CS270694B1 - A method of alkylating phenol and derivatives thereof - Google Patents
A method of alkylating phenol and derivatives thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CS270694B1 CS270694B1 CS879082A CS908287A CS270694B1 CS 270694 B1 CS270694 B1 CS 270694B1 CS 879082 A CS879082 A CS 879082A CS 908287 A CS908287 A CS 908287A CS 270694 B1 CS270694 B1 CS 270694B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- phenol
- alkylation
- derivatives
- catalyst
- iron
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Způsob alkylace fenolů a Jejich derivátů s alespoň jednou volnou ortho-polohou vůči hydroxylu působením alifatického alkoholu v plynné fázi při teplotě 27o až 4oo °C a tlaku o,l až l,o MPa probíhá za přítomnosti pevného katalyzátoru, jímž Je slitina oxidů železa a vanadu, obsahující dále oxidy ze skupiny Ti, Cr, Mg, Mn, £i nebo síranový aniont.The method of alkylation of phenols and their derivatives with at least one free ortho-position to hydroxyl by the action of an aliphatic alcohol in the gas phase at a temperature of 27o to 4oo °C and a pressure of 0.1 to 1.0 MPa takes place in the presence of a solid catalyst, which is an alloy of iron and vanadium oxides, further containing oxides from the group Ti, Cr, Mg, Mn, £i or a sulfate anion.
Description
Vynález se týká způsobů alkylace fenolu a jejich derivátu působením alifatického alkoholu za přítomnosti katalyzátoru.The invention relates to processes for the alkylation of phenol and its derivative by the action of an aliphatic alcohol in the presence of a catalyst.
Alkylace fenolu metanolem nebo jinými nízkomolekulárními alkoholy na alkylderiváty fenolu je známým a poměrně rozšířeným průmyslovým postupem. Zejména alkylace fenolu metanolem na příslušné orlho-deriváty, tj. ortho-kresol a 2,6-xylenol (2,6-dime tylfenol), nachází stále větší uplatnění v průmyslové praxi.Alkylation of phenol with methanol or other low molecular weight alcohols to alkyl derivatives of phenol is a known and relatively widespread industrial process. In particular, the alkylation of phenol with methanol to the corresponding ortho-derivatives, i.e. ortho-cresol and 2,6-xylenol (2,6-dimethylphenol), is finding increasing application in industrial practice.
Ortho-kresol, případně směs ortho-kresolu a 2,6-xylenolu lze s úspěchem připravovat reakcí fenolu s metanolem v plynné fázi na alumině jako katalyzátoru. V případě, kdy je potřeba vyrábět pouze 2,6-xylenol, případně oba zmíněné ortho-deriváty, s vysokým relativním výtěžkem 2,6-xylenolu (zhruba přes 4o % mol.), alumina již jako katalyzátor z důvodu nízké selektivity nevyhovuje.Ortho-cresol or a mixture of ortho-cresol and 2,6-xylenol can be successfully prepared by reacting phenol with methanol in the gas phase on alumina as a catalyst. In the case where it is necessary to produce only 2,6-xylenol, or both mentioned ortho-derivatives, with a high relative yield of 2,6-xylenol (approximately over 40 mol%), alumina is no longer suitable as a catalyst due to its low selectivity.
V minulosti byla vyvinuta celá řada typů katalyzátorů katalyzujících alkylaci fenolu metanolem, příp. dimetylélerem, do ortho-polohy vůči hydroxylu s vyšší selektivitou než y—alumina. Známé je použití směsi oxidů Mg a Mn, využívány jsou rovněž katalyzátory na bázi oxidů Fe s přídavky oxidu jiných prvků, plnících funkcí promotorů» Obvyklými promotory oxidíckých železitých katalyzátorů jsou oxidy Cr, Si, případně Mg, Mn. Vysoce efektivním promotorem je vanad. Obvykle bývá katalyzátor modifikován více promotory.In the past, a number of types of catalysts have been developed to catalyze the alkylation of phenol with methanol, or dimethyl ether, to the hydroxyl ortho position with higher selectivity than γ-alumina. It is known to use a mixture of Mg and Mn oxides, catalysts based on Fe oxides with the addition of oxides of other elements, acting as promoters, are also used. Vanadium is a highly effective promoter. Usually, the catalyst is modified with multiple promoters.
