DE2703777C3

DE2703777C3 - Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen aus einem Gemisch mit Kresolen

Info

Publication number: DE2703777C3
Application number: DE2703777A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tokio Miyake; Kunihiko Yokohama Kanagawa Takeda
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1980-03-06
Also published as: DE2703777B2; US4124770A; GB1535710A; DE2703777A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen aus einem Gemisch aus Xylenolen und Kresolen durch Adsorption mit einem Adsorptionsmit- jo tel gemäß den vorstehenden Patentansprüchen.

Für die Abtrennung von Xylenolen von Kresolen waren bisher ein Destillationsverfahren, ein Reaktionstrennverfahren und ein Kristallisationstrennverfahren bekannt. Hiervon ist das Destillationsverfahren in der r> Praxis nicht durchführbar, weil die Siedepunkte von 2,6-Xylenol (202⁰C) und 3,5-Xylenol (220° C), die als technische Chemikalien am wertvollsten sind, dicht beim Siedepunkt von o-Kresoi (191°C) liegen, das häufig zusammen mit 2,6-Xylenol gebildet wird. Ferner 4» ist die Trennung von 2,6-Xylenol und p- und m-Kresol durch Destillation unmöglich (p-Kresol und m-Kresol haben beide einen Siedepunkt von 202° C).

Ferner kann 2,4-Xylenol nicht von Kresolisomeren, die durch das reaktive Trennverfahren abgetrennt <r> worden sind, abgetrennt werden, weil 2,4-Xylenol eine ähnliche chemische Reaktivität wie die Kresolisomeren besitzt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein großtechnisch durchführbares Verfahren zur Abtren- w nung von Xylenolen aus einem Gemisch aus Xylenolen und 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 τ, 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 aus einem t>o Gemisch aus Xylenolen und Kresolen durch Adsorption mit einem Adsorptionsmittel ist durch die in den vorstehenden Ansprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Der Anteil der Kationen, bezogen auf die gesamten austauschbaren Kationen, beträgt vor- h-, zugsweisc 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 der Erfindung verwendete Adsorptionsmittel sind bestimmte Bereiche der Porenöffnung und des Verhältnisses von Silicium zu Aluminium (Si/Al) erwünscht Es ist wesentlich, daß der Zeolith Porenöffnungen von 5,5 bis 15 λ hat Wenn ein Zeolith mit Porenöffnungen von weniger als 5,5 Ä 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 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 40⁰C liegen, wodurch sich praktische Nachteile ergeben. Im Hinblick auf die Festigkeit des Zeoliths beträgt das Verhältnis von Silicium zu Aluminium zweckmäßig wenigestens 1.
Als typische Beispiele von Zeolithen sind
der Zeolith Omega

(Na₆.₈TMA₁.₆(Al₂O)8(SiO2)28 ■ 21 H₂O),

TMA = Tetramethylammonium,
natürlicher Faujasit, Zeolith X

(Na₈₆[(A10₂)₈₆(Sio₂)_lotl]264 H₂O),
Zeolith Y

(Na₅₆KAlO₂MSiO₂)I₃₆] · 250 H₂O und
Zeolith L

(K9[(AIO₂HSiO₂)₂₇]22 H₂O

zu nennen. Hiervon werden die Zeolithe X und Y besonders bevorzugt. Natürliche vorkommende Produkte sind verfügbar, jedoch können diese Zeolithe auch nach bekannten Syntheseverfahren hergestellt werden, wie sie in de 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 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, Gmclinit und Z-5 · L. Der Fanjasit ist durch den polyedrischen Käfigtyp, ß, 26-Flächncr, gekennzeichnet. Zu den Fanjasiten gehören außer dem natürlichen Faujasit die synthetischen Zeolithe X und Y. Die Zeolithe des Typs X können als molare Anteile der Oxyde für die Natriuniform, die die

