Катализатор для алкилирования фенола метанолом

Катализатор для алкилирования фенола метанолом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с сок, „,в„ вТентис-pew . ии есная о иот

О П И С А Н- - И -ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическиз

Республик (1ц784906

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10.1178 (21) 2715688/23-04 (51)М. Кл.3

В 01 J 29/06

В 01 а 27/16 //

С 07 В 27/00 с присоединением заявки Н9

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0 712ВО, бюллетень Й9 4 5

Дата опубликования описания 071280 (53) УДК 66.097. . 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. Д. Лиманкина, Е. А. Вдовцова и А. С. СуЛтанов (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ ФЕНОЛА МЕТАНОЛОМ

1, Изобретение относится к катализаторам для парофазного .алкилирования фенола метанолом с целью получения анизола.

Известен катализатор для алкили- 5 рования фенола метанолом на основе окиси алюминия (1).

При 375оС выход гексаметилбензола составляет .70%.

Ближайшим решением поставленной 16 задачи является катализатор для парофаэного алкилирования фенола метанолом, представляющий собой алюмосиликат (2).

- 15

Однако этот катализатор обладает низкой селективностью: на нем получается не только анизол — продукт замещения по фенольному гидроксилу (продукт О-метилирования), но и смеси )Q продуктов замещения по ядру (C-алкилирования): моно-, ди- и триметилфенолов (креэолов, ксиленолов и т.д.).

Поэтому выход, целевого продукта— анизола на данном катализаторе состав"35 ляет 44,4% на прореагировавший феиол при конверсии фенола 22,3 вес.%, селективность процесса,О-метилирования, характеризующаяся величиной соотношения продуктов метилирования по феноль-3(1 ному гидроксилу и ядру (О-/С-отношение) не превышает 1,18.

Целью настоящего изобретения является повышение активности и селективности катализатора.

Это достигается катализатором предлагаемого состава, содержащим алюмосиликат и дополнительно фосфорную кислоту, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Фосфорная кислота в пересчете на пятиокись фосфора 6,9-21,5

Алюмосиликат Остальное

Предлагаемый катализатор обладает высокой активностью и селективностьювыход аниэола близок к теоретическому (95,0-96,2% на прореагировавший. фенол); обеспечивает высокую селек-. тивность процесса замещения по фенольному гидроксилу; величина отношения продуктов О- и С-метилирования (О-/Сотношение) достигает 25-30, конверсия фенола составляет 19,4-23,5 вес.% при температуре 275 С, молярном отношении фенол:метанол 1:1,5 и объемных скоростях подачи сырья 0,7-1,0 ч - .

Образцы катализаторов получают нанесением на промышленный алюмосиликат

85%-ной фосфорной кислоты в количестве

784906

Содержание Н РО (в расчете на

Р 06), вес.%

V ас

Конверсии фенола, вес.%

О-/С-отношение продуктов мономе тилирования

Выходы продуктов метилирования, в % на превращенный фенол

Пример

Анизол о-Кре- Полиэол метилэамеценные фенолы

Сумма крезолов

0,7 39,3 51,9 25,3 16,5 22,9 05

12,22

6,9

0,7 17,6 90,5 7,4 5,8 2,1

12,6 0,7 23,5 95,9 3,2 2,8 0,9 30,00

17,5 0,7 22,8 95,0 3,5 3,0 1,5 27,10

3,+

21,5 0,7 22,8 96,2

2,9 0,6 30, 10

21,5 1,0 19,4 94,9 3,8 3,0 1,3 25,00

АС (известный ) 1,0 22 3 37 6 25 1 18,0 1,18

Температура 290 С, фенол: метанол, моль/моль 1:1, б

7,6-30,5% от веса алюмосиликата (в расчете на Р О ) . Приготовленные таким образом образцы катализатора содержат 6,9-21,5 вес.% Н PО в расчете на РХОК Наилуе результаты д .образцы с 12,6-21,5%-ным содержанием

Фосфорной кислоты (в расчете на Р 0 ).

Оптимальный результат получен на образце с 21,5%-ным содержанием фосфорной кислоты, дальнейшее увеличение фосфорной кислоты разрушало структуру катализатора.

Пример 1. Промышленный алюмо« силикат прокаливают 3 час при 500550 С,.затем 100 вес.ч. его при комнаткой температуре заливают 100 мл раствора (50 вес.ч.) 85%-ной,фосфорной кислоты в ацетоне и оставляют на ночь в колбе с обратным холодильником.

Растворитель отгоняют, катализатор прогревают 3 ч при 125-150 С под вакуумом 30 мм рт.ст., охлаждают, выгружают, сушат 2-2,5 ч в сушильном шкафу при 250-280ОС и получают твердый кислый контакт, содержащий

21,5 вес.% фосфорной кислоты (в расчете на P 0 ). Катализатор представляет собой сухие шарики светло-серого цвета и"подлежит хранению в плотно закрытой склянке.

Аиалбгично готовят примеры с другим содержанием Н, РО4

Испытание катализатора описано в примере 2.

Пример 2. Загружают 100 мл полученного катализатора — алюмосили. ката, модифицированного фосфорной кислотой, в среднюю. часть лабораторного реактора проточного типа (диаметром 32 мм) из нержавеющей стали, верхнюю часть заполняют насадкой из фарфора. Отношение высоты слоя катаl лизатора к диаметру реактора равно

5,3. Смесь фенола и метанола в молярном отношении 1:1,5 подают из бюретки Баландина с объемной скоростью 0,7 ч при 275 С. Отбор проб проводят через каждые 12 мин.Идентификацию ! продуктов осуществляют методом ГЖХ с использованием наполненной колонки (хроматограф ЛХМ-8МД, НФ-силиконовое масло СМ-1322 (15% на целите 545, 1 80-100 меш), длина колонки 3 м, диаметр 3 мм, температура анализа 150 C).

Возврат фенола 77,2%. Получают (в % на прореагировавший Фенол): 96,2 аниэола; 3,2 смеси креэолов (2,9 о-крезо20 ла; 0,3-смеси и и- и в-креэолов);

0,6 полиметилфенолов; О-/С-отношение продуктов монометилирования 25-30.

Другие примеры представлены в таблице. Для сопоставления приведены

yg результаты, полученные на алюмосиликатком катализаторе (AC) в тех же условиях и на известном катализаторе.

Парофазное алкилирование фенола метанолом проводят над каталиэаторомалюмосиликат с добавкой фосфорной кислоты и разным содержанием Н Р04 (h/4 реактора 5,3, температура 275 С;

Фенол:метанол, моль/моль 1:1,5).

784906

Формула изобретения

Составитель Н. Путова

Редактор В. Голышкина Техред H. Ковалева КорректорЕ. Папп

° «»»»

Заказ 8705/5 Тираж 809 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФилиаЛ ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Приведенные данные показывают, что катализатор — алюмосиликат с добавкой фосфорной кислоты представляет собой активный и селективный контакт для процесса получения анизола парофазню алкилированием фенола метанолом: выход анизола при этом увеличивается в

2,1-2,2 раза по сравнению с выходом анизола на известном алюмосиликатном катализаторе, селективность процесса (замещения по фенольному гидроксилу) в 21,2-25,5 раза.

Катализатор для алкилирования фенола метанолом, включающий алюмосиликат, отличающийсятем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит фосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Фосфорная кислота в пересчете на пятиокись фосфора 6-,9-21,5

Апюмосиликат Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Под ред. Ройтера В. A. -Каталитические свойства веществ;."Наукова думка, Киев,. 1968, с. 167.

2. Харлампович Г. Д., Чуркин Ю. В.

15 Фенолы. "Химия", М., 1974, с.231-261 (прототип).