JPH0859529A - フェノールの精製方法 - Google Patents
フェノールの精製方法Info
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Abstract
が可能で安定のある触媒を用いるフェノールの精製方法
を提供する。 【構成】 フェノールを不均一な結晶性の触媒に常圧あ
るいは液体フェノールの圧力に合致した圧力において高
温で接触させ、有機の微量不純物をフェノールから除去
する精製方法。触媒としてブタンクラッキング反応中に
求めた酸性度が10(KA cm3 /min* g>10)
より大きいゼオライト触媒が好ましく用いられる。
Description
関し、特にクメン法によるフェノール及びアセトンの同
時生産において生産されるフェノールの精製方法に関す
る。
成物の蒸留後にフェノールはなお、例えば蒸留のような
慣用の方法では除去困難なメシチルオキサイド、アルフ
ァ−メチルスチレン、2−メチルベンゾフランおよびそ
の他のカルボニル化合物のような有機化合物の不純物を
含有している。そのようなフェノールは色安定性が低い
ので、これらの不純物は市販のフェノールの品質を低下
させている。
公知の方法は「技術」報告書、「合成アルコールのUf
aプラント用のイオン交換樹脂KY−2、KY−2−8
γcによるフェノール精製方法の開発」ギプロカウチュ
ク( Giprokauchuk )ノボクイビシェフスク( Novokuibys
hevsk ) 、1986年、86頁が示すフェノールをイオ
ン交換樹脂とに接触させることに基づいている。この方
法の欠点は樹脂利用温度範囲が狭いこと(50−130
℃)、触媒粒の回収不可能な破壊による短い使用寿命並
びに使用済み樹脂の利用問題である。
許3,029,294はアルミノシリカ触媒を使用する
フェノールの不純物精製法を記載している。これらの方
法の欠点は触媒活性の低さであり、従って、長い接触時
間(4−8時間)並びに1種ごとの不純物成分の選択的
精製である(2−メチルベンゾフランの除去については
3,454,653、またヒドロキシアセトンの除去に
ついては3,029,294)。
な再生がかのうであって、高い機械的強度および長い触
媒寿命を示し、かつ安定性を有するフェノールの不純物
精製用の高活性触媒を開発することである。
ストリ(Rastlli)著、カナディアン ジャーナ
ル オブ ケミカル エンジニアリング(Can.Jo
urnal of Chem.Eng.)1982年、
60巻、44ー49頁に記載されているようなブタンの
クラッキング法によって測定されたあるレベルの酸度に
特徴を有する不均一ゼオライト触媒を使用してフェノー
ルを精製することによって達成された。KA >10(K
A はブタンの一次反応速度定数cm3 /min* gであ
る)の全てのゼオライトを液相中での接触的フェノール
精製のための触媒として使用することができる。
ite Association )の分類により、FAU(ゼオライト
X、Y)、MFI(例えば、ZMS−5)、MOR(モ
ルデナイト)、MAZ(オメガ)、BEA(ベータ)、
FER(フェリエライト)などという記号付きのゼオラ
イトの使用が好ましい。これらゼオライトは結合剤(酸
化アルミニウム、シリカゲル、アルミノけい酸塩あるい
はアルミノ燐酸塩)と一緒にあるいは結合剤無しで使用
することができる。KA =50−80cm3 /min*
gの値、かつ3より大きなSi/Al比を持つアルミノ
けい酸塩結合剤を有するY−タイプのゼオライトを使用
することが好ましい。好ましくは、ナトリウム、カリウ
ムおよび他のアルカリ剤のそれらの酸化物に基づく濃度
は2重量%以上ではなく、更に好ましくは0.3重量%
より多くない。中程度のあるいは大きな細孔を有するゼ
オライトを使用することが好ましい。ゼオライトの細孔
は直径0.4nmより大きな範囲になくてはならない。
最も好ましいゼオライトはYおよびモルデナイトのよう
な大きな細孔(>0.6nm)を有するゼオライトであ
る。
れ、かつ不純物ヒドロキシアセトン、メシチルオキサイ
ド、アルファメチルスチレン、2−メチルベンゾフラン
およびその他のカルボニル化合物を含有し、ただし水を
含有していない(水含有量が1重量%、より好ましくは
0.1%より少ない)フェノールを約120と250℃
との間の温度(好ましくは180−200℃)および空
間速度0.1−3.5hr-1(好ましくは0.8−1.
