DE2703777A1

DE2703777A1 - Trennverfahren

Info

Publication number: DE2703777A1
Application number: DE19772703777
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Miyake; Kunihiko Takeda
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1535710A; US4124770A; DE2703777C3; DE2703777B2

Description

5 KÖLN 1 28. Jan. 1977

DtItMMANNHAUS AM HAUI¹T 1.AIINHOF

25-l_t Dojlmahamadori 1-chome, Kita-ku, Osaka (Japan)

Trennverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen von Kresolen durch Adsorption unter Verwendung eines Adsorptionsmittels.

Für die Abtrennung von Xylenolen von Kresolen waren bisher ein Destillationsverfahren, ein Reaktionstrennverfahren und ein Kristallisationstrennverfahren bekannt. Hiervon ist das Destillationsverfahren in der Praxis nicht durchführbar, weil die Siedepunkte von 2,6-Xylenol (202⁰C) und 3,5-Xylenol (22O°C), die als technische Chemikalien am wertvollsten sind, dicht beim Siedepunkt von o-Kresol (191°C) liegen, das häufig zusammen mit 2,6-Xylenol gebildet wird. Ferner ist die Trennung von 2,6-Xylenol und p- und m-Kresol durch Destillation unmöglich (p-Kresol und m-Kresol

15 haben beide einen Siedepunkt von 202⁰C).

Ferner kann 2,4-Xylenol nicht von Kresolisomeren, die durch das reaktive Trennverfahren abgetrennt worden sind, abgetrennt werden, weil 2,4-Xylenol eine ähnliche

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TM..« ¹O? Jl, ?7, !<, Δ] I TrI,., ftPPJW

chemische Reaktivität wie die Kresolisomeren hat.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein großtechnisch durchführbares Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen von Kresolen durch Adsorption unter Verwendung von Adsorptionsmitteln verfügbar zu machen.

Es wurde nun gefunden,daß die vorstehend genannte Aufgabe gelöst werden kann, wenn eine speziell ausgewählte Klasse von Adsorptionsmitteln verwendet wird, die eine selektive Adsorption zwischen Xylenolen und Kresolen und damit eine Abtrennung der Xylenole von den Kresolen ermöglichen. Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Abtrennung von Xylenolen von Kresolen durch Adsorption mit einem Adsorptionsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Xylenolen und Kresolen mit einem Adsorptionsmittel in Berührung bringt, das aus einem Zeolith besteht, der wenigstens ein Kation aus der aus Lithium, Kalium, Cäsium, Rubidium, Calcium, Barium, Strontium, Cadmium, Chrom, Molybdän, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt und Ammonium bestehenden Gruppe enthält, und hierdurch das Gemisch in einen an Xylenolen angereicherten Strom und einen an Kresolen angereicherten Strom trennt. Der Anteil der Kationen, bezogen auf die gesamten austauschbaren Kationen, beträgt vorzugsweise 60 Mol.-% oder mehr, insbesondere 90 Mol.—% oder mehr.

Von den verschiedenen Ionen werden für die Zwecke der Erfindung Lithium, Kalium, Nickel und Ammonium bevorzugt. Mehrere Kombinationen von ausgetauschten Ionen, z.B. Lithium und Kalium, Lithium und Nickel, Kalium und Nickel, Ammonium und Lithium, Kalium und Barium werden besonders bevorzugt, wenn diese Ionen im Zeolith enthalten sind.

Für das beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Adsorptionsmittel sind bestimmte Bereiche der Poren-

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-JS-

öffnung und des Verhältnisses von Silicium zu Aluminium (Si/Al) erwünscht. Es ist vorteilhaft, wenn der Zeolith Porenöffnungen von 5,5 bis 15 % hat. Wenn ein Zeolith mit Porenöffnungen von weniger als 5,5 A verwendet wird, ist die adsorbierte Menge der Xylenole und Kresole äußerst gering, um technisch brauchbar zu sein. Ferner beträgt das Verhältnis von Silicium zu Aluminium im Zeolith vorzugsweise 0,5 bis 4,5. Bei Verhältnissen über 4,5 ist der Zeolith mit Xylenolen reaktionsfähig. Mit einem solchen Zeolith ist eine Adsorption praktisch unmöglich. Mit anderen Worten, das Ausgangsmaterial muß äußerst stark verdünnt werden oder die Entwicklungs- oder Elutionstemperatur muß sehr niedrig sein und beispielsweise bei 40°C liegen, wodurch sich praktische Nachteile ergeben. Im Hinblick auf die Festigkeit des Zeoliths beträgt das Verhältnis von Silicium zu Aluminium zweckmäßig wenigstens 1.

