JP3919044B2 - ３，５−ジメチルフェノールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属触媒の存在下での気相中でのイソホロンの触媒的ジメチル化（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｄｉｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ）による３，５−ジメチルフェノールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記の方法に相当する方法が、ドイツ連邦共和国ＤＥ１７６８８７５Ｂ１号公報に記載されており、その方法では、約１３５秒の接触時間の後で粗生成物中に残留イソホロン４〜１７％が見られる。実験室反応器におけるその最長運転時間は、１３５時間であった。前記特許公報記載の方法を、循環ガス加熱−管状反応器を用いて大規模にした場合には、４１秒という比較的短い接触時間でのみ、１５００〜２０００時間という長い反応器運転時間を達成することできることが示されている。前記触媒上の炭素形成による反応器運転時間の更なる短縮を回避するには、新鮮な触媒を用いる必要がある。供給速度を４５０リットル／時間にし、反応温度を５５０℃にし、そして圧力を１０バールにする場合には、粗生成物中の残留イソホロンは約９％である。
【０００３】
粗生成物中のイソホロン濃度が前記のように高い点は、その粗製３，５−ジメチルフェノールを、更なる工程において、結晶化によって精製する場合に、非常に不利であることが分かる。前記のイソホロンを母液中に通過させ、母液を精留して、それらの中に含まれる３，５−ジメチルフェノールを得る。イソホロン及び３，５−ジメチルフェノールは共沸混合物を形成するので、イソホロンの存在は、蒸留の収率を低下させる。収率の低下を回避するためには、３，５−ジメチルフェノール／イソホロン画分に特別な処理を行う必要がある。リーチング（浸出）及び蒸留の後に、３，５−ジメチルフェノールが９６％の純度で得られる。この方法による３，５−ジメチルフェノールの収率は、イソホロンの使用量に対して５５〜６０％の間で変化する。
【０００４】
更に、何回も前記反応器中へ入れて使用した再生触媒の再利用は、問題を引き起こす。なぜなら、例えば、表面領域の増加によって前記触媒の反応性が大きく増加し、そのことによって工程の制御が困難になるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決すべき課題は、長い反応器運転時間、低い残留イソホロン量（３％未満）、それに関連するより高い３，５−ジメチルフェノールの収率、及び触媒使用量の減少を可能とする方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、触媒としての金属又は合金の存在下で、気相中にて、イソホロンの触媒的ジメチル化により、３，５−ジメチルフェノールを製造する方法であって、イソホロン含有プロセス流を、前記触媒を含む反応領域に案内し、前記触媒の反応性が反応領域中で変化し、そして前記プロセス流の温度が前記反応領域間で温度調整されている、前記の製造方法により解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、各反応領域中の触媒の反応性が変化することは、反応器中の各反応領域が、種々の活性度を有する触媒を含んでいることを意味する。種々の程度の触媒反応性は、新鮮な触媒若しくは使用済触媒、又はそれらの混合物を用いることによって得ることができる。好ましい態様の一つでは、前記のプロセス流は、順々に、新鮮な触媒、再生触媒、そしてもう一度新鮮な触媒に案内される。更に、再生触媒を含み、冷却領域によって区切られている２つの反応領域を、新鮮な触媒を含む反応領域の間に配置することができる。
【０００８】
前記のプロセス流は、触媒含有反応領域の間において温度調整され、前記冷却領域中で反応熱を放出する。冷却領域で化学反応を行わず、従って、最終生成物含有プロセス流を更に加熱しないことによって温度調整を達成することができる。
【０００９】
前記の反応は、発熱反応である。反応器としては、循環ガスによって加熱することのできる管状反応器を用いることが好ましい。前記の管状反応器に、触媒充填領域と触媒不在領域とが交互になるように触媒を充填する。適当な触媒は、金属触媒及び合金触媒、例えば鋼合金である。好ましい触媒は、クロム−ニッケル−鋼合金、例えば、合金Ｘ１２ ＣｒＮｉ １８ ９（ＤＩＮ１７００６）である。本発明方法の反応温度は、好ましくは４５０〜６００℃である。
【００１０】
本発明の方法によると、前記の粗生成物は、残留イソホロンを１．５％しか含まない。これは、従来法に対して収率において５％の改良に相当する。運転時間は、２０００時間である。更に、何回か再生し、新鮮な触媒の反応性よりも係数で１０以下で大きい反応性を有する触媒は、運転時間を約６０％まで減少させるという不利をもたらすことなく使用することができる。これは、触媒消費に関して明確にコストを抑える。
【００１１】
以下、実施例によって本発明による方法をより具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
【実施例】
同じ材料のカラムパッキングを有し、クロム／ニッケル鋼合金製の管状反応器を用いた。この反応器への充填は以下のとおりに行った。すなわち、管状反応器中の第一反応領域に新鮮な触媒を配置し、その次に触媒不在領域を続けた。続いて、再生触媒を有する反応領域、触媒不在領域、そして次に再生触媒を有する反応領域を続けた。その反応領域の次に、新鮮な触媒を有する反応領域を直接続けた。
【００１３】
前記反応器の各領域中における再生触媒の活性は、反応器中の新鮮な触媒の活性の約４倍であって、これは、約１８００時間の運転時間に相当する。前記の反応器の容量は、４５０リットルであった。
【００１４】
処理量は、５５２℃及び９．５バールにおいて、１時間当たりイソホロン４５８ｋｇであった。滞留時間は７２秒であり、そして試験期間は１６００時間であった。新鮮な触媒を有する前記領域の有効容量は各々７５リットルであり、再生触媒を有する領域のそれは５６リットルであり、そして触媒不在領域のそれは９４リットルであった。
【００１５】
粗生成物中の残留イソホロンは、１．５％であった。３，５−ジメチルフェノールの収率は、イソホロンの使用重量に関して、６３％であった。

Claims (2)

1. 金属又は合金を含む触媒の存在下で、気相中にて、イソホロンの触媒的ジメチル化により、３，５−ジメチルフェノールを製造する方法であって、イソホロン含有プロセス流を、新鮮触媒を含む反応領域、再生触媒を含む反応領域、及び触媒不在領域を含む反応器に案内し、前記触媒の反応性が反応領域中で変化し、そして前記プロセス流の温度が前記反応領域間で、触媒不在領域における更なる加熱を行なわないことによって、温度調整されている、前記の製造方法。
2. 反応器の入口領域及び出口領域に新鮮触媒を含む反応領域をあてがい、そして前記反応器の中間部分に再生触媒を含む反応領域をあてがう、請求項１に記載の方法。