Formel Na₂O ■ Al₂O₃ ■ 2,5 SiO₂ · 6 H₂O hat, und durch die Elementarzellenparameter für NaSs[AlO₂)SeSiO₂)IOe] - 264 H₂O dargestellt werden: Dichte 1,93 g/cm³; Elementarzellenkonstante 25,02 bis 24,86 A; Porenvolumen 0,50 Porenöffnung: Porenöffnung Zwölfring 7,4 Ä, Sechsring 2,2 Ä; kinetische Porenöffnung 8,1 A. Die Zeolithe des Typs Y können in molaren Anteilen der Oxyde für die Natriumform durch die Formel Na₂O · Al₂O₃ - 4,8 SiO₂ · 8,9 H₂O und in Elementarzellen-Parametern für Na₅₆C(AlO₂)S₆(SiO₂)I₃₆] · 25C H₂O wie folgt dargestellt werden: Dichte 1,92 g/cm³; Elementarzellenkonstante 24,85 bis 24,61 Ä; Porenvolumen 0,48 cm³/cm³; Porenöffnung: Zwölfring 7,4 Ä, Sechsring 2,2 Ä; kinetische Porenöffnung 8,1 Ä. 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 Natriumionen gegen andere Kationen, z. B. Alkaliionen, 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 0,8fache der äquivalenten Menge in dem auszutauschenden Zeolith vom Faujasit-Typ. Die für den Ionenaustausch verwendete Lösung hat eine Salzkonzentration von etws 0,01 Gew.-% bis zur Sättigung, zweckmäßig von 5 bis 20 Gew.-%. Der Ionenaustausch kann bei einer Temperatur von 2° bis 98⁰C durchgeführt werden, jedoch wird zur Neuordnung der Kristallstruktur und zur Beschleunigung des lonenaustausches 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 Pa tent Veröffentlichungen 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 Trocknen im elektrischen Ofen auf einen geeigneten Wassergehalt gebracht, bevor er gebrauchsfertig ist. Das Verhältnis der den Zeolith 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 Zweck? J^i Lrfindung verwendeten Adsorptionsmittel können Vakuum, verschiedenen Formen verwendet werden, nämlich in Pulverform mit Teilchengrößen von 2 μ oder mehr oder in Form von Pellets, die etwa 20% anorganische Bindemittel (/. B. Kaolinit oder Bentonit) enthalten und eine Größe bis 3,2 mm haben. Zur Erhöhung der lonenaustauschgcschwindigkeit oder Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeit ist die Teilchengröße des Adsorptionsmittels zweckmäßig so kiein 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 ίο enthalten wenigstens ein Xylenol und wenigstens ein Kresol. Als Kresole kommen alle Isomeren, d. h. o-Kresol, m-Kresol und p-KresoI in Frage. Ebenso kommen alle Isomeren des Xylenols in Frage, die durch die Stellung der Methylreste dargestellt werden. ι-, 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 Gemisch von 2,6-Xylenol, p-KresoI und m-Kresol zu nennen. Die Gemische können außerdem andere Bestandteile enthalten, z. B. Phenol, Alkylphenol, z. B.
Trimethylphenolisomere,
t-Butyl-kresolisomere,
2ί Di-t-butylkresolisomere,

«-Naphthol.
^-Naphthol,
Äthylphenol,
Carvacrol,
so Thymol.

Phenylphenol,
Benzylphenol,
Brenzcatechin,
Pentadecylbrenzca techin.
Γι Guaiacol,
Eugenol,
Isoeugenol und
Halogenphenole.

Die Zusammensetzung der Gemische unterliegt keinen 4(i 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 4^r> 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 ^r)0 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, γ, zuerst abgezogen und gewonnen wird und anschließend die stärker adsorbierten Komponenten auf thermischem Wege oder unter Verwendung eines Desorptionsmittel gewonnen werden. Die verschiedensten Desorptionsmittel mit unterschiedlichen Eigenschaften Mi 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 hi 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 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 Adsorptionsmittel 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, n-Amylalkohol, n-Octanol, Cyclohexanol, Aceton, Methylethylketon, 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 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 gefüllt 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 au a* b\, bi, c\ und Oi versehen, wobei die Zahlen 1 bis 4 die austauschbaren Wege darstellen. Die Hauptleitungen sind mit L\, i-2, £3 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 ein Bereich vor, in dem das zu trennende Material auf 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 U-a\(5-\)-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

2d auf dem Wege A-a-£\-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 32 in Richtung (1-4) auf dem Wege /4-32(l-4)-Ci(4-l)-Cin die

r> Kolonne C überführt. Wenn im Verlauf dieser Überführung ungefähr die Hälfte des Restes des Materials in die Kolonne Cübergeführt worden ist, wird das Vierwegeventil c, geöffnet, um frisches zu trennendes Ausgangsmaterial in vorbestimmter Menge auf dem

jn Wege L₃-Ci(2-1)-Cin die Kolonne Cgelangen 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 Cüberführt. 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 .4-22(1-2)-L₂ abgezogen. Die Zuführung des Entwicklungsmittels auf dem Wege i-(-Ci(3-l)-C wird fortgesetzt, um die Entwicklung oder Elution weiterzuführen. Wenn der frisch abgetrennte vordere Schnitt das obere Ende der Kolonne Cerreicht, wird er auf dem Wege C-c^\-2)-L\ gewonnen, und der noch nicht abgetrennte Rest wird durch Öffnen des Vierwegeventils C2 auf dem Wege C-o(l-4)i>i(4-l)-ß 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 Knde 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 Adsorptionsmittel 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 könen vier oder mehr Kolonnen verwendet werden.