Als typische Beispiele von Zeolithen sind der Zeolith Omega (Na₆ QTMA₁₆(Al₂O)₈(SiO₂) ₂₈·^{21 H}2⁰⁾» natürlicher Faujasit, Zeolith X (Na₈₆/TAlO₂)₈₆(SiO₂)₁₀₆_/264 H₃O)₁ Zeolith Y (Na₅₆/jALO₂)₅₆(SiO₂)₁₃₆_7.25O H₃O und Zeolith L (K_g/TA10₂)₉(Si0₂)27_~22 H₃O zu nennen. Hiervon werden die Zeolithe X und Y besonders bevorzugt. Natürlich vorkommende Produkte sind verfügbar, jedoch können diese Zeolithe auch nach bekannten Syntheseverfahren hergestellt werden, wie sie in den japanischen Patentveröffentlichungen 6712/57, 18267/60, 1639/61 und 124/63 beschrieben werden.

Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Zeolithe müssen austauschbare Kationenstellen aufweisen, die vollständig oder teilweise gegen wenigstens ein Kation aus der folgenden speziellen Gruppe von Kationen austauschbar sind: Lithium, Kalium, Cäsium, Rubidium, Calcium, Barium, Strontium, Cadmium, Chrom, Molybdän, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt und Ammonium. Bevorzugt

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hiervon werden die Zeolithe, in denen Lithium, Kalium, Nickel, Ammonium oder Kombinationen dieser Kationen die ausgetauschten Kationen sind.

Typische Adsorptionsmittel für die Zwecke der Erfindung können hergestellt werden, indem Zeolithe vom Faujasit-Typ als Ausgangsmaterial verwendet und dem Ionenaustausch unterworfen werden.Die "als Ausgangsmaterial verwendeten Faujasit-Zeolithe gehören typmäßig zur Gruppe 4, d.h. "Doppelsechsring", gemäß der Klassifizierung der Kristallstrukturen der kristallinen Aluminosilicate, die allgemein als Zeolithe bezeichnet werden. Die Gruppe 4 umfaßt Zeolithe der Typen Faujasit, Chabasit, Gmelinit und ZK-5.L. Der Faujasit ist durch den polyedrischen Käfigtyp, ß, 26-Flächner, gekennzeichnet. Zu den Faujasiten gehören außer dem natürlichen Faujasit die synthetischen Zeolithe X und Y· Die Zeolithe des Typs X können als molare Anteile der Oxyde für die Natriumform, die die Formel Na₂O.Al₃O₃.2,5SiO₂.6 H₃O hat, und durch die Elementarzellenparameter für Na_oc/A"l0₀)_Qi-Si0₀ ) <,_nc_7»264 H₀O

ob^- έ ob £ lUb— i

dargestellt werden: Dichte 1,93 g/cm^; Elementarzellenkonstante 25,02 bis 24,86 8; Porenvolumen 0,50 cm /cm ; Porenöffnung: Zwölfring 7,4 8, Sechsring 2,2 8; kinetische Porenöffnung 8,1 8. Die Zeolithe des Typs Y können in molaren Anteilen der Oxyde für die Natriumform durch die Formel Na₃O.Al₂O₃.4,8SiO₂.8,9 H₃O und in Elementarzellen-Parametern für ^Na5&/~^A1O2⁾56^(SiO2⁾136-~·^{250 H}2° ^{wie fol}9^fc dargestellt werden: Dichte 1,92 g/cm^; Elementarzellenkonstante 24,85 bis 24,61 8; Porenvolumen 0,48 cm /cm ; Porenöffnung: Zwölfring 7,4 8, Sechsring 2,2 8j kinetische Porenöffnung 8,1 8. Das Natrium in der vorstehenden Darstellung in Oxyden erscheint, da es zur Synthese der Zeolithe wegen der Einfachheit der Synthese verwendet wird. Nach der Bildung der Kristalle können die Natriura-

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ionen gegen andere Kationen, z.B. Alkalimetallionen, ausgetauscht werden.

