DE2529773A1 - Verfahren zur katalytischen umwandlung von isophoron zu 3,5-dimethylphenol - Google Patents

Verfahren zur katalytischen umwandlung von isophoron zu 3,5-dimethylphenol

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DE2529773A1 DE19752529773 DE2529773A DE2529773A1 DE 2529773 A1 DE2529773 A1 DE 2529773A1 DE 19752529773 DE19752529773 DE 19752529773 DE 2529773 A DE2529773 A DE 2529773A DE 2529773 A1 DE2529773 A1 DE 2529773A1
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Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH IiAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, Niederlande
" Verfahren zur katalycischen Umwandlung von Isophoron zu 3,5- Dime thy lphenol"
Priorität: 5. Juli '1974, Grossbritannien, Nr. 29 934 / 74
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Isophoron (3»5,5-Trimethyl-2-cyclohexen-1-on) zu 3,5-Dimethylphenol in der Gasphase.
Ein für dieses Verfahren geeigneter heterogener Katalysator muss zu einer hohen Isophoron-Umwandlung führen und eine hohe Selektivität hinsichtlich des erwünschten 3»5-Dimethylphenols aufweisen. Gleichzeitig soll der Katalysator eine ausreichende mechanische Festigkeit unter den beim Verfahren herrschenden Bedingungen aufweisen und darf nicht zur Bildung von grossen Mengen an Kohlenstoff unter den beim Verfahren herrschenden
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Bedingungen führen, die sonst eine häufige Regenerierung des Katalysators erforderlich machen würden.
Eine Reihe von Katalysatoren sind für dieses Verfahren vorgeschlagen worden. In der GB-PS 1 197 803 wird ein die Oxide von Chrom, Kupfer und Barium enthaltender Katalysator beschrieben. Obwohl dieser Katalysator zu zufriedenstellenden Umwandlungsgraden führt und eine zufriedenstellende Selektivität aufweist, ist seine mechanische Festigkeit niedrig und die schnelle Kohlenstoffbildung in seiner Gegenwart führt zu unerwünscht kurzen Betriebszyklen beim vorliegenden Verfahren. Ein anderer, Chroin- und Kaliumoxide auf Aluminiumoxid als Trägermaterial enthaltender Katalysator ist aus der GB-PS 1 197 802 bekannt. Dieser Katalysator führt ebenfalls zu guten Umwandlungsgraden, weist jedoch beim grosstechnischen Betrieb eine nicht zufriedenstellende Selektivität auf.
Beim vorliegenden Verfahren wird ein Katalysator mit zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften verwendet, der zu guten Umwandlungsgraden führt, gute Selektivitäten aufweist und eine verhältnismässig geringe Kohlenstoffablagerung zur Folge hat.
Die Erfindung betrifft demgemäss ein Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Isophoron zu 3,5-Dimethylphenol in der Gasphase, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es in Gegenwart eines Kobalt und Molybdän auf einem Aluminiumoxid-Trägermaterial enthaltenden Katalysators durchgeführt wird, der vorher bei Temperaturen oberhalb 800°C oalciniert worden ist.
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Vorzugsweise wird beim vorliegenden Verfahren ein Katalysator verwendet, der bei Temperaturen von 900 bis 1200 C calciniert worden ist.
Die auf dem Katalysator enthaltenen Mengen an Kobalt und Molybdän sind nicht kritisch, in der Praxis werden jedoch geeigneterweise von 2 bis 4 Gewichtsprozent Kobalt und von 4 bis 12 Gewichtsprozent Molybdän, bezogen auf den Gesamtkatalysator, verwendet.
Der beim erfindungsgemässen Verfahren verwendete Katalysator enthält vorzugsweise bis zu 10 Gewichtsprozent Alkalimetall, zweckmässigerweise Kalium}oder Erdalkalimetall, bezogen auf das Gewicht des Gesamtkatalysators. Insbesondere eignen sich Alkalimetallmengen von 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent. Es wurde gefunden, dass das Zusetzen des Alkali- oder Erdalkalimetalls zu einer \^eiteren Verbesserung sowohl der mittels des Katalysators erzielten Umwandlung als auch seiner Selektivität führt.
Als Trägermaterial wird vorzugsweise Aluminiumoxid p^ und insbesondere #*-Aluminiumoxid verwendet, obwohl auch Gemische von Oxiden von Aluminium mit anderen Oxiden, wie Magnesiumoxid (MgO^ verwendet werden können. Die Metalle können auf das Trägermaterial mittels jedes beliebigen Verfahrens, wie mittels Imprägnieren mit einer wässrigen Lösung der löslichen Salze der betreffenden Metalle, aufgebracht werden. Wichtig ist jedoch, dass das Calcinieren des Katalysators bei Temperaturen oberhalb 800 C durchgeführt worden ist, da man sonst keinen
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Katalysator mit der erwünscht niedrigen Kohlenstoffbildung während des Verfahrens erhält.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird bequemerweise bei Temperaturen von 550 bis 650 C durchgeführt. Es können beim Verfahren Atmosphärendruck oder geringfügig erhöhte Drücke angewendet werden. Das Isophoron kann auch mit einem geeigneten Verdünnungsmittel, wie Wasserstoff oder Dampf, verdünnt werden, was zu einer v/eiteren Verminderung der Kohlenstoffbildung beiträgt.
Als Produkt erhält man beim Verfahren hauptsächlich 3^-Dimethyl phenol, das geringere Mengen an Nebenprodukten, wie Trimethylphenol, 2,4- und 2,5-Dimethylphenol, Mesitylen und Toluol, enthält. Diese Nebenprodukte können vom Hauptprodukt mittels bekannter Arbeitsweisen, wie mittels des in der GB-PS 1 197 beschriebenen Verfahrens, abgetrennt werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiele 1 bis 3
