PL159870B1 - The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol - Google Patents

The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol

Info

Publication number
PL159870B1
PL159870B1 PL27205988A PL27205988A PL159870B1 PL 159870 B1 PL159870 B1 PL 159870B1 PL 27205988 A PL27205988 A PL 27205988A PL 27205988 A PL27205988 A PL 27205988A PL 159870 B1 PL159870 B1 PL 159870B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
phenol
alkylation
methanol
cresol
Prior art date
Application number
PL27205988A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL272059A1 (en
Inventor
Jozef Wrzyszcz
Jolanta Cmielewska
Zofia Jaworskagalas
Wlodzimierz Kaczmarczyk
Kazimierz Mazur
Wlodzimierz Mista
Original Assignee
Inst Niskich Temperatur I Bada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Niskich Temperatur I Bada filed Critical Inst Niskich Temperatur I Bada
Priority to PL27205988A priority Critical patent/PL159870B1/en
Publication of PL272059A1 publication Critical patent/PL272059A1/en
Publication of PL159870B1 publication Critical patent/PL159870B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

A method of producing a catalyst for the alkylation of phenol with methanol to ortho-cresol, consisting of iron oxide modified with a small addition of other metals, involving the precipitation of components of aqueous solution with excess ammonia, filtering of the precipitate, forming and drying, characterized in that magnetite together with modifying agents is precipitated from equimolar solutions of iron(II) and iron(III) sulphates containing added chromium, silicon, potassium and vanadium in the form of salts.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania katalizatora do alkilacji fenolu metanolem do orto-krezolu, który to katalizator zawiera tlenek żelaza modyfikowany niewielkimi dodatkami innych metali.The present invention relates to a process for the preparation of a catalyst for the alkylation of phenol with methanol to ortho-cresol, the catalyst containing iron oxide modified with small additions of other metals.

Znany sposób wytwarzania katalizatora do syntezy ortokrezolu polega na strącaniu lub współstrącaniu z wodnych roztworów soli metali ich wodorotlenków. Do tego celu zazwyczaj stosuje się wodne roztwory amoniaku, wodorotlenku lub węglanu sodu. We wszystkich znanych sposobach początkowo otrzymuje się wodorotlenek żelaza, który następnie suszy się i kalcynuje. W czasie tych operacji uwodniony tlenek żelaza przekształcany jest w hematyt a-FezCh. Następnie hematyt redukuje się wodorem, metanolem lub mieszaniną reagentów tj. metanolu i fenolu. W wyniku redukcji z hematytu cr-Fe2O3 częściowo powstaje magnetyt Fe3O4, który prawdopodobnie jest aktywnym składnikiem katalizatora. W niektórych przypadkach wysuszoną masę kalcynuje się i formuje w pastylki lub wytłoczki, a następnie impregnuje roztworami odpowiednich soli, wprowadzając tą drogą np. potasowce. Wszystkie te znane metody wytwarzania katalizatorów wymagają stosowania wysokotemperaturowej kalcynacji oraz aktywacji. Ponadto otrzymany katalizator nie jest trwały i jest aktywny dopiero w wysokiej temperaturze. W literaturze znany jest sposób syntezy uwodnionego magnetytu Fe3(O · 4H2O - J.Supniewski - „Preparatyka nieorganiczna11, PWN -1958, strona 587. Syntetyczny magnetyt otrzymuje się przez wytrącanie wodnymi roztworami amoniaku z mieszaniny roztworów siarczanów żelazowego i żelazawego. Tak otrzymany magnetyt ma gruboziarnistą strukturę i jest mało aktywny zarówno stosowany samodzielnie, jak i z dodatkami metalicznymi.The known method of preparing the catalyst for the synthesis of orthocresol consists in the precipitation or co-precipitation of metal salts and their hydroxides from aqueous solutions. For this purpose, usually aqueous solutions of ammonia, sodium hydroxide or carbonate are used. All known methods initially produce iron hydroxide which is then dried and calcined. During these operations, hydrated iron oxide is transformed into hematite a-FezCh. The hematite is then reduced with hydrogen, methanol or a mixture of the reactants, i.e. methanol and phenol. Reduction from cr-Fe2O3 from hematite partially produces magnetite Fe3O4, which is probably the active component of the catalyst. In some cases, the dried mass is calcined and formed into lozenges or extrudates, and then impregnated with solutions of appropriate salts, introducing e.g. All these known methods of producing catalysts require the use of high temperature calcination and activation. Moreover, the obtained catalyst is not stable and is active only at high temperature. The literature knows the method of synthesizing hydrated magnetite Fe3 (O · 4H2O - J.Supniewski - "Inorganic preparation 11 , PWN -1958, page 587. Synthetic magnetite is obtained by precipitation with aqueous ammonia solutions from a mixture of iron and ferrous sulphate solutions. The thus obtained magnetite. it has a coarse structure and is not very active, both when used alone and with metallic additives.