Der Kationenaustausch kann durchgeführt werden, indem das Ausgangsmaterial mit einer wässrigen Lösung von löslichen Salzen der durch Austausch einzuführenden Kationen in Berührung gebracht wird. Als Salze können für diesen Zweck im allgemeinen Chloride, Nitrate, Sulfate und Carbonate verwendet werden. Die in der Lösung enthaltene absolute Menge der Kationen beträgt zweckmäßig wenigstens das 0,8-fache der äquivalenten Menge in dem auszutauschenden Zeolith vom Faujasit-Typ. Die für den Ionenaustausch verwendete Lösung hat eine Salzkonzentration von etwa 0,01 Gew.-% bis zur Sättigung, zweckmäßig von 5 bis 20 Gew.-%. Der Ionenaustausch kann bei einer Temperatur von 2° bis 98°C durchgeführt werden, jedoch wird zur Neuordnung der Kristallstruktur und zur Beschleunigung des Ionenaustausches vorzugsweise bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur gearbeitet.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Ausgangsmaterial zuerst in die Ammoniumform und anschließend durch Calcinieren in die Wasserstofform überführt und dann dem Austausch mit den gewünschten Kationen unterworfen« Die Einzelheiten dieses Verfahrens werden in den japanischen Patentveröffentlichungen 6713/57, 618/58 und 5523/58 beschrieben.

Die im Ausgangsmaterial vorhandenen ursprünglichen Kationen sind gewöhnlich Natriumkationen. Durch den Ionenaustausch wird die Menge der Natriumionen zweckmäßig auf etwa 10 Gew.-% oder weniger gesenkt.

Der Zeolith vom Faujasit-Typ, der dem Ionenaustausch nach den vorstehend genannten Verfahren unterworfen worden ist, wird im allgemeinen durch Trocknen im

Vakuum, Gefriertrocknen, Trocknen mit Heißluft oder 709849/0649

Trocknen im elektrischen Ofen auf einen geeigneten Wassergehalt gebracht, bevor er gebrauchsfertig ist. Das Verhältnis der den Zoelith bildenden Elemente, das Verhältnis der ihn bildenden Kationen und das Austauschverhältnis werden durch Elementaranalyse und die Kristallstruktur durch die Röntgendiagramme bestimmt und bestätigt, bevor das Adsorptionsmittel eingesetzt wird.

Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Adsorptionsmittel können in verschiedenen Formen verwendet werden, nämlich in Pulverform mit Teilchengrößen von 2 u oder mehr oder in Form von Pellets, die etwa 20% anorganische Bindemittel (z.B. Kaolinit oder Bentonit) enthalten und eine Größe bis 3,2 mm haben. Zur Erhöhung der Ionenaustauschgeschwindigkeit oder Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeit ist die Teilchengröße des Adsorptionsmittels zweckmäßig so klein wie möglich. Andererseits ist es vom verfahrensmäßigen Standpunkt zweckmäßig, das Adsorptionsmittel in Form von größeren Teilchen oder in Form von Pellets zu verwenden, um den Druckabfall zu verringern und hierdurch den Arbeitsablauf zu erleichtern.

Die gemäß der Erfindung zu trennenden Gemische enthalten wenigstens ein Xylenol und wenigstens ein Kresol. Als Kresole kommen alle Isomeren, d.h. o-Kresol, m-Kresol und p-Kresol in Frage. Ebenso kommen alle Isomeren des Xylenols in Frage, die durch die Stellung der Methylreste dargestellt werden, nämlich (2,6),(2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (3,6), (4,5), (4,6)und (5,6). Als typische Beispiele von Ausgangsgemischen, die gemäß der Erfindung vorteilhaft trennbar sind, sind Gemische von 2,6-Xylenol und o-Kresol, Gemische von 3,5-Xylenol und m-Kresol und Gemische von 2,6-Xylenol, p-Kresol und m-Kresol zu nennen. Die Gemische können außerdem andere Bestandteile enthalten, z.B. Phenol,

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Alkylphenol, z.B. Trimethylphenolisomere, t-Butylkresolisomere, Di-t-butylkresolisomere, a-Naphthol, ß-Naphthol, Äthylphenol, Carvacrol, Thymol, Phenylphenol, Benzylphenol, Brenzcatechin, Pentadecylcatechin, Guaiacol, Kresol, Eugenol, Isoeugenol und Halogenphenole. Die Zusammensetzung der Gemische unterliegt keinen Begrenzungen, sondern kann in weiten Grenzen variieren. Die Anwesenheit dritter Komponenten ist ebenfalls möglich.

