AT162609B

AT162609B - Verfahren zur Herstellung von Phenol aus Monochlorbenzol

Info

Publication number: AT162609B
Authority: AT
Original assignee: Solvay
Priority date: 1946-07-23
Filing date: 1947-07-01
Publication date: 1949-03-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Phenol aus Monochlorbenzol
Monochlorbenzol kann bekanntlich durch Wasserdampf nach der Gleichung
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chlorür als Katalysator unter solchen Bedingungen durchzuführen, dass der in den Hydrolyseurein- zuführende Chlorwasserstoff unmittelbar durch die Destillation des Gemisches, das diesen
Apparat verlässt, geliefert wird. Das Verfahren ist in seiner Gesamtheit auf die azeotrope Destil- lation von Systemen gegründet, die von Mono- chlorbenzol, Wasser, Phenol und Chlorwasser- stoff gebildet werden und betrifft die Bildung von azeotropen Gemischen, welche in jeder Phase des Verfahrens einem bestimmten Zweck ent- sprechen.

Zu diesem Zwecke werden erfindungsgemäss die
Produkte der Hydrolyse, nachdem sie mit frischen Mengen von Monochlorbenzol und
Wasser versetzt worden sind, in eine Destillations- kolonne eingeführt, der am Kopfe eine solche
Menge Wasser zugeführt wird, dass sich, neben dem binären heteroazeotropischen Gemisch CHCI-HjjO, ein ternäres heteroazeotropisches
Gemisch C, jHjsCl--HjiO-HCl bildet, das in den
Hydrolyseur eingeführt, diesem jene Menge
Salzsäure zuführt, die notwendig ist, um die
Abscheidung von metallischem Kupfer auf Kosten des Katalysators zu vermeiden, während aus dem
Destillationsrückstand die gebildeten Produkte : das Phenol und die Salzsäure, gewonnen werden.

Während man bei den bekannten Verfahren, wenn man die Mischung von Phenol, Monochlorbenzol, Säure und Wasser destilliert, ein binäres heteroazeotropisches Gemisch CHCl- H20 abtrennt, welches zur Hydrolyse zurückgeführt wird, verringert man bei Ausführung der vorliegenden Erfindung planmässig die Menge von Wasser im Gemenge, obgleich diese Verminderung einen geringen Ausbeuteverlust bei der Hydrolyse zur Folge hat. Dieser geringe Nachteil wird aber durch den Vorteil überkompensiert, der darin besteht, dass man am Kopf der Destillationskolonne eine Mischung eines binären und eines ternären heteroazeotropischen Gemisches, welches eine genügende Menge Salzsäure enthält, um die Ausscheidung von metallischem Kupfer bei der Sättigung mit Kupferchlorür zu vermeiden, erhält.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann beispielsweise nach dem in der Zeichnung angeführten Schema durchgeführt werden :

Die Reaktion CHsCH-HO--C, ; HgOH+
HC1 vollzieht sich in einem Hydrolysierofen 1 ; die Mischung, die aus diesem Ofen entweicht und bei a und b mit frischen Mengen von Monochlorbenzol und Wasser versetzt wird, wird in einer Kolonne 2 destilliert, der durch c eine genügend geringe Menge Wasser zugeleitet wird, dass sich das ternäre heteroazeotropische Gemisch C. HgCl-HCl-HaO bildet. Dieses Gemisch wird dann in ein Bad 7 aus geschmolzenem CuCI geleitet und kehrt zum Hydrolyseur 1 zurück.

Am Boden der Kolonne 2 werden das gewonnene Phenol, die Salzsäure und das Wasser abgezogen.

Die allenfalls auf Raumtemperatur abgekühlte Mischung scheidet sich im Gefäss 3 in zwei Schichten ; die obere Schicht enthält hauptsächlich Phenol und verhältnismässig wenig Wasser und Säure, während die untere Schicht hauptsächlich reich an Salzsäure ist und wenig Phenol enthält.

Aus dem Gefäss 3 werden die Flüssigkeiten der beiden Schichten getrennt in zwei Destillationkolonnen 4 und 5 geleitet, die bei gleicher Temperatur in ihrem oberen Teil derart betrieben
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und per Kilogramm 158 Salzsäure, 194 C, H, OH und 648 Wasser enthält.

Die Destillate dieser beiden Kolonnen werden kondensiert und im Abscheider 6 gesammelt, wo sie sich in zwei Schichten trennen. Von hier aus werden die Flüssigkeiten in die Kolonne 4, deren Inhalt sich fortlaufend an Phenol, bzw. in die Kolonne 5, deren Inhalt sich fortlaufend an Salzsäure anreichert, zurückgeleitet. Aus der ersten Kolonne wird das gewonnene Phenol bei d abgezogen ; die zweite Kolonne liefert bei e
Salzsäure einer höheren Konzentration von der
Grössenordnung von 20%.

Beispiel : Man bringt in den mit einem Katalysator aus Kupferchlorür auf einem Metallsilikat ausgerüsteten Hydrolyseur 1, der auf einer Temperatur von 4500 C gehalten ist, 13.290 g Monochlorbenzol, 5980 g Wasser und 22 g Chlor- wasserstoff ein. Die Dämpfe, die aus dem Ofen entweichen, werden nach Zusatz von 1329 g Monochlorbenzol und 213 g Wasser bei a bzw. b in eine Kolonne 2 geleitet, deren Kopf auf 97 C gehalten wird und die bei c mit 1768g Wasser versorgt wird. Aus dem Kopf der Kolonne entweichen 13. 290 g Monochlorbenzol, 5980 g Wasser und22g CWorwasserstoff, welche, nachdem sie bei 7 durch geschmolzenes Kupferchlorür durchgeleitet wurden, in den Hydrolyseofen 1 zurückkehren.

