のナイター温度325℃、
アセナフテン濃度40g/Nm3−空気、空間速度3000hr-1で
あり、原料アセナフテンとして第1表に示すものを用い
た。A mixed gas consisting of acenaphthene and air is passed through a reactor filled with an oxidation catalyst, which is a porcelain carrier carrying catalytically active components consisting of 80 wt% TiO 2 , 18 wt% V 2 O 5 and 2 wt% Cs 2 SO 4. Let Niter temperature of the reactor 325 ℃,
The concentration of acenaphthene was 40 g / Nm 3 -air, the space velocity was 3000 hr -1 , and the raw material acenaphthene shown in Table 1 was used.
反応器から流出する酸化生成物のガスの流れを空冷塔に
挿入し、冷却用の空気を導入して急冷したのち、ガスの
流れはバッグフィルターに導入した。酸化生成物の組成
を第1表に示す。The gas flow of the oxidation product flowing out of the reactor was inserted into the air cooling tower, and cooling air was introduced to quench the gas, and then the gas flow was introduced into the bag filter. The composition of the oxidation product is shown in Table 1.
空冷塔入口における反応器からのガスの流れの温度は20
0℃、冷却用の空気温度は20℃であり、冷却用空気に吹
き込み量を変化させて、バッグフィルター出の温度を調
整した。なお、装置からの放熱があるため、冷却用空気
の使用量は0.1〜10容量倍の範囲であった。The temperature of the gas flow from the reactor at the inlet of the air cooling tower is 20
The temperature of the cooling air was 0 ° C, and the temperature of the bag filter was adjusted by changing the amount of air blown into the cooling air. Note that the amount of cooling air used was in the range of 0.1 to 10 times the volume due to heat radiation from the device.
実施例1〜3の結果をそれぞれ第2〜4表に示す。ま
た、第5表に実施例1におけるフィルター出温度、無水
ナフタル酸捕集率の関係を示す。The results of Examples 1 to 3 are shown in Tables 2 to 4, respectively. Table 5 shows the relationship between the temperature at which the filter exits and the naphthalic anhydride collection rate in Example 1.
〔発明の効果〕 本発明の製造方法によれば、蒸留塔の格別の精製を行う
ことなく、95%を越える高純度の無水ナフタル酸を高収
率に得ることができる。 [Effects of the Invention] According to the production method of the present invention, highly purified naphthalic anhydride exceeding 95% can be obtained in a high yield without special purification of a distillation column.
図は本発明のプロセスフローである。 2……反応器 4……空冷塔 6……バッグフィルター The figure is a process flow of the present invention. 2 ... Reactor 4 ... Air cooling tower 6 ... Bag filter
Claims (2)
下、空気又は分子状酸素含有ガスを使用してアセナフテ
ンを接触気相酸化して無水ナフタル酸を含有する酸化生
成物のガスの流れを生成させ、引続いてこのガスの流れ
に、冷却用気体を導入することにより30〜150℃に急冷
して、無水ナフタル酸を固形分として分離、回収するこ
とを特徴とする無水ナフタル酸の製造方法。1. A gas of an oxidation product containing naphthalic anhydride by catalytically vapor-phase oxidizing acenaphthene using air or a gas containing molecular oxygen in the presence of an oxidation catalyst at a temperature of 300 to 400 ° C. Is produced, and then a cooling gas is introduced into the gas stream to rapidly cool it to 30 to 150 ° C., and naphthalic anhydride is separated and recovered as a solid content. Method for producing acid.
塔に導入し、冷却用気体を注入して冷却し、冷却された
ガスの流れはフィルターを通して排出するとともに、空
冷塔で析出した固形分およびフィルターで捕集した固形
分はナフタル酸として回収する特許請求の範囲第1項記
載の無水ナフタル酸の製造方法。2. A gas stream of an oxidation product is subsequently introduced into an air cooling tower, a cooling gas is injected and cooled, and the cooled gas stream is discharged through a filter and deposited in the air cooling tower. The method for producing naphthalic anhydride according to claim 1, wherein the solid content collected and the solid content collected by the filter are recovered as naphthalic acid.
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|---|---|---|---|
| JP62156609A JPH0796550B2 (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Method for producing naphthalic anhydride |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP62156609A JPH0796550B2 (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Method for producing naphthalic anhydride |
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1987
- 1987-06-25 JP JP62156609A patent/JPH0796550B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS643180A (en) | 1989-01-06 |
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