Die verschiedensten Arbeitsweisen sind bei den Trennverfahren durch Adsorption für die Durchführung der Adsorption und Desorption bekannt. Der grundlegende Einheitsprozess besteht darin, die Komponenten, die von den zu trennenden Substanzen stärker adsorbiert werden, bevorzugt zu adsorbieren und die Komponenten, die schwächer adsorbiert werden, früher abzuziehen und zu gewinnen. Das einfachste Verfahren ist das Chargenverfahren, bei dem das zu trennende Gemisch einem mit Adsorptionsmittel gefüllten Adsorptionsbett zugeführt und ein Strom,der mit den schwächer adsorbierten Komponenten angereichert ist, zuerst abgezogen und gewonnen wird und anschließend die stärker adsorbierten Komponenten auf thermischem Wege oder unter Verwendung eines Desorptionsmittels gewonnen werden. Die verschiedensten Desorptionsmittel mit unterschiedlichen Eigenschaften können bei diesem Verfahren verwendet werden. Als verbesserte Verfahren sind ferner kontinuierliche Trennverfahren bekannt. Bei diesen Verfahren wird im allgemeinen das an dem Bett des Adsorptionsmittels adsorbierte Gemisch der Xylenole und Kresole mit einem Elutionsmittel oder Verdrängungsmittel, das durch das Adsorptionsmittelbett geleitet wird, eluiert oder verdrängt, wodurch eine weitere Trennung erfolgt und getrennte Fraktionen gewonnen werden. Bei einem dieser Verfahren wird das Elutionsmittel durch das

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Adsorptionsmittelbett umgewälzt, während die zu trennenden Stoffe durchgeleitet werden, wobei die Trennung durch Wechselwirkung zwischen Entwicklungs- oder Elutionsmittel und Adsorptionsmittel erfolgt. Bei einem anderen Verfahren wird ein Verdrängungsmittel verwendet, das die im ^Adsorptionsmittelbett gebildete Adsorptionszone des abzutrennenden Stoffs verschiebt, ohne daß der Stoff durchgeleitet wird. Hierbei erfolgt die Trennung durch die Wirkung des Adsorptionsmittels.

Die Entwicklungsmittel (Elutionsmittel oder Verdrängungsmittel), die zweckmäßig für die Zwecke der Erfindung verwendet werden, sind polare Verbindungen, z.B. Alkohole, Ketone, Amide, Amine, Äther, Ester, Nitrile, Nitroverbindungen, halogenierte Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen. Vorzugsweise werden beispielsweise Äthanol, n-Propylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, sek.-Butylalkohol, η-Amylalkohol, n-Octanol, Cyclohexanol, Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon, Acetophenon, Cyclohexanon, Propionitril, Butyronitril, 1-Nitropropan, Äthylendiamin, Methylenchlorid und Dimethylsulfon verwendet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Entwicklungs- oder Verdrängungsmittel Ketone oder Alkohole verwendet.

Bei Verwendung eines Entwicklungsmittels kann das Verfahren so durchgeführt werden, daß zuerst das zu trennende Material auf ein Adsorptionsmittelbett aufgegeben und hierdurch eine Adsorptionszone des Ausgangsmaterials gebildet und dann das Entwicklungsmittel dem Bett in Berührung mit der Adsorptionszone zugeführt und hierdurch die Adsorptionszone verschoben oder bewegt wird. Mit fortschreitender Entwicklung werden die stark adsorbierten Komponenten im hinteren Ende der Adsorptionszone und das Entwicklungsmittel und die schwach

