DE3035482C2 - - Google Patents
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von
para-Kresol aus einem Gemisch von Kresol-Isomeren durch
a) Behandlung des Gemisches unter Adsorptionsbedingungen mit einem Zeolith vom Faujasit-Typ, der mindestens ein Metallkation der I. Hauptgruppe und/oder II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente enthält, und
b) Behandlung des Zeoliths unter Desorptionsbedingungen mit Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen zur Desorption des adsorbierten para-Kresols.
a) Behandlung des Gemisches unter Adsorptionsbedingungen mit einem Zeolith vom Faujasit-Typ, der mindestens ein Metallkation der I. Hauptgruppe und/oder II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente enthält, und
b) Behandlung des Zeoliths unter Desorptionsbedingungen mit Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen zur Desorption des adsorbierten para-Kresols.
Daß Alkylphenol-Isomere mit Hilfe von Zeolith-Adsorptionsmitteln
getrennt werden können, ist gut bekannt aus der japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 5155/62 und der entsprechenden US-PS 30 14 078 und den japanischen
Offenlegungsschriften 26 831/76, 1 08 025/76 und 93 725/77 und den entsprechenden DE-OS 26 06 276 und DE-OS 27 03 777. Als
Desorptionsmittel zur Verwendung bei diesen Trennvorgängen
sind Phenole und Alkohole bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zum
Abtrennen von p-Kresol unter Verwendung eines
neuen Desorptionsmittels zur Verfügung zu stellen, welches bemerkenswerte Wirksamkeit
zur Abtrennung und Wiedergewinnung von p-Kresol
aus einem Gemisch von Kresol-Isomeren hat, wobei dieses
Verfahren kontinuierlich unter wechselweiser Wiederholung der
Adsorptions- und Desorptionsstufen durchgeführt werden kann.
Andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung sind aus der
nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung
von para-Kresol aus einem Gemisch von Kresol-Isomeren durch
a) Behandlung des Gemisches unter Adsorptionsbedingungen mit einem Zeolith vom Faujasit-Typ, der mindestens ein Metallkation der I. Hauptgruppe und/oder II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente enthält, und
b) Behandlung des Zeoliths unter Desorptionsbedingungen mit Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen zur Desorption des adsorbierten para-Kresols, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Desorptionsmittel ein aliphatisches Keton der allgemeinen Formel R₁-CO-R₂, worin R₁ und R₂ jeweils für Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen stehen, gegebenenfalls im Gemisch mit einem geradkettigen aliphatischen C₄- bis C₆-Alkohol bei einem Gewichtsverhältnis von aliphatischem Keton zu aliphatischem Alkohol im Bereich von 1 : 20 bis 20 : 1 einsetzt.
a) Behandlung des Gemisches unter Adsorptionsbedingungen mit einem Zeolith vom Faujasit-Typ, der mindestens ein Metallkation der I. Hauptgruppe und/oder II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente enthält, und
b) Behandlung des Zeoliths unter Desorptionsbedingungen mit Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen zur Desorption des adsorbierten para-Kresols, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Desorptionsmittel ein aliphatisches Keton der allgemeinen Formel R₁-CO-R₂, worin R₁ und R₂ jeweils für Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen stehen, gegebenenfalls im Gemisch mit einem geradkettigen aliphatischen C₄- bis C₆-Alkohol bei einem Gewichtsverhältnis von aliphatischem Keton zu aliphatischem Alkohol im Bereich von 1 : 20 bis 20 : 1 einsetzt.
Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Grundlegende Verfahrensschritte zur Abtrennung von p-Kresol
aus einem Gemisch von Kresol-Isomeren
mit Hilfe einer kontinuierlichen Absorptions-Trennmethode
umfassen die folgenden Adsorptions- und Desorptionsstufen:
- (1) In der Adsorptionsstufe wird eine Beschickung, die ein Gemisch von Kresol-Isomeren enthält, mit einem Adsorptionsmittel in Kontakt gehalten, das vorher einer Desorptionsstufe, die nachstehend in (2) beschrieben wird, unterworfen wurde, wobei die leichter adsorbierbare Komponente der Beschickung selektiv adsorbiert wird, während der Teil des Desorptionsmittels, der in dem Adsorptionsmittel verblieben ist, ausgetrieben wird. Gleichzeitig wird die selektiv weniger adsorbierbare Komponente der Beschickung in Form eines Raffinatstroms zusammen mit dem Desorptionsmittel gewonnen.
