CZ279378B6 - Způsob přípravy frakcí dehtových fenolů se sníženým obsahem methoxyfenolů, zejména guajakolu - Google Patents

Abstract

V m/p-kresolové frakci z hnědouhelného dehtu pod 1,5 % hmot., při teplotách 290 až 390 stupňů C za katalýzy pevného aktivního oxidu hlinitého (aluminy) a po následném ochlazení a destilaci vznikají jako předchůdci frakce neutrální oleje a jako destilační zbytek pyrokatechin.ŕ

Description

Fenolové frakce, pocházející z hnědouhelného dehtu a obsahující nad 1,5% hmot, methoxyfenolů se při teplotě 290 až 390°C uvádí do styku s pevným aktivním oxidem hlinitým, načež se po ochlazení z reakční směsi oddělí destilací jako předkové frakce neutrální oleje a jako destilační zbytek pyrokatechin.

CO b* co o b* CM

Způsob přípravy frakcí dehtových fenolů se sníženým obsahem methoxyfenolů, zejména guajakolu

Oblast techniky

Vynález se týká čištění destilačních frakcí m-kresolu, p-kresolu a xylenolů, pocházejících z hnědouhelného dehtu. Čištěním se odstraňuje methoxylová skupina /-O-CH₃/ vícemocných fenolů, zejména guajakol /ortho-methoxy-fenol, 2-methoxy-fenol/.

Dosavadní stav techniky

Významným zdrojem fenolů a vícemocných fenolů jsou dosud stále dehty, pocházející z teplotního zpracování fosilních paliv, zejména hnědého uhlí. Zpracování dehtů pro získání frakcí fenolů a jejich čistění mnohdy probíhá tak, že dehty se nezpracovávají na místě svého vzniku, ale shromažďují se z různých míst k hromadnému zpracování s cílem zvýšit efektivnost získávání fenolů. Jak bylo zjištěno, dehty různé provenience však mohou mít různé složení a to i při zachování stejných technologických podmínek, za nichž vznikají. Je to dáno složením a konfigurací samotného hnědého uhlí a to do té míry, že ani technologickými úpravami podmínek zpracování nelze složení dehtové suroviny zcela ovlivnit. V některých plynárnách a karbonizačních závodech vznikají dehty a extrakty se zvýšeným obsahem methoxyfenolů, zvláště guajakolu, což jakost fenolu, která je závazně stanovena, značně zhoršuje.

Z některých plynáren a karbonizačních závodů přichází ke zpracování dehty a extrakty se zvýšeným obsahem fenolů s methoxylovou skupinou, hlavně se zvýšeným obsahem guajakolu. Guajakol má vedle methoxylové skupiny kyselou OH skupinu a bod varu 205 “C při tlaku 101,3 kPa. Guajakol je ve frakcích kresolů a xylenolů nežádoucí, toleruje se množství do 1,5 % hmot. Při běžně používaném způsobu izolace fenolů pomocí louhové extrakce a destilace se guajakol hromadí ve frakci m-kresolu a částečně v xylenolech. Obsah guajakolu dosahuje v některých případech až 10 % hmot. Pokud se vyskytuje vyšší obsah guajakolu, řeší se požadavek na obsah do 1,5 % hmot, zatím jen přimícháním suroviny nebo produktu s minimálním obsahem guajakolu, v kterém však nebývají vždy k dispozici v dostatečném množství.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu je odstranění methoxyfenolů, zvláště guajakolu, řešeno vyvinutím katalytického procesu. Destilační frakce dehtových fenolů, obsahující více než 1,5 % hmot, methoxyfenolů, se při teplotě 290 až 390 °C, výhodně 310 až 360 °C, uvádí ve styk s pevným aktivním oxidem hlinitým /aluminou/. Methoxylová skupina reaguje s přítomnými fenoly za vzniku methylhomologů fenolů. Z m-kresolu a p-kresolu vzniká směs xylenolů, z guajakolu pyrokatechin nebo vnitřní methylací 3-methyl-pyrokatechin. Vedlejší reakcí vzniká malé množství methylanisolů, které mají povahu neutrálních olejů.

-1CZ 279378 B6 i

Po ochlazení reakční směsi se reakční produkty rozdělí destilací s vodní párou nebo frakční vakuovou destilací. Jako předkové frakce se oddělí neutrální oleje a jako zbytek pyrokatechin.

