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DE1147213B - Verfahren zur Herstellung eines Katalysators fuer die Oxydation von Anthracen zu Anthrachinon in der Gasphase - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Katalysators fuer die Oxydation von Anthracen zu Anthrachinon in der Gasphase

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Publication number
DE1147213B
DE1147213B DEC22156A DEC0022156A DE1147213B DE 1147213 B DE1147213 B DE 1147213B DE C22156 A DEC22156 A DE C22156A DE C0022156 A DEC0022156 A DE C0022156A DE 1147213 B DE1147213 B DE 1147213B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
anthracene
solution
catalyst
anthraquinone
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC22156A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Walter Wettstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of DE1147213B publication Critical patent/DE1147213B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/31Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
    • C07C51/313Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting with molecular oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
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    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/847Vanadium, niobium or tantalum or polonium
    • B01J23/8472Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J23/8892Manganese

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Oxydation von Anthracen zu Anthrachinon in der Gasphase, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 1,5 Mol Mangan- oder Eisensalz in wässeriger Lösung mit 1 Mol Ammoniumvanadat fällt, das pH mit Ammoniak auf einen Wert zwischen 6 und 7 einstellt, filtriert, mit einem inerten Träger vermischt und auf Temperaturen über 500° C erhitzt.
Vor der beispielsweise in der deutschen Patentschrift 578 723 beschriebenen Methode, bei welcher die Oxydation unter Luftdurchleitung durch eine heiße, mit Ammoniumvanadat versetzte Anthracenschmelze bewirkt wird, hat die Oxydation in der Gasphase den großen Vorteil, daß dabei die Gewinnung des Anthrachinons als Reinprodukt wesentlich vereinfacht ist, da umständliche und gegebenenfalls verlustreiche Abscheidungsprozesse vermieden werden. Aus diesem für die Praxis ausschlaggebenden Grund wurde der Entwicklung der in einem einheitlichen gasförmigen Medium verlaufenden Anthrachinongewinnung durch katalytische Oxydation von Anthracen weiterhin besondere Aufmerksamkeit gewidmet, die sich vor allem auf eine Verbesserung des Katalysators erstreckte.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur katalytischen Oxydation von organischen Verbindungen in der Gasphase bekannt. Bei der Mehrzahl dieser Verfahren finden Oxyde des Vanadiums als Katalysatoren Verwendung. Die wichtigsten Verfahren betreffen die Oxydation von Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid, die Oxydation von Benzol zu Maleinsäure und die Oxydation von Anthracen zu Anthrachinon.
Zur Durchführung einer Reaktion dieser Art ist im allgemeinen jeweils ein besonderer Katalysator mit ganz bestimmten Eigenschaften notwendig, wenngleich auch einige Katalysatoren des genannten Typs nicht nur eine einzelne, sondern mehrere der erwähnten Reaktionen zu beschleunigen vermögen, wobei die Reaktion nicht in jedem Falle zweckmäßig und in der gewünschten Richtung verläuft.
Beispielsweise ist für Naphthalinoxydation zu Phthalsäureanhydrid ein sehr zweckmäßiger Katalysator aus SiO2, K2SO4, K2S2O7 und V2O5 in Gebrauch. Wird ein solcher Katalysator für die Anthracenoxydation eingesetzt, so entsteht zwar mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit Anthrachinon, jedoch erhält man als Nebenprodukt je nach den kinetischen Bedingungen 10 bis 30% Phthalsäureanhydrid auf Kosten der Anthrachinonausbeute. Für die Anthracenoxydation sind deshalb andere Katalysatoren vorgeschlagen worden.
eines Katalysators für die Oxydation
von Anthracen zu Anthrachinon
in der Gasphase
s
Anmelder:
CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)
Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 17. August 1959 (Nr. 77 043)
Dr. Walter Wettstein, Münchenstein (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
So beschreibt die USA.-Patentschrift 1 880 322 die Oxydation organischer Verbindungen, unter anderem auch von Anthracen mit Hilfe von ausgesprochen alkalischen Kontaktmassen, welche z. B. Vanadate, Alkalisalze und Silikate enthalten.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß die beschriebenen Katalysatoren nicht imstande sind, über eine längere Betriebsdauer hinweg gute Ausbeuten an Anthrachinon zu vermitteln. Vor allem bei Verwendung von technischem Anthracen als Ausgangsmaterial nimmt der Anteil an gebildetem Phthalsäureanhydrid rasch zu, und die Ausbeute an Anthrachinon sinkt. Die.Katalysatoren müssen laufend ausgewechselt oder nach einem besonderen Verfahren regeneriert werden. Außerdem ist bei Erreichen eines bestimmten Gehaltes an Phthalsäureanhydrid eine einfache Trennung des letzteren vom Anthrachinon nicht mehr möglich.