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-ΛΑ -

adsorbierten Komponenten in der Vorderfront der Adsorptionszone angereichert. Wenn die Zusammensetzungen in diesen Teilen der Adsorptionszone die gewünschten Werte erreicht haben, können sie als getrennte Produktströme aus dem Bett entfernt werden. Bei der praktischen Durchführung dieser Ausführungsform kann das Entwicklungsmittel in das Bett gefüll-t werden, bevor das zu trennende Material zugeführt wird, wodurch eine weitere Grenze an der Vorderfront der Adsorptionszone ausgebildet wird. Das Verfahren kann unter Verwendung einzelner Kolonnen oder mehrerer parallel oder hintereinander geschalteter Kolonnen durchgeführt werden. Kontinuierlicher Betrieb durch Verwendung mehrerer Kolonnen, die in einem geschlossenen Kreissystem hintereinander geschaltet sind, ist zu empfehlen. Wenn bei kontinuierlichem Betrieb das abzutrennende adsorbierte Material durch intermittierende oder kontinuierliche Entfernung abgetrennter Fraktionen verringert wird, wird frisches Ausgangsmaterial als Ergänzung der Adsorptionszone in ihrem mittleren Teil zugeführt.

Die Abbildung zeigt ein Fließschema einer typischen Anordnung der Anlage zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung bei kontinuierlichem Betrieb. Drei Adsorptions- und Entwicklungskolonnen A, B und C werden verwendet. Diese Anlage ist mit den Vierwegeventilen a^, a₂, b., bp, C₁ und Cp versehen, wobei die Zahlen 1 bis 4 die austauschbaren Wege darstellen. Die Hauptleitungen sind mit L₁, L-» L, und L- bezeichnet. Zur Vereinfachung der Erklärung ist zu bemerken, daß alle Kolonnen A, B und C mit dem Adsorptionsmittel gefüllt und die Adsorptionsmittelbetten mit dem Entwicklungsmittel gefüllt sind. Ferner sei angenommen, daß das Gemisch von Xylenolen und Kresolen durch Entwicklung in der Kolonne A getrennt werden soll. Im mittleren Teil der Kolonne A liegt hierbei

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ein Bereich vor, in dem das zu trennende Material und das Entwicklungsmittel gemischt sind. Bei diesem Betriebszustand ist das Vierwegeventil a* der Kolonne A in Richtung (1-3) geöffnet, und das Entwicklungsmittel wird auf dem Wege L.-a^i 3-D-A der Kolonne A von unten zugeführt. Hierbei wird die Adsorptionszone des abzutrennenden Materials ausgebildet. Während der Abtrennung bewegt sich die Adsorptionszone allmählich von unten nach oben durch die Kolonne A. Wenn die Vorderfront des abzutrennenden Materials das obere Ende der Kolonne erreicht, werden die Fraktionen mit der gewünschten Zusammensetzung am vorderen Teil (nachstehend der Einfachheit halber als vorderer Schnitt bezeichnet) kontinuierlich oder intermittierend auf dem Wege A-a_?(l-2)-L^ abgezogen. Nach der Gewinnung des vorderen Schnitts wird der noch nicht in der Kolonne A getrennte Rest des zu trennenden Materials durch Öffnen des Vierwegeventils a_? in Richtung (1-4) auf dem Wege A-a₂(l-4)-c₁(4-l)-C in die Kolonne C überführt. Wenn im Verlauf dieser Überführung ungefähr die Hälfte des Restes des Materials in die Kolonne C überführt worden ist, wird das Vierwegeventil c, geöffnet, um frisches zu trennendes Ausgangsmaterial in vorbestimmter Menge auf dem Wege L,-c-(2-l)-C in die Kolonne C gelangen zu lassen. Die Menge des frisch zugeführten Materials wird so eingestellt, daß sie ungefähr der Menge des aus der Kolonne A abgezogenen vorderen Schnitts gleich ist· Nachdem die Ergänzungsmenge des Ausgangsmaterials zugeführt worden ist, wird der restliche Teil des Materials in der Kolonne A in die Kolonne C überführt. Wenn die Fraktionen mit der gewünschten Zusammensetzung im hinteren Endteil der Adsorptionszone (nachstehend der Einfachheit, halber als hinterer Schnitt bezeichnet) ' das obere Ende der Kolonne A erreichen, werden sie auf dem Wege A-a_(l-2)-L₂ abgezogen. Die Zuführung des