Według wynalazku sposób wytwarzania katalizatora polega na wytrącaniu syntetycznego magnetytu w obecności jonów chromu, krzemu, potasu i wanadu. Magnetyt wraz z modyfikatorami wytrąca się nadmiarem amoniaku z równomolowych roztworów siarczanów żelazowego i żelazawego, zawierających wymienione dodatki w postaci soli. Wytrącony osad sączy się, formuje i suszy.According to the invention, the catalyst preparation method consists in precipitating synthetic magnetite in the presence of chromium, silicon, potassium and vanadium ions. Magnetite and modifiers are precipitated with an excess of ammonia from equimolar solutions of ferrous and ferrous sulphates containing the mentioned additives in the form of salts. The precipitate formed is filtered, formed and dried.

Wytrącanie syntetycznego magnetytu w obecności jonów chromu, krzemu, potasu i wanadu umożliwia uzyskanie produktu o wysokiej aktywności i selektywności w alkilacji fenolu. Wysoka aktywność katalizatora prawdopodobnie spowodowana jest tym, że magnetyt występuje w nim w stanie dużej dyspersji. Z tego też powodu katalizator nie wymaga obróbki termicznej oraz aktywacji lub redukcji. Ponadto katalizator jest aktywny już w temperaturze 553-563K, to znaczy w temperaturze o 60-80K niższej od znanych katalizatorów. Czas efektywnej pracy katalizatora, przy stosowaniu optymalnych parametrów procesu alkilacji, wynosi ponad 2400 godzin bez konieczności regeneracji.The precipitation of synthetic magnetite in the presence of chromium, silicon, potassium and vanadium ions makes it possible to obtain a product with high activity and selectivity in the alkylation of phenol. The high activity of the catalyst is likely due to the fact that magnetite is present in a highly dispersed state. For this reason, the catalyst does not require thermal treatment and activation or reduction. Moreover, the catalyst is active at the temperature of 553-563K, that is at a temperature 60-80K lower than known catalysts. The time of effective work of the catalyst, with the use of optimal parameters of the alkylation process, is over 2400 hours without the need for regeneration.

159 870159 870

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest przykładach wykonania.The subject of the invention is illustrated in the following examples.

Przykład I. Zmieszano roztwór sporządzony z 65 g krystalicznego siarczanu żelazawego w 2500 ml wody z 660 g wodnego roztworu zawierającego 189,4 g siarczanu żelazowego. Do mieszaniny roztworów dodano 4,45 g azotanu chromu oraz stopniowo wprowadzono 2,75 g szkła wodnego. W temperaturze pokojowej wytrącono osad przy użyciu stężonego wodnego roztworu amoniaku do pH = 8. Osad oddzielono i przemyto wodą destylowaną do zaniku jonów SO42-. Zagęszczoną masę uformowano przez wytłaczanie i wysuszono w temperaturze 343K przez 12 godzin, a następnie impregnowano 30 ml roztworu zawierającego 0,8 g KVO3 i ponownie wysuszono w temperaturze 343K przez 14 godzin. Tak przygotowany katalizator posiadał powierzchnię właściwą 71 m2/g.Example 1 A solution made of 65 g of crystalline ferrous sulfate in 2500 ml of water was mixed with 660 g of an aqueous solution containing 189.4 g of ferric sulfate. 4.45 g of chromium nitrate was added to the solution mixture, and 2.75 g of water glass was gradually introduced. The precipitate was precipitated at room temperature with concentrated aqueous ammonia solution to pH = 8. The precipitate was separated and washed with distilled water until the disappearance of SO4 2 - ions. The compacted mass was formed by extrusion and dried at 343K for 12 hours, then impregnated with 30 ml of a solution containing 0.8 g of KVO3 and dried again at 343K for 14 hours. Thus prepared catalyst had a surface area of 71 m 2 / g.

Przykład II. Masę katalizatora przygotowano jak w przykładzie I. Dodano roztwór metawanadanu potasu w ilości, jak w przykładzie I. Wysuszono w tempraturze 383K przez 8 godzin, rozdrobniono i spastylkowano z dodatkiem 2% grafitu. Katalizator ten po kalcynacji w temperaturze 523K przez 10 godzin posiadał chłonność wodną 0,28cm3/g.Example II. The catalyst mass was prepared as in Example 1. Potassium metavanadate solution was added in an amount as in Example 1. Dried at 383K for 8 hours, ground and pelleted with 2% graphite. This catalyst, after calcination at the temperature of 523K for 10 hours, had a water absorption of 0.28 cm3 / g.