2hr-1)でゼオライトと接触させる。
ロキシアセトン、アルファメチルスチレンおよびその他
のカルボニル化合物のような不純物を90%以上転化す
ることが見出された。前記の不純物は触媒および精製条
件の効果で縮合製品に転化され、その結果これら不純物
はその後の精留によってフェノールから分離され、かつ
その他の重質成分、いわゆる「フェノールタール」と一
緒にこのプロセスから除去することができる。高い空間
速度(0.8hr-1超)では、フェノールから蒸留によ
って容易に除去できる量への2−メチルベンゾフランの
濃度の増加が見られた。低い空間速度(0.8hr-1未
満)および高温(200℃超)では、2−メチルベンゾ
フランの濃度の減少(転化率は50%より小さい)が見
られた。ゼオライトの活性中心の酸性度は希土類元素
(例えばランタンなど)によって安定化されている。こ
のことにより触媒は精製するフェノール中の小さい分子
の不純物の含有率が高くても長時間にわたって安定に用
いられる。前記の触媒の使用寿命は3年より短くはな
い。
これらの実施例は本発明および特許請求の範囲を限定す
るものではなく、フェノール精製のために適した多数の
タイプのゼオライト触媒の使用を説明するものである。 実施例1 アセトン21ppm、ヒドロキシアセトン(HA)66
ppm、メシチルオキサイド(MO)217ppm、ア
ルファメチルスチレン(AMS)1304ppm、2−
メチルベンゾフラン(2−MBF)236ppmおよび
その他のカルボニル化合物(CC)35ppmを含有す
るフェノールを1500mmの長さ、30mmの内径を
有する反応器パイプを通じて汲み上げた。その反応器は
アルミノけい酸塩の結合剤を有する触媒(Y−タイプの
ゼオライト)950mlで充填されていた。Yタイプの
ゼオライトはゼオライト含有量16%、アルミニウム酸
化物含有量9.7%、けい素酸化物含有量86.1%、
ナトリウム酸化物0.3%、稀土類元素酸化物含有量
2.9%、細孔の比容0.51cm3 /g、KA 値で求
めた酸性度は70cm3 /min* gであった。反応は
140℃、常圧、空間速度0.3hr-1で行なわれた。
触媒使用の後の、フェノールの純度をガスクロマトグラ
フィー(GC)で求めた。分析用の試料は毎時採取し
た。実験時間は5時間である。精製後のフェノールの組
成は以下のとおり(平均値)。
3.5hr-1であった。精製前のフェノールの組成は以
下のとおりである。 5ppm アセトン 96ppm HA 53ppm OM 1106ppm AMS 214ppm 2−MBF 精製後のフェノールの組成は以下のとおりである。
℃、空間速度は0.1hr-1であった。精製前のフェノ
ールの組成は以下のとおりである。
3.5hr-1であった。精製前のフェノールの組成は以
下のとおりである。
およびメシチルオキサイド、アルファメチルスチレンお
よび2−メチルベンゾフランの転化率の変化を説明す
る。
先ず250℃の窒素気流中で焼成した。焼成時の重量減
少は2重量%であった。実験結果を以下の表に示す(表
1参照)
る。
1043時間連続して稼動させた。温度は115℃から
190℃の範囲で変化させ、空間速度は0.4ないし
3.75hr-1で変化させた。大気圧あるいは液体フェ
ノールの状態に適した圧を使用した。その結果を表2に
示す。
の最高および最低値を括弧内に示した。 実施例7 実施例1−4と同様の方法で実験を行なった。ただし以
下の特性値を有する触媒を使用した。アルミノけい酸塩
結合剤を有するY−タイプのゼオライトであって、ゼオ
ライト含有量7%、アルミニウム酸化物含有量8.9
%、けい素酸化物含有量85%、ナトリウム酸化物含有
量0.3%、稀土類元素酸化物含有量1.5%、細孔の
比容0.5cm3 /g。KA 値=50cm3 /min*
gのものである。その結果を表3に示す。
イトXおよびモルデナイト、H型のMFIおよびフェリ
エライトを使用した。使用したゼオライトのK A 値で示
す酸性度は30−90cm3 /min* gの範囲内であ
る。ゼオライト−モルデナイトにはアルミニウもマンガ
ンも添加しない。
合剤付きのゼオライトを使用した。アルミノけい酸塩を
結合剤として(けい素酸化物70重量%、酸化アルミニ
ウム含有量30重量%)を使用した。ゼオライト含有量
は10重量%である。その結果を表5に示す。
し空間速度は8hr-1であった。精製前のフェノールの