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Entwicklungsmittels auf dem Wege L₄-C^O-I)-C wird fortgesetzt, um die Entwicklung oder Elution weiterzuführen. Wenn der frisch abgetrennte vordere Schnitt das obere Ende der Kolonne C erreicht, wird er auf dem Wege C-c~(l-2)-L^ gewonnen, und der noch nicht abgetrennte Rest wird durch Öffnen des Vierwegeventils C₂ auf dem Wege C-c₂(l-4)b_a(4-l)-B in,Richtung (1-4) in die Kolonne B überführt. Bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise werden der vordere Schnitt und der hintere Schnitt zwischen den Kolonnen A und C jeweils vom oberen Ende der Kolonne B gewonnen. Durch Kreislaufführung eines Teils des zu trennenden Materials durch den geschlossenen Kreislauf, d.h. A—C—B—A...., bei ständiger Zuführung ergänzender Mengen des zu trennenden Materials und des Entwicklungsmittels und durch Verwendung des Adsorptionsmittels in kontinuierlicher Arbeitsweise können somit Fraktionen mit der gewünschten Zusammensetzung nacheinander aus jeder Kolonne abgezogen werden. Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Verwendung von drei Kolonnen für kontinuierlichen Betrieb nicht wesentlich, vielmehr ist die Verwendung von wenigstens zwei Kolonnen möglich. Natürlich können vier oder mehr Kolonnen verwendet werden.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird die Adsorption bei einer Temperatur von etwa 20 bis 32O°C, vorzugsweise von 30 bis 22O°C bei einem Druck von Normaldruck bis 50 kg/cm , vorzugsweise im Bereich von Normaldruck

2
bis etwa 30 kg/cm durchgeführt. Die Adsorption kann in der Flüssigphase oder in der Gasphase durchgeführt werden. Wenn bei niedrigerer Temperatur gearbeitet werden soll, wird vorzugsweise in der FlUssigphase gearbeitet. Die Entwicklung kann ebenfalls unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden, jedoch kann bei niedrigerem Druck und/oder bei höherer Temperatur gear-

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-χί-

beitet werden. Vorzugsweise werden Adsorption und Entwicklung oder Verdrängung bei der gleichen Temperatur in der Flüssigphase durchgeführt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Verschiedene Adsorptionsmittel, die in der folgenden Tabelle 1 genannt sind, einschließlich der Zeolithe X und Y werden verwendet. Ein Gemisch von 80 Gew.-% 2,6-Xylenol und 20 Gew.-% p-Kresol wird in eine Laboratoriumskolonne aus Glas, die mit jedem Adsorptionsmittel gefüllt ist, eingeführt. ^Die Kolonne hat einen Durchmesser von 2 cm, eine Höhe von 50 cm, ist zylindrisch und von einem Mantel umgeben. Das Gemisch wird 4 Stunden bei 140°C zugeführt, bis 10 1 Ausgangsmaterial die Kolonne durchströmt hat. Anschließend werden die nicht adsorbierten Fraktionen mit Stickstoffgas ausgetrieben und die adsorbierten Fraktionen mit 2 1 Methylalkohol desorbiert. Die desorbierten Fraktionen werden analysiert. Das Adsorptionsmittel wird vor dem Wiegen getrocknet, wodurch bestätigt wird, daß keine restliche adsorbierte Substanz am Adsoprtionsmittel vorhanden ist. Die für die jeweiligen Zeolithe X und Y gemessenen Selektivitätskoeffizienten sind in Tabelle genannt.

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Beispiel 2

Verschiedene Entwicklungsmittel werden in einer Adsorptionskolonne erprobt, die aus einem Pyrexglasrohr von 4 m Länge und 8 mm Durchmesser besteht, das mit 200 ml Adsorptionsmittel gefüllt ist. Diese Glaskolonne wird bei etwa 100⁰C gehalten. Ein Gaschromatograph ist am Austritt des Ablaufs aus der Kolonne angeordnet, um die Zusammensetzung des Ablaufs zu ermitteln. Hieraus wird die Selektivität bestimmt.

Zunächst wird das Entwicklungsmittel in einer Menge von 8,75 cm /Min. in die Kolonne eingeführt. Dann wird die Zufuhr des Entwicklungsmittels abgebrochen und das zu trennende Material 20 Minuten in der gleichen Menge (8,75 ml/Min.)eingeführt. Anschließend wird erneut das Entwicklungsmittel in einer Menge von 8,75 ml/Min, in die Kolonne eingeführt, bis das gesamte zu trennende Material aus der Säule eluiert worden ist. Die in Tabelle 2 genannten verschiedenen Ausgangsmaterialien und Adsorptionsmittel werden verwendet. Die Ergebnisse

20 sind ebenfalls in Tabelle 2 genannt.