Przykład III. Katalizator przygotowano jak w przykładzie II. Przy pastylkowaniu dodano do masy 5% grafitu. Dalej postępowano, jak w przykładzie II. Katalizator ten posiadał wytrzymałość na zgniatanie 560 0,980665 · 102kPa i ścieralność po 1 godzinie 0,8%.Example III. The catalyst was prepared as in Example II. 5% graphite was added to the mass during the pelleting. The next step was as in example 2. This catalyst had a crushing strength of 560 0.980665 · 10 2 kPa and an abrasion resistance of 0.8% after 1 hour.

Dla porównania wykonano katalizator zgodnie z opisem patentowym japońskim nr 80.129235. Z wodnego roztworu zawierającego 202 g azotanu żelazowego i 4,87 g chlorku cyrkonowego wytrącono przy użyciu 25% roztworu amoniaku osad, utrzymując pH — 7. Osad oddzielono i przemyto wodą destylowaną do zaniku jonów NO3. Z wysuszonej masy uformowano katalizator w postaci pastylek, które kalcynowano w temperaturze 723K przez 3 godziny. W ten sposób uzyskano katalizator żelazowy do alkilacji fenolu metanolem do orto-krezolu o stosunku atomowym Fe: Zr 96:4. Jego chłonność wodna wynosiła 0,15 cm3/g, natomiast wytrzymałość na zgniatanie 160 0,980665 · 102kPa i ścieralność po 1 godzinie 4,8%.For comparison, a catalyst was made according to Japanese Patent No. 80,129235. From an aqueous solution containing 202 g of ferric nitrate and 4.87 g of zirconium chloride, a precipitate was precipitated with a 25% ammonia solution, maintaining the pH at 7. The precipitate was separated and washed with distilled water until NO3 disappeared. The catalyst in the form of pellets was formed from the dried mass and calcined at the temperature of 723K for 3 hours. In this way, an iron catalyst for the alkylation of phenol with methanol to ortho-cresol with an atomic ratio of Fe: Zr 96: 4 was obtained. Its water absorption was 0.15 cm3 / g, while the crushing strength was 160 0.980665 · 10 2 kPa and abrasion after 1 hour 4.8%.

Katalizatory z przykładów I, II i III oraz katalizator porównawczy badano w procesie alkilacji fenolu metanolem do orto-krezolu. Wielogodzinne doświadczenia prowadzono w reaktorze pracującym pod ciśnieniem atmosferycznym, w temperaturze 543 do 662K, stosując obciążenie katalizatorów 0,5 V/Vh i mieszaninę reakcyjną fenolu, metanolu i wody o stosunku molowym 1:5 : 1. W przeprowadzonych doświadczeniach po 120 godzinach uzyskano w temperaturze 559 K następujące wydajności orto-krezolu i 2,6-ksylenolu:The catalysts of Examples I, II and III and the comparative catalyst were tested in the process of alkylation of phenol with methanol to ortho-cresol. Experiments lasting many hours were carried out in a reactor operating at atmospheric pressure, at a temperature of 543 to 662K, with a catalyst load of 0.5 V / Vh and a reaction mixture of phenol, methanol and water with a molar ratio of 1: 5: 1. at 559 K, the following yields of ortho-cresol and 2,6-xylenol:

Katalizator w/g przykładu Catalyst according to the example Wydajność orto-krezolu w % obj. Yield of ortho-cresol in% vol. Wydajność 2,6-ksylenolu 2% obj. Yield of 2,6-xylenol 2 vol.% I AND 42,1 42.1 9,1 9.1 II II 45,8 45.8 7,8 7.8 III III 44,2 44.2 8,1 8.1 porównawczy comparative 25,2 25.2 8,0 8.0