Beim Verfahren der Erfindung wird die Adsorption bei einer Temperatur von etwa 20 bis 320⁰C,

vorzugsweise von 30 bis 220°C bei einem Druck von Normaldruck bis 50 kg/cm², vorzugsweise im Bereich von Normaldruck bis etwa 30 kg/cm² durchgeführt. Die Adsorption kann in der Flüssigphase oder in der Gasphase durchgeführt werden. Wenn bei niedrigerer Temperatur gearbeitet werden soll, wird vorzugsweise in der Flüssigphase gearbeitet. Die Entwicklung kann ebenfalls unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden, jedoch kann bei niedrigerem Druck und/oder bei höherer Temperatur gearbeitet 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 aus 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 101 Ausgangsamterial die Kolonne durchströmt haben. Anschließend werden die nicht adsorbierten Fraktionen mit Stickstoffgas ausgetrieben und die adsorbierten Fraktionen mit 21 Methylakohol desorbiert. Die desorbierten Fraktionen werden analysiert. Das Adsorptionsmittel wird vor dem Wiegen getrocknet, wodurch bestätigt wird, daß keine restliche adsorbierte Substanz am Adsorptionsmittel vorhanden ist. Die für die jeweiligen Zeolithe X und Y gemessenen Selektivitätskoeffizienten sind in Tabelle 1 genannt.

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 100°C 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

2ü von 8,75 cmVMin. 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 sind ebenfalls in Tabelle 2 genannt.

Tabelle

Ionenarl	Zweites Ion	Zusammensetzung	nach Ionen	Selektivitätskoeffizient	Y
Erstes lon		Erstes Ion	Zweites Ion	Zeolith	2,5
	-Vergl.-Vers.			X	9,2
Natrium	Natrium	100	0	2,8	9,6
Lithium	Natrium	95	5	10,3	4,5
Kalium	Natrium	97	3	10,7	3,6
Rubidium	Natrium	68	^l	5,4	3,4
Cäsium	Natrium	65	35	4,9	4,3
Strontium	Natrium	82	18	4,6	3,7
Cadmium	Natrium	65	35	4,5	*t (.*
Barium	Natrium	66	34	4,8	5,9
Chrom	Natrium	rc	35	Λ C.	3,5
Molybdän	Natrium	66	34	4,8	4,8
Mangan	Natrium	66	34	5,6	9,5
Eisen	Natrium	68	32	5,4	5,5
Nickel	Natrium	93	7	11,2	9,4
Kobalt	Natrium	68	32	6,8	11,5
Ammonium	Kalium	91	9	10,8	11,1
Lithium	Nickel	39	61	12,6	12,3
Lithium	Nickel	45	55	12,3	11,6
Kalium	Lithium	81	19	13,6	10,5
Ammonium	Barium	24	76	13,3	10,6
Kalium	Kobalt	82	18	11,3	8,9
Lithium	Cäsium	92	8	10,5
Lithium	61	39	10,7

i	Fortsetzung	9	27 03 777	10	SelektivitätskoelTizient Zeolith X Y	8,1 9,6
	loncnarl Erstes lon	Zweites lon			10,9 10,1
?: ■■>■ ,:;■	Zusammensetzung nach Ionen Erstes lon Zweites lon
Kalium Magnesium 82 18 Lithium Calcium 43 57 Der Selektivitätskoeffizient K^b _a wird mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet: (Molenbruch von adsorbiertem b

AT* - —

I Molenbruch von adsorbiertem a

j Molenbruch von b in der ins Gleichgewicht gebrachten Flüssigkeit I Molenbruch von α in der ins Gleichgewicht gebrachten Flüssigkeit Hierin steht α für Xylenol und b für Kresol.

Tabelle 2

Versuch

Zeolith

Ausgangsmaterial (Gew.-%)

Entwicklungsmittel

Vorderer Schnitt (Gew.-%)

Hinterer Schnitt

(Gew.-%)