- (2) In der Desorptionsstufe wird die selektiv adsorbierte Komponente mit Hilfe des Desorptionsmittels aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben und wird als Extraktstrom gewonnen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, sollte
das für das adsorptive Trennverfahren verwendete Desorptionsmittel
die Funktion ausüben, die selektiv adsorbierte Komponente
in der Desorptionsstufe aus dem Adsorptionsmittel auszutreiben,
und es ist selbstverständlich, daß das Desorptionsmittel
selbst in der nachfolgenden Adsorptionsstufe durch die
leichter selektiv adsorbierbare Komponente der Beschickung
ausgetrieben werden muß, damit das Adsorptionsmittel kontinuierlich
in einem zyklischen Verfahren angewendet werden kann.
Zusätzlich besteht eine noch wichtigere Eigenschaft, die für ein
Desorptionsmittel zu fordern ist, darin, daß es wirksam zur
Erhöhung der adsorptiven Selektivität innerhalb der Gruppe
der Kreseol-Isomeren sein sollte. Das heißt, die Adsorptionsstufe
und Desorptionsstufe bei der adsorptiven Trennung
eines Gemisches von Kresol-Isomeren wird stets in Gegenwart
eines Desorptionsmittels durchgeführt; wenn daher die
adsorptive Selektivität innerhalb der Gruppe der Kresol-
Isomeren durch das Desorptionsmittel erhöht wird, so kann die
adsorptive Trennung in wirksamerer Weise durchgeführt werden.
Die adsorptive Selektivität innerhalb der Kresol-Isomeren
kann durch den Selektivitätswert α nach folgender Gleichung (1)
ausgedrückt werden:
Wird die selektiv adsorbierte Komponente, d. h. p-
Kresol, unter den Kresol-Isomeren als A bezeichnet und eine
schwierig zu adsorbierende Komponente, beispielsweise m-Kresol,
als B bezeichnet, so ist vorzugsweise der Wert α A/B so hoch
wie möglich.
Ein niederer Wert α A/B erfordert eine große Menge des Adsorptionsmittels
bei der adsorptiven Trennung der Kresol-
Isomeren, erniedrigt die Ausbeute der gewünschten Komponente
pro Einheitsmenge des Adsorptionsmittels und erhöht die
Energiekosten. Ein niederer Wert α A/B ist daher nicht nur
unwirtschaftlich, sondern macht es manchmal auch unmöglich,
die herzustellende Verbindung in der gewünschten Reinheit
zu erhalten. Es ist daher sehr wichtig, ein Desorptionsmittel
in der Weise auszuwählen, daß hohe Trennwirksamkeit in seiner
Gegenwart erreicht wird, anders ausgedrückt, daß der in
Gegenwart des Desorptionsmittels gemessene Wert α A/B einen
höheren Wert ergibt.
Wie vorstehend festgestellt wurde, muß darüber hinaus das
Desorptionsmittel befähigt sein, in der Desorptionsstufe die
an dem Adsorptionsmittel selektiv adsorbierte Komponente
p-Kresol auszutreiben, und das Desorptionsmittel
selbst, welches in der Desorptionsstufe an dem Adsorptionsmittel
adsorbiert wird, muß die Fähigkeit haben, in der Adsorptionsstufe
mit Hilfe der leicht selektiv adsorbierbaren
Komponente der Beschickung, p-Kresol, ausgetrieben zu
werden, so daß das Adsorptionsmittel kontinuierlich in zyklischer
Weise angewendet werden kann. Anders ausgedrückt, ist es
wünschenswert, daß das Desorptionsmittel und die selektiv adsorbierte
Komponente, d. h. p-Kresol, sich im Hinblick auf das
Adsorptionsvermögen sehr ähnlich; d. h., ein wünschenswertes
Desorptionsmittel ist ein Desorptionsmittel, das zu
einem Selektivitätswert der selektiv adsorbierten Komponente
A in der nachstehenden Gleich, α A/D, führt, der 1 möglichst
nahekommt:
Ein Wert α A/D, der größer als 1 ist, würde eine große Menge
des Desorptionsmittels zum Austreiben der selektiv adsorbierten
Komponente aus dem Adsorptionsmittel in der Desorptionsstufe
erfordern, die Konzentration der selektiv adsorbierten Komponente
in dem Extrakt erniedrigen und eine Erhöhung der Energiekosten
zur Wiedergewinnung der selektiv adsorbierten Komponente
aus dem Extrakt durch Destillation verursachen und ist somit
unwirtschaftlich.