Es wurde bereits früher festgestellt, daß die alkalihaltigen Schwermetallvanadate nach der erwähnten USA.-Patentschrift eine rasch absinkende Aktivität aufweisen, weshalb man zur Verwendung von basischen Alkalivanadaten als Katalysatoren für die Anthracenoxydation überging (deutsche Patentschrift 1016 694). Der Aktivitätsabfall läßt sich hierdurch zwar hinausschieben, jedoch nicht so weit aufheben, daß er für die Praxis bedeutungslos wird. Zur Lösung dieses Problems mußten daher neue Wege gesucht werden.
309 550ß30
Es wurde nun gefunden, daß die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Katalysatoren, welche unter Ausschluß von Alkalimetallionen hergestellt wurden, für die Dampfphasenoxydation von Anthracen zu Anthrachinon besonders gut geeignet sind, wobei diese Katalysatoren eine gleichbleibend gute Ausbeute an Anthrachinon über längere Betriebsdauer hinweg ermöglichen und somit die obenerwähnten Nachteile der bekannten alkalisalzhaltigen Katalysatoren nicht besitzen.
Entsprechend dem verhältnismäßig leicht eintretenden Wertigkeitswechsel der Mangan-, Eisenoder Vanadinsäureionen können dabei die in den
Rösttemperatur ausgesetzt bleiben, einen gewissen Einfluß auf die Aktivität des Katalysators hat, ermittelt man im Vorversuch neben der Rösttemperatur auch die zweckmäßigste Röstzeit.
Die erfindungsgemäße Herstellung der oben beschriebenen Eisenverbindung erfolgt in entsprechender Weise durch Fällen einer alkalisalzfreien Ferrisalzlösung, zweckmäßig einer Ferrisulfat- oder Ferrichloridlösung, mit einer alkalisalzfreien Ammoniumvanadatlösung und Neutralisieren vor, während oder nach der Fällung mit verdünntem Ammoniak. In der bei der Herstellung der Manganverbindung beschriebenen Weise wird der erhaltene Niederschlag weiterhin erfindungsgemäß filtriert, ausgewaschen, getrock-
oben definierten Fällungsprodukten vorhegenden
Ionen eine durch Wertigkeitswechsel während oder 15 net, mit Wasser zu einer Paste angeteigt, auf einem
nach der Reaktion, z. B. durch Autoxydation der inerten Trägermaterial, z. B. Bimssteinkörnern, for-
Eisen- oder Manganionen, bedingte, von der ur- miert und bei 90° C getrocknet. Die erhaltenen Kata-
sprüngliehen Wertigkeitsstufe der Ausgangsstoffe ab- lysatorkörner, welche die auf die beschriebene Weise
weichende Wertigkeit aufweisen. hergestellte Eisenverbindung als aktive Masse ent-
Die Herstellung des Katalysators nach der Erfin- 20 halten, werden vor dem Gebrauch bei der Reaktion
dung erfolgt in der Weise: im Luftstrom auf mindestens 550° C, vorzugsweise
Man fällt jeweils 1 bis 1,5 Moläquivalente einer auf 600 bis 7000C, erhitzt. Die zweckmäßigste Röst-Manganosalzlösung, vorzugsweise eineManganosuilfat- temperatur ermittelt man durch eine Proberöstung oder Manganochloridlösung, oder eine Eisensalz- bei steigender Temperatur, entsprechende Probelösung, besonders eine Ferrichlorid oder Ferrisulfat 25 nahmen und durch Testen der Proben im Kontaktofen.
Als weitere inerte Träger für die beschriebenen Mangan- bzw. Eisenverbindungen kommen z. B. Kieselgur und Bimssteinpulver in Betracht.
