DE1543943A1 - Process for the production of cresol mixtures - Google Patents
Process for the production of cresol mixturesInfo
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Description
Wesseling, den 25. April 1966 BWi/Dr.Sch-B/NeWesseling, April 25, 1966 BWi / Dr Sch-B / Ne
Verfahren zur Herstellung von KresolgemischenProcess for the production of cresol mixtures
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Gemisches aus o- und p-Kresol, das im wesentlichen frei von ra~Kresol ist.The invention relates to the production of a mixture of o- and p-cresol, which is essentially free of ra ~ cresol.
Es ist bekannt, dass man Kresole durch Alkylierung von Phenol mit Methanol erhalten kann. Normalerweise werden hierbei Geraische der drei Stellungsisomeren gebildet, wobei besonders das ra-Kresol häufig als störend empfunden wird. Es lässt sich bekanntlich aus dem Reaktionsgemisch schwer abtrennen und die Gewinnung reiner Isomerer ist daher nicht leicht.It is known that cresols can be obtained by alkylating phenol with methanol can get. Normally, skeletons of the three positional isomers are formed, with ra-cresol in particular often being a problem is felt. It is known that it is difficult to separate from the reaction mixture and it is therefore not easy to obtain pure isomers.
Für die Alkylierung von Phenol mit Methanol ist bereits vorgeschlagen worden, wasserhaltige Lösungen von Zinkhaiogeniden, insbesondere Zinkbromid,als Katalysatoren einzusetzen, wobei der Wassergehalt in weiten Grenzen festgesetzt wurde. Bei diesem Verfahren wird der Katalysator zweck» massig mit geringen Mengen Halogenwasserstoff aktiviert. Die Reaktion wird im Temperaturbereich von etwa 150 bis 2500C durchgeführt, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck.For the alkylation of phenol with methanol, it has already been proposed to use aqueous solutions of zinc halides, in particular zinc bromide, as catalysts, the water content being set within wide limits. In this process, the catalyst is appropriately activated with small amounts of hydrogen halide. The reaction is carried out in the temperature range from about 150 to 250 ° C., if appropriate under increased pressure.
Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, die Reaktion in einem vorbestimmten Konzentrationsbereich der Katalysatorlösung ablaufen zu lassen und, wenn dieser überschritten wird, die Reaktion beispielsweise abzubrechen oder bei zu starker Verdünnung durch das erhaltene Reaktionswasser dieses z. B. abzudampfen.It has also already been proposed that the response in a predetermined To allow the concentration range of the catalyst solution to run off and, if this is exceeded, to terminate the reaction, for example or if too much dilution by the water of reaction obtained this z. B. to evaporate.
Ss wurde nun gefunden, dass bei Einhaltung bestimmter Reaktionsbedingungen die Einstellung des festgesetzten Endwassergehaltes im Katalysator zweckmässig durch eine dosiert· Zugabe des Methanols erfolgt· Demgemäas betrifft die Erfindung eis Verfahren zur Herstellung von o- und p-Kresol durch Umsetzung von Phenol alt Methanol in Gegenwart von wässrigen Zinkbromidlösungen als Katalysator, die 2,5 bis 10 Mol, vorzugsweise 3 bis 8 Mol Wasser und 0,05 bis 0,50, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 Mol Bromwasserstoff, bezogen auf ein Mol Zinkbromid enthalten, bei Temperaturen von etwa 200 bis 2^0°, wobei man während der gesaaten Umsetzung den Wassergehalt der It has now been found that, when certain reaction conditions are observed, the final water content set in the catalyst is expediently set by metered addition of the methanol of aqueous zinc bromide solutions as a catalyst which contain 2.5 to 10 mol, preferably 3 to 8 mol of water and 0.05 to 0.50, preferably 0.2 to 0.3 mol of hydrogen bromide, based on one mole of zinc bromide, at temperatures of about 200 to 2 ^ 0 °, the water content of the during the sowing reaction
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Zinkbroaidlösung in dem genannten Bereich hält, dadurch gekennzeichnet, dass man die dem Reaktionsgemiech zugeführte Methanolmenge so niedrig hält, dass durch das bei der Umsetzung entstehende Wasser der genannte obere > Wassergehalt der Katalysatorlösung nicht Überschritten wird·Zinc broaid solution keeps in said area, characterized in that, that the amount of methanol fed to the reaction mixture is kept so low that that through the water formed during the reaction, the said upper> Water content of the catalyst solution is not exceeded
Es hat sich ferner gezeigt, dass die vorbestimmte Waseermenge im Katalysator bei Beginn der Reaktion nicht kritisch ist. Es ist vielmehr lediglich, jeweils in Abhängigkeit vom Auegangekatalyeator, die einzusetzende Methanolmenge so zu wählen, dass der voraushastimmte Endwassergehalt nicht über- " schritten werden kann· Dabei kann es vorteilhaft sein, zur Unterdrückung der Bildung von mehrfach methylierten phenolischen Verbindungen mit einem Überschuss von Phenol zu arbeiten·It has also been shown that the predetermined amount of water in the catalyst at the start of the reaction is not critical. Rather, it is only, depending on the Auegangekatalyeator, to choose the amount of methanol to be used so that the predetermined final water content does not exceed " It can be advantageous to work with an excess of phenol to suppress the formation of multiply methylated phenolic compounds.
