DEP0001213BA - Verfahren zur Herstellung von Phenol - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Phenol durch Oxydation von Benzol.

Es wurde schon vorgeschlagen, Aluminiumtrichlorid als Katalysator für die Oxydation von Benzol zu Phenol in der flüssigen Phase zu verwenden, vgl. Friedel und Crafts, Comptes rendus 86, 884 (1878). Eine ähnliche Reaktion tritt ein, wenn Fluorwasserstoffsäure anstelle von Aluminiumtrichlorid verwendet wird, vgl. Simons und Mc Arthur, Industrial und Engineering Chemistry 39, 364 (1947).

Gemäss der Erfindung wird Phenol dadurch hergestellt, dass Benzol in Gegenwart eines Dehydratisierungskatalysators mit Hilfe eines Gases oxydiert wird, das freien Sauerstoff enthält.

Beispiele geeigneter Katalysatoren sind: Aluminiumoxyd-Silikagel, Silikagel, Aluminiumoxyd, Aluminiumoxydgel, Porzellanerde, Bentonit, Kaolin, das blaue Oxyd des Wolframs.

Der Katalysator soll keine erheblichen Mengen an freien Alkali enthalten. Die schädliche Wirkung von freiem Alkali in Dehydrati- sierungskatalysatoren ist allgemein bekannt, vgl. "Mechanisms of Contact Catalytic Reactions", Research 1, 281 (1948) und "The Hydrogenation of Furfuraldehyde to Furfuryl Alcohol and Sylvan" in Journal of the Chemical Society 1947, S. 1068. Es ist zweckmässig, den Katalysator vor der Verwendung einer Säurebehandlung zu unterwerfen. Geeignete Säuren, die hierfür in Frage kommen, sind beispielsweise Phosphor- und Fluorwasserstoffsäure.

Ein für das Verfahren gemäss der Erfindung geeigneter Aluminiumoxyd-Silikagel-Katalysator wird wie folgt hergestellt:

1,5 Liter einer wässrigen Lösung, die 750 g Aluminiumnitrat (9 Moleküle Kristallwasser pro Molekül Aluminiumnitrat) enthält, werden zum gleichen Volumen einer wässrigen Lösung von Natriumsilikat Na(sub)2SiO(sub)3 zugesetzt, die 60 g SiO(sub)2 enthält. Diese Lösungen werden vor dem Mischen auf 70° erwärmt. Der Mischung werden unter gutem Umschütteln320 ccm Ammoniaklösung (spez. Gewicht 0,88) zugegeben und dann 20 Liter destilliertes Wasser. Nach 18-stündigem Stehen wird der feste Niederschlag abfiltriert, mit 60 Litern einer Waschflüssigkeit gewaschen, die 134 g Ammoniumchlorid und 250 ccm Ammoniak (spez. Gewicht 0,88) im Liter enthält, nochmals aufgerührt mit weiteren 20 Litern Waschflüssigkeit und erneut filtriert. Waschbehandlung, Aufrühren und Filtrieren werden wiederholt. Der abfiltrierte Niederschlag wird dann mit 60 Litern Waschflüssigkeit gewaschen und in einem Ofen getrocknet. Die Temperatur beträgt darin zunächst 120° und wird schliesslich auf 350° erhöht und hierbei 3 Stunden lang gehalten. Schliesslich wird der feste Stoff mit 2% Graphit gemischt und zu kleinen Formkörpern geformt.

Die Reaktion kann in der flüssigen oder in der Dampfphase durchgeführt werden, wobei als Oxydationsmittel ein Gas verwendet wird, das freien Sauerstoff enthält. Das Verfahren in der flüssigen Phase kann bei Temperaturen durchgeführt werden, die unterhalb der kritischen Temperatur von Benzol liegen, falls unter Anwendung von Druck gearbeitet wird. Die Reaktion kann bei erhöhten Temperaturen erfolgen, die 700° nicht überschreiten, und bei Drucken bis zu 500 Atmosphären. Brauchbare Arbeitsbedingungen liegen bei einer Temperatur zwischen 500 und 600° und einem Druck von 20 bis 30 Atmosphären vor. Im allgemeinen ist festzustellen, dass beim Arbeiten bei höherer Temperatur der Druck gesenkt werden kann. So wird beispielsweise bei einer Temperatur von 500° vorzugsweise unter einem Druck von 20 Atmosphären gearbeitet, während bei einer Temperatur von 700° die Reaktion bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden kann. Obwohl das Verfahren chargenweise, beispielsweise in einem Autoklaven, durchgeführt werden kann, wird es vorgezogen, kontinuierlich zu arbeiten und ein feststehendes Katalysatorbett anzuwenden. Spuren von Wasser oder Olefin können zugegen sein und haben bisweilen eine Verbesserung des Verfahrens zur Folge.

Es ist zweckmässig, das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren derart zu leiten, das ein beträchtlicher Anteil des Benzols nicht umgewandelt wird. Wenn in dieser Weise gearbeitet wird, lassen sich hohe Ausbeuten an Phenol erzielen. Das nicht umgesetzte Benzol wird in diesem Falle zweckmässig wieder in den Prozess zurückgeführt.

Das neue Verfahren hat gegenüber bekannten Verfahren den Vorteil, dass keine korrodierenden Stoffe bei der Reaktion Anwendung finden und, da keine Kombination verschiedener Arbeitsstufen notwendig ist, wie es bisher bei der Herstellung von Phenol und Benzol notwendig war, kein starker Verbrauch an Rohmaterialien stattfindet. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass das Phenol leicht von nicht umgesetzten Benzol getrennt werden kann, beispielsweise durch einfache Destillation.

Claims (3)

1.) Verfahren zur Herstellung von Phenol durch Oxydation von Benzol, dadurch gekennzeichnet, dass Benzol mit Hilfe eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases in Gegenwart eines Dehydratisierungskatalysators oxydiert wird, der keine wesentlichen Mengen an freiem Alkali enthält.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, die jedoch 700° nicht überschreitet, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 500 und 600° und bei einem Druck zwischen 1 und 500 at., vorzugsweise zwischen 20 und 30 at.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein wesentlicher Teil des Benzols bei jedem Durchgang durch den Katalysator nicht umgewandelt wird.