1	Y	o-K resol	(20)	Äthylalkohol	o-Kresol	(1,7)	o-Kresol	(90,6)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(98,3)	2,6-Xylenol	(9,4)
2	Y	o-K resol	(20)	Isopropyl-	o-Kresol	(0,4)	o-Kresol	(93,1)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)	alkohol	2,6-Xylenol	(99,6)	2,6-Xylenol	(6,9)
3	Y	o-K resol	(20)	n-Butylalkohol	o-Kresol	(0,2)	o-Kresol	(98,9)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenoi	(99,8)	2,6-Xylenol	(1,1)
4	Y	o-K resol	(20)	Isoamylalkohol	o-Kresol	(0,2)	o-Kresoi	(98,2)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(99,8)	2,6-Xylenol	(1,8)
5	Y	o-K resol	(20)	n-Hexylalkohol	o-Kresol	(0,3)	o-Kresol	(97,3)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(99,7)	2,6-Xylenol	(2,7)
6	Y	o-K resol	(20)	n-Octylalkohol	o-Kresol	(3,8)	o-Kresol	(90,1)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(96,2)	2,6-Xylenol	(9,9)
7	Y	o-Kresol	(20)	Cyclohexyl-	o-K resol	(22,7)	o-Kresol	(71,5)
	(Lithium)	2,6-Xylenol	(80)	alkohol	2.6-Phenol	(77,3)	2,6-Phenol	(28,5)
8	Y	o-K resol	(20)	n-Butylalkohol	o-Kresol	(0,1)	o-Kresol	(99,1)
	(Natrium-Kalium)	2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(99,9)	2,6-Xylenol	(0,9)
9	Y	o-Kresol	(5)	n-Butylalkohol	o-Kresol	(0,05)	o-Kresol	(22,3)
	(Natrium-Kalium)	m-Kresol	(5)		m-Kresol	(0,03)	m-Kresol	(24,6)
		p-K resol	(5)		p-Kresol	(0,01)	p-Kresol	(24,9)
		Phenol	(5)		Phenol	(0,01)	Phenol	(28,1)
		2,6-Xylenol	(80)		2,6-Xylenol	(99,90)	2,6-Xylenol	(0,1)
10	X	p-K resol	(40)	2-Butanol	p-Kresol	(0,1)	p-K resol	(99,8)
	(Nickelform)	2,6-Xy!eno!	(60)		2,6-Xyleno!	(99,9)	2,6-Xylenol	(0,2)
11	X	p-K resol	(40)	Methyläthyl-	p-Kresol	(0,2)	p-Kresol	(99,8)
	(Nickelform)	2,6-Xylenol	(60)	keton	2,6-Xylenol	(99,8)	2,6-Xylenol	(0,2)
12	X	p-Kresol	(40)	Butyronitril	p-Kresol	(0,02)	p-Kresol	(99,9)
	(Nickelform)	2,6-Xylenol	(60)		2,6-Xylenol	(99,98)	2,6-Xylenol	(0,1)
13	X	p-Kresol	(40)	1-Nitropropan	p-Kresol	(0,3)	p-Kresol	(99,6)
	(Nickelform)	2,6-Xylenol	(60)		2,6-Xylenol	(99,7)	2,6-Xylenol	(0,4)
14	X	m-K resol	(10)	2-Butanol	m-Kresol	(0,4)	m-Kresol	(99,4)
	(Nickelform)	3,5-Xylenol	(90)		3,5-Xylenol	(99,6)	3,5-Xylenol	(0,6)
15	X	m-Kresol	(10)	Methyläthyl-	m-Kresol	(1,1)	m-Kresol	(99,0)
	(Nickelform)	3,5-Xylenol	(90)	keton	3,5-Xylenol	(98,9)	3,5-Xylenol	(UO)
16	X	m-Kresol	(10)	Butyronitril	m-Kresol	(0,3)	m-Kresol	(99,4)
	(Nickelform)	3,5-Xylenol	(90)		3,5-Xylenol	(99,7)	3,5-Xylenol	(0,6)
17	X	m-Kresol	(10)	1-Nitropropan	m-Kresol	(2,3)	m-Kresol	(88,4)
	(Nickelform)	3,5-Xylenol	(90)		3,5-Xylenol	(97,7)	3,5-Xylenol	(12,6)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen aus einem Gemisch aus Xylenolen und Kresolen durch Adsorption mit einem Adsorptionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Adsorption bei Temperaturen von 20 bis 320⁰C und bei einem Druck von atmosphärischem Druck bis 50 kg/cm² an einem Zeolith durchführt, der eine Porengröße von 5,5 bis 15,0 Ä aufweist, dessen Verhältnis Silicium zu Aluminium 0,5 bis 4,5 beträgt und der mindestens eines der Metaile Lithium, Kalium, Cäsium, Rubidium, Calcium, Barium, Strontium, Cadmium, Chrom, Molybdän, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt oder Ammonium als Kation enthält, anschließend mit einem Entwicklungs- oder EIutionsmittel eluiert und schließlich die an Xylenolen angereicherten Fraktionen getrennt auffängt

2. Verfahren zur Abtrennung von Xylenolen von Kresolen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeolith ein Verhältnis Silicium zu Aluminium von mindestens 1 aufweist