Катализатор для алкилирования фенола метанолом Советский патент 1980 года по МПК B01J29/06 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ ФЕНОЛА МЕТАНОЛОМ

Изобретение относится к катализаторам для парофазного .алкилирования фенола метанолом с целью получения анизола. Известен катализатор для алкилирования фенола метанолом на основе окиси алюминия l. При 375С выход гексаметилбензола составляет .70%. Ближайшим решением поставленной задачи является катализатор для паро фазного алкилирования фенола метанолом, представляющий собой алюмосиликат 2 . Однако этот катализатор обладает низкой селективностью: на нем получается не только анизол - продукт замещения по фенольному гидроксиду (продукт О-метилирования), но и смес продуктов замещения по ядру (с-алкил рования); моно-, ди- и тримётилфенолов (крезолов, ксиленолов и т.д.). Поэтому выход целевого продукта - анизола на данном катализаторе cocTa ляет 44,4% на прореагировавший фенол при конверсии фенола 22,3 вес.%, селективность процесса О-метилирования характеризующаяся величиной соотноше ния продуктов метилирования по фенол ному гиДроксилу и ядру (О-/С-отношение) не превышает 1,18. Целью настоящего изобретения является повышение активности и сЬлективности катализатора. Это достигается катализатором предлагаемого состава, содержащим алкнлосиликат и дополнительно фосфорную кислоту, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фосфорная кислота в пересчете на пятиокись фосфора6,9-21,5 АлюмосиликатОстгшьное Предлагаемый катализатор обладает высокой активностьюи селективностью выход анизола близок к теоретическому (95,0-96,2% на прореагировавший, фенол); обеспечивает высокую селект тивность процесса замещения по фенольному гидроксилу; величина отношения продуктов О- и С-метилирования (0-/Сотношение) достигает 25-30, конверсия фенола составляет 19,4-23,5 вес.% при температуре , молярном отношении фенол:метанол 1:1,5 и объемных скоростях подачи сырья 0,7-1,0 . Образцы катализаторов получают нанесением на промышленный алюмосиликат 85%-ной фосфорной кислоты в количестве 7,6-30,5% от веса алюмосиликата (в расчете на ). Приготовленные таким образом образцы катализатора содержат 6,9-21,5 вес.% в расчет на PJ.O. Наилучшие результаты дают образцы с 12,6-21,5%-ным содержанием фосфорной кислоты (в расчете на PjO Оптимальный результат получен на образце с 21,5%-ным содержанием фосфор ной кислоты, дальнейшее увеличение фосфорной кислоты разрушало структур катализатора. Пример 1. Промышленный алюм силикат прокаливают 3 час при 500550 С,.затем 100 вес.ч. его при комнатной температуре заливают 100 мп раствора (50 вес.ч.) 85%-ной .фо форной кислоты в ацетоне и оставляю на ночь в колбе с обратным холодильнике Растворитель отгоняют, катализатор прогревают 3 ч при 125-150 С поя вакуумом 30 мм рт.ст., охлалздают, выгружают, сушат 2-2,5 ч в сушильном шкафу при 250-280°С и получают твердый кислый контакт,содержащий 21,5 вес.% фосфорной кислоты (в расчете на Р.) Катализатор представляет собой сухие шарики светло-серог цвегта и подлежит храненйк в 11лотно закрытой склянке. : Аналогично готовят примеры с другим содержанием . Испытание катализатора описано в примере 2. П р и м е р 2. Загружают 100 мл полученного катализатора - алкхмосилн

0,7 39,3 51,9 25,3 16,5 2,9 2,05 0,7 17,6 90,5 7,4 5,8 2,1 ,22 0,7 23,5 95,9 3,2 2,8 0,9 30,00

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

784906 ката, модифицированного фосфорной кислотой, в средикио часть лабораторного реа ктора проточного типа (диаметром 32 мм) из нержавеющей стали, верхнюю часть заполняют насадкой из фарфора. Отно(иение высоты слоя катализатора 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 . 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% иа целите 545, 80-100 меш) , длин.а колонки 3 м; диаметр 3 мм, температура анализа ). Возврат фенола 77,2%. Получают (в % на прореагировавший фенол): 96,2 ани-, зола; 3,2 смеси крезолов (2,9 о-крезола; 0,3-смеси и о- и т-крезолов); 0,6 полиметилфенолов; О-/С-отношение продуктов монометилирования 25-30. Другие примеры представлены в таблице. Для сопоставления приведены результаты, полученные на алюмосиликат ном катализаторе (АС) в тех же условиях и на известном катализаторе. Парофазное алкилирование фенола метанолом проводят над катализаторомалки«осиликат с добавкой фосфорной кислоты и разным содержанием HiPO (h/d реактора 5,3, температура 275С; фенол:метанол, моль/моль 1:1,5), Приведенные данные покаэывгиот, что катализатор - алк 1осиликат с добавкой фосфорной кислоты представляет собой 1ктивный и селективный контакт для процесса получения анизола парофазным алкилированием фенола метанолом: выход анизола при этом увеличиваемся 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. Формула изобретения Катализатор для алкилирования фено ла метанолом, включающий алюмосиликат отличающийся тем, что, с целью повышения активности и селективности катализатора, он дополнительно содержит фосфорную кислоту при следующем сосйгнсхиении компонентов,. вес,%; Фосфорная кислота в пересчете на пятйокись фосфора 6,9-21,5 Алюмосиликат Остальное Источники инфс мгихии, принятые во внимание при экспертизе 1.Под ред. Ройтера В. А. - Каталитические свойства веществ - Наукова думка Киев,. 1968, с. 167. 2.Харлампович Г. Д., Чуркин Ю. В. Фенолы. Химия, М., 1974, с.231-261 (прототип).