DE1014550B - Process for the isomerization and disproportionation of methylphenols - Google Patents
Process for the isomerization and disproportionation of methylphenolsInfo
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Description
Verfahren zur Isomerisation und Disproportionierung von Methylphenolen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isomerisierung und Disproportionierung in der Dampfphase solcher Methylphenole, die nicht mehr als drei Methylreste besitzen, d. h. Kresole, Xylenole und Trimethylphenole.Process for isomerization and disproportionation of methylphenols The invention relates to a process for isomerization and disproportionation in the vapor phase of those methylphenols which have no more than three methyl radicals, d. H. Cresols, xylenols and trimethylphenols.
Kresole, Xylenole und Trimethylphenole treten in den Schwelteeren, den Produkten der Kohlehydrierung, Schieferölen, einigen Erdölrohstoffen, Lignitteeren u. dgl. auf. In nicht raffiniertem Zustand existieren sie als Mischungen der Isomeren in verschiedenen Mengenverhältnissen. Die Verteilung der Isomeren im jeweiligen Rohmaterial ist häufig ungünstig, d. h. gewisse der wertvollen Isomeren sind in kleinen Mengen vorhanden, während andere, weniger wertvolle Isomeren in der Mischung vorherrschen. So ist es häufig erwünscht, die Isomerenverteilung der Methylphenole durch selektive Umwandlung der weniger erwünschten Isomeren in wertvollere Isomeren zu ändern. Cresols, xylenols and trimethylphenols occur in the simmering tears, the products of carbohydrates, shale oils, some petroleum raw materials, lignite tears and the like. In the unrefined state, they exist as mixtures of the isomers in different proportions. The distribution of the isomers in each Raw material is often unfavorable; H. certain of the valuable isomers are in small amounts are present while other, less valuable isomers are in the mixture prevalence. It is often desirable to check the isomer distribution of the methylphenols by selectively converting the less desirable isomers to more valuable isomers to change.
Vorliegende Erfindung ist besonders für die Umwandlung von o-Kresol in eine Mischung von m- und p-Kresolen mit einem hohen Verhältnis von m- zu p-Kresol wertvoll. The present invention is particularly for the conversion of o-cresol into a mixture of m- and p-cresols with a high ratio of m- to p-cresol valuable.
Erfindungsgemäß werden Methylphenole mit nicht mehr als drei Methylgruppen in der Dampfphase durch ein Bett eines Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysators geleitet, auf dem eine Kohlenstoffschicht niedergeschlagen wurde, die wenigstens 5 Gewichtsprozent des frischen Katalysators beträgt. Die Umwandlungsreaktion wird bei etwa 232 bis 371° und vorzugsweise bei atmosphärischem Druck durchgeführt, obzwar der Partialdruck der Methylphenole durch Zugabe von inerten Gasen, wie Stickstoff, Abgasen u. dgl., vermindert werden kann. According to the invention, methylphenols with no more than three methyl groups are used in the vapor phase through a bed of silica-alumina catalyst on which a layer of carbon was deposited, at least 5 percent by weight of the fresh catalyst. The conversion reaction will carried out at about 232 to 371 ° and preferably at atmospheric pressure, although the partial pressure of the methylphenols due to the addition of inert gases such as nitrogen, Exhaust gases and the like, can be reduced.
Die bisher bekannte Literatur gibt an, daß Methylphenole Isomerisierungsreaktionen in flüssiger Phase unterworfen wurden, wobei erhöhte Drücke angewandt wurden, unter Verwendung einer teuren und komplizierten Apparatur. Lange Verweilzeiten, welche durch diese Reaktionen in flüssiger Fhase erforderlich waren, erniedrigten den Durchsatz dieser Verfahren. The literature known so far indicates that methylphenols are isomerization reactions in the liquid phase, where elevated pressures were applied under Use of expensive and complicated equipment. Long dwell times, which required by these reactions in liquid phase decreased the throughput this procedure.