Wenn der Wert α A/D nahe bei Null liegt, ist es schwierig, das
Desorptionsmittel durch die selektiv adsorbierbare Komponente
in der Adsorptionsstufe zu verdrängen, so daß die zur selektiven
Adsorption zur Verfügung stehenden Poren des Zeoliths durch
eine größere Menge des Desorptionsmittels besetzt werden können,
wodurch die Trennwirkung für Kresol-Isomere verschlechtert
wird.
Es ist selbstverständlich, daß wünschenswerte Desorptionsmittel
befähigt sein sollen, mit Hilfe von üblichen Destillations-
Trennmethoden von Kresol abgetrennt zu werden und daß sie
chemisch beständig sein sollen.
Die erfindungsgemäßen Desorptionsmittel erfüllen alle vorstehend
erwähnten Forderungen für ein Desorptionsmittel und
sind Alkoholen, die bisher als beste Desorptionsmittel angesehen
wurden, überlegen.
Als erfindungsgemäße Desorptionsmittel werden aliphatische
Ketone
der allgemeinen Formel R₁-CO-R₂ verwendet, in der R₁ und R₂ jeweils eine
C₁- bis C₃-Alkylgruppe bedeutet, und besonders bevorzugt unter
diesen Verbindungen werden Diäthylketon, Methyl-n-propylketon
und Methyl-iso-propylketon.
Diese aliphatischen Ketone können für sich allein als Desorptionsmittel
verwendet werden oder in Kombination mit einem anderen
Desorptionsmittel eingesetzt werden; sie können außerdem
im verdünnten Zustand mit einem Verdünnungsmittel wie einem
Paraffin, Cycloparaffin oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff
angewendet werden. Speziell Desorptionsmittel, die aus
einem aliphatischen Keton und einem aliphatischen Alkohol bestehen,
bewirken einen synergistischen Effekt, der bei ihrer
Einzelverwendung nicht erreicht werden kann. Als aliphatische
Alkohole werden geradkettige C₄- bis C₆-Alkanole, wie n-Butanol,
n-Pentanol und n-Hexanol, eingesetzt.
Das Mischungsverhältnis von Alkohol zu Keton
liegt im Bereich von
1 : 20 bis 20 : 1 und insbesondere von 1 : 5 bis 5 : 1. Das
optimale Verhältnis sollte jedoch in Abhängigkeit von den
Eigenschaften des verwendeten Zeolith-Adsorptionsmittels eingestellt
werden.
Das erfindungsgemäß zu trennende Gemisch von Kresol-Isomeren ist
ein Gemisch, welches para-Kresol als wesentlichen Bestandteil und
darüber hinaus meta- und/oder ortho-Kresol enthält.
Als Adsorptionsmittel zur Anwendung bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren eignen sich
Zeolithe vom Faujasit-Typ, die ein oder mehr Kationen
von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems
der Elemente enthalten. Besonders bevorzugt wird Kalium enthaltender
Faujasit. Besonders bevorzugt werden Zeolithe, die
zwei Arten von Kationen enthalten, wie Kalium-Strontium und
Kalium-Barium.
Das adsorptive Trennverfahren gemäß der Erfindung wird bei
einer Temperatur im Bereich von 0° bis 350°C, vorzugsweise
Raumtemperatur bis 250°C und unter einem Druck im Bereich von
Atmosphärendruck bis 40 bar, vorzugsweise von etwa Atmosphärendruck
bis 30 bar durchgeführt.
Das erfindungsgemäße adsorptive Trennverfahren kann sowohl in
der Dampfphase als auch in der flüssigen Phase durchgeführt
werden, es ist jedoch zu bevorzugen, die Flüssigphasentrennung
bei niederer Temperatur anzuwenden, um unerwünschte Nebenreaktionen
der Beschickung oder des Desorptionsmittels zu unterdrücken.
Bei der adsorptiven Trennung eines Gemisches von Alkylphenol-
Isomeren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich,
wenn Kresol als Ausgangsmaterial verwendet wird, welches mit
Hilfe des sogenannten Cymol-Verfahrens hergestellt wurde, p-
Kresol in hoher Reinheit aus dem Extrakt und hochreines m-
Kresol aus dem Raffinat zu gewinnen, da in diesem Ausgangsmaterial
o-Kresol nur in geringer Menge vorliegt. Im Fall eines
Ausgangsgemisches aus Alkylphenol-Isomeren, die drei oder mehr
Isomere oder andere Verunreinigungen enthalten, ist die Entscheidung,
ob die Substanz mit mittlerem Adsorptionsvermögen
auf die Seite des Extraktes oder auf die Raffinatseite geleitet
wird, davon abhängig, ob die Substanz mit dem stärksten Adsorptionsvermögen
oder die Substanz mit dem schwächsten Adsorptionsvermögen
abzutrennen und als Produkt zu gewinnen ist.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Darin bedeutet Fig. 1 eine schematische Darstellung und Fließdiagramm,
welches eine spezifische Ausführungsform der Erfindung
verdeutlicht. In dieser Figur ist eine Festbettvorrichtung
mit Verbindungsleitungen für Gegenstrom-Prozesse gezeigt.
Nachstehend wird diese zur Veranschaulichung gewählte spezifische
Ausführungsform ausführlicher und speziell beschrieben.
Die in
dieser Ausführungsform verwendete Vorrichtung umfaßt drei
Zonen, wobei 1 eine Desorptionszone, 2 eine Rektifikationszone
und 3 eine Adsorptionszone bedeuten.
In der Desorptionszone wird eine an einem Adsorptionsmittel
selektiv adsorbierte Komponente durch ein Desorptionsmittel
verdrängt und strömt zusammen mit dem Desorptionsmittel ab.
Ein Anteil des Stroms, der das aus der Desorptionszone herausgeströmte
Adsorbat enthält, wird als Produktstrom des Adsorbats
aus dem System entnommen, während der verbleibende
Anteil als Rückfluß in die Rektifikationszone eingeleitet wird.
In der Rektifikationszone wird dieser Rückfluß im Gegenstrom
mit einem scheinbaren Strom des Adsorptionsmittels in Kontakt
gebracht, um die Reinheit des Produktes zu verbessern. In der
Adsorptionszone wird das Adsorbat selektiv aus dem Ausgangsgemisch
adsorbiert, während der das Desorptionsmittel enthaltende
Raffinatstrom entnommen wird. Die Desorptions-, Rektifikations-
und Adsorptionszone bestehen jeweils aus mehreren
mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel beschickten Adsorptionskammern,
wobei die Adsorptionskammern durch ein offenes/geschlossenes
Ventil miteinander verbunden sind, wobei die Strömung
zwischen den Adsorptions- und Desorptionszonen geschlossen ist.
Während des Betriebes, bei dem das Ventil (8) geöffnet ist,
werden die Zuführungsleitung (4) für das Desorptionsmittel,
die Entnahmeleitung (5) für den Extrakt, die Beschickungsleitung
(6) für das als Beschickung dienende Ausgangsgemisch und
die Entnahmeleitung (7) für das Raffinat in Richtung der Flüssigkeitsströmung
längs der Adsorptionskammern in vorbestimmten
Zeitintervallen betätigt, wobei in der zeichnerischen Darstellung
die oberen Adsorptionskammern in der Rektifikations-,
Adsorptions- und Desorptions-Zone in den unteren Teil der Desorptions-,
Rektifikations- und Adsorptionszone übergeführt
werden, wobei ein scheinbarer Adsorbensstrom erzeugt wird und
auf diese Weise eine kontinuierliche Trennung der Beschickung
ermöglicht wird.
Fig. 2 zeigt graphisch den Zusammenhang zwischen der Desorptionsmittelkonzentration
und α p/D (p bedeutet para-Kreseol) bei
der Verwendung von Sr-K-Y-Zeolith als Adsorptionsmittel und
Diäthylketon (1), n-Butanol (2) jeweils als Desorptionsmittel.
Die Ergebnisse, die bei einer Meßtemperatur von 130°C erhalten
wurden, sind als Kurven (1) und (2) aufgetragen. Aus der graphischen
Darstellung der Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei einer
Erhöhung der Konzentration des Desorptionsmittels der Wert
α p/D ebenfalls erhöht wird. Da in der Desorptionsstufe p-Kresol
durch ein Desorptionsmittel verdrängt wird, ist der Wert α p/D
speziell im Bereich einer hohen Desorptionsmittelkonzentration bedeutend
und kann als wichtiger Faktor zur Bestimmung der Wirksamkeit
eines Desorptionsmittels angesehen werden. Dies beruht
darauf, daß die Konzentration von p-Kresol an dem Adsorptionsmittel
in der Desorptionsstufe im Bereich von relativ niederen
Konzentrationen bis im wesentlichen Null liegt.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht.
