JPS63190849A - １，４−ナフトキノンの捕集方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はナフタレンの分子状酸素含有ガスによる接触気
相酸化で得られる、１．４−ナフトキノン、無水フタル
酸および未反応ナフタレンを含有する生成熱ガスから、
１．４−ナフトキノンを効率よく捕集する方法に関する
。

（従来の技術） １．４−ナフトキノンは染料や有機化合物の合成用原料
として有用である。

１．４−ナフトキノンは、一般にナフタレンを分子状酸
素含有ガスにより固定床もしくは流動床式で接触気相酸
化することにより製造され、この方法に使用する触媒と
して、五酸化バナジウム、アルカリ金属硫酸塩およびア
ルカリ金属ピロ硫酸塩、さらに場合により他の金属酸化
物を添加してなる触媒成分をケイ酸、ケイソウ土などの
担体に担持させたものがよく知られている。ナフタレン
は、通常１νｏ１％以下の割合で空気もしくは他の分子
状酸素含有ガスに混入して３５０℃以上の高温で触媒層
に供給される。

上記方法で触媒層から出る酸化生成熱ガスは、一般に、
生成した１、４−ナフトキノンのほかに、多量の無水フ
タル酸および少量の未反応ナフタレンを空気などのガス
中に含有する混合ガスである。

１．４−ナフトキノンは不安定な物質であって、溶液中
に長く保持すると分解もしくは重合しやすいため、上記
酸化生成熱ガスからの１．４−ナフトキノンの捕集は慎
重に行う必要がある。

１．４−ナフトキノンの捕集方法としてこれまでに提案
された方法は、大別すると、ｉｌ＋生成ガスを有機溶剤
と接触させて１．４−ナフトキノンを吸収させる方法、
および（２）生成ガスを水と接触させて１．４−ナフト
キノンを水中に析出させ、スラリー状で回収する方法が
ある。

これらのうち、（１１の有機溶剤を使用する捕集方法は
、有機溶剤を高温の酸化生成熱ガスと接触させるため、
火災や爆発の危険性を伴う、これらの危険を避けるため
に生成ガスを冷却すると、反応生成物が管路に付着して
管路閉塞などのトラブルを生ずる。また、有機溶剤の使
用は、大気汚染や作業環境の悪化を招くこと、さらには
排液処理が煩雑になることや、溶剤の費用の面でも好ま
しくない。

特開昭５１−９８２５４号公報は、有Ｉ！溶媒と水との
混合液体と接触させることによる１、４−ナフトキノン
の捕集方法を開示している。この方法によると、１．４
−ナフトキノンとナフタレンが有機溶剤層に、また無水
フタル酸は水層に捕集され、１．４−ナフトキノンの捕
集率は比較的良好である。しかし、この方法でも有機溶
剤を使用するので、火災や爆発の危険はないものの、上
述した有機溶剤の使用による難点を免れることはできな
い。

水を使用して上記酸化生成熱ガスから１．４−ナフトキ
ノンを捕集する方法としては、ガスを水中にバブリング
させるか、またはガスに水を噴射ないし噴霧する方法が
知られている。たとえば、特開昭４７−１７７４０７号
公報には、生成ガスを水洗してナフトキノン、フタル酸
、およびナフタリンを含有するスラリーを得る方法が開
示されている。

このような水を捕集媒体とする方法は、有Ｉａ溶剤の使
用に伴う上述した問題点を避けることができ、また、１
．４−ナフトキノンは水中でのスラリー状では比較的安
定であることから、有利な方法といえる。しかし、水と
の接触による捕集方法の問題点は、捕集効率が低いこと
（一般に１．４−ナフトキノンの捕集率は最高で約９８
％以下）と、生成スラリーの発泡がひどく、特に捕集液
のスラリー濃度が５〜１０重量％と高くなるにつれて消
泡が困難となり、フランディングにより装置から捕集液
があふれ出すことである。このフランディングを生ずる
ような著しい発泡は、水との接触をバブリングにより行
う場合だけでなく、スプレー塔などで水を噴霧もしくは
噴射する接触方式を採用する場合にも起こる（特公昭５
３−２００２４号公報の第３欄１〜８行目参照）。