Es ist auch bekannt, daß Reaktionen in der Dampfphase mit Silicirnmdioxyd-Alrminillmoxyd-Katalysatoren zur Isomerisierung und Entalkylierung von Alkylphenolen auf solche Alkylphenole anwendbar sind, die Alkylsubstituenten mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen besitzen (vgl. die USA.-Patentschriften 2 516 152 und 2 514 960). Die Produkte derartiger Entalkylierungen sind ein Phenol und ein gerad- oder verzweigtkettiges Olefin. Diese Reaktionen erfolgen demgemäß unter Wasserstoffaustausch. Eine entsprechende Entalkylierung von methylsubstituierten Phenolen ist eine Wasserstoff verbrauchende Reaktion, welche nicht ohne Zufuhr von Wasserstoff von außen durchgeführt werden kann. It is also known that reactions in the vapor phase with silicon dioxide-aluminum oxide catalysts for isomerization and dealkylation of alkylphenols on such alkylphenols are applicable which have alkyl substituents with 3 or more carbon atoms (See U.S. Patents 2,516,152 and 2,514,960). The products of such Dealkylations are a phenol and a straight or branched chain olefin. These Accordingly, reactions take place with hydrogen exchange. A corresponding dealkylation of methyl-substituted phenols is a hydrogen-consuming reaction, which cannot be carried out without supplying hydrogen from the outside.
Frische Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren weisen eine hohe Aktivität und eine niedrige Selektivität gegen Methylphenole auf, d. h., mit frischem Katalysator werden hohe Umsätze erzielt (hohe Aktivität), jedoch sehr wenig des umgewandelten Materials ist ein erwünschtes Produkt (niedrige Selektivität); statt dessen ist der größte Teil des umgewandelten Materials Kohlenstoff und ein hochsiedender Rückstand, der im wesentlichen weniger wertvoll ist als die ursprünglichen Methylphenole. Fresh silica-alumina catalysts have a high Activity and a low selectivity towards methylphenols, d. i.e., with fresh Catalyst high conversions are achieved (high activity), but very little des converted material is a desirable product (low selectivity); instead of of this, most of the converted material is carbon and a high boiling point Residue which is essentially less valuable than the original methyl phenols.
Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd wurde in weitem Maße wirtschaftlich als Katalysator zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und insbesondere Erdölkohlenwasserstoffen in der Dampfphase gewöhnlich bei Temperaturen von 427 bis 4e2" und höher verwendet. Silica-alumina became largely economical as a catalyst for the conversion of hydrocarbons and especially petroleum hydrocarbons usually used in the vapor phase at temperatures from 427 to 4e2 "and higher.
Rei diesen Reaktionen wird ein Teil der Beschickung in Kohlenstoff umgewandelt, der auf dem Katalysator abgesetzt wird und d dessen Aktivität wesentlich vermindert. Diese starke Verminderung der Aktivität macht in diesen Fällen die Regeneration des Katalysators erforderlich, bevor der Kohlenstoffgehalt 0/o des Gewichts des Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyds erreicht. Die Regenerierung besteht darin, den abgesetzten Kohlenstoff im wesentlichen vollständig zu verbrennen, um die Katalysatoraktivität wieder herzustellen. Through these reactions, some of the feed becomes carbon converted, which is deposited on the catalyst and d its activity is essential reduced. This strong reduction in activity makes regeneration in these cases of the catalyst required before the carbon content is 0 / o of the weight of the Silica-alumina reached. The regeneration consists in the settled Substantially completely burn carbon to increase catalyst activity restore.
Es wurde gefunden, daß hohe Umsätze von Methylphenolen mit entsprechender hoher Selektivität erzielt werden können, wenn sich auf der Oberfläche eines Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysators eine Schicht von Kohlenstoff abgeschieden hat, die wenigstens 501o des Gewichts des frischen Katalysators beträgt. Außerdem wird bei dem neuen Verfahren bei 232 bis 371° gearbeitet, einem Temperaturbereich, der weit unter demjenigen der üblichen Dampfphasenprozesse, die durch Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd katalysiert werden, liegt. It has been found that high conversions of methylphenols with corresponding high selectivity can be achieved when on the surface of a silica-alumina catalyst deposited a layer of carbon that is at least 501o by weight of the fresh catalyst. aside from that will be with the new procedure worked at 232 to 371 °, a temperature range well below that the usual vapor phase processes catalyzed by silica-alumina be, lies.
