專利名稱：制備3,5－二甲基苯酚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過在有金屬催化劑存在下于氣相中進(jìn)行異佛爾酮的催化二甲基化反應(yīng)制備3，5-二甲基苯酚的方法。
DE 1 768 875 B1公開了相應(yīng)的方法，其中在接觸時(shí)間大約為135秒鐘之后，發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)物中含有4-17％的殘留異佛爾酮。實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器的最長運(yùn)行時(shí)間為135小時(shí)。當(dāng)將該專利的方法應(yīng)用于使用循環(huán)氣體加熱管式大規(guī)模反應(yīng)器時(shí)，結(jié)果表明，相對(duì)短的41秒接觸時(shí)間只能獲得1,500-2,000小時(shí)的反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間。為了避免由于在催化劑上形成碳而進(jìn)一步縮短反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間，必須使用新鮮催化劑。當(dāng)所使用的進(jìn)料流量為450l/h、反應(yīng)溫度為550℃和壓力為10bar時(shí)，粗產(chǎn)物中的殘留異佛爾酮大約為9％。
當(dāng)在后續(xù)步驟中通過結(jié)晶方式純化粗的3，5-二甲基苯酚時(shí)，粗產(chǎn)物中如此高的異佛爾酮濃度被證明是一很大的缺陷。異佛爾酮進(jìn)入母液，所述母液被精餾以獲得包含在其中的3，5-二甲基苯酚。由于異佛爾酮和3，5-二甲基苯酚形成共沸混合物，所以異佛爾酮的存在會(huì)降低蒸餾的收率。為了避免收率的降低，3，5-二甲基苯酚/異佛爾酮餾份必須經(jīng)過特殊的處理。在浸提和蒸餾之后，可獲得純度為96％的3，5-二甲基苯酚。由此方法得到的3，5-二甲基苯酚的收率在相對(duì)于所使用的異佛爾酮量的55％和60％之間波動(dòng)。
另外，由于如催化劑的活性隨著表面積的增加而顯著地增加，所以向反應(yīng)器中重新引入已經(jīng)使用過數(shù)次的再生催化劑會(huì)導(dǎo)致問題，使得反應(yīng)過程難以控制。
本發(fā)明面臨的問題是提供一種方法，該方法能夠允許長的反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間、低的殘留異佛爾酮含量(小于3％)、更高的3，5-二甲基苯酚收率以及能夠降低所使用的催化劑量。
上述問題是通過在有金屬或金屬合金催化劑存在下于氣相中進(jìn)行異佛爾酮的催化二甲基化反應(yīng)制備3，5-二甲基苯酚的方法而解決的，其中將含有異佛爾酮的加工物流引入到含有催化劑的反應(yīng)區(qū)中，所述催化劑在所述反應(yīng)區(qū)中的活性是改變的，加工物流的溫度在所述反應(yīng)區(qū)中是恒定的。
根據(jù)本發(fā)明，改變反應(yīng)區(qū)中催化劑的活性的含義如下所述。反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)含有活性程度不同的催化劑，不同程度的催化劑活性可通過使用新的或使用過的催化劑或二者混合物而獲得。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，加工物流被順序地通過新鮮催化劑、再生催化劑且再一次通過新鮮催化劑。另外，將含有再生催化劑且有冷卻區(qū)隔開的兩個(gè)反應(yīng)區(qū)放置在含有新鮮催化劑的反應(yīng)區(qū)之間。
加工物流在含有催化劑的反應(yīng)區(qū)中為恒溫，從而在冷卻區(qū)中釋放反應(yīng)熱。恒溫可通過在冷卻區(qū)中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而獲得，因而不會(huì)產(chǎn)生含有最終產(chǎn)物的加工物流的其它熱量。