この発泡を避けるために、特公昭５３−２００２４号公
報に記載の方法では、３〜２０％のマレイン酸が溶解し
たスラリー濃度３〜３０％の水性スラリーを生成ガスと
接触させて、１．４−ナフトキノンおよび無水フタル酸
の捕集を行っている。しかし、このような多量の酸成分
を含有するスラリーとの接触では、捕集液から回収され
る１、４−ナフトキノンの純度が悪影響を受ける。

（発明が解決しようとする問題点） よって、本発明の目的は、酸素含有ガスによるナフタレ
ンの接触気相酸化により生成した熱ガスから、水を捕集
媒体として使用して、著しい発泡を生ずることな（、し
かも高い捕集効率で１．４−ナフトキノンを捕集するこ
とのできる、１．４−ナフトキノンの捕集方法を提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記酸化生成熱ガスと水との接触方式に
ついて検討を重ねた結果、ペンチエリ−スクラバーを使
用して生成ガスを水と接触させると、スプレー塔と同様
に水が液滴状でガスと接触するにもかかわらず、発泡は
最小限に抑えられてフラッディングは起こらず、しかも
１．４−ナフトキノンの捕集効率も従来のスプレー塔や
バブリングによる方法より優れていることを見出した。

こごに、本発明は、ナフタレンを分子状酸素含有ガスに
より接触気相酸化して得られる１、４−ナフトキノン、
無水フタル酸および未反応ナフタレンを含有する混合熱
ガスを水と接触させて１．４−ナフトキノンを捕集する
方法において、前記混合熱ガスと水との接触をベンチュ
リースクラバーにより行うことを特徴とする、１．４−
ナフトキノンの捕集方法である。

（作用） 以下、添付図面を参照しながら本発明の詳細な説明する
。

本発明の方法で処理するガスは、分子状酸素含有ガスに
よるナフタレンの接触気相酸化で生成した高温の混合ガ
スである。この生成熱ガスは、温度が一般に３５０℃以
上であり、反応に使用した分子状酸素含有ガス（通常は
空気）中に、生成した１、４−ナフトキノンおよび無水
フタル酸と未反応のナフタレンを含存し、さらに無水マ
レイン酸などの少量の副生物をも含有するのが普通であ
る。

この接触気相酸化反応に対して高活性を示す五酸化バナ
ジウム、アルカリ金属硫酸塩およびアルカリ金属ピロ硫
酸塩を主体とする混合物からなる触媒を使用した場合、
生成ガスは、たとえば１５ｇ７Ｎｏ？以上の１．４−ナ
フトキノン、２０ｇ／Ｎｒｒｒ以上の無水フタル酸、な
らびにこれよりずっと少量の未反応ナフタレンと副生ず
る無水マレイン酸とを含有している。

本発明の方法にあっては、かかるナフタレンの接触気相
酸化反応の生成熱ガスをベンチュリースクラバーに導入
して、水と接触させる。ベンチュリースクラバーは、従
来、高性能の洗浄集塵器としてガス中の粉塵の捕集に利
用されており、本発明のようにガス状の成分を捕集する
目的には一般に利用されていない、しかし、予想外にも
、上記生成熱ガスと水との接触にベンチュリースクラバ
ーを利用した場合に、ガス中の１，４−ナフトキノンを
非常に効率よく捕集できることがわかった。

集塵用の各種のベンチュリースクラバーを本発明の方法
に利用できる。添付図面にペンチエリ−スクラバーの模
式図を示す。

添付図面に示したベンチュリースクラバ−１において、
１．４−ナフトキノンを含有する酸化生成熱ガスは、ベ
ンチュリー管２からベンチュリースクラバーに導入され
る。この熱ガスは、ベンチュリースクラバーに導入され
る前に、熱交換器などの適宜手段により、ベンチュリー
スクラバー人口での温度が約５０〜２００℃程度になる
ように冷却される。この冷却は廃熱の回収が目的である
。ガス温度が５０℃より低（なると、配管へのタール状
物質の付着が起こり易（、配管閉塞などを生ずる恐れが
ある。導入された熱ガスはベンチュリースクラバーのス
ロート部３において流れが加速される。

ヘンチェリースクラバーのスロート部において、水が経
路４からガス流に向けて噴射され、加速された高速のガ
ス流の作用により水が微細化されて、液滴状となる。一
方、熱ガス流は水との接触により冷却され、これに含ま
れている１、４−ナフトキノン、無水フタル酸、ナフタ
レンなどの成分が析出あるいは水に溶解し、水の液滴中
に捕集される。