Die zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geeigneten Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren sind die beim Kracken von Kohlenwasserstoffen verwendeten bekannten Siliciumdioxyd-Aluminiumsxyd-Katalysatoren. Sie bestehen im allgemeinen im wesentlichen aus 1 bis 50 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd und 99 bis 50 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd und vorzugsweise aus 1 bis 200/o Aluminiumoxyd und 99 bis 80°/o Kieselerde. Es sei erwähnt, daß geringere Mengen (bis zu etwa 10 Gewichtsprozent) anderer Oxyde anwesend sein können, wobei im wesentlichen äquivalente Ergebnisse erhalten werden. Bei, ziele für andere Oxyde, welche anwesend sein können, siiid Magaesiumoxyd, Boroxid und Zirkonerde. Those suitable for use in the method of the invention Silica-alumina catalysts are used in cracking hydrocarbons used known silica-alumina catalysts. They exist in generally consisting essentially of 1 to 50 percent by weight aluminum oxide and 99 to 50 percent by weight silicon dioxide and preferably from 1 to 200 / o aluminum oxide and 99 to 80% silica. It should be mentioned that smaller amounts (up to about 10 Percent by weight) of other oxides may be present, with essentially equivalents Results are obtained. At, aim for other oxides that may be present siiid magnesium oxide, boron oxide and zirconia.
Die Erfindung soll nun an Hand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert werden. The invention will now be based on the following description and the Drawing will be explained in more detail.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 ein schematisches Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wirkung des Kohlenstoffgehalts des Katalysators auf die Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoff aus den Beschickungsmaterialien abgesetzt wird, dar.In the drawing, Fig. 1 shows a schematic flow sheet of the invention Method and Figure 2 is a graphical representation of the effect of carbon content of the catalyst to the rate at which carbon is removed from the feed materials is discontinued.
Nach dem Fließschema der Fig. 1 werden verdampfte Methylphenole durch ein Katalysatorbett geleitet, das in einemReaktionsgefäß enthalten ist. Das Kontaktbett enthält einen Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator der mit wenigstens 50/, von dessen Gewicht an Kohlenstoff überzogen wurde. Das Bett wird bei einer Temperatur von etwa 232 bis 371° gehalten. Inerte Gase, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd, Rauchgase u. dgl., können zu den verdampften Methylphenolen zugesetzt werden, um deren Partialdruck auf einen Wert von 0,1 bis 1,0 zu vermindern. Auch Dampf kann als Verdünnungsmittel bei dem Verfahren verwendet werden, trotz dessen bekannter Fähigkeit, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren zu vergiften. Die stündliche Durchflußgeschwindigkeit der Methylphenole beträgt bei der Reaktion vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Volumen Flüssigkeit pro Volumen Reaktionsgefäß. According to the flow diagram of FIG. 1, vaporized methylphenols are through passed a catalyst bed contained in a reaction vessel. The contact bed contains a silica-alumina catalyst with at least 50 /, of the weight of which was coated in carbon. The bed is at a temperature held from about 232 to 371 °. Inert gases such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, Flue gases and the like can be added to the vaporized methylphenols in order to to reduce their partial pressure to a value of 0.1 to 1.0. Steam can too can be used as a diluent in the process, despite its more well known Ability to poison silica-alumina catalysts. The hourly The flow rate of the methylphenols in the reaction is preferably 0.1 to 5.0 volumes of liquid per volume of reaction vessel.
Die Dämpfe des Reaktionsproduktes werden aus dem Reaktionsgefäß entfernt und kondensiert, um daraus die umgewandelten Methylphenole zu isolieren. Nicht umgesetzte Methylphenole werden in die Reaktionszone zurückgeführt. The vapors of the reaction product are removed from the reaction vessel and condensed to isolate the converted methylphenols therefrom. Not implemented Methylphenols are returned to the reaction zone.