Katalizatory porównawczy i II po 350 godzinach pracy pozwalały na uzyskanie w temperaturze 563K odpowiednio 24,3145,6% orto-krezolu. Natomiast po 170 godzinach pracy w optymalnej temperaturze 623K wydajność orto-krezolu w obecności katalizatora porównawczego spadła z 37,8 do 32,2%. Wszystkie katalizatory wytworzone według wynalazku posiadały w tempertaurze poniżej 573K znacznie wyższą aktywność w alkilacji fenolu od katalizatora porównawczego. Katalizator ten dopiero w temperaturze 623K pozwalał na uzyskanie zbliżonej wydajności ortokrezolu (37,8%), ale tworzyło się wtedy także 27,8% 2,6-ksylenolu. Stąd też w miarę upływu czasu pracy wydajność orto-krezolu w obecności tego katalizatora znacznie spada. Natomiast wszystkie katalizatory według wynalazku, dzięki pracy w niskiej teperaturze (poniżej 573K), charakteryzują się niezmienną aktywnością i bardzo długą żywotnością.Comparative and II catalysts, after 350 hours of operation, allowed to obtain 24.3145.6% of ortho-cresol at the temperature of 563K, respectively. However, after 170 hours of operation at the optimum temperature of 623K, the ortho-cresol efficiency in the presence of the comparative catalyst decreased from 37.8 to 32.2%. All the catalysts prepared according to the invention had a significantly higher activity in phenol alkylation at temperatures below 573K than the comparative catalyst. This catalyst only at the temperature of 623K allowed to obtain a similar orthocresol yield (37.8%), but then also 27.8% of 2,6-xylenol was formed. Hence, the yield of ortho-cresol in the presence of this catalyst drops significantly with the passage of time. On the other hand, all catalysts according to the invention, thanks to their operation at low temperature (below 573K), are characterized by constant activity and a very long life.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Sposób wytwarzania katalizatora do alkilacji fenolu metanolem do orto-krezolu, składającego się z tlenku żelaza modyfikowanego niewielkim dodatkiem innych metali, polegający na wytrąceniu nadmiarem amoniaku składników z wodnych roztworów, sączeniu osadu, formowaniu i suszeniu, znamienny tym, że z równomolowych roztworów, siarczanów żelazowego i żelazawego zawierających dodatki chromu, krzemu, potasu i wanadu w postaci soli wytrąca się magnetyt łącznie z modyfikatorami.A method for the preparation of a catalyst for the alkylation of phenol with methanol to ortho-cresol, consisting of iron oxide modified with a small addition of other metals, consisting in precipitating the components with an excess of ammonia from aqueous solutions, filtering the precipitate, forming and drying, characterized in that, from equimolar solutions, ferric sulphates and ferrous materials containing the additions of chromium, silicon, potassium and vanadium in the form of salts, magnetite together with modifiers is precipitated.
PL27205988A 1988-04-22 1988-04-22 The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol PL159870B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL27205988A PL159870B1 (en) 1988-04-22 1988-04-22 The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL27205988A PL159870B1 (en) 1988-04-22 1988-04-22 The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL272059A1 PL272059A1 (en) 1989-10-30
PL159870B1 true PL159870B1 (en) 1993-01-29

Family

ID=20041816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL27205988A PL159870B1 (en) 1988-04-22 1988-04-22 The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL159870B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL272059A1 (en) 1989-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3923694A (en) Methanol synthesis catalyst
US4835132A (en) Catalyst and method of making a precursor for the catalyst
US5407652A (en) Method for decomposing N20 utilizing catalysts comprising calcined anionic clay minerals
US6342538B1 (en) Catalyst for the synthesis of methanol and a method for the synthesis of methanol
CA1208194A (en) Catalyst composition and its use in a process for the production of alcohols from synthesis gas
US4305842A (en) Preparation of improved catalyst composition
CA2152816C (en) The catalytic decomposition of dinitrogen monoxide which is pure or present in gas mixtures
US4511744A (en) Process for producing lower alkylene glycol, catalyst composition used therefor and process for production thereof
CS273633B2 (en) Method of catalysts production on base of complex oxide
US4386017A (en) Preparation of improved catalyst composition
WO2006010904A1 (en) Oxidation process
KR960010775B1 (en) Cerium chloride-chromium oxide catalyst for producing chlorine by oxidation of hydrochloric acid and method for manufacture thereof
US4290923A (en) Rare-earth-manganese oxidation catalysts and process of producing same
PL159870B1 (en) The method of production of a catalyst for alkylation with methanol to orthocresol phenol
US3935128A (en) Copper chromite catalyst and the process for producing it
US4540563A (en) Hydrogen production
EP0014413B1 (en) Process of producing rare earth-manganese oxidation catalysts
JPS60108320A (en) Manufacture of copper-containing solution from copper-containing catalyst composition
JPS5870839A (en) Catalyst for steam reforming of methanol
JPH0366241B2 (en)
PL106850B1 (en) HOW TO MAKE ACRYLIC ACID
JP3317718B2 (en) Catalyst for producing amino compound, method for producing the catalyst, and method for producing amino compound using the catalyst
US4546093A (en) Preparation of catalyst system for the synthesis of 2-6-xylenol
JPS63502255A (en) Improved syngas conversion catalysts, their production and use
EP0051984A1 (en) A method for the production of acrylamide