Natrium-Zeolith Y wurde unter Verwendung von Kaliumnitrat
einer Ionenaustauschbehandlung unterworfen, bis nicht weniger
als 90% der Natriumionen durch Kaliumionen ausgetauscht waren.
Dann wurde der Zeolith 3 Stunden bei 500°C kalziniert, um ein
Adsorptionsmittel vom K-Y-Typ herzustellen. 2 g dieses Adsorptionsmittels
und 2 g eines flüssigen Gemisches, bestehend
aus einem aliphatischen Keton als Desorptionsmittel und einem
Gemisch von Kresol-Isomeren, wurden in einen Autoklaven mit
5 ml Fassungsvermögen gegeben, dann 1 Stunde bei 80°C unter
gelegentlichem Rühren stehengelassen. Die Zusammensetzung des
als Beschickung verwendeten flüssigen Gemisches betrug Desorptionsmittel : para-
Kresol : meta-Kresol : ortho-Kresol=
4 : 2 : 2 : 2
(als Gewichtsverhältnis).
Die Zusammensetzung des flüssigen Gemisches wurde nach dem
Kontakt mit dem Adsorptionsmittel durch Gaschromatographie
analysiert, und die Werte α A/B der vorstehenden Gleichung (1)
wurden berechnet. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
Die Abkürzungen in der vorstehenden Tabelle haben folgende
Bedeutung:
p: para-Kresol,
m: meta-Kresol,
o: ortho-Kresol,
DES: Desorptionsmittel.
p: para-Kresol,
m: meta-Kresol,
o: ortho-Kresol,
DES: Desorptionsmittel.
Aus den vorstehenden Ergebnissen wird verständlich, daß das
erfindungsgemäße Desorptionsmittel im Hinblick auf die adsorptive
Selektivität für para-Kresol im Vergleich mit den
anderen Isomeren merklich überlegen ist und daß es auch im
Hinblick auf die Selektivität zwischen meta-Kresol und ortho-
Kresol überlegene Wirksamkeit hat. Darüber hinaus zeigt die
Tatsache, daß der Selektivitätswert bei para-Kresol für das
Desorptionsmittel 1 angenähert ist, an, daß das erfindungsgemäße
Desorptionsmittel ein besonders bevorzugtes Desorptionsmittel
für die vorstehend beschriebene kontinuierliche
Verfahrensweise ist. Aus den vorstehenden Ergebnissen ist
somit ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Desorptionsmittel
beispiellos wohlausgewogene Eigenschaften hat.
Dieser Versuch wurde unter Verwendung der kontinuierlichen
Adsorptionsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, durchgeführt.
In dieser Vorrichtung waren Adsorptionskammern mit einem
Fassungsvermögen von jeweils 19,3 cm³, die mit dem gleichen
K-Y-Zeolith (24-42 Maschen=0,70 bis 0,35 mm), der in Beispiel 1
verwendet worden war, beschickt waren, als 4, 5 und 6 in der
Desorptions-, Rektifikations- und Adsorptions-Zone vorgesehen.
Der Betrieb der adsorptiven Trennung wurde mit Hilfe einer
zeitgesteuerten automatischen Kontrollvorrichtung durchgeführt,
und das Zeitintervall für die Umschaltung wurde auf 1,8 Minuten
programmiert.
Durch die Beschickungsleitung für das Ausgangsgemisch wurde
ein Gemisch von Kresol-Isomeren in einem Verhältnis para-
Kresol zu meta-Kresol von 38 : 62 (als Gewichtsverhältnis),
das auf 100°C vorerhitzt worden war, kontinuierlich in einer
Fließrate von 41 cm³/h zugeleitet. Durch die Beschickungsleitung
für das Desorptionsmittel wurde auf 100°C vorgeheiztes
Diäthylketon kontinuierlich in einer Fließrate von 560 cm³/h
zugeleitet, und durch die Entnahmeleitung für den Extrakt wurde
p-Kresol zusammen mit Diäthylketon in einer Strömungsrate von
92 cm³/h abgezogen. Durch die Raffinat-Entnahmeleitung wurde
außerdem m-Kresol, das Diäthylketon enthielt, in einer Strömungsrate
von 509 cm³/h entnommen.