Um mit der Reaktion zu beginnen, wird ein Kohlenstoffüberzug auf dem frischen Katalysator abgesetzt, indem verdampfte Kohlenwasserstoffe durch den Katalysator bei erhöhter Temperatur geleitet werden, bis das Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd wenigstens 50/, von dessen Gewicht als abgesetzten Kohlenstoff aufgenommen hat. Beispielsweise kann verdampftes o-Kresol durch den frischen Katalysator bei 232 bis 371° geleitet werden, um einen Kohlenstoffüberzug auf den Partikeln des frischen Katalysators niederzuschlagen. Wahlweise können die Kohlenstoff ablagernden Dämpfe eine Fraktion des sauren Destillats des Kohlenteers sein, wie Kresolmischungen und Xylenolmischungen oder Kreosote, schwere destillierbare Kohlenteeröle, destillierbare Erdölfraktionen, Gasöle, Heizöle u. dgl. Es können auch inerte, gasförmige Verdünnungsmittel verwendet werden, um die Partialdrücke dieser Kohlenstoff absetzenden Dämpfe zu erniedrigen, um eine einheitliche Kohlenstoffablagerung auf der gesamten Katalysatoroberfläche zu sichern. To start the reaction, a carbon coating is put on the fresh catalyst deposited by evaporated hydrocarbons through the Catalyst passed at elevated temperature until the silica-alumina has absorbed at least 50 /, of its weight as deposited carbon. For example, vaporized o-cresol can through the fresh catalyst at 232 to 371 ° to create a carbon coating on the particles of the fresh Knock down catalyst. Optionally, the carbon-depositing vapors be a fraction of the acidic distillate of coal tar, such as cresol blends and Xylenol mixtures or creosote, heavy distillable coal tar oils, distillable Petroleum fractions, gas oils, heating oils and the like. Inert, gaseous diluents can also be used can be used to reduce the partial pressures of these carbon deposition vapors lower to a uniform carbon deposition on the entire catalyst surface to secure.
Die verdampften Methylphenole werden durch den mit Kohlenstoff überzogenen Katalysator bei einer Tempe- ratur von 232 bis 371° geleitet. Ein kleiner Teil der Methylphenole wird hierbei zersetzt und als zusätzlicher Kohlenstoff auf dem Katalysator niedergeschlagen. Die Umwandlung zu Kohlenstoff, welche auf frischem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd mit großer Geschwindigkeit stattfindet, ist jedoch auf SiliciumSioxyd-Aluminiumoxyd, auf dessen Oberflache 5 oder mehr 0/, Kohlenstoff abgesetzt sind, sehr vermindert, wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wird. Das fortgesetzte Durchleiten von Methylphenolen durch das Katalysatorbett erhöht allmählich den Kohlenstoffgehalt des Katalysators und steigert dadurch die Selektivität der Umwandlung. Die Aktivität des Katalysators sinkt - wenn auch nur wenig - mit erhjhtem Kohlenstoffgehalt des Katalysators. Wenn die Ak : ivität des Katalysators auf einen bestirnrntel minimalen zulässigen Wert gefallen ist, wird der Strom der Methylphennle unterbrochen, um die Regeneration des Katalysators zu erm5glichen. Der maximal zulässige Kohlenstoffgehalt des Katalysators bzw. die minimal zulässige Katalysatoraktivität ergibt sich aus wirtschaftlichen Erwägungen. Es wurde festgestellt, daß wirtschaftlich befriedigende Umsätze erzielt werden, selbst wenn der Katalysator 15 Gewichtsprozent oder mehr Kohlenstoff auf dem Katalysator enthält. The vaporized methylphenols are coated by the carbon Catalyst at a temperature temperature from 232 to 371 °. A small part of the Methylphenols are decomposed and act as additional carbon on the catalyst dejected. The conversion to carbon, which occurs on fresh silica-alumina takes place at great speed, but is based on silica-alumina, on the surface of which 5 or more 0 /, carbon are deposited, very reduced, as will be explained further below in connection with FIG. The continued passing of methylphenols through the catalyst bed gradually increases the carbon content of the catalyst and thereby increases the selectivity of the conversion. The activity of the catalyst sinks - albeit only slightly - with the increased carbon content of the Catalyst. If the activity of the catalytic converter falls to a certain minimum permissible value has fallen, the current of the Methylphennle is interrupted to to enable the regeneration of the catalyst. The maximum allowable carbon content of the catalyst or the minimum permissible catalyst activity results from economic considerations. It has been found to be economically satisfactory Conversions are achieved even when the catalyst is 15 weight percent or more Contains carbon on the catalyst.