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	Ionencn t	Erstes	Zweites	- Veral	Zusammensetzung	95	2703777	Zeolith	X	Y
	Ion	Ion	Natrium	nach Ionen (Mol.	97		2.8	2.5
			It	Erstes	68		10.3	9.2
	Natrium	•I	Ion	65	Selektivi-	10.7	9.6
Ak	Lithium	•I		82	-%) tätskoeffi-	5.4	4.5
Tabelle 1	Kalium	It	* ^V ©ITS ·	65	Zweites zient	4.9	3.6 !
	Rubidium	•I	66	Ion	4.6	3.4 '
C äs i um	Il	65		4.5	4.3 j
Strontium	Il	66	0	4.8	• 3.7 '
Cadmium	Il	66	5	4.5	3.6
Barium	• 1	68	3	4.6	5.9 !
Chrom	•1	93	32	5.6	3.5 !
Molybdän	•1	68	35	5.4	4.8 ·
Manpan	Il	91	18	11.2	9.5 :
Eisen	It	39	35	6.8	5.5 '
Nickel	Kalium	45	34	10,8	9.4 j
Kobalt	Nickel	81	35	12.6	11.5 j
Ammonium	Nickel	24	34	12.3	li.i I
Lithium	Lithium	82	34	13.6	12.3
Lithium	Barium	92	32	13.3	11.6
Kalium	Kobalt	61	7	11.3	10.5
Ammonium	Cäsium	82	32	10.5	10.6
Kalium	Magnesium	43	9	10.7	8.9
Lithium	Calcium	Selektivitätskoeffizient K^b	61	10.9	8.1 :
Lithium		55	10.1	9.6 j
Kalium		19	Hilfe der
Lithium	76
Der	18
8
39
18
57
wird mit

folgenden Gleichung berechnet:

fl-iolenbruch von adsorbiertem b _K ^b _LMolenbruch von adsorbiertem a

^fMolenbruch von b in der ins Gleichgewicht ge-

brachten Flüssigkeit

iMolenbruch von a in der ins Gleichgewicht gebrachten Flüssigkeit

Hierin steht a für Xylenol und b für Kresol. 709RÄ9/0G49

Tabelle

Versuch I Zeolith Nr.

Ausgangsmaterial (Gew.-%)

Entwicklungsmittel

Vorderer Schnitt | (Gew.-%) I

Hinterer Schnitt (Gew.-%)

3 4 5 6 7 8

10

(Lithium)
dto.

o-Kresol (20) 2,6-Xylenol (80)

dto.

(Natrium-Kalium)

dto.

(Nickelform)

o-Kresol ( 5)

m-Kresol ( 5)

p-Kresol ( 5)

Phenol ( 5)

2,6-Xylenol (80)

p-Kresol (40)

2,6-Xylenol (60

Äthylalkohol

Isopropylalkohol

n-Buty!alkohol

Isoamylalkohol! n-Hexylalkohol n-Octy1alkohol

Cyclohexylalkohol

n-Butylalkohol n-Butylalkohol

2-Butanol

o-Kresol (1,7) |

2,6-Xylenol (98,3);

o-Kresol ( 0,4)'

2,6-Xylenol (99,6)!

o-Kresol ( 0,2)

2,6-Xylenol (99,8)

o-Kresol ( 0,2)

2,6-Xylenol (99,8)

o-Kresol ( 0,3)

2,6-Xylenol (99,7)

o-Kresol ( 3,8)

2,6-Xylenol (96,2)

o-Kresol (22,7)

2,6-Phenol (77,3)

o-Kresol (0,1)

2,6-Xylenol (99,9)

o-Kresol (0,05)

m-Kresol (0,03

p-Kresol (0,01)

Phenol (0,01) 2,6-Xylenol(99,90)

p-Kresol
2,6-Xylenol

(0,1 ) (99,9)

o-Kresol (90,6)

2,6-Xylenol ( 9,4)

o-Kresol (93,1)

2,6-Xylenol ( 6,9)

o-Kresol (98,9)

2,6-Xylenol ( 1,1)

o-Kresol (98,2)

2,6-Xylenol ( 1,8)

o-Kresol (97,3)

2,6-Xylenol ( 2,7) ,

(90,1)

o-Kresol 2,6-Xylenol ( 9,9)

o-Kresol 2,6-Phenol

o-Kresol

(71,5) (28,5)

(99,1) 2,6-Xylenol ( 0,9)

o-Kresol (22,3)

m-Kresol (24,6)

p-Kresol (24,9)

Phenol (28,1)

2,6-Xylenol ( 0,1)

p-Kresol (99,8) 2,6-Xylenol ( 0,2)

Tabelle 2 (Forts.)