Oxidické železité katalyzátory pro alkylaci fenolů se podle známých postupů připravují srážením roztoků solí železa, nejčastěji dusičnanu železitého, roztokem alkálie· Rozpustné soli prvků používaných jako promotory se obvykle přidávají do roztoku soli železa a jsou sráženy společně* Pokud je jako promotor používán vanad, nanášejí se jeho soli na předpřipravenou železitou hmotu sycením. Výsledný katalyzátor se obvykle tvaruje tablelací, protlačováním, případně pouze granulací.Oxide ferric catalysts for the alkylation of phenols are prepared according to known methods by precipitating solutions of iron salts, most often ferric nitrate, with an alkali solution. its salts to a pre-prepared ferrous mass by saturation. The resulting catalyst is usually shaped by tabulation, extrusion, or only granulation.
Katalyzátory na bázi oxidů železa katalyzují alkylaci fenolu s vysokou celkovou selektivitou vztaženou na fenol a s vysokou selektivitou do polohy ortho vzhledem k hydroxylu fenolu. Obvykle však také významně katalyzují rozklad alkylačního činidla, tj. nižšího alifatického alkoholu, na plynné produkty, zejména CH^, CO^ ^2* ^ozklad alkoholu výrazně vzrůstá s narůstající teplotou.Iron oxide catalysts catalyze the alkylation of phenol with high overall selectivity relative to phenol and high selectivity to the ortho position relative to the phenol of the phenol. Usually, however, also significantly catalyze the decomposition of the alkylating agent, i.e. a lower aliphatic alcohol, gaseous products, especially CH ^ CO ^ ^ ^ 2 * Example ounces of alcohol increases significantly with increasing temperature.
Alkylace fenolů nižším alifatickým alkoholem se s použitím dosud známých železitých alkylacních katalyzátorů provádí obvykle při teplotách 35o až 39o °C. Za těchto podmínek se většinou dosahuje vyhovující rychlosti alkylace, avšak zhruba 2o až 6o % nastřikovaného metanolu se rozkládá na málo cenné plynné produkty, což zvyšuje náklady procesu.The alkylation of phenols with a lower aliphatic alcohol is usually carried out at temperatures of 35 DEG to 39 DEG C. using the ferrous alkylation catalysts known to date. Under these conditions, a satisfactory alkylation rate is usually achieved, but about 20 to 60% of the injected methanol decomposes into low-value gaseous products, which increases the cost of the process.
Uvedené nevýhody dosud známých procesů odstraňuje postup podle tohoto vynálezu. Způsob alkylace fenolů a jejich derivátů s alespoň jednou volnou ortho-polohou vůči hydroxylu působením alifatického alkoholu na fenol nebo Jeho deriváty v plynné fázi při teplotě 27o až 4oo °C, výhodně 3oo až 35o °C, tlaku o,l až l,o MPa, výhodně o,l až o,2 MPa, za přítomnosti pevného katalyzátoru spočívá podle vynálezu v tom, že výchozí reakční směs se uvádí na katalyzátor, jímž je slitina oxidu železa a vanadu v atomárním poměru Fe : V = 1 : o,4 až 1 : 2,5, která případně obsahuje nejméně jeden oxid prvku ze skupiny Ti, Cr, Mg, Mn, Si v množství odpovídajícím atomárnímu poměru každého přítomného prvku z uvedené řady vůči železu maximálně o,l : 1, nebo/a síranový aniont v množství odpovídajícím molárnímu poměru SO^ : I*®· maximálně o,2 : 1.The disadvantages of the hitherto known processes are eliminated by the process according to the invention. Process for the alkylation of phenols and their derivatives with at least one free ortho-position to the hydroxyl by the action of an aliphatic alcohol on phenol or its derivatives in the gas phase at a temperature of 27o to 400 ° C, preferably 300 to 35o ° C, a pressure of 0.1 to 1.0 MPa , preferably 0.1 to 0.2 MPa, in the presence of a solid catalyst according to the invention, the starting reaction mixture is introduced into a catalyst which is an alloy of iron oxide and vanadium in an atomic ratio of Fe: V = 1: 0.4 to 1: 2.5, which optionally contains at least one oxide of an element from the group Ti, Cr, Mg, Mn, Si in an amount corresponding to the atomic ratio of each element present in said series to iron by a maximum of 0.1: 1, and / or sulphate anion in an amount corresponding to a molar ratio of SO 2: 1 to a maximum of 0.2: 1.