Die Regenerierung des Katalysators erfolgt durch Verbrennung des abgelagerten Kohlenstoffs mit Luft bei gesteuerten Temperaturen. Bei chargenweisem Arbeiten kann der Kohlenstoff von dem Katalysator verbrannt werden, und nach jeder Regeneration wird eine neue Kohlenstoffschicht aus einem billigen Kohlenwasserstoffdestillat, wie Heizöl, Kreosot od. dgl., wie oben erwähnt, auf dem regenerierten Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd erzeugt. The catalyst is regenerated by burning the deposited carbon with air at controlled temperatures. In the case of batch The carbon can be burned by the catalyst, and after each work Regeneration is a new carbon layer from a cheap hydrocarbon distillate, such as fuel oil, creosote or the like, as mentioned above, on the regenerated silicon dioxide-aluminum oxide generated.
Durch Verwendung mehrerer parallel geschalteter Reaktionsgefäße mit festem Bett kann eine kontinuierliche Umwandlung der Methylphenole durch aufeinanderfolgendes Arbeiten der Gefäße erzielt werden, wobei immer wenigstens eines der Gefäße als Umwandlungsgefäß arbeitet, während die anderen regeneriert werden oder eine frische Kohlenstoffschicht auf dem regenerierten Katalysator erzeugt wird. By using several reaction vessels connected in parallel with fixed bed can be a continuous conversion of methylphenols by successive Working of the vessels can be achieved, with at least one of the vessels as Conversion vessel works while the others are being regenerated or a fresh one Carbon layer is generated on the regenerated catalyst.
Eine kontinuierliche Umwandlung kann auch durch Anwendung des Fließbettverfahrens erreicht werden, wobei der Kohlenstoffgehalt des Katalysators in dem Reaktionsgefäß zwischen 5 und etwa 20 Gewichtsprozent des frischen Katalysators gehalten wird. Die Regenerierung kann durch Verbrennung des gesamten Kohlenstoffs mit darauffolgendem Wiederabsetzen des Kohlenstoffes erfolgen. Zur Verdünnung der in die Isomerisationsreaktion eingeführten Methylphenole kann Abgas aus dem Regenerator verwendet werden. Continuous conversion can also be achieved using the fluidized bed process can be achieved with the carbon content of the catalyst in the reaction vessel is maintained between 5 and about 20 weight percent of the fresh catalyst. The regeneration can be done by burning off all the carbon with subsequent Redeposition of the carbon take place. To dilute the in the isomerization reaction Introduced methylphenols, exhaust gas from the regenerator can be used.
Einige Umwandlungsbeispiele, welche nach dem erfindungsgemäß en Verfahren durchgeführt wurden, sollen zum Beweis von dessen Brauchbarkeit und Wirksamkeit dienen. Für die folgenden Beispiele wurde der Katalysator für jede Beschickung besonders hergestellt, indem frisches (d. h. Kohlenstoffgehalt = Null) Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd mit dem betreffenden Beschickungsmaterial unter Reaktionsbedingungen in Kontakt gebracht wurde, bis genügend Beschickung zersetzt war, um einen Kohlenstoffüberzug entsprechend wenigstens 5 Gewichtsprozent des Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyds zu liefern. Das frische Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd enthielt etwa 88 Gewichtsprozent Kieselerde und etwa 12 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd. Die Umwandlungen wurden durchgeführt, indem verdampfte Methylphenole abwärts durch ein festes Katalysatorbett geleitet wurden. Some conversion examples, which according to the inventive method carried out are intended to prove its usefulness and effectiveness to serve. For the following examples, the catalyst for each feed was specific made by adding fresh (i.e. carbon content = zero) silica-alumina in contact with the feed material concerned under reaction conditions was brought until enough charge had decomposed to coat a carbon corresponding to provide at least 5 percent by weight of the silica-alumina. The fresh silica-alumina contained about 88 percent by weight silica and about 12 weight percent alumina. The conversions were carried out by passing vaporized methylphenols downward through a fixed bed of catalyst became.
(Die Abkürzung VMSV bedeutet die Durchtrittsgeschwindigkeit der Dämpfe
in der Minute, d. h. das Volumen des Dampfes je Volumen Katalysator je Minute.)