Die Mischung, die am Boden der Kolonne abläuft, enthält 1000 g Phenol, 431 g Chlorwasser- stoff und l768g Wasser. Die Mischung wird in einem Abscheider 3 auf Raumtemperatur abgekühlt, wo sie sich in zwei Schichten trennt.

Die obere Schicht enthält 914g Phenol, 26 g Chlorwasserstoff und 107 g Wasser, während die untere Schicht 86 g Phenol, 405 g Chlorwasserstoff und 1661 g Wasser enthält.

Die Flüssigkeiten werden gesondert in die Kolonnen 4 und 5 eingeführt, an deren Spitze eine
Temperatur von 107-3 C herrscht.

Die Kolonne 4 ergibt als Destillat 32 g Phenol, 26 Chlorwasserstoff und 107 Wasser. Die Kolonne 5 liefert ihrerseits 86 Phenol, 67g
Chlorwasserstoff und 310 Wasser. Diese Destillate werden kondensiert und in einen Abscheider 6 vereinigt, wo sie sich in zwei
Schichten trennen, die wieder in die Kolonne 4 bzw. 5 zurückgeleitet werden, welche, sobald der Gleichgewichtszustand hergestellt ist, als Rückstände ergeben : die erste Kolonne 1000 Phenol, die zweite Kolonne 431 g Chlorwasserstoff in Form einer ungefähr 20% igen Lösung.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Behandlung der Destillate der Kolonnen 4 und 5 beschränkt. So können z. B. nach einer abgeänderten Ausführungsform die Destillate mit dem Rückstand der Kolonne 2 vermischt und mit dieser Flüssigkeit unter Zwischenschaltung des Scheiders 3 nach den Kolonnen 4 und 5 geleitet werden.

Beispiel 2 : Die Mischung, die vom Boden der Kolonne 2 in das Scheidegefäss 3 fliesst, wird mit den Destillaten der Kolonnen 4 und 5 versetzt, welche aus 147 g Phenol, 119 g Chlorwasserstoff und 490 Wasser bestehen. Die Mischung des Scheiders 3 trennt sich in zwei Schichten : Die obere Flüssigkeitsschicht, welche 1036 Phenol, 29 g Chlorwasserstoff und 121 Wasser enthält, wird in die Kolonne 4, die untere Flüssigkeit- schicht, welche 111 g Phenol, 521 g Chlorwasser- stoff und 2137 g Wasser enthält, in die Kolonne 5 geführt.

Ein Teil des Phenols wird durch Destillation der Mischung in der Kolonne 4 abgetrennt.

Am Boden dieser Kolonne werden 1000 g Phenol als Endprodukt abgezogen, während der Rest der Mischung, der 36 g Phenol, 29 g Chlorwasserstoff und 121 Wasser enthält, als Destillat in den
Scheider 3 zurückgeführt wird.

In der Kolonne 5 wird anderseits ein Teil der Chlorwasserstoffsäure abgetrennt. Diese wird am Boden der Kolonne in Form einer Lösung von 431 g Chlorwasserstoffin 1768 g Wasser abgezogen.

Das Destillat, das 111 g Phenol, 90 Chlorwasser- stoff und 369 g Wasser enthält, kehrt in den Abscheider 3 zurück.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Phenol durch Hydrolyse von Monochlorbenzol in Gegenwart von Kupferchlorür als Katalysator unter Zusatz von HC1 zum Reaktionsgemisch von Monochlorbenzol und Wasser vor der Einbringung in den Katalysatorraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsprodukte, versetzt mit frischen Mengen von Monochlorbenzol und Wasser, in eine Destillationskolonne eingeführt werden, die am Kopf mit einer solchen Menge Wasser gespeist wird, dass sie, neben dem binären hetero- <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 eingeführt, jene Menge Chlorwasserstoffsäure mit sich führt, die notwendig ist, um die Abscheidung von metallischem Kupfer auf Kosten des Katalysators zu vermeiden, während aus dem Rückstand der Destillation das Phenol und die Chlorwasserstoffsäure gewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des binären hetero- EMI3.2 H2O#HCl durch ein Bad von geschmolzenem Kupferchlorür geleitet werden, bevor sie in den Hydrolyseur eingeführt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstand der Destillationskolonne in zwei Schichten getrennt wird, deren jede in eine Destillationskolonne eingeführt wird, wobei die Köpfe der Kolonnen bei der Temperatur der Bildung eines ternären azeotropischen Gemisches C6HsOH-HCl-H2O betrieben werden, dass die Destillate dieser Kolonnen vereinigt und durch Dekantation in zwei Schichten getrennt werden, deren eine reicher an Phenol und deren zweite reicher an Chlorwasserstoffsäure ist, und dass diese Schichten in die Kolonnen für die Gewinnung des Phenols bzw. der Salzsäure zurückgeleitet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Zwecke der Durchführung einer azeotropischen Destillation in der Kolonne, welche dem Hydrolyseur nachgeschaltet ist, und der Gewinnung von konzentrierter Salzsäure am Ende des Verfahrens einen leichten Verlust bei der Umwandlung der Ausgangsprodukte in Kauf nimmt, indem man das Verhältnis von H20 zu C6HsQ im Hydrolyseur herabsetzt.

5. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung der azeotropischen Gemische, die aus den Konzentrationskolonnen für das Phenol bzw. für die Salzsäure abgezogen wurden, den Rückständen der ersteren zugemischt werden, worauf eine Trennung in zwei Schichten verschiedener Zusammensetzung herbeigeführt und die beiden Flüssigkeiten in diese beiden Konzentrationskolonnen zurückgeleitet werden.