Katalyzátor se při způsobu podle tohoto vynálezu připravuje tavením směsi oxidů Železa, vanadu, případně oxidu jednoho Či několika prvku z výše uvedené řady promotorů, popřípadě síranu některého z uvedených prvku, nebo oxidativním tavením směsi železa, vanadu, popřípadě dalšího z uvedené řady kovů. Slitina se po ztuhnutí drtí a třídí na zrno požadované velikosti,In the process according to the invention, the catalyst is prepared by melting a mixture of oxides of iron, vanadium or an oxide of one or more elements from the above series of promoters or sulphate of one of the above elements or by oxidative melting of a mixture of iron, vanadium or another of said series of metals. After solidification, the alloy is crushed and sorted into grain of the required size,
Alkylace při způsobu podle tohoto vynálezu probíhá při teplotě 28o až 4oo °C, výhodně 31o až 35o °C a za tlaku o,l až l,o MPa, výhodně o,l MPa.The alkylation in the process according to the invention takes place at a temperature of 28 ° to 40 ° C, preferably 31 ° to 35 ° C and at a pressure of 0.1 to 1.0 MPa, preferably 0.1 MPa.
Výhodou postupu podle vynálezu Je možnost vedení procesu alkylace při nižší teplotě oproti známým postupům, při zachování vyhovující produktivity. Další výhodou oproti známým procesůmThe advantage of the process according to the invention is the possibility of conducting the alkylation process at a lower temperature compared to known processes, while maintaining satisfactory productivity. Another advantage over known processes
CS 270694 Bl je nižší rozklad použitého alifatického alkoholu, což zlepšuje ekonomiku postupu.CS 270694 B1 is a lower decomposition of the aliphatic alcohol used, which improves the economy of the process.
Příklad 1Example 1
Při přípravě katalyzátoru pro alkylaci fenolu nebo jejich derivátu se postupuje tak, že rozetřený jemný prášek oxidu železítého, připravený srážením roztoku technického FeíSO^)^ roztokem uhličitanu amonného známým postupem, obsahující jako příměsi oxidy Ti, Mg, Mn a zbytek síranových iontu, se smíchá s oxidem vanadičným v hmotnostním poměru cca 1 : 1. Směs se nasype do tavícího kelímku a během 9o minut se v elektrické peci zahřeje na 8oo °C. Směs se při této teplotě udržuje v roztaveném stavu po dobu zhruba 6o minul. Potom se přelije do porcelánové misky, nechá vychladnout a rozdrtí. Z rozdrcené hmoty se oddělí frakce o změní 3 až 5 mm. Takto připravená katalytická hmota má například toto složení :In the preparation of the catalyst for the alkylation of phenol or a derivative thereof, a ground fine powder of iron oxide, prepared by precipitating a solution of technical grade Fe 2 SO 4) with ammonium carbonate solution in a known manner, containing Ti, Mg, Mn oxides and residual sulfate ions, is mixed. with vanadium oxide in a weight ratio of about 1: 1. The mixture is poured into a crucible and heated to 80 ° C in an electric oven within 90 minutes. The mixture is kept at this temperature in the molten state for about 6 minutes. It is then poured into a porcelain bowl, allowed to cool and crushed. Fractions of 3 to 5 mm are separated from the crushed mass. The catalyst mass thus prepared has, for example, the following composition:
Fe^0^ 5o 55 % hmot., V2°5 4^ 40 hmot*· TiO^ 1 hmo^ MgO o,5 % hmoL max.,Fe ^ 0 ^ 5o 55 wt.%, V 2 ° 5 4 ^ 40 wt .% · TiO ^ 1 wt.