Tabelle
I Kresole
Bedeutende Mengen an wertvollem Phenol (d. h. entmethyliertem Kresol) entstehen nahezu ausschließlich durch die Disproportionierung; dies ergibt sich aus der Tatsache, daß fast keine gasförmigen Nebenprodukte entstehen und daß die Ausbeute an anderen Disproportionierungsprodukten (d. h .Xylenolen und Trimethylphenolen) der Phenolausbeute entspricht. Significant amounts of valuable phenol (i.e. demethylated cresol) arise almost exclusively from disproportionation; this results from the fact that there are almost no gaseous by-products and that the Yield of other disproportionation products (i.e. xylenols and trimethylphenols) corresponds to the phenol yield.
Fig. 2 zeigt die Wirkung des Kohlenstoffgehalts des Katalysators auf die Geschwindigkeit, mit der frisches Kresol in zusätzlichen Kohlenstoff zersetzt wird. Die Angaben, aus denen die Kurve der Fig. 2 hervorgeht, wurden bei der Behandlung von o-Kresol bei 343° über einem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator bei mehreren Werten für abgesetzten Kohlenstoff ermittelt. Figure 2 shows the effect of the carbon content of the catalyst on the rate at which fresh cresol breaks down into additional carbon will. The data from which the curve of FIG. 2 emerges was obtained during the treatment of o-cresol at 343 ° over a silica-alumina catalyst at several Values for deposited carbon determined.
Die stündliche Durchtrittsgeschwindigkeit betrug 0,73 Volumen o-Kresol pro Volumen Katalysator.The hourly rate of passage was 0.73 volumes of o-cresol per volume of catalyst.
Aus der Kurve der Fig. 2 wird das deutliche Absinken der Geschwindigkeit des Absetzens von Kohlenstoff auf dem Katalysator, das bei der Erhöhung des Kohlen- stoffgehalts des Katalysators auftritt, ersichtlich. Wenn der Katalysator weniger als etwa 5% Kohlenstoff aufweist, werden wesentliche Mengen des als Beschickung verwendeten Kresols zersetzt, indem sie zu Kohlenstoff umgewandelt werden, statt daß sie durch Umwandlung in erwünschte Isomere veredelt werden. Bei einem Katalysator, der mehr als 50/, Kohlenstoff aufweist, werden jedoch nur kleine Mengen des als Beschickung verwendeten Kresols zu Kohlenstoff zersetzt. Eine ähnliche Beziehung existiert für die anderen Methylphenole. The curve in FIG. 2 shows the significant drop in speed the deposition of carbon on the catalyst, which occurs when the carbon substance content of the catalyst occurs. If the catalyst is less than about 5% Contains carbon, substantial amounts of that are used as the feed Cresol decomposes by converting it to carbon instead of being converted into carbon Conversion into desired isomers can be refined. With a catalyst that is more than 50% carbon, however, only small amounts of it are used as feed used cresol decomposed to carbon. A similar relationship exists for the other methylphenols.
Die Umwandlungsgeschwindigkeit für Kresol sinkt leicht mit einem Ansteigen des Kohlenstoffgehalts des Katalysators ab, obwohl wirtschaftlich annehmbare Umsätze erzielt werden, wenn der Katalysator einen Kohlenstoffgehalt von 150/, oder höher besitzt. Die Ausbeute an flüssigen Reaktionsprodukten steigt mit ansteigendem Kohlenstoffgehalt des Katalysators. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt des Katalysators wird die Isomerierung erhöht und die Disproportionierung erniedrigt. Darüber hinaus steigt das Verhältnis von mzu p-Kresol des umgewandelten o-Kresols mit steigendem Kohlenstoffgehalt des Katalysators an. The rate of conversion for cresol drops slightly with one Increase in the carbon content of the catalyst, although economically acceptable Conversions are achieved when the catalyst has a carbon content of 150 /, or owns higher. The yield of liquid reaction products increases with increasing Carbon content of the catalyst. With increasing carbon content of the catalyst the isomerization is increased and the disproportionation is decreased. Furthermore the ratio of m to p-cresol of the converted o-cresol increases with increasing Carbon content of the catalyst.
In der Tabelle II sind zu Vergleichszwecken die Ergebnisse, welche mit drei verschiedenen Katalysatoren erhalten werden, angegeben. Der Ansatz 6 ist derselbe wie der Ansatz 2 in Tabelle I. Jeder der in Tabelle II angegebenen Versuche wurde mit o-Kresol durchgeführt, das mit Stickstoff auf einen Partialdruck von 0,42 atm verdünnt war. Der stündliche Durchsatz betrug 0,39 Volumen o-Kresol pro Volumen Katalysator. In Table II, for comparison purposes, the results are which can be obtained with three different catalysts. Approach 6 is same as run 2 in Table I. Each of the runs given in Table II was carried out with o-cresol, which with nitrogen to a partial pressure of 0.42 atm was diluted. The hourly throughput was 0.39 volume of o-cresol per volume Catalyst.
