DE60005969T2

DE60005969T2 - Verfahren zur herstellung von phenol und aceton

Info

Publication number: DE60005969T2
Application number: DE60005969T
Authority: DE
Inventors: Doron Levin; G. Jose SANTIESTEBAN; C. James VARTULI
Original assignee: ExxonMobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2020-07-29
Also published as: WO2001009070A1; KR20020040764A; FI20020207L; EP1202947B1; FI122354B; US6297406B1; AU6389100A; KR100681576B1; EP1202947A1; JP4673531B2; ES2208385T3; ATE252072T1; JP2003506342A; DE60005969D1; TW572881B

Description

Diese Erfindung betrifft die Herstellung von Phenol und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Phenol und Aceton aus Cumolhydroperoxid.
Beschreibung des Standes der Technik
Phenol ist eine wichtige organische Chemikalie mit vielen unterschiedlichen industriellen Anwendungen. Es wird beispielsweise zur Produktion von phenolischen Harzen, Bisphenol A und Caprolaktam verwendet. Es werden derzeit eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von Phenol verwendet, das Einzelverfahren, welches den größten Anteil der Gesamtproduktionskapazität liefert, ist jedoch das Cumolverfahren, das momentan zu mehr als drei Viertel der gesamten US-Produktion beiträgt. Die grundlegende Reaktion, die an diesem Verfahren beteiligt ist, ist die Spaltung von Cumolhydroperoxid in Phenol und Aceton: C₆H₅C(CH₃)OOH → C₆H₅OH + (CH₃)₂CO
Im industriellen Maßstab wird das Cumolhydroperoxid üblicherweise mit verdünnter Schwefelsäure (5 bis 25% Konzentration) bei einer Temperatur von etwa 50° bis 70°C behandelt. Nachdem die Spaltung abgeschlossen ist, wird die Reaktionsmischung getrennt und die Ölphase destilliert, um das Phenol und Aceton zusammen mit Cumol, α-Methylstyrol, Acetophenol und Teeren zu erhalten. Das Cumol kann zur Umwandlung in das Hydroperoxid und zur nachfolgenden Spaltung zurückgeführt werden. Das auf diese Weise produzierte Phenol ist geeignet zur Verwendung in Harzen, obwohl für ein Produkt von pharmazeutischer Qualität weitere Reinigung erforderlich ist.
Obwohl das oben beschriebene Verfahren in der Lage ist, sowohl Phenol als auch Aceton in guten Ausbeuten zu produzieren, wäre es erwünscht, ein Verfahren zu finden, das den Bedarf nach Produkttrennungs- und Reinigungsstufen verringern würde, die einem homogenen Verfahren zu eigen sind, und das den Bedarf nach für die Umwelt gefährlichen flüssigen Säuren vermeiden könnte.
Über die heterogene Spaltung von Cumolhydroperoxid (CHP) über verschiedenen festen aciden Katalysatoren ist bereits berichtet worden. US-A-4 490 565 offenbart beispielsweise die Verwendung von Zeolith β bei der Spaltung von Cumolhydroperoxid, während US-A-4 490 566 die Verwendung von Zeolithen mit einem Einschränkungsindex (constraint Index) von 1 bis 12, wie ZSM-5, in demselben Verfahren offenbart.
US-A-4 898 995 offenbart ein Verfahren zur Koproduktion von Phenol und Aceton durch Umsetzung von Cumolhydroperoxid über einem heterogenen Katalysator, