CH500924A

CH500924A - Verfahren zur Herstellung von Ortho-Kresol und 2,6 Xylenol

Info

Publication number: CH500924A
Application number: CH216468A
Authority: CH
Inventors: Jonas Josef
Original assignee: Chemicke Zd Y Ceskoslovensko S
Priority date: 1967-02-17
Filing date: 1968-02-14
Publication date: 1970-12-31
Also published as: FR1570510A; NL6802265A; DK122382B; DE1668880C3; DE1668880B2; DE1668880A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Ortho-Kresol und 2,6 Xylenol
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Ortho-Kresol und 2,6 Dimethylphenol mittels kontinuierlicher Alkylierung von Phenol durch Methanol unter Benützung von y-Aluminiumoxid als Katalysator, wobei eine Reaktivierungsperiode des Katalysators von mindestens 1000 Std. erreicht wird.

Bei den bekannten Verfahren für die Alkylierung von Phenolen, die in der Gasphase bei Temperaturen von 250-4500C, grösstenteils jedoch bei 350-4300C, einem Druck von 10-20 kg/cm- und einem Methanolüberschuss durchgeführt wurden, kann es zu einer schnellen Entaktivierung des Katalysators. Eines der bekannten Verfahren empfiehlt Reaktivierungsperioden von 10-12 Std.

Ein anderes Verfahren, das unter Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel bei einem Druck von 4-8 kp/ cm2 und einer Temperatur von 475-5300C arbeitet, führt eine Reaktivierungsperiode von 2-6 Std. an.

Eine häufige Reaktivierung vermindert den Arbeitsstundenfonds der Einrichtung und ist unbequem in bezug auf die ständige Unterbrechung des regelmässigen Betriebes.

Es wurde nun festgestellt, dass bei der kontinuierlichen Alkylierung von Phenol durch Methanol bei Benützung eines Alkylierungsgemisches, in welchem die Methanolkonzentration 10 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 14 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht des Gemisches, beträgt, eine sehr langsame Katalysatorentaktivierung erreicht wird, die Reaktivierungsperioden länger als 1000 Std. ermöglichen. Lange Reaktivierungsperioden 1000 Std. bei kontinuierlicher Alkylierung auf aktivem Aluminiumoxid werden durch Anwendung eines Rohstoffes erreicht, der 16 Gew.-% Methanol enthält, bei einer Temperatur von 250-3500C und bei atmosphärischem Druck. Bei einem Methanolgehalt im Rohstoff, 25-50 Gew.-%, verläuft die Entaktivierung schneller.

Die Alkylierung wurde in einem Stahldurchflussreaktor mit Katalysatorfüllung durchgeführt. Das Katalysatorbett hatte die Form eines zylinderförmigen Kreisringes, gebildet durch den Reaktormantel mit einem Durchmesser von 40 mm und einer zentral angebrachten Thermoröhre mit einem Halbmesser von 20 mm. Die Gesamtlänge des Reaktors betrug 1 m. Die obere Hälfte des Reaktors, die mit Stahlstäben gefüllt war, diente als Vorwärmer. Der Reaktor wurde durch elektrische Widerstandselemente beheizt. Die Temperatur wurde an 3 Stellen des Reaktors mittels Thermoelemente, die in der bereits angeführten Thermoröhre angebracht waren, gemessen. Der benützte Katalysator bestand aus kugelförmigem y-Aluminiumoxid. Die spez. Oberfläche, be stimmt durch die BET-Methode, betrug 240 m2/g, das Schüttgewicht 0,7 kg/l. Durchmesser der Kügelchen 2-3 mm.

Alkyliert wurde Phenol aus Teer mittels Methans nol in der Gasphase unter atmosphärischem Druck. Auch eine andere Reaktoranordnung wäre möglich, wichtig ist jedoch, dass die Temperatur in der Reaktionszone 3500C nicht überschreitet.