Tabelle II o-Kresol
Das Siliciumdioxyd-Magnesiumoxyd des Ansatzes 8 enthielt etwa 88°/o SiO2 und etwa 12°/o MgO. Der Siliciumdioxyd- Magnesiumoxyd- Katalysator (ein saurer Spaltkatalysator vom Oxydtyp, wie Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd) ergab merklich niedrigere Umwandlungen und niedrigere Ausbeuten an flüssigen Reaktionsprodukten verglichen mit Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd. The silica-magnesia of batch 8 contained about 88% SiO2 and about 12% MgO. The silica-magnesia catalyst (an acidic Oxide-type cracking catalysts, such as silica-alumina) gave markedly lower levels Conversions and lower yields of liquid reaction products compared with silica-alumina.
Im allgemeinen wird die Isomerisierung von o-Kresol zu m-Kresol gegenüber
p-Kresol durch niedrigere Tabelle III Xylenole
2) Umwandlung von o-Kresol betrug 38,5 °/0 ; von 2, 4-Xylenol 72,7 O/o.2) Conversion of o-cresol was 38.5%; of 2,4-xylenol 72.7 O / o.
3) 14,1 °/o Kresol, 6,8 % p-Kresol.3) 14.1% cresol, 6.8% p-cresol.
4) Die Zahlen in der Tabelle geben die Stellungen der Methylgruppen an, wobei die Hydroxylgruppe in l-Stellung ist.4) The numbers in the table indicate the positions of the methyl groups where the hydroxyl group is in the l-position.
Reaktionstemperaturen, z. B. 260 bis 316°, hohen Partialdruck der o-Kresolbeschickung, kurze Berührungszeiten mit dem Katalysator und Katalysatoren mit höherem Kohlenstoffgehalt, z. B. 10 Gewichtsprozent und mehr Kohlenstoff, begünstigt.Reaction temperatures, e.g. B. 260 to 316 °, high partial pressure of the o-cresol loading, short contact times with the catalyst and catalysts with a higher carbon content, e.g. B. 10 percent by weight and more carbon favored.
Einige Versuchs ansätze unter Verwendung von Xylenolen als Beschickung sind in Tabelle III angegeben. Some runs using xylenols as a feed are given in Table III.
Der bei den Ansätzen verwendete Katalysator war ein Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator, der etwa 880/o SiO2 und etwa 120/o Al205 enthielt.The catalyst used in the approaches was a silica-alumina catalyst, which contained about 880 / o SiO2 and about 120 / o Al205.
Die Angaben in der Tabelle III zeigen die Xylenolumwandlungen, welche sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben. Hohe Umwandlungsgeschwindigkeiten sind von hohen Flüssigkeitsausbeuten begleitet. The data in Table III show the xylenol conversions which result from the method according to the invention. High conversion speeds are accompanied by high fluid yields.
Beträchtliche Mengen sowohl des für die Kunstharzherstellung wertvollen 3, 5-Xylenols als auch aller anderen Isomeren werden aus dem weniger wertvollen 3,4-Xylenol und 3, 4-Xylenol erzeugt. Phenol und Kresole werden in beträchtlichen Mengen erzeugt, hauptsächlich durch die Disproportionierungsreaktion wie durch die Abwesenheit gasförmiger Nebenprodukte und die Tatsache, daß die Ausbeute an Phenol und Kresolen der Trimethylphenolausbeute entspricht. Die vernachlässigbare Menge an Neutralverbindungen zeigt an, daß keine Abspaltung von Hydroxylgruppen auftritt.Considerable amounts of both those valuable for resin manufacture 3, 5-xylenol as well as all other isomers are made from the less valuable 3,4-xylenol and 3,4-xylenol are produced. Phenol and cresols are used in considerable amounts Quantities generated mainly by the disproportionation reaction as by the Absence of gaseous by-products and the fact that the yield of phenol and cresols corresponds to the trimethylphenol yield. The negligible amount on neutral compounds indicates that there is no elimination of hydroxyl groups.