Die nachstehenden Versuche zeigen die Wirkung der Calcinierungstemperatur auf das Verhalten des Katalysators.
Die Katalysatoren werden mittels Imprägnieren eines im Handel erhältlichen Kobalt/Molybdän/ o-Aluminiumoxid-Katalysators mit einer spezifischen Oberfläche von 260 m /g mit einer Lösung von Kaliumcarbonat in Wasser, anschliessendem Trocknen bei 1200C und Calcinieren hergestellt. Alle Katalysatoren weisen vor dem
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- 5 Calcinieren nachstehende Zusammensetzung auf :
Co 3,0 Gewichtsprozent; Mo 8,3 Gewichtsprozent; K 0,5 Gewichtsprozent.
Eine Probe des Katalysators (75 ml) wird in ein beheiztes Reaktorrohr aus Edelstahl überführt. Vorerhitztes Isophoron mit einer Reinheit von ungefähr 97 Prozent wird bei einer Temperatur von 60O0C, einem Druck von 1 bar abs. und einer Raumströmungsgeschwindigkeit von 0,45 kg/1 Katalysator/Std. über den Katalysator geführt. Der Umwandlungsgrad von Isophoron und die Selektivität hinsichtlich 3,5-Dimethylphenol werden gaschromatographisch bestimmt. Ausserdem wird das Gewicht des auf. dem Katalysator abgelagerten Kohlenstoffs bestimmt.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle A zusammengefasst.
Tabelle A Calcinie- Reak- Umwand- Selek- Kohlenstoff-
rungsbe- tions- lungs- tivi- ablagerung
dingungen zeit, grad, tat, g/kg Kat./
Std. Prozent Prozent Std.
Vergleichsbeispiel 800°C/5 h k 99,5 65
2U 56 5h
1 9OO°C/3 h 2U 98,5 70,5 2,7
2 1000°C/1 h 2k 98,5 72 3,1
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Beispiele 4 bis 8
Die nachstehenden Beispiele zeigen die Wirkung der verschiedenen Alkalimetallgehalte auf das Verhalten des Katalysators.
Kalium enthaltende Katalysatoren werden auf die in den Beispielen 1 bis 3 beschriebene Weise und unter Anwendung einer Calcinierungstemperatur von jeweils 11000C hergestellt. Es wer-
Reaktionsden die gleichen bedingungen angewendet wie in den vorstehenden Beispielen. Umwandlungsgrad und Selektivität der einzelnen Katalysatoren werden nach 24 Stunden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle B einschliesslich der Versuchsergebnisse von Beispiel 3 wiedergegeben.
Tabelle B 8,3 Umwand
lungs-
grad,
I
Prozent		 Selek
tivi
tät,
Prozent		 Kohlen
stoff
ablagerung
g/kg Kat./
Std.
(1 8,0 85 60 2,8
Beispiel Zusammensetzung
des Katalysators,
Prozent
Co Mo K		 8,3 0,05 90 65 13,0
4 3 8,3 0,5 90 62 3,5
*) 5 3, 8,3 1,0 97,5 69,5 3,0
6 3 8,3 2,5 99,9 69 5,5
3 3 99t9 70 6,U
7 3
8 3
*) Magnesiumoxid/Aluminiumoxid-(Spinell)■ Trägermaterial.
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Vergleichsversuche
Diese Versuche zeigen die Wirkung des Fehlens von Molybdän auf dem Katalysator.
Das Calcinieren wird ebenfalls bei Temperaturen von 1100 C durchgeführt und es werden die gleichen Verfahrensbedingungen wie bei den vorstehenden Beispielen angewendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle C wiedergegeben.
Reak
tions
zeit,
Std.		 Tabelle C Selek
tivi
tät,
Prozent		 Kohlenstoff-
g/kg Kat./
Std.
2k 69,5 2,7
Katalysator k
2k 		Umwand
lungsgrad,
Prozent		 72
66 		12
wie in
Beispiel
3 		k
2k 		97,5 . 72,5
65 		28
Co 8,0 Gew.%/
Al2O3 		99
85
Co 8,0 Gew.%/
K 0,5 Gew.%/
A12°3		 99
71
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Isophoron zu 3,5-Dimethylphenol in der Gasphase , dadurch gekennzeichnet, dass es in Gegenwart eines Kobalt und Molybdän auf einem Aluminiurnoxid-^Trägermaterial enthaltenden Katalysators durchgeführt wird, der vorher bei Temperaturen oberhalb 800°C calciniert worden ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorher bei Temperaturen von 900 bis 12000C calcinierter Katalysator verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein 2 bis 4 Gewichtsprozent Kobalt und 4 bis 12 Gewichtsprozent Molybdän, bezogen auf das Gewicht des Katalysators, enthaltender Katalysator verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass ein bis zu 10 Gewichtsprozent eines Alkali-
    - oder Erdalkalimetalls, bezogen auf das Gewicht des Katalysato-rs, enthaltender Katalysator verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalium als Alkalimetall enthaltender Katalysator verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent Alkali- oder Erdalkalimetall enthaltender Katalysator verwendet wird.
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  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein <>-Alurainiuraoxid als Trägermaterial enthaltender Katalysator verwendet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung bei Temperaturen von 550 bis 650 C durchgeführt wird.
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DE2529773A 1974-07-05 1975-07-03 Verfahren zur Herstellung von 3,5-Dimethylphenol durch katalytische Umwandlung von Isophoron in der Gasphase Expired DE2529773C2 (de)

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NL184570C (nl) 1989-09-01
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GB1451570A (en) 1976-10-06
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