Die Trennung dieser beiden Substanzen durch Destillation und
die Entfernung von Diäthylketon führte zu m-Kresol in einer
Reinheit von 99,5 Gew.-% und p-Kresol in einer Reinheit von
99,3 Gew.-%.
Natriumzeolith Y (Na-Y) wurde unter Verwendung von Kaliumnitrat
einer Ionenaustauschbehandlung in der Weise unterworfen, daß
nicht weniger als 90% der Natriumionen durch Kalium ausgetauscht
wurden, und 3 Stunden bei 500°C kalziniert, wobei
Kaliumzeolith Y (K-Y) erhalten wurde. Dann wurden 100 g des
so hergestellten Adsorptionsmittels in 300 g einer 3gew.-%igen
Strontiumnitratlösung eingetaucht und 1 Stunde dem Ionenaustausch
bei 90°C unterworfen, danach wieder 1 Stunde bei
500°C kalziniert, wobei Sr-K-Y-Zeolith erhalten wurde.
2 g des so erhaltenen Adsorptionsmittels und 2 g eines
flüssigen Gemisches, bestehend aus einem Desorptionsmittel
und einem Gemisch von Kresol-Isomeren, wurden in einen Autoklaven
mit einem Fassungsvermögen von 5 ml gegeben und dann
1 Stunde bei 80°C stehengelassen. Die Zusammensetzung des
zugeführten flüssigen Gemisches entsprach Desorptionsmittel : para-
Kresol : meta-Kresol : Decalin=4 : 3 : 3 : 1 (als
Gewichtsverhältnis). Decalin wurde als Standardsubstanz
für die Gaschromatographie zugesetzt, es stellt eine im
wesentlichen nicht adsorbierbare Komponente dar.
Als Desorptionsmittel wurden Diäthylketon, n-Butylalkohol und
ein Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen dieser beiden Substanzen
verwendet. Die Zusammensetzung des flüssigen Gemisches
nach dem Kontakt mit dem Adsorptionsmittel wurde analysiert,
und die α p/m-Werte wurden aus der Veränderung der Zusammensetzung
des in flüssiger Phase vorliegenden Gemisches errechnet.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Der Versuch erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 3, mit der Abänderung, daß als Adsorptionsmittel
Kaliumzeolith Y vor dem in Beispiel 3 gezeigten Ionenaustausch
mit Strontiumnitrat verwendet wurde. Die Ergebnisse dieses
Versuches sind in Tabelle 2 aufgeführt.
100 g des in Beispiel 4 erwähnten Kaliumzeoliths Y wurden in
300 g einer 3,7gewichtsprozentigen Bariumnitrat-Lösung eingetaucht
und 1 Stunde bei 90°C dem Ionenaustausch unterworfen
und schließlich 1 Stunde bei 500°C kalziniert, wobei Ba-K-Zeolith
Y hergestellt wurde. Unter Verwendung dieses Zeoliths
wurde ein Versuch unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
3 durchgeführt, dessen Ergebnisse ebenfalls in Tabelle 2
angegeben sind.
Aus den Beispielen 3 bis 5 ist ersichtlich, daß der Wert α p/m
in Gegenwart eines Desorptionsmittels bei einer Kombination
aus Alkohol und Keton als Misch-Desorptionsmittel gegenüber
der alleinigen Verwendung dieser beiden Desorptionsmittel
noch verbessert ist und daß das Misch-Desorptionsmittel einen
synergistischen Effekt bewirkt. Dieser Effekt ist bei Verwendung
von Sr-K-Y oder Ba-K-Y noch ausgeprägter als bei
K-Y.
Der Selektivitätswert α p/D in dem Bereich, in welchem sich
die Konzentration des Desorptionsmittels 100% nähert, wurde
aus der Retentionszeit eines Tracers mit Hilfe der dynamischen
Impulsmethode unter Verwendung eines mit Adsorptionsmittel gepackten
Bettes mit einem Innendurchmesser von 5 mm und einer
Länge von 120 cm berechnet. Im Flüssigkeits-Einleitungsbereich
des gepackten Bettes war ein Wechselventil zum Einspritzen
eines Tracers mit einem Fassungsvermögen von 200 µl angeordnet,
und im Austrittsbereich war ein Refraktometer zur Aufzeichnung
der Ausströmungskurve des eingespritzten Tracers angeordnet.