含有成分が捕集された排ガスは、排気口５から排気され
る。一方、ガス中の成分を捕集した液滴は、ベンチュリ
ースクラバーの底部に溜まってスラリーとなり、経路６
から抜き取られる。

本発明の方法の実施において、１．４−ナフトキノンの
高い捕集効率を得るためのベンチュリースクラバーの最
適運転条件は、使用する装置の種類ならびに導入ガスお
よび水の温度や組成などの要因により変動するが、たと
えば下記の条件を採用することが好ましい。

スロート部でのガス速度ニア０〜１３０　ｍ／ｓｅｃ水
／ガス比：　　　　　　　０．３〜１．５１１Ｎｒｄガ
ス圧力損失：４００〜５００ｍｍ１（２０ベンチエリ−
スクラバーから排出されるスラリーは、１．４−ナフト
キノン、無水フタル酸、未反応ナフタレン、および少量
の他の副生物（無水マレイン酸など）を含有する。この
スラリーから既知の方法により１．４−ナフトキノンを
分離することができる。たとえば、このスラリーにアル
カリを添加して、無水フタル酸および無水マレイン酸を
水中に溶解除去し、得られた口過ケーキを流動加熱して
ナフタレンを除去すると、１．４−ナフトキノンが残留
物として得られる。

上記スラリーから各成分を除去した後の、少量の成分を
なお含有している水を、ベンチュリースクラバーに供給
する水の一部として再循環させることもできる。

以下、実施例により本発明を説明する。

寒施斑上 下記組成： Ｖｔ、Ｋｔ＋ｓＳｚ＋ＦｅｔＳｎｓ、＊５ｔｉｂを有す
る、直径５龍、長さ５鶴のベレット状に成形した触媒を
、内径３０ｍのステンレス鋼製反応管に１０００　ｃｃ
充填した。この触媒層に、純度９５％、硫黄含有量０．
７重量％のナフタレンを空気に混合したナフタレン／空
気混合ガスを４２０℃の温度で流通させて、ナフタレン
の接触気相酸化を１００時間行った。混合ガス中のナフ
タレン含有量は０．７ｖｏｌＸであり、混合ガスは空間
速度１６５０ｈｒ−で供給した。

生成ガスは、ＩＮｒ／中にナフトキノン１７ｇ１無水フ
タル酸２４　ｇ、無水マレイン酸０．４　ｇ　、および
未反応ナフタレン０．４　ｇを含有していた。この生成
ガスを１８０℃に冷却して、縦型のベンチュリースクラ
バーに導入した。ペンチエリ−スクラバーの運転条件は
、下記の通りであった。

水／ガス比：　　　　　　　０．５　Ｊ／Ｎｎ？スロー
ト部でのガス速度：　３Ｑ　ｍ／ｓｅｃガス圧力損失７
　　　　　４７０１１１Ｈ！０水は、常温の水道水を使
用した。ペンチエリ−スクラバーから排出された排ガス
は、０．２ｇ／Ｎｎ？のナフトキノンと０．２ｇ／Ｎｎ
（の無水フタル酸とを含有しており、ナフトキノンの捕
集率は９８．９％であった。ベンチュリースクラバーの
運転中に、液の著しい発泡は認められなかった。

（発明の効果） 本発明の方法により下記の効果が得られる。

■従来の水を捕集媒体とする方法の難点であった著しい
発泡が避けられる。

■従来の水へのバブリングもしくは水の噴霧による捕集
方法に比べて高い１．４−ナフトキノンの捕集効率を達
成できる。

■単に慣用のベンチュリースクラバーを捕集装置として
利用することにより簡便に実施でき、運転条件の制御も
容易である。

■有機溶剤を全く使用しないので、有ａＮ剤の使用に伴
う危険性、環境への悪影響、コストなどの不利益がない
。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の方法に使用できるベンチュリース
クラバーの１例の模式図である。 １　ペンチエリ−スクラバー ２　ベンチュリー管 ３　スロート部 ４　水供給経路 ５　排気口 ６　スラリー排出経路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ナフタレンを分子状酸素含有ガスにより接触気相
   酸化して得られる１，４−ナフトキノン、無水フタル酸
   および未反応ナフタレンを含有する生成熱ガスを水と接
   触させて１，４−ナフトキノンを捕集する方法において
   、前記生成熱ガスと水との接触をベンチユリースクラバ
   ーにより行うことを特徴とする、１，４−ナフトキノン
   の捕集方法。