[发明专利]低温矮型流化床气相氧化液—固浸取制备1.4萘醌的方法

说明书

一种利用低温矮型流化床气相氧化液—固浸取制备1.4萘醌的方法。

目前，1.4萘醌的制备主要有液相氧化和气相氧化两种方法。在液相氧化中又可分为化学法和电氧化法。由于液相化学法中的氧化剂用的是铬酸盐，可产生大量致癌废水，故尔，虽然反应温和，收率较高，但只适用于实验室少量制备；液相电氧化法虽然反应温和，收率高，但由于耗电量太大，也只处于小试或中试水平。故目前只有气相氧化制备1.4萘醌达到工业化生产水平。

气相氧化又分为固定床和流化床两种。在固定床催化剂的制备中，用硅胶或硅藻土、含硅的活性白土、硅溶胶等载体原料，硫酸钾，焦硫酸钾，五氧化二钒，活性组份混合成型，灼烧来制备。

为了提高活性和选择性，可通过载体孔径分布孔容的控制和对载体、硅藻土的酸洗处理和催化剂结构的控制及加入新的助催剂组份和铁、钨及铁与锡的同时添加来达到。还可以通过加入一定量的二氧化硫和控制催化剂的充填方式来提高。

利用上述上法，可使固定床法制1.4萘醌的收率达到40mol％-42mol％，同时付产苯酐。

与固定床相比，流化床有着投资少、设备简单、反应温度易于控制和由于催化剂粒子的分散作用，使得在爆炸极限内操作高浓度成为可能。但又由于流化床对催化剂耐磨强度的要求和高活性、高转化率、高选择性的同时具备，使得流化床用催化剂的开发具备一定的难度。最高的萘转化率也只有82％，萘醌收率38mol％，而且反应必须在直径40mm，高1000mm较高流化床和400℃的高温下进行。

本发明的目的是要通过一种六元配方和较矮流化床气相氧化液—固浸取的方法，在较低温度下制备1.4萘醌，使其较之以前的方法，具有用溶剂量少、水量少、萘醌收率高、萘转化率高，设备投资少而简单的特点。

本发明使用的催化剂配方如下：

V₂O₅(五氧化二钒)     2-7％

k₂O(氧化钾)          3-10％

nSiO₂.XH₂O(硅胶)    50-90％

SO₃(三氧化硫)         2-12％

P₂O₅(五氧化二磷)     0.1-10％

SnO₂(二氧化锡)        0.1-8％

Fe₂O₃(三氧化二铁)    1-10％

本发明按此配方制备而成的催化剂各组分的总合为100％，制备工艺过程如下：

将固体工业萘或精萘，放入汽化器(或溶萘槽中)加热至80℃-130℃，15-40∶1的空气萘比加入空气，用空压机或鼓风机将汽化或液化的混合物带入含有用上述配方制备的微球型催化剂的流化床，在270℃—380℃的温度下反应，在5℃-25℃常温空气中冷凝，得出苯酐和萘醌的固体混合物，再把固体混合物用二甲苯或65℃-135℃沸点脂肪烃，加热至沸腾浸取，然后在60℃—80℃再冷凝，析出苯酐，离心分离。将浸取液多次浸取或浓缩后，冷凝降至5℃-25℃之间。过滤或离心分离，分出溶剂回收利用，析出粗品萘醌，将此粗品萘醌溶入含有5-30％的水和95-70％的二甲苯或脂肪烃中，加热至沸腾，将温度降至70℃-90℃后，用分液器分出含有苯二甲酸的水层，油层降温至5℃-25℃，冷凝析出精品萘醌。

本发明使用的流化床直径为38mm-42mm，高度为500mm-650mm。用作载体的微球型硅胶，其直径为70-110μ。

本发明由于采用较矮的反应床，较低的反应温度和浓的六元组分，使其具有在萘醌收率没有降低的前提下，溶剂用量少，用水量少及设备投资少及萘转化率82-99％使得粗品萘醌中萘含量极低，易于提纯的特点，有极大的应用价值。

现举一实例对本发明做进一步说明。

实施例：催化剂配方如下：

V₂O₅(五氧化二钒)     3％

k₂O(氧化钾)          5％

nSiO₂.XH₂O(硅胶)    64％

SO₃(三氧化硫)         10％

P₂O₅(五氧化二磷)     5％

SnO₂(二氧化锡)        6％