Das gepackte Bett wurde in einem bei konstanter Temperatur gehaltenen
Bad angeordnet.
Die experimentelle Methode war wie folgt: Während ein Desorptionsmittel
als Träger in konstanter Fließrate durch das
gepackte Bett geleitet wurde, wurde zuerst eine im wesentlichen
nicht absorbierbare Komponente (z. B. Cyclohexan) als Tracer
eingespritzt und deren Retentionszeit t c gemessen. Dann wurde
ein aus p-Kresol bestehender, mit Desorptionsmittel auf eine
Konzentration von 10 Gew.-% verdünnter Tracer eingespritzt
und dessen Retentionszeit t p gemessen. Da das Desorptionsmittel
selbst einen Träger darstellt, kann seine Retentionszeit t D
aus dem Verhältnis des gesamten Raumvolumens einschließlich der
selektiven Adsorptionsporen in dem gepackten Bett zu der Fließrate
des Trägers errechnet werden. Aus den vorstehend angegebenen
Retentionszeiten kann der Wert α p/D unter Anwendung der
nachstehenden Gleichung als allgemeine Annäherung bei der dynamischen
Impulsmethode erhalten werden:
Als Adsorptionsmittel wurde das in Beispiel 3 erwähnte Sr-K-Y-
Zeolith-Adsorptionsmittel verwendet.
Als Desorptionsmittel wurden Diäthylketon und n-Butylalkohol
gewählt, und die Werte α p/D wurden bei ihrer alleinigen Anwendung
und bei ihrer kombinierten Anwendung gemessen. Die Adsorptionstemperatur
betrug 130°C. Die Ergebnisse sind in der
nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.
Desorptionsverhältnis n-C₄OH/-(DEK+n-C₄OH) | |
Selektivitätswert α p/D | |
0 | |
3,0 | |
0,25 | 2,0 |
0,5 | 2,4 |
0,75 | 2,5 |
1,0 | 3,7 |
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß das Desorptionsmittel, das
aus einem Gemisch aus einem aliphatischen Keton und einem aliphatischen
Alkohol besteht, einen niedrigeren Wert α p/D hat
und daß ein synergistischer Effekt bei diesem Mischdesorptionsmittel
erkennbar ist.
Der Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 6
durchgeführt, wobei als Mischdesorptionsmittel Diäthylketon/n-
Amylalkohol, Methylpropylketon/n-Butylalkohol und Methylpropylketon/
n-Amylalkohol verwendet wurden. Die Ergebnisse dieses
Versuches sind in den Tabellen 4 bis 6 aufgeführt. In all
diesen Tabellen ist ein synergistischer Effekt durch die Verwendung
des Mischlösungsmittels zu erkennen.
Desorptionsverhältnis n-C₅OH/-(DEK+n-C₅OH) | |
Selektivitätswert α p/D | |
0 | |
3,1 | |
0,3 | 2,2 |
0,7 | 2,7 |
1,0 | 4,0 |
n-C₄OH/-(MPK+n-C₄OH) | |
α p/D | |
0 | |
3,3 | |
0,5 | 2,2 |
1,0 | 3,9 |
n-C₅OH/-(MPK+n-C₅OH) | |
α p/D | |
0 | |
3,4 | |
0,5 | 2,3 |
1,0 | 4,0 |
Claims (1)
- Verfahren zur Abtrennung von para-Kresol aus einem Gemisch von Kresol-Isomeren durch
a) Behandlung des Gemisches unter Adsorptionsbedingungen mit einem Zeolith vom Faujasit-Typ, der mindestens ein Metallkation der I. Hauptgruppe und/oder II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente enthält, und
b) Behandlung des Zeoliths unter Desorptionsbedingungen mit Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen zur Desorption des adsorbierten para-Kresols, dadurch gekennzeichnet, daß man als Desorptionsmittel ein aliphatisches Keton der allgemeinen Formel R₁-CO-R₂, worin R₁ und R₂ jeweils für Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen stehen, gegebenenfalls im Gemisch mit einem geradkettigen aliphatischen C₄- bis C₆-Alkohol bei einem Gewichtsverhältnis von aliphatischem Keton zu aliphatischem Alkohol im Bereich von 1 : 20 bis 20 : 1 einsetzt.
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---|---|---|---|
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DE3035482A1 DE3035482A1 (de) | 1981-04-09 |
DE3035482C2 true DE3035482C2 (de) | 1989-08-31 |
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