DE625994C

DE625994C - Verfahren zur Herstellung von Cymol und gegebenenfalls Toluol aus Terpenen oder terpenhaltigen Stoffen

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Publication number: DE625994C
Application number: DEB158304D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-11-17
Filing date: 1932-11-15
Publication date: 1936-02-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Cymol und gegebenenfalls Toluol aus Terpenen oder terpenhaltigen Stoffen Wenn man Terpentindämpfe bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 3oo bis 55o° C, über katalytisch wirkende Stoffe, beispielsweise Silber, Platin, Palladium, Nickel, Eisen, leitet, wird Cymol gebildet, wobei auf das Molekül gebildeten Cymols zwei Wasserstoffatome von den Terpenen abgespalten werden. Das sorriit frei gemachte Wasserstoffgas entweicht aus dem Reaktionsapparat während der Dauer der Reaktion. Die erwähnten Katalysatoren sind aber teils zu teuer, um eine wirtschaftliche Verwertung des Verfahrens im praktischen Betrieb zu ermöglichen, teils haben sie nicht die erforderliche Lebensdauer, so daß sie oft regeneriert bzw. ausgewechselt werden müssen, was verhältnismäßig hohe Kosten verursacht. Ein anderer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß sich leicht polymere Produkte bilden.
Es ist bereits bekannt, durch Überleiten von Dipenten, Pinen oder anderen Terpenen in der Hitze über Katalysatoren, wie Fullererde und Kieselgur, Cymol zu gewinnen. Die genannten Katalysatoren haben jedoch den Nachteil, daß bei ihrer Verwendung große Mengen von polymeren Erzeugnissen gebildet werden, wodurch die Ausbeute an Cymol beträchtlich herabgesetzt wird. So erhält man nur eine Ausbeute von a5 °/o Cymol, während 6o °/o polymere Produkte entstehen.
Es hat sich nun gezeigt, daß man bei Verwendung von aktiver Kohle Terpene oder terpenhaltige Stoffe in Cymol mit hoher Ausbeute überführen kann. Ein derartiges Verfahren ist sehr billig durchzuführen. Es .bilden sich keine oder sehr geringe Mengen. von polymeren Produkten. Die aktive Kohle behält ihre Wirkung lange Zeit und ist außerdem sehr billig und auch leicht zu regenerieren. Die Aktivierung bzw. Regenerierung der Kohle, die beispielsweise .in Form von Holzkohle vorliegt, welche in Meilern oder Öfen hergestellt ist, kann nach bekannten Methoden durchgeführt werden, z. B. durch Erhitzen der Kohle mit Luft und Wasserdampf bei der erforderlichen Temperatur.
Der Verlauf der Reaktion bei Verwendung von aktiver Kohle wird ein anderer als bei der Verwendung der obenerwähnten Katalysatoren, da nur eine geringe Menge von Wasserstoffgas aus dem Reaktionsapparat während der Reaktionsdauer entweicht.
Wie oben erwähnt worden ist, muß die Kohle, um die angegebene Wirkung ausüben zu können, aktiv sein. Es ist jedoch nicht erforderlich, die I#!ohle.gründlich zu aktivieren, sondern es- genügt, mit einer oberflächlich aktivierten Kohle zu...arbeitea. Gewöhnliche, unaktivierte Kohle, sei es Holzkohle oder andere Kohle, ist praktisch nicht verwendbar. Auch wenn die verwendete Kohle nur schwach aktiviert ist, geht die Reaktion in der angegebenen Weise vor sieh.
Im folgenden wird an im praktischen Betrieb gewonnenen Beispielen die Durchführung des Verfahrens erläutert. Beispiel i Terpentinöl,. erhalten durch trockene Destillation von Kienholz und enthaltend kleine Mengen von Pinen, wird in Dampfform übergeführt. Die Terpendämpfe werden auf eine Temperatur von 420° C überhitzt und durch einen Apparat geleitet, der mit gewöhnlicher Meilerkohle gefüllt ist, die durch Hindurchleiten von Luft und Wasserdampf bei 60o° C ein wenig aktiv gemacht worden ist. Bei einer Füllung von 54 g dieser Kohle und Überleiten von 1495 g des Terpentinöls in Dampfform werden 1426 g eines Produktes (Jodzahl =:22) erhalten, das 92 % Cymol enthält. Die Ausbeute, gerechnet auf Terpentinöl, beträgt somit 88 %. Die Überhitzung der Terpendämpfe kann gegebenenfalls in dem Reaktionsapparat durchgeführt werden, zu welchem Zweck dieser mit einer Erhit= zungsvorrichtung versehen ist. Beispiel 2 7809 Terpentin51, erhalten als Nebenprodukt bei der Sulfatcellulosekochung (Kochpunkt i70 bis i76° C) und von Pinen befreit, werden in Dampfform über denselben Katalysator wie nach Beispiel r und im übrigen unter denselben Bedingungen geleitet, wobei ein Produkt (Jodzahl = 6) erhalten wird, das 95 0[o Cymol enthält.
Die in dem Reaktionsapparat gebildeten Cymoldämpfe werden abgeleitet und können durch einen Kühler geschickt werden, worauf das gebildete Kondensat aufgesammelt und weiterbearbeitet werden kann.
Wenn man die aktive Kohle mit Silicaten oder Zinkchlorid mischt, die zweclanäßig auf porösen Trägern verteilt sind, so erhält man eine Verringerung der Cymölausbeute, dafür entstehen aber wertvolle Nebenprodukte, wie Toluol und Propylen. Als poröse Träger für die Silicate und das Zinkchlorid können- Bimsstein oder Asbest verwendet werden.
Das entstandene Propylen kann gesammelt und gegebenenfalls auf Propylenglykol, Propylenchlorid, Propylenalkohol, Aceton u. dgl. weiterverarbeitet werden. Aus dem erhaltenen Toluol kann man Benzaldehyd, Benzoesäure, Trinitrotoluol und andere Produkte herstellen. Je nach dem Gehalt des Katalysators an dem einen oder dem anderen Bestandteil entsteht mehr Cymol bzw. Toluol und Propylen.
Das Terpentinöl eignet sich am besten zur Cymolherstellung, wenn man zuerst die Pinenfraktion aus ihm abgetrieben hat. Die Anteile dieser Fraktion verursachen nämlich leicht die Bildung vors polymeren Produkten. ,Die aus dem Terpentinöl nach Abtreiben jener Fraktion, beispielsweise über etwa i60° C, entweichenden Dämpfe werden nachher in der beschriebenen Weise in Cymol bzw. Toluol und Propylen oder Mischungen derselben überführt, während die Pinenfraktion gesammelt und beispielsweise zur Herstellung von Dipenten, künstlichem Kampfer, Terpinhydrat, Terpinöl und anderen Produkten verwendet werden kann.
Das Verfahren nach der Erfindung kann entweder in der Dampfphase bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck oder unter Vakuum oder in der flüssigen Phase unter erhöhtem Druck- und in Gegenwart von Wasserstoff oder einem indifferenten Gas oder von Wasserstoff durchgeführt werden.
Um die Polymerisation zu verhindern, kann man der aktiven Kohle Carbonate oder Hydrate von Kalium,- Natrium oder den alkalischen Erdmetallen beimischen. Ferner kann man der Kohle Säuren zusetzen, beispielsweise Phosphorsäure.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.» i. Verfahren zur Herstellung von Cymol und gegebenenfalls Toluol aus Terpenen oder terpenhaltigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Terpene oder terpenhaltige Stoffe bei - erhöhter Temperatur von etwa 30o bis 55o° C und unter gewöhnlichem oder erhöhtem Druck oder unter Vakuum oder Einwirkung von mehr oder weniger aktiver Kohle ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Terpene, in Dampfform überhitzt, bei Temperaturen von 30o bis 55o° C über mehr oder weniger aktiver Kohle geleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß solche Terpentinöle verwendet werden, aus denen zuvor durch eine Destillation leichtflüchtige Substanzen, wie Pinen, entfernt worden sind. .
4. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator verwendet wird, der durch Mischung von aktiver Kohle mit Silicaten oder mit Zinkchlorid, die zweckmäßig auf porösen Trägern verteilt sind, gebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Kohle mit Carbonaten oder Hydroxyden von Kalium, Natrium oder alkalischen Erdmetallen oder. mit Säuren, wie Phosphorsäure, gemischt wird.