DE2804537A1 - Verfahren zur katalytischen isomerisierung von o-kresol - Google Patents

Verfahren zur katalytischen isomerisierung von o-kresol

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DE2804537A1 DE19782804537 DE2804537A DE2804537A1 DE 2804537 A1 DE2804537 A1 DE 2804537A1 DE 19782804537 DE19782804537 DE 19782804537 DE 2804537 A DE2804537 A DE 2804537A DE 2804537 A1 DE2804537 A1 DE 2804537A1
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Description

Unser Zeichen; UK 307
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von o-Kresol.
Bei der katalytischen Methylierung von Phenol entstehen häufig in überwiegendem Maß die o-Isomeren, während die anderen Isomeren in geringer Menge erhalten werden. Nun ist aber gegebenenfalls ein hoher Anfall an z. B. m-Kresol erwünscht, und es sind daher Verfahren zur Isomerisierung der o-Verbindungen in die entsprechende m-Verbindung entwickelt worden. Dabei arbeitet man im allgemeinen in Gegenwart von Aluminiumoxiden (OS 19 56 383) oder Aluminiumsilikaten (OS 20 05 153) als Katalysatoren, wobei jedoch neben der Isomerisierung stets in erheblichem Maß eine Disproportionierung eintritt, die im allgemeinen unerwünscht ist.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß man eine Isomerisierung von o-Kresol ohne wesentliche Disproportionierung durchführen kann, wenn man in Gegenwart von bestimmten kristallinen Zeolithen als Katalysator arbeitet. Dementsprechend ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von o-Kresol, dadurch gekennzeichnet, daß man das o-Kresol bei Temperaturen von etwa 350 - 450° C, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, in Gegenwart eines sauer wirkenden kristallinen Aluminiumsilikat-Zeolithen der ZSM-Gruppe mit einer Zusammensetzung im Molverhältnis der Oxide von 1—0,4 M„0: A12O3:5-1OO SiO2:O-6Q H3O umsetzt, wobei M ein Kation η mit einer Valenz η bedeutet.
ORIGINAL INSPECTED
~3~ 280Λ537
Unser Zeichen: UK 307
Die genannten Katalysatoren sind ζ. B. beschrieben in der US-PS 3 702 886, US-PS 3 709 979, der DT-OS 2 213 109, in abgewandelter Form auch in der DT-OS 2 062 570. Von besonderem Vorteil ist das Arbeiten mit ZSM-5-Katalysatoren, wie sie in der US-PS 3 702 886 beschrieben sind.
Die Isomerisierung der Methylphenole kann sowohl in der Gasphase als auch in der Flüssigphase durchgeführt werden. Im Verlauf der Umsetzung erfolgt eine langsame Desaktivierung der Katalysatoren durch Kohlenstoff-Ablagerung. Diese ist beim Arbeiten in der Flüssigphase verzögert, so daß man im allgemeinen eine solche Verfahrensweise vorziehen wird. Diese erlaubt außerdem wesentlich höhere Durchsatzraten als ein Arbeiten in der Gasphase. Vorteilhaft arbeitet man dabei unter erhöhten Drücken von etwa 45-80 bar, insbesondere 50-60 bar. Je nach Bedarf wird der Katalysator durch Verbrennen des abgelagerten Kohlenstoffs mit Luft bei gesteuerten Temperaturen, z. B. 500 C, regeneriert. Er zeigt danach wieder seine volle Aktivität.
Die Isomerisierungen werden bei Temperaturen von etwa 350-450 C, vorteilhaft 380-420° C, vorgenommen, wobei im Verlauf der Umsetzung das Nachlassen der Katalysator-Aktivität durch Erhöhung der Reaktionstemperatur kompensiert werden kann. Temperaturen über etwa 450 C sind nicht zweckmäßig, da dann die Selektivität der Umsetzung absinkt und die Desaktivierung der Katalysatoren/ insbesondere beim Arbeiten in der Gasphase, relativ rasch erfolgt. Im allgemeinen kann eine Selektivität von über 95 % erreicht werden. Die stündliche Durchflußgeschwin digkeit kann beim Arbeiten in der Flüssigphase bis zu etwa 5 1/1 Katalysatorvolumen, vorteilhaft etwa 2,5-2,8 1/1 betragen.