MnO 1 % hmot, max., SO^ 1,5 % hmot, max., SiO^ o,8 % hmot, max.MnO 1 wt.%, Max., SO ^ 1.5 wt.%, Max., SiO 2 .0.8 wt.%, Max.
Να tomto katalyzátoru probíhá alkylace následujícím způsobem :Alkylation of this catalyst proceeds as follows:
5o g katalyzátoru připraveného výše uvedeným způsobem se vloží do reaktoru z nerezové oceli vnitřního průměru 2o mm, opatřeného měřením teploty v ose a měřením teploty v lermoslatující lázni. K reaktoru je připojen odpařovač suroviny (válcová nádobka z nerezové oceli, která je v horní části spojena s reaktorem). Reaktor í odpařovač jsou umístěny ve společné tepiosměnné lázni. Surovina (směs fenolu, metanolu a vody ve vzájemném molárním poměru 1 : 5 : 1) se nastřikuje do odpařovače, páry z horní části odpařovač© přecházejí do horní části reaktoru nad vrstvu katalyzátoru, produkt ze spodní části reaktoru se ve vzdušném a následně ve vodním chladicí ochladí na teplotu zhruba 25 °C, v jednoduchém odlučovači se oddělí kapalná fáze od plynné. Zbytky netěkavých sloučenin se oddělí od plynné fáze vymrazením při -3o °C ve dvouhrdlé boříce ponořené do směsi líh - pevný CO^. Kapalné podíly vykondenzovoné ve vymrazováku se přidají k hlavní části kapalného produktu. V kapalném produktu se chromatograíicky stanoví jednotlivé fenolické sloučeniny. Příklad podmínek a výsledků takto prováděného pokusu udává následující tabulka.50 g of the catalyst prepared in the above manner are introduced into a stainless steel reactor with an inner diameter of 20 mm, equipped with a temperature measurement in the axis and a temperature measurement in a permeation bath. A raw material evaporator is connected to the reactor (a cylindrical vessel made of stainless steel, which is connected to the reactor at the top). The reactor and the evaporator are located in a common heat exchange bath. The feedstock (a 1: 5: 1 molar ratio of phenol, methanol and water) is injected into the evaporator, the vapor from the top of the evaporator passes to the top of the reactor above the catalyst bed, the product from the bottom of the reactor is in air and then in water. the cooling is cooled to a temperature of about 25 ° C, in a simple separator the liquid phase is separated from the gaseous one. Residues of non-volatile compounds are separated from the gas phase by freezing at -30 ° C in a two-necked flask immersed in an alcohol-solid CO 2 mixture. The liquid fractions condensed in the freezer are added to the main part of the liquid product. The individual phenolic compounds are determined chromatographically in the liquid product. The following table gives an example of the conditions and results of such an experiment.
Symboly :Symbols:
T ( °C )T (° C)
F (ml . g“1 . h-1) teplota ve středu katalytického lože nástřik suroviny (fenol : metanol : voda »1:5:1 molárně)F (ml. G “ 1. H -1 ) temperature in the middle of the catalyst bed feed of raw material (phenol: methanol: water» 1: 5: 1 molar)
CS 27o694 BlCS 27o694 Bl
Příklad 2Example 2
Při přípravě katalyzátoru se postupuje tak, že 5 kg tyčové oceli ČSN č. 12ol3 se vloží do tavícího kelímku opatřeného přívodem kyslíku, ocel se buď pomocí elektrického ohřevu, nebo plamene zahřeje na teplotu tání a zahájí se přívod kyslíku rychlostí 8 až 9 rn^/h. Roztavená ocel je oxidována kyslíkem na oxidy železa. Teplo uvolňované touto reakcí udržuje směs v roztaveném stavu. Po dokonalém roztavení směsi (cca 25 min. od zahájení přívodu kyslíku) se přidá 5 kg granulovaného α sm$s se za přívodu kyslíku a s občasným promícháním další hodinu.In the preparation of the catalyst, 5 kg of bar steel ČSN No. 12ol3 is placed in a crucible equipped with an oxygen supply, the steel is heated to melting point either by electric heating or by a flame and the oxygen supply is started at a rate of 8 to 9 rn ^ / h. Molten steel is oxidized by oxygen to iron oxides. The heat released by this reaction keeps the mixture in a molten state. After complete melting of the mixture (approx. 25 min. From the start of the oxygen supply), 5 kg of granular α mixture is added with oxygen supply and occasional stirring for another hour.