Der Ansatz 13 wurde mit einer Beschickung durchgeführt, die gleiche Gewichtsmengen o-Kresol und 2, 4-Xylenol enthielt. Die Ergebnisse zeigen an, daß dieses neue Verfahren Mischungen methylsubstituierter Phenole zu isomerisieren vermag. Die Xylenolumwandlung betrug 72,7 01o, die Kresolumwandlung 38,50/,. Run 13 was run with one feed, the same Amounts by weight of o-cresol and 2, 4-xylenol contained. The results indicate that this new process is able to isomerize mixtures of methyl-substituted phenols. The xylenol conversion was 72.7 01o, the cresol conversion 38.50 /.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die gewünschte Kresol-Isomerisierungsreaktion durch Unterdrückung der Disproportionierungsreaktionen gesteigert werden kann. It was also found that the desired cresol isomerization reaction can be increased by suppressing the disproportionation reactions.
Durch Zugabe einer beträchtlichen Menge an Xylenolen zu den Kresolen wird das Kresoldisproportionierungsgleichgewicht gestört und die Reaktion dadurch unterdrückt. Im allgemeinen sollen die Kresole mit der Hälfte bis dem Dpppelten ihres Gewichts an Xylenolen vermischt werden, damit die gesteigerte Isomerisierung erreicht wird. Beispielsweise wurden bei Ansatz 13 in Tabelle III gleiche Gewichtsmengen 2, 4-Xylenol und o-Kresol verarbeitet. Das Produkt enthält m-Kresol, p-Kresol und Phenol in einer Menge, die 94,50/, des umgewandelten o-Kresols gleich ist. Darüber hinaus ist die Menge an Xylenolen, die für die Zurückführung verfügbar sind, 72,1 0/o des mit den Beschickungskresclen eingeführten Xylenols.By adding a significant amount of xylenols to the cresols the cresol disproportionation equilibrium is disturbed and the reaction as a result suppressed. In general, the cresols should be half to double their weight of xylenols are mixed, so that the increased isomerization is achieved. For example, Run 13 in Table III has been given equal amounts by weight 2, 4-xylenol and o-cresol processed. The product contains m-cresol, p-cresol and Phenol in an amount equal to 94.50% of the converted o-cresol. About that in addition, the amount of xylenols available for recycle is 72.1 0 / o of the xylenol introduced with the feed crepes.
Die Isomerisierung und Disproportionierung der Trimethylphenole gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise bei Temperaturen in dem unteren Teil des Temperaturbereiches von 232 bis 371C durchgeführt, z. B. etwa bei 260". In dem Maße, wie die Temperatur über diesen Punkt hinaus ansteigt, wird das Kracken der Methylgruppen merklich. Die Erzeugung von Phenol, Kresolen und Xylenolen wird gesteigert, wenn die Umwandlung bei den niedrigeren Temperaturen durchgeführt wird. The isomerization and disproportionation of the trimethylphenols according to the present invention is preferably carried out at temperatures in the lower part the temperature range from 232 to 371C carried out, e.g. B. about 260 ". In that Measures as the temperature rises past this point will be the cracking Methyl groups noticeable. The production of phenol, Cresols and xylenols is increased, when the conversion is carried out at the lower temperatures.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1014550X | 1952-08-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1014550B true DE1014550B (en) | 1957-08-29 |
Family
ID=10868040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP10196A Pending DE1014550B (en) | 1952-08-06 | 1953-07-28 | Process for the isomerization and disproportionation of methylphenols |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1014550B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4071566A (en) * | 1976-01-22 | 1978-01-31 | Continental Oil Company | Preparation of cresols and xylenols from tetramethylphenols and pentamethylphenol |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2551628A (en) * | 1947-10-02 | 1951-05-08 | Koppers Co Inc | Isomerization of phenols |
-
1953
- 1953-07-28 DE DEP10196A patent/DE1014550B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2551628A (en) * | 1947-10-02 | 1951-05-08 | Koppers Co Inc | Isomerization of phenols |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4071566A (en) * | 1976-01-22 | 1978-01-31 | Continental Oil Company | Preparation of cresols and xylenols from tetramethylphenols and pentamethylphenol |
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