Beispiel 1
Ein Gemisch von Phenol mit Methanol (10 Masse-% Methanol) wird mit einer Vol.-Geschwindigkeit von 0,50 1/1 Std. unter atmosphärischem Druck in den Reaktor. in dessen Oberteil das Reaktionsgemisch vorgewärmt wird, eingespritzt, und dann gelangt dieses Gemisch in die Katalysatorschicht. Die Durchschnittstemperatur des Katalysators wird auf 3300C gehalten. Nach einem Durchgang über den Katalysator enthält das Produkt am Anfang des Versuches ausser nichtreagiertem Phenol und Reaktionswasser 22% Ortho-Kresol, 5% 2,6 Xylenol und Spuren von Anisol. Die Methanolkonversion ist unter diesen Bedingungen über 90% und die Volumverminderung an Ortho-Kresol und 2,6 Xylenol im Produkt während eines weiteren Zeitraumes von 1000 Std., verursacht durch Entaktivierung des Katalysators, beträgt bis 10% des urprünglichen Wertes am Versuchsanfang.

Beispiel 2
Ein Gemisch von Phenol und Methanol (16 Masse-% Methanol) wird mit einer Vol.-Geschwindigkeit von 0,25 1/1 Std. unter atmosphärischem Druck in den mit Aluminiumoxid gefüllten Reaktor wie in Beispiel 1 eingespritzt. Die Durchschnittstemperatur der Katalysatorschicht wird auf 3130C gehalten. Nach einem Durchgang über den Katalysator enthält das Produkt am Anfang des Versuches 27,5 Masse-% Ortho-Kresol, 8% 2,6 Xylol und Spuren von Anisol. Während eines Zeitraumes von 1000 Std. vermindert sich der Gehalt an Ortho-Kresol auf 26 Masse-%, von 2,6 Xylenol auf 7 Masse-%, der Anisolgehalt steigt bis auf 1-2 Masse-% an. Nach Verlauf von 4500 Std. vom Versuchsbeginn gerechnet enthält das Produkt 22 % Ortho-Kresol.

Beispiel 3
Ein Gemisch von Phenol mit Methanol, das 20 Masse-% Methanol enthält, wird in einen mit Aluminiumoxid gefüllten Reaktor, der wie in Beispiel 1 angeordnet ist, mit einer Vol.-Geschwindigkeit von 0,5 1/1 Std. eingespritzt. Die Durchschnittstemperatur im Reaktor betrug 3200C und atmosphärischer Druck. Das Produkt enthielt nach einem Durchgang am Versuchsanfang 28 Masse-% Ortho-Kresol und 11% 2,6 Xylenol. Nach Verlauf von 500 Std. vom Versuchsanfang gerechnet, betrug der Gehalt an Ortho-Kresol 26 Masse-% und an 2,6 Xylenol 10 Masse-%.

Beispiel 4
Ein Gemisch von Phenol mit Methanol, das 35 Masse-% Methanol enthält, wird in einen mit Aluminiumoxid gefüllten Reaktor, der wie in Beispiel 1 angeordnet ist, mit einer Vol.-Geschwindigkeit von 0,25 1/1 Std. eingespritzt. Die Durchschnittstemperatur im Reaktor wird auf 3300C und unter atmosphärischem Druck gehalten.

Nach einem Durchgang enthält das Produkt am Versuchsanfang 32 Masse-% Ortho-Kresol, 25 Masse-% 2,6 Xylenol, 10-15 Masse-% höhersiedende Polymethylphenole. Nach Verlauf von 250 Std. vom Versuchsanfang gerechnet vermindert sich der Gehalt von 2,6 Xylenol auf 15 Masse-%, von Ortho-Kresol auf 31 Masse-% und von höhersiedenden Polymethylenolen auf 6-10 Mas se-%.

Beispiel 5
Ein Gemisch von Phenol mit Methanol, das 16 Masse-% Methanol enthält, wird in einen mit Aluminiumoxid gefüllten Reaktor, der wie in Beispiel 1 angeordnet ist, mit einer Vol.-Geschwindikeit von 0,25 1/1 Std. eingespritzt. Die Durchschnittstemperatur im Reaktor berug 3850C und amosphärischer Druck. Nach einem Durchgang durch den Reaktor enthält das Produkt am Versuchsbeginn 25 Masse-% Ortho-Kresol. Nach Verlauf von 250 Std. vom Versuchsanfang gerechnet, verminderte sich der Gehalt an Ortho-Kresol auf 11 Masse-%.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Herstellung von Ortho-Kresol und 2,6 Xylenol mittels kontinuierlicher Alkylierung von Phenol durch Methanol bei einer Temperatur von 250 bis 3500C unter Benützung von y-Aluminiumoxid als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass man das Phenol unter atmosphärischem Druck mittels Methanol alkyliert, dessen Konzentration im Gemisch mit Phenol 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, beträgt.