является важным полупродуктом в производстве алкидных и полиэфирных смол, пластификаторов для поливинилхлорида и других полимеров, в синтезе красителей.
Получают фталевый ангидрид неполным парофазным окислением нафталина или о-ксилола:
В обоих случаях пары углеводорода в смеси с воздухом, взятым в большом избытке против стехиометрически требуемого количества, пропускают при высокой температуре над катализатором. Окисление нафталина проводят в температурных пределах 350—450° С, для окисления о-ксилола во фталевый ангидрид требуется несколько более высокая температура — от 450 до 600° С.
Превращение исходных углеводородов во фталевый ангидрид сопровождается полным окислением углеводорода, а также образованием побочных продуктов. При полном окислении нафталина в двуокись углерода и воду
выделяется большое количество тепла. Обычно в производствен"ых условиях до 10 % от всего количества подаваемого на процесс Нафталина; подвергается полному окислению.
Из побочных продуктов неполного окисления нафталина в заМетных количествах (до 5%) образуются малеиновый ангидрид
. и в меньшей степени 1,4-нафтохинон:
В продуктах реакции могут содержаться также окись углерода и бензойная кислота.
Эффективным катализатором для получения фталевого ангидрида окислением нафталина и о-ксилола является пятиокись ванадия ΥϊΟβ.
Пятиокись ванадия применяется либо в сплавленном виде, либо на инертном носителе, а также в смесях с другими соединениями.
Обычный катализатор состоит из 10% ν205, 20—30% K2SO4 и 60—70% Si02.
Как установили Η. Н. Ворожцов и Д. А. Гуревич, в данном процессе катализатор (пятиокись ванадия) является переносчиком кислорода; окисляя углеводород, он восстанавливается, а затем вновь окисляется и т. д.
Ранее предполагалось, что синтез фталевого ангидрида из наф: талина протекает с промежуточным образованием нафтохинонов:
Однако изучение кинетики окисления нафталина в присутствии V2O5 показало, что гетерогенное окисление нафталина, как и других ароматических углеводородов, состоит из нескольких параллельных и параллельно-последовательных реакций. Образование продуктов неполного окисления необязательно является промежуточной стадией процесса глубокого (полного) окисления нафталина.
Образование побочных продуктов при этом процессе затрудняет получение чистого фталевого ангидрида; кроме того, отвод тепла реакции усложняется тем, что большинство побочных реакций еще более экзотермичны, чем основная. При окислении I Моль нафталина выделяется следующее количество тепла (в ккал):
|