Potom se lavenina vylije na chladný ocelový plech. Po vychladnutí se slitina drtí a vytřídí se z ní frakce 3 až 5 mm, která se použije k alkylaci.The avalanche is then poured onto a cold steel plate. After cooling, the alloy is crushed and a 3 to 5 mm fraction is sorted out, which is used for alkylation.
Složení katalyzátoru :Catalyst composition:
Fe O 46,6 % hmot.Fe O 46.6 wt.
FeO 25,9 % hmotFeO 25.9 wt
V2O5 26,6 % hmot.V 2 O 5 26.6 wt.
SiO^ o,o5 % hmoLSiO 2, 0.5% w / h
MnO o,8 % hmotMnO o, 8 wt
AlkylaceAlkylation
Alkylace se provede stejným způsobem jako v příkladu 1, Typické podmínky a výsledky shrnuje následující tabulka.The alkylation was performed in the same manner as in Example 1, and the following table summarizes the typical conditions and results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS879082A CS270694B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | A method of alkylating phenol and derivatives thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS879082A CS270694B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | A method of alkylating phenol and derivatives thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS908287A1 CS908287A1 (en) | 1989-12-13 |
| CS270694B1 true CS270694B1 (en) | 1990-07-12 |
Family
ID=5442140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS879082A CS270694B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | A method of alkylating phenol and derivatives thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS270694B1 (en) |
-
1987
- 1987-12-11 CS CS879082A patent/CS270694B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS908287A1 (en) | 1989-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3873628A (en) | Preparation of ortho-alkylated phenols | |
| US3446856A (en) | Methylation of phenols | |
| US3974229A (en) | Preparation of ortho-alkylated phenols | |
| US4024195A (en) | Process for alkylating the ortho-position of phenol compounds | |
| US3972836A (en) | Preparation of ortho-alkylated phenols | |
| US4201880A (en) | Preparation of ortho-alkylated phenols | |
| EP0905114B1 (en) | Suppression of highly alkylated phenols in the catalytic alkylation reaction of phenol | |
| EP0146111B1 (en) | Catalyst precursor prepared from manganese carbonate, and use of a calcined derivative in an ortho-alkylation process | |
| US4554266A (en) | Copper-magnesium catalyst and method for alkylation of hydroxyaromatic compounds therewith | |
| US4720478A (en) | Catalyst for the orthomethylation of phenols | |
| EP0394682B1 (en) | Method of ortho-alkylating phenol | |
| CS270694B1 (en) | A method of alkylating phenol and derivatives thereof | |
| US4361709A (en) | Process for the production of o-alkylated phenols | |
| EP0101138A2 (en) | A process for methylating the ortho position of a phenol | |
| EP0129065A2 (en) | Method for ortho-alkylation of hydroxyaromatic compounds | |
| JPH07265710A (en) | A catalyst for orthoalkylation of phenols, a precursor thereof, and a method for producing orthoalkylated phenols using such a catalyst. | |
| US4085150A (en) | Process for the ortho alkylation of phenols in the presence of a copper-zinc-aluminum mixed oxide catalyst | |
| US4560810A (en) | Catalytic dealkylation of alkylated phenols | |
| JPS6315251B2 (en) | ||
| EP0161524A1 (en) | Catalytic hydrodealkylation of alkylated phenols | |
| US4851591A (en) | Magnesium-containing catalyst activated under vacuum, in nitrogen, or in air, and use in an ortho-alkylation process | |
| US4454357A (en) | Process for producing o-methylated phenols | |
| EP0163102B1 (en) | Zinc oxide catalyzed dealkylation of alkylated phenols | |
| JPS6214941A (en) | Vapor-phase alkylation catalyst for phenol | |
| JPS6127378B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 19991211 |