該反應(yīng)是放熱反應(yīng)?？墒褂糜裳h(huán)氣體加熱的管式反應(yīng)器作為優(yōu)選的反應(yīng)器。管式反應(yīng)器以下述方式填充催化劑，填充催化劑的區(qū)域與不填充催化劑的區(qū)域交替出現(xiàn)。適宜的催化劑為金屬催化劑或金屬合金催化劑，如合金鋼。優(yōu)選的催化劑為鉻-鎳合金鋼，如合金X12 CrNi 18 9(DIN 17006)。本發(fā)明方法的反應(yīng)溫度優(yōu)選為450-600℃。
在本發(fā)明方法中，粗產(chǎn)物只含有1.5％殘留異佛爾酮。這就相對(duì)于將現(xiàn)有技術(shù)方法中的收率提高了5％。運(yùn)行時(shí)間為2,000小時(shí)。另外，可使用再生過數(shù)次的催化劑，該催化劑具有大于新鮮催化劑≤10倍的活性，而沒有降低運(yùn)行時(shí)間大約60％的缺點(diǎn)。這就大大節(jié)約了催化劑消耗的成本。
下列實(shí)施例將進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明的方法。實(shí)施例本實(shí)施例使用管式反應(yīng)器，該反應(yīng)器是由鉻/鎳合金鋼制成，具有相同材料的柱填充。反應(yīng)器以下列方式填充，將新鮮催化劑放置在第一反應(yīng)區(qū)中，接著的管式反應(yīng)器是不含催化劑的區(qū)域；再接著是含有再生催化劑的反應(yīng)區(qū)，不含催化劑的區(qū)域；然后再是含有再生催化劑的反應(yīng)區(qū)，該反應(yīng)區(qū)之后直接接著新鮮催化劑反應(yīng)區(qū)。
反應(yīng)器各反應(yīng)區(qū)中的再生催化劑的活性大約為反應(yīng)器中新鮮催化劑活性的4倍，其中對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間大約為1,800小時(shí)。反應(yīng)器的體積為450l。
在552℃和9.5bar下的通量為每小時(shí)458kg異佛爾酮。暫停加壓時(shí)間為72秒，試驗(yàn)周期為1,600小時(shí)。各種情況下，與新鮮催化劑接觸的有效區(qū)域體積為75ml，與再生催化劑接觸的有效區(qū)域體積為56ml，不含催化劑的區(qū)域體積為94ml。
粗產(chǎn)物中的殘留異佛爾酮為1.5％，相對(duì)于所使用的異佛爾酮重量的3，5-二甲基苯酚的收率為63％。
權(quán)利要求
1.一種通過在有金屬或金屬合金催化劑存在下于氣相中進(jìn)行異佛爾酮的催化二甲基化反應(yīng)制備3，5-二甲基苯酚的方法，其中將含有異佛爾酮的加工物流引入到含有所述催化劑的反應(yīng)區(qū)中，所述催化劑在所述反應(yīng)區(qū)中的活性是改變的，加工物流的溫度在所述反應(yīng)區(qū)中是恒定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中新鮮催化劑被應(yīng)用于反應(yīng)器的進(jìn)口和出口區(qū)域，再生催化劑被應(yīng)用于反應(yīng)器的中間部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過在有金屬或金屬合金催化劑存在下于氣相中進(jìn)行異佛爾酮的催化二甲基化反應(yīng)制備3,5－二甲基苯酚的方法,將含有異佛爾酮的加工物流引入到含有所述催化劑的反應(yīng)區(qū)中,所述催化劑在所述反應(yīng)區(qū)中的活性是改變的,這些反應(yīng)區(qū)之間的加工物流在不含任何催化劑的區(qū)域中為恒溫,殘留異佛爾酮顯著減少,3,5－二甲基苯酚的收率增加。
文檔編號(hào)C07C37/055GK1198430SQ9810168
公開日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1998年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月3日
發(fā)明者沃爾夫?qū)げ鹚? 約爾格·塔爾比爾斯基 申請(qǐng)人:呂特格焦油加工股份公司