- ..
( ):
7 — карбюраторы.
в — подогреватель для паровоздушной смеси,
9 — подогреватель для инертного газа*
Рис. 17.
воздуха против теоретически требуемого количества (около 20— 30°/0), между тем в практике пользуются значительно ббльшим (свыше 100%-иого) избытком воздуха, учитывая, что избыток воздуха уносит с собой часть теплоты, выделяющейся при реакции, и тем стабилизирует тепловой режим конвертора91). По весу количество воздуха превосходит количество нафталина в 7—20 раз.
Марек и Ган приводят в своей книге кривые, характеризующие соотношения выходов фталевого ангидрида с количеством воздуха в паровоздушной смеси и со временем контактирования (рис. 19 и 20).
В недавнем немецком патенте указаны оптимальные 'условия окисления: 170 г нафталина (в смеси с воздухом) на 1 л коптактного пространства в час92). Марек приводит как благоприятное отношение воздуха к нафталину 6,5-кратный избыток его сравнительно с теоретически необходимым количеством для полного окисления нафталина в С02 и Н20.
Кроме пятиокиси ванадия испытывались другие катализаторы этого процесса окисления. Даунс в своем патенте описывает применение глинозема при температуре 350—700° (преимущественно 450°). Однако выход фталевого ангидрида, указываемый им, крайне мал, к тому же он устанавливает получение около 50% нафто-хинона. Во всяком случае этот катализатор не имеет значения9Л). Коновер и Гиббс в своей работе пашли, что при 400® А1203 дает едва заметное превращение нафталина во фталевый ангияриж (0,6%)91)*
Рис. 18. Прибор для изучения процесса окисления пафталипа
519
Смеси окислов металлов при разной каталитической актииности отдельных компонентов рекомендуются Крэвером как дающие лучшие результаты в смысле выхода полезной реакции—получения фталевого ангидрида—и задержки последующих стадий — образования бензохинона, малеиновой кислоты и углекислоты.
Рис. 19. Кривые, характеризующие, выходы фталевого ангидрида.
Им названы двойные смеси (например 65% \г2Оь+35% М0О3), тройные (65% У2Ое4-+30% Мо03 + 5% Мп02)96). Однако наши опыты с В. О. Лукашевичем не обнаружили преимущества таких смесей перед одной пятиокисью ванадия. Выхода фталевого ангидрида ниже полученных с одной \г805, необходимая же температура— выше.
Мэкстедом был обстоятельно исследован в качестве катализатора окисления нафталина кислородом воздуха в паровой фазе
520
ванадат олова, проявивший большую активность. Для него обнаружена сравнительно низкая температура реакции (280°). При этом оптимальные результаты отвечали таким факторам (ср. выше).
Объемная скорость первичного воздуха 200, вторичного 2 100; выход фтаяевого ангидрида 84,3%, выход по времени на объем 0,041. Во всех опытах Мэкстеда последний фактор—выход по времени на объем—для окисления нафталина значительно выше, чем при прочих равных условиях для окисления например толуола. Катализатор начинает проявлять свою активность при таком же приблизительно уровне температуры, что и при окислениях других углеводородов. Повышение скорости пропуска воздуха содействует повышению выхода.