Für die Verwendung in einem festhegenden Katalysatorbett muß der Katalysator in stückiger Form vorliegen. Dies kann in verschiedener Weise verwirklicht werden. Man kann z.B. das Gemisch von aktiver Masse, Träger und Verdünnungsmittel fern ver
enthaltende Lösung mit 1 Moläquivalent einer Ammoniumvanadatlösung und bringt die schwach saure Suspension unter kräftigem Rühren während oder nach der erfolgten Fällung durch Zugabe von verdünntem Ammoniak auf einen pH-Wert von 6 bis 7. Der genaue pH-Wert, bis zu welchem die Zugabe des Ammoniaks zweckmäßig erfolgen kann, ist je nach dem vorliegenden molaren Verhältnis von Mangansalzlösung zu Ammoniumvanadatlösung verschieden.
Wird z. B. bei dieser Fällung auf 1 Mol Ammonium- 35 mahlen, zu Pillen verpressen und durch Erhitzen im vanadat 1,0 bis 1,25 Mol Manganosulfat verwendet, Luftstrom aktivieren,, ^oder man kann vorerst das so ist ein pH-Wert von etwa 7, vorzugsweise 6,2 bis Manganvanadat bzw. Ferrivanadat auf dem Träger 6,8, besonders zweckmäßig. ausfällen, Verdünnungsmittel damit vermählen, zu
Man kann die Fällung auch durch Zugabe der Pillen pressen und die letzteren schließlich durch Mangansalzlösung zur vorgelegten, mit verdünntem 40 Rösten im Luftstrom aktivieren. Außerdem läßt sich Ammoniak auf neutrale bis schwach alkalische Re- das Gemisch durch Mahlen oder Mischen mit einer aktion eingestellten Ammoniumvanadatlösung vor- geeigneten Flüssigkeit in eine feine Suspension übernehmen. Die Manganvanadatfällung wird weiterhin führen, die man dann auf einem bereits geformten filtriert, mit 0,3°/oiger(NH4)2S04-Lösung und hernach Träger, wie Bimssteinstückchen oder Tonscherben, mit wenig destilliertem Wasser ausgewaschen und ge- 45 durch Aufsprühen befestigt oder mit wenig Flüssigtrocknet. Die getrocknete Fällung wird mit möglichst keit zu einem knetbaren Teig verarbeitet und auf wenig Wasser zu einer noch fließbaren Paste angeteigt, mit Bimssteinkörnern bis zur völligen Benetzung der letzteren gemischt, durch Evakuieren die
Luft aus den Bimssteinporen entfernt und durch 50 203 g MnSO4 · H2O, entsprechend 1,2 Mol, wer-Wiederherstellung des Atmosphärendruckes die Paste den in 2,11 destilliertem Wasser von 5000C unter auf den Körnern fixiert. Die Bimssteinkörner werden
auf diese Weise von einem gleichmäßigen, aus dem
Fällungsprodukt bestehenden Belag überzogen, während das zugesetzte Wasser größtenteils in die inneren 55 117 g Ammoninmmetavanadat NH4VO3 in 2,51 sie-Poren der Körner gesogen wird. Die solcherart prä- dendes destilliertes Wasser, Abkühlen auf 50° C und parierten Körner weisen eine nahezu trockene Ober- Zufügen von 900 cm3 n/l-NH3-Lösung, zu. Die Amfläche auf, wodurch ein Zusammenkleben der Körner moniumvanadatlösung wird nun bei 50° C unter Umvermieden wird. rühren in dünnen Strahl zu der Mn-Sulfatlösung zu-
Die Katalysatorkörner werden erfindungsgemäß 60 gefügt. Am Ende der Fällung beträgt der pH-Wert vor dem Gebrauch, z. B. vor dem Einfüllen in ein 5,8. Man neutralisiert nun langsam unter gutem Rüh-Kontaktrohr, auf mindestens 500° C, vorzugsweise ren mit 50 cm3 n/1-Ammoniaklösung, bis pH = 6,3, auf 575 bis 650° C, erhitzt. filtriert, wäscht mit 51 0,3°/oiger (NH4)2SO4-Lösung,
Die zweckmäßigste Rösttemperatur ermittelt man dann mit 11 destilliertem Wasser und trocknet den durch eine Proberöstung bei steigender Temperatur, 65 Filterkuchen im Vakuum.
entsprechende Probenahmen und durch Testen der Man erhält 157 g eines braunen, ziemlich harten
Proben im Kontaktofen. Da gegebenenfalls auch die Kuchens. Dieser wird 1 Stunde in der Stabmühle zu Zeitspanne, während der die Katalysatorkörner der einem rostbraunen Pulver gemahlen.
einer Strangpresse oder Lochplatte formt. Beispiel!