Während sich bei den bisher beschriebenen Verfahren zur Isomerisierung von Alkylphenolen mit Hilfe Von Aluminiumoxid- oder Aluminiumsilikatkatalysatoren stets in erheblichem Maß auch eine Disproportionierung zu Phenol, gegebenenfalls Kresol, und höher
Unser Zeichen: UK
alkylierten Produkten zeigt, tritt überraschenderweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch keine Disproportionierung, sondern nur die gewünschte Isomerisierung auf.
Beispiel 1
100 g o-Kresol wurden zusammen mit 50 g pulverförmiger)! Katalysator ZSM-11 in einen mit Rührwerk versehenen Autoklaven eingebracht. Die Mischung wurde auf 360° C erhitzt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Das nach, dem Erkalten erhaltene Reaktionsgemisch hatte folgende Zusammensetzung:
Phenol 4,4 Gew.%
o-Kresol 33,3 Il
m-Kresol 42,3 Il
p-Kresol 15,6 "
2,5-Xylenol 1,5 Il
2,4-Xylenol 1,2 Il
2,6-Xylenol 0,4 Il
3,4-Xylenol 0,9 Il
Trimethylphenole 0,4 "
Beispiel 2
150 ml des zu 4 mm-Pellets verarbeiteten Zeoliths ZSM-5 wurden in einen elektrisch beheizbaren Rohrreaktor eingebracht. Nachdem die Reaktionszone im Stickstoffstrom auf 440° C aufgeheizt war, wurde o-Kresol mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit 0,2 1/1 Katalysator · h über den Katalysator geleitet. Zusammensetzung des erhaltenen Produktes: Phenol 1,5 Gew.%
o-Kresol 47,5 " m-Kresol 35,1 " p-Kresol 14,4 " 2,5-Xylenol 0,7 2,4-Xylenol 0,4 2,6-Xylenol 0,2 2,3-Xylenol 0,1 " 374-Xylenol 0,1 " Raum-Zeit-Ausbeute m/p-Kresol: 0,1 kg/l*h
9O9S32/O124
Unser Zeichen: UK
Beispiel 3
50 ml eines ZSM-5-Katalysators wurden in Form von 4-mm-Pellets in einen senkrecht angeordneten, elektrisch beheizbaren druckfesten Rohrreaktor eingebracht. Um eine gleichmäßige Füllung des Reaktors mit Flüssigkeit zu gewährleisten, wurde das Einsatzprodukt von unten nach oben durch den Reaktor gepumpt. Es wurde bei einer Temperatur von 3 80° C und unter einem Druck von 60 bar o-Kresol mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit von 2,8 1/1 Katalysator · h zur Umsetzung gebracht.
Das erhaltene Umsetzungsprodukt besaß folgende Zusammensetzung:
Phenol 1,3 Gew.% o-Kresol 59,0 " m- " 28,3 p- " 10,1 2,5-Xylenol 0,3 " 2,4- " 0,2 " 2,6- " 0,4 3,4- " 0,4 Raum-Zeit-Ausbeute m/p-Kresol: 1,08 kg/l*h
Beispiel 4
In der in Beispiel 3 beschriebenen Apparatur wurde o-Kresol mit einer Raumströmungsgeschwindigkeit von 2,5 1/1 Katalysator-h bei 420° C und 60 bar über einem Zeolithen des Typ ZSM-12 umgesetzt. Das erhaltene Umsetzungsgemisch bestand aus: Phenol 3,9 Gew.% 53,4 "
o-Kresol
2,5-Xylenol
27,7 11,1 1,1 1,1 0,6 0,5 0,4
Trimethy!phenole 0,2 .Gew.% Raum-Zeit-Ausbeute m/p-Kresoi:
0,97 kg/l-h
909832/012A

Claims (2)

Wesseling, 31. Januar 1978 Unser Zeichen: UK 307 Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von o-Kresol Patentansprüche:
1) Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von o-Kresol, dadurch gekennzeichnet, daß man das o-Kresol bei Temperaturen von etwa 350-450° C, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, in Gegenwart eines sauer wirkenden kristallinen Aluminiumsilikat-Zeolithen der ZSM-Gruppe mit einer Zusammensetzung im Molverhältnis der Oxide von 1—0,4 M2O: Al3O3:5-100 SiO2:O-6O H3O umsetzt, wobei M ein η Kation mit der Valenz η bedeutet.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeolith eine Zusammensetzung von 0,9-0,2 Na3O^l2O3: 5-100 SiO2:O-4O H2O besitzt.
909832/012A
ORIGINAL INSPECTED
DE2804537A 1978-01-03 1978-02-03 Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von o-Kresol Expired DE2804537C2 (de)

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