Versuch Nr.

Zeolith

Ausgangsmaterial Entwicklungs-

(Gew.-%)

mittel Vorderer Schnitt (Gew.-%)

Hinterer Schnitt (Gew.-%)

11

12 13 14 15 16 17

(Nickelform)

dto.

p-Kresol

(40) I Methyläthyl-

2,6-Xylenol (60) keton

dto.

m-Kresol (10) 3,5-Xylenol (90)

dto.

Butyronitril 1-Nitropropan

2-Butanol

Methyläthylketon

Butyronitril 1-Nitropropan

p-Kresol ( 0,2)\p-Kresol (99,8) 2,6-Xylenol (99,8)I2,6-Xylenol ( 0,2)

p-Kresol
2,6-Xylenol

m-Kresol
3,5-Xylenol

(0,02) (99,98)

( 0.3) (99,7)

(0,4) (99,6)

(1,1) (98,9)

( 0,3) (99,7)

( 2,3) (97,7)

p-Kresol ;2,6-Xylenol

p-Kresol 2,6-Xylenol

m-Kresol 3,5-Xylenol

m-Kresol i3,5-Xylenol

(99 ( 0	,9) ,1)
(99 ( 0	,6) ,4)
(99 ( 0	,4) ,6)
(99 ( 1	,0) ,0)
(99 ( 0	,4) ,6)
(88 (12	,4) ,6)

Claims

P a ten tan Sprüche

[ 1)/Verfahren zur Abtrennung von Xyle?nolen von Kresolen ^S durch Adsorption mit einem Adsorptionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Xylenolen und Kresolen mit einem als Adsorptionsmittel wirkenden Zeolith in Berührung bringt, der wenigstens ein Kation aus der aus Lithium, Kalium, Cäsium, Rubidium, Calcium, Barium, Strontium, Cadmium, Chrom, Molybdän, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt und Ammonium bestehenden Gruppe enthält, und hierdurch das Gemisch in einen an Xylenolen angereicherten Strom und einen an Kresolen angereicherten Strom trennt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeolith verwendet, der ein Verhältnis von Silicium zu Aluminium (Si/Al) von 0,5 bis 4,5 aufweist.
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeolith verwendet, der wenigstens ein Kation aus der aus Lithium, Kalium, Nickel und Ammonium bestehenden Gruppe enthält.
4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeolith verwendet, in dem 90 Mol.-% der Kationenstellen oder mehr gegen wenigstens eines der in Anspruch 1 genannten Kationen ausgetauscht sind.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeolith verwendet, der eine Kombination von Kationen aus der aus Lithium-Kalium, Lithium-Nickel, Kalium-Nickel, Ammonium-Lithium und Kalium-Barium bestehenden Gruppe enthält.
6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das an einem Bett des Adsorptionsmittels adsorbierte Gemisch von Xylenolen und Kresolen mit einem durch das Adsorptionsmittelbett geleiteten Entwick-

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lungs- oder Elutionsmittel eluiert oder entwickelt und hierdurch eine weitere Trennung bewirkt und ge- ;

trennte Fraktionen abzieht.
7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entwicklungs- oder Elutionsmittel Ketone oder Alkohole verwendet.
8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trennung unter V_erwendung mehrerer Kolonnen durchführt, die mit dem Adsorptionsmittel gefüllt und in einem geschlossenen Kreislaufsystem hintereinander geschaltet sind, indem man eine Adsorptionszone von Xylenolen und Kresolen ausbildet und diese Zone in den Kolonnen eluiert oder entwickelt und intermittierend oder kontinuierlich einen an Xylenolen angereicherten Strom vom vorderen Frontteil der Adsorptionszone und einen an Kresolen angereicherten Strom vom hinteren Endteil der Adsorptionszone abzieht.
9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man frisches Ausgangsmaterial in Form eines Gemisches von Xylenolen und Kresolen als Ergänzung dem mittleren Teil der Adsorptionszone intermittierend oder kontinuierlich zuführt.

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