Rühren gelöst.
Ferner bereitet man eine Lösung von Ammoniumvanadat durch Eintragen von 1 Mol, entsprechend
Zur Formierung des Katalysators gibt man 49 g des Pulvers mit 119 cm3 Wasser und etwa 120 Porzellankugeln von 12 mm Durchmesser in eine 2-1-Pulverflasche und rollt die Flasche 90 Minuten mit etwa 80 T je Minute. Nach dieser Zeit ist das Pulver zu einer noch leicht fließenden glatten Paste angeteigt. Man fügt 700 cm3 Bimssteinkörner von 3 bis 8 mm hinzu und läßt das Ganze 5 Minuten bis zur völligen Benetzung der Körner in obiger Weise rollen. Nun fixiert man die Paste auf dem Bimsstein durch ein- bis zweimaliges Evakuieren und trocknet die kaum mehr zusammenklebenden Körner bei 90° C.
Die Körner werden nun bei langsam ansteigender Temperatur geröstet, wobei man von Zeit zu Zeit Proben entnimmt, welche wie folgt getestet werden:
Eine Raummenge der Körner von etwa 3,5 cm3 werden in ein U-förmiges Kontaktrohr von etwa 8 mm lichter Weite gefüllt, welches in eine auf 370° C erhitzte Salpeterschmelze taucht. Man beschickt das Kontaktrohr mit einem Luftrohr von 50 cm3 je Minute, welcher im Liter 0,020 g 95%iges technisches Anthracen mit einem Gehalt an gebundenem Schwefel von etwa 0,05 % enthält. Nach Passieren des Kontaktrohres wird der Luftstrom in einem gewogenen, mit einem Schliff auf dem Kontaktrohr aufgesetzten, luftgekühlten Abscheiderohr abgekühlt, wobei die festen Reaktionsprodukte gesammelt werden.
Nachdem 0,300 g technisches Anthracen = 0,285 lOO'/oiges Anthracen das Kontaktrohr passiert haben, wird das Abscheiderohr gewogen und wie folgt analysiert:
Man spült die Reaktionsprodukte mit etwa 100 cm3 l°/oiger Natronlauge in ein Becherglas, läßt 1 Stunde stehen und filtriert durch ein gewogenes Glasfrittenfilter, wäscht mit destilliertem Wasser nach und trocknet bei 500C. Der Gewichtsverlust an alkalilöslichen Reaktionsprodukten entspricht im wesentlichen dem gebildeten Phthalsäureanhydrid und wird als solches in der folgenden Tabelle registriert. Im alkaliunlöslichen Anteil wird kolorimetrisch das Anthracen wie folgt bestimmt:
Man löst 0,100 g in 2 cm3 konzentrierter Schwefelsäure, läßt 10 Minuten im Dunkeln unter mehrmaligem Umschütteln stehen und vergleicht die erhaltene Färbung kolorimetrisch mit einer durch Auflösen von Gemischen von reinem Anthracen und reinem Anthrachinon in konzentrierter Schwefelsäure erhaltenen Vergleichsskala.
Folgende Tabelle enthält die Resultate der Testversuche in Abhängigkeit von der Rösttemperatur der Katalysatorkörner:
Röst
temperatur
0C
Röstzeit
Minuten
Anthracen
(95»/oig)
verdampft
g
Anthracen
(lOOVoig)
g
Roh-
anthrachinon
g
Phthalsäure
anhydrid
g
Anthracen
kolorime
trisch
g
Rein-
anthrachinon
g
Ausbeute
°/o
der Theorie
450
550
575
600
600
30
30
30
30
60
0,300
0,300
0,300
0,300
0,300
0,285
0,285
0,285
0,285
0,285
0,244
0,282
0,298
0,303
0,313
0,011
0,002
0,004
0,004
0,005
0
0
0
0
0,003
0,233
0,280
0,294
0,299
0,305
69,5
84,0
88,2
89,8
91,6
Mit Katalysatoren, welche in der oben beschriebenen Weise unter Verwendung von Manganochlorid an Stelle von Manganosulfat hergestellt worden sind, wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.