Beim Mischen von Phenol, Methanol und Katalysator gemäss der Erfindung bildet sich eine homogene Lösung» Das nach der Reaktion erhaltene Gemisch, welches insbesondere das nicht umgesetzte Phenol, Kresole und Xylenole enthält, entmischt sich bei Temperaturen unter 100 bis 130°, so dass die Abtrennung der wasserhaltigen Katalysatorphase möglich wird. Die Tatsache, dass bei den Reaktionstemperaturen stets homogene Reaktionsgemische vorliegen, erlaubt es, das homogene Gemisch in einfacher Weise zur Umsetzung durch Druckschlangen oder ähnliche Reaktionsgefässe zu leiten, die auf der Reaktionstemperatur gehalten werden. Zur besseren Trennung nach der Reaktion in zwei Phasen kann ein inertes Lösungsmittel dem Reaktionsgemisch zugegeben werden. Beispiele hierfür sind Benzol, Xylol, Hexan, Cyclohexan oder ähnliches. Die hierbei anfallende organische Flüssigphase kann z. B. anschliessend mit Wasser gewaschen werden. Das Waschwasser kann mit der abgetrennten wässrigen Katalysatorphaae vermischt und aus diesem Gemisch, das bei der Ron':tion entstandene und durch das Waschwasser eingebrachte Wasser entfernt werden. Auf diese Weise kann der Katalysator mit seinem Ursprungswassergehalt wieder hergestellt werden.When mixing phenol, methanol and catalyst according to the invention a homogeneous solution forms »The mixture obtained after the reaction, which contains, in particular, the unreacted phenol, cresols and xylenols, segregates at temperatures below 100 to 130 °, so that the water-containing catalyst phase can be separated off. The fact that homogeneous reaction mixtures are always present at the reaction temperatures, allows the homogeneous mixture to be implemented in a simple manner To conduct pressure coils or similar reaction vessels which are kept at the reaction temperature. For better separation after the reaction An inert solvent can be added to the reaction mixture in two phases. Examples are benzene, xylene, hexane, or cyclohexane similar. The resulting organic liquid phase can, for. B. can then be washed with water. The wash water can be mixed with the separated aqueous catalyst phase and from this mixture, the water created by the ron'ation and brought in by the washing water removed. In this way, the catalyst can be restored to its original water content.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet es, praktisch m-freie Gemische •ms o- und p-Kresol mit sehr hohen Ausbeuten zu gewinnen·The process according to the invention allows practically m-free mixtures • to obtain ms o- and p-cresol with very high yields
In einem Autoklaven wurden 515 g Phenol (5,5 Mol) mit 112 g Methanol (3,5 Mol) in Gegenwart einer Katalysatorlösung, welche 1 Mol Zinkbromid, 5 Mol Wasser und 0,25 Hol Bromwasserstoff enthielt, umgesetzt· Während der ReaktionszeitIn an autoclave, 515 g of phenol (5.5 mol) were mixed with 112 g of methanol (3.5 mol) in the presence of a catalyst solution containing 1 mole of zinc bromide, 5 moles of water and 0.25 Hol of hydrogen bromide, reacted · During the reaction time
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wurde durch Aufpressen von Stickstoff ein Druck von 25 atm gehalten. Die Beaktionstemperatur betrug ca. 220°C. Nach der Umsetzung betrug der Wassergehalt in der Katalysatorlösung 8,4 Mol. Die Ausbeuten an o- und p-Kresol sowie Dimethylphenolen betrug« bezogen auf umgesetztes Phenol, ca. 98%, auf Methanol ca. 76£. Der Gehalt an höher alkylierten Produkten im Reaktionsgemisch lag bei 1,5#·a pressure of 25 atm was maintained by forcing in nitrogen. The reaction temperature was approx. 220 ° C. After the reaction, the water content in the catalyst solution was 8.4 mol. The yields of o- and p-cresol and dimethylphenols were approx. 98% based on converted phenol and approx. 76% based on methanol. The content of more highly alkylated products in the reaction mixture was 1.5 #
Wurden unter sonst gleichen Bedingungen statt 3.5 Mol Methanol 7 Mol zur Umsetzung gebracht und die Reaktion abgebrochen, sobald der Wassergehalt der Katalysatorlösung bei 11 Mol pro Mol Zinkbromid lag, so betrug die Ausbeute an o- und p-Kresol sowie Dimethylphenolen bezogen auf umgesetztes Phenol nur 83,5# und bezogen auf Methanol ca· 50#· Der Gehalt an höheralkylierten Produkten im Reaktionsgemisch lag in diesen Fall bei etwa 1Ί£.If, under otherwise identical conditions, instead of 3.5 moles of methanol, 7 moles were used Brought conversion and the reaction terminated as soon as the water content of the catalyst solution was 11 mol per mol of zinc bromide, so was the Yield of o- and p-cresol and dimethylphenols based on converted Phenol only 83.5 # and, based on methanol, about 50 #. The content of more highly alkylated products in the reaction mixture was in this case about 1Ί.
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