Příklad provedení vynálezu

Společným zpracováním dehtového benzínu s různým obsahem guajakolu se po extrakci louhem a destilacích vyrobil m/p-kresol (jde o směs obou isomerů, ve které mírně převládá m-kresol, v množství 10 až 30 % hmot., jsou obsaženy xylenoly), obsahující 4,5 % hmot, guajakolu, podrobné složení je v tabulce 1 ve sloupci

- surovina.

Katalyzátorem deguajakolizace byl aktivní oxid hlinitý

- alumina. Zrnění katalyzátoru bylo upraveno drcením na 1 až 3 m. Použitý reaktor byl laboratorní trubkový, integrální, přibližně izotermní. Kapalná surovina, m/p-kresol, byl dávkovacím čerpadlem podáván do předehřívací části reaktoru, kde se za přibližně atmosférického tlaku vypařil a přehřál na teplotu 320 °C. Páry pak postupovaly přes pevně uloženou vrstvu katalyzátoru, ohřátou rovněž na 320 °C, do chladiče. Bylo použito 80 ml katalyzátoru a čerpadlem se podávalo do reaktoru 40 ml kapalné suroviny za hodinu. Průměrné složení produktu z období 0 až 500 hodin použití čerstvého katalyzátoru je v tabulce 1 ve sloupci produkt. Z produktu byly destilací s vodní párou odehnány těkavé nečistoty, hlavně methylanisoly. K 1 kg produktu bylo přidáno 0,5 kg vody a směs byla destilována za atmosférického tlaku až teplota v destilačni baňce dosáhla 190 °C. Bylo získáno 530 g destilátu, který se po ochlazení rozdělil na horní, vodnou vrstvu 490 g a spodní organickou vrstvu 40 g. Složení organické vrstvy je v tabulce ve sloupci - destilát s vodní párou. Destilačni zbytek byl pak destilován za tlaku 8,6 kPa. Byly odebrány frakce v % hmot.: Předkap 10,9 %, frakce vyčištěného m/p-kresolu 77,4 %, destilačni zbytek 11,2 %. Destilačni ztráty činily 0,5 %. Složení vyčištěné frakce m/p-kresolu je v tabulce ve sloupci - rafinovaný m/p-krésol. Z destilačního zbytku po ochlazení vykrystaloval pyrokatechin, který byl identifikován po překrystalizaci ze směsi uhlovodíků bodem tání a dále plynovou chromatografií.

-2CZ 279378 B6

Tabulka 1

Chromatograf ická koloně, smočené í	analýza. silikonovým	Plynová i olejem,	chromatografie na kapilárn
teplota 140	°C.
	surovina	produkt	destilát	rafinovaný
	[% hmot.]	[% hmot.;	] s vodní	m-kresol
			párou [% hmot.]	[% hmot.]
fenol	-	o,i	0,2	0,1
methyl-anisol	-	0,6	13,1	-
o-kresol	0,1	0,1	0,3	0,1
m/p-kresoly	86,4	81,5	46,1	87,7
guajakol	4,5	0,5	0,5	0,2
2,6-xylenol	0,8	1,6	9,6	0,7
2-ethyl-fenol	5,3	5,4	14,4	5,2
2,4/2,5-xylenoly	3,7	8,6	13,1	5,9
2,3-xylenol neidentifikované	““	0,2	0,2	—
složky	0,3	1,4	2,5	0,3

Chromatografická analýza, zaměřená na pyrokatechin.

Náplňová kolona plněná sorbentem, smočeným apiezonem, teplota 195 °C

	surovina [% hmot.]	produkt [% hmot.]	destilát s vodní párou [% hmot.]	destilační zbytek z vakuové deštil [% hmot.]
methylanisoly	-	1,0	14,4	-
pyrokatechin	-	3,5	-	27,2
ostatní složky	100	95,5	85,6	72,8

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Způsob přípravy frakcí dehtových fenolů se sníženým obsahem methoxyfenolů, zejména guajakolu, vyznačený tím, že fenolové frakce, obsahující nad 1,5 % hmot, methoxyfenolů se při teplotě 290 až 390 °C, výhodně 310 až 390 °C, uvádí do styku s pevným aktivním oxidem hlinitým, načež se po ochlazení reakční směsi oddělí destilací jako předkové frakce neutrální oleje a jako destilační zbytek pyrokatechin.

   Konec dokumentu