Ebenfalls entsprechende Ergebnisse wurden erzielt, wenn bei der Zugabe des Manganosulfates zur Ammoniumvanadatlösung durch gleichzeitige Zugabe von verdünnter Ammoniaklösung von Beginn der Fällung an ständig ein pH-Wert von etwa 7 aufrechterhalten wurde.
Beispiel 2
Ein Katalysator, hergestellt nach Beispiel 1 und zuletzt 1 Stunde bei 575° C geröstet, wurde einem Dauerversuch wie folgt unterworfen:
Ein Luftstrom von 1200 cm3 je Minute wurde über auf 165° C erwärmtes, festes, technisches Anthracen von 95% Anthracengehalt und 0,05 % gebundenem Schwefel geleitet, wo er etwa 20 g Anthracen je Kubikmeter aufnahm, und gelangte in ein Kontaktrohr aus rostfreiem Stahl von 24 mm lichter Weite, welches durch eine Salpeterschmelze auf 380° C geheizt war und 50 cm3 des obigen Katalysators enthielt. Am Kontaktrohrausgang wurde der Gasstrom auf etwa 50° C gekühlt und die Reaktionsprodukte in einem Baumwollfilter gesammelt. Periodisch wurden die Reaktionsprodukte gewogen und in der im Beispiel 1 angegebenen Weise analysiert und die verdampfte Anthracenmenge durch Zurückwägen des Verdampfers festgestellt.
Folgende Tabelle enthält die Resultate in Abhängigkeit mit der Zeit und der jeweils im ganzen durchgegangenen Anthracenmenge:
Anthracen Anthracen Anthracen Roh- »/0 7o
Λ w% i"r^ τ· 0 /^ at T^
Anthra Ausbeute
Reaktions (yD"/oig) (95»/oig) (lOOVoig) anthrachinon Phthalsäure .rVIllIiretLcu chinon
zeit total Versuchs Versuchs Versuchs anhydrid 100 0/0 der Theorie
in Wochen g periode periode periode Versuchs 0,3
234 g g g periode 0,3 233 89,7
1 482 234 222 240 2,7 0,2 249 90,1
2 1162 248 236 256 2,6 0,2 228 90,6
5 2193 226 215 234 2,3 237 90,4
10 236 224 243 2,2
Demnach ist der Katalysator innerhalb der Versuchsdauer unverändert geblieben.
Beispiel 3
1 Mol FeCl3 · 6 H2O, entsprechend 270 g, wird in 2500 cm3 Wasser gelöst und in einem Rührkolben auf 50° C erwärmt.
Ferner stellt man durch Eintragen von 1 Mol, entsprechend 117 g Ammoniummetavanadat NH4VO3, in 2500 cm3 siedendes Wasser eine Lösung von primärem Ammoniumvanadat her und kühlt sie auf 50° C.
Die beiden Lösungen werden unter Rühren vereinigt und mit etwa 2200 cm3 normal NH3-Lösung bis pH = 6,5 neutralisiert und die Suspension 1 Stunde weiterverrührt, filtriert, zuerst mit 5000 cm3 0,3°/oiger NHjCl-Lösung und hernach mit 5000 cm3 destilliertem Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wird im Vakuum getrocknet und 15 Minuten in einer Stabmühle gemahlen. Man erhält etwa 187 g.
5,8 g des getrockneten und gemahlenen Produktes werden mit 15 Porzellankugeln von 12 mm Durchmesser und 15 cm3 Wasser in einer 200 cms-Pulverflasche 60 Minuten mit 120 T je Minuten gerollt wobei das Produkt zu einer glatten, noch leicht fließenden Paste angeteigt wird. Nun gibt man 100 cm3 Bimssteinkörner von 3 bis 7 mm Durchmesser dazu und rollt weiter, bis alle Körner mit der Paste benetzt sind, und evakuiert die Flasche mit der Wasserstrahlpumpe auf etwa 30 mm Hg unter langsamem Drehen. Stellt man nun wieder Atmosphärendruck her, so wird die Paste sehr gleichmäßig an die Körneroberfläche angedrückt, so daß die Körner nicht mehr aneinanderkleben. Die Körner werden nun bei 90° C getrocknet und hernach bei langsam ansteigender Temperatur geröstet, wobei man von Zeit zu Zeit Proben entnimmt, welche wie folgt getestet werden:
Eine Raummenge der Körner von etwa 3,5 cm3 werden in ein U-förmiges Kontaktrohr von etwa 8 mm lichter Weite gefüllt, welches in erne auf 370° C erhitzte Salpeterschmelze taucht. Man beschickt das Kontaktrohr mit einem Luftstrom von 50 cm3 je Minute, welcher je Liter 0,020 g 95%iges technisches Anthracen mit einem Gehalt an gebundenem Schwefel von etwa 0,05% enthält. Nach dem Kontaktrohr wird der Luftstrom in einem gewogenen, mit einem
ίο Schliff auf dem Kontaktrohr angesetzten luftgekühlten Abscheiderrohr abgekühlt, worm die festen Reaktionsprodukte gesammelt werden. Nachdem 0,300 g technisches Anthracen, entsprechend 0,285 g lOOVoigem Anthracen, das Kontaktrohr passiert haben, wird das Abscheiderohr gewogen und wie folgt analysiert:
Man spült die Reaktionsprodukte mit etwa 300 cm3 l%iger Natronlauge in ein Becherglas, läßt 1 Stunde stehen und filtriert durch ein gewogenes Glasf rittenfilter, wäscht mit destilliertem Wasser nach und trocknet bei 50° C. Der Gewichtsverlust an alkalilöslichen Reaktionsprodukten ist im wesentlichen Phthalsäureanhydrid und wird als solches in untenstehender Tabelle registriert. Im alkaliunlöslichen Anteil wird kolorimetrisch das Anthracen wie folgt bestimmt:
Man löst 0,100 g in 2 cm3 konz. H2SO4, läßt 10 Minuten im Dunkeln unter mehrmaligem Schütteln stehen und vergleicht die erhaltene Färbung kolorimetrisch mit einer durch Auflösen von aus reinem Anthrachinon und reinem Anthracen in konz. H2SO4 hergestellten Vergleichsskala.
Folgende Tabelle enthält die Resultate der Testversuche in Abhängigkeit von der Rösttemperatur der Katalysatorkörner:
Röst
temperatür
0C
Röstzeit
Minuten
Anthracen
(95°/oig)
verdampft
g
Anthracen
(lOO»/oig)
verdampft
g
Roh-
anthrachinon
erhalten
Phthalsäure
anhydrid
erhalten
g
Anthracen
kolorime
trisch
gemessen
g
Rein-
anthrachinon
g
Ausbeute
°/o
der Theorie
400
600
625
650
675
60
60
60
60
60
0,300
0,300
0,300
0,300
0,300
0,285
0,285
0,285
0,285
0,285
0,176
0,305
0,308
0,313
0,317
0,014
0,013
0,012
0,008
0,013
Q
0
0
0,0015
0,0005
0,162
0,292
0,296
0,303
0,303
48,6
87,6
88,9
90,9
90,9
Der bei 650° C geröstete Katalysator wurde einem Dauerversuch unterworfen und erwies sich nach 10 Wochen Gebrauch als praktisch unverändert. Mit Katalysatoren, welche in der beschriebenen Weise unter Verwendung von Ferrisulfat an Stelle von Ferrichlorid hergestellt worden sind, wurden entsprechende Ergebnisse erzielt. Ebenfalls entsprechende Ergebnisse wurden erzielt, wenn bei der Zugabe des Ferrichlorides zur Ammoniumvanadatlösung durch gleichzeitige Zugabe von verdünnter Ammoniaklösung von Beginn der Fällung an ständig ein pH-Wert von etwa 7 aufrechterhalten wurde.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Oxydation von Anthracen zu Anthrachinon in der Gasphase, dadurch gekenn zeichnet, daß man 1 bis 1,5 Mol Mangan- oder Eisensalz in wässeriger Lösung mit 1 Mol Ammoniumvanadat fällt, das pH mit Ammoniak auf einen Wert zwischen 6 und 7 einstellt, filtriert, mit einem inerten Träger vermischt und auf Temperaturen über 500° C erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Manganochloridlösung oder erne Manganosulfatlösung mit einei Ammoniumvanadatlösung fällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ferrichloridlösung oder Ferrisulfatlösung mit einer Ammoniumvanadatlösung fällt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als inerten Träger Bimssteinkörner verwendet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator mit den Bimssteinkörnern vor dem Gebrauch im Luftstrom auf mindestens 500° C, vorzugsweise 575 bis 650° C, erhitzt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 578 723, 1016 694;
USA.-Patentschrift Nr. 1 880 332.
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