組成は以下のとおりである。 3ppm アセトン 30ppm OM 1396ppm AMS 82ppm 2−MBF 精製後にはフェノールは以下の化合物を含有していた。 a)140℃ 16ppm OM (転化率 47%) 17ppm AMS (転化率 99%) 60ppm 2−MBF(転化率 27%) b)250℃ 13ppm OM (転化率 53%) 21ppm AMS (転化率 98%) 49ppm 2−MBF(転化率 40%) 実施例11 (比較例、触媒はけい素酸化物50%、アルミニウム酸
化物42%、ナトリウム酸化物2%を含有する。残りの
成分の含有量は実施例1に合致している) 実施例1、2、3、4の条件 フェノール組成 96ppm OM 80ppm AMS 241ppm 2−MBF 100ppm HA 53ppm CP 精製の結果を表6に示す。
し温度は300℃であった。精製前のフェノール組成 21ppm アセトン 46ppm OM 142ppm AMS 218ppm 2−MBF 以下の不純物が精製後のネフォール中に検出された。 a)空間速度0.3hr-1 3ppm OM (転化率 94%) 4ppm AMS (転化率 97%) 391ppm 2−MBF(増加率 57%) b)空間速度3.5hr-1 4ppm OM (転化率 91%) 5ppm AMS (転化率 96%) 391ppm 2−MBF(増加率 79%) 高温でこの操作を行なうことに特に長所は無く、エネル
ギーの要求が増加していることをこの実施例は示してい
る。GC分析は約2000ppm量の高い縮合生成物の
存在を示した。140−200℃においては、この生成
物は生じない。このことは僅かの量のフェノールの損失
に繋るであろう。
Claims (14)
- 【請求項1】 活性を増大し、触媒寿命を延長し、かつ
再生の可能性を持たせるために、フェノールを不均一な
結晶性の触媒に常圧あるいは液体フェノールの圧力に合
致した圧力で接触させ、かつ高い温度を使用することを
特徴とする有機の微量不純物をフェノールから除去する
精製方法。 - 【請求項2】 ゼオライトが触媒である請求項1に記載
の方法。 - 【請求項3】 ブタンクラッキング反応において求めた
ゼオライト触媒の酸性度が10(KA cm3 /min*
g>10)より大きい請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 ゼオライト触媒がゼオライトX、Y、モ
ルデナイト、BETA、MFI、フェリエライトタイプ
から成るグループから選択される請求項2に記載の方
法。 - 【請求項5】 触媒中のナトリウム、カリウムおよびそ
の他のアルカリ金属剤の含有量がそれらの酸化物に基い
て2重量%を超えない請求項2に記載の方法。 - 【請求項6】 稀土類元素が0ないし5重量%量存在す
る請求項2に記載の方法。 - 【請求項7】 触媒中のゼオライト濃度が5ないし10
0重量%である請求項2に記載の方法。 - 【請求項8】 触媒の細孔の大きさが直径0.4nmよ
り大きい請求項2の方法。 - 【請求項9】 不飽和化合物からの精製の程度が90%
より小さくない請求項2に記載の方法。 - 【請求項10】 2−メチルベンゾフランを除くための
精製は0.8hr-1より大きな空間速度では蒸留によっ
てフェノールから容易に除去可能なレベルにまで2−メ
チルベンゾフランの量を増加させ、0.8hr-1より小
さい空間速度および200℃より高い温度では2−メチ
ルベンゾフラン量を50%より多くない量に減少させる
請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 工程を温度120ないし250℃で行
なう請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 工程を空間速度0.1ないし3.5h
r-1で行なう請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 工程を1重量%より小さくないフェノ
ール中の水含有量出行なう請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 フェノールとフェノール中に含まれて
いる不純物が液相にある1ないし10気圧の圧力におい
て触媒と接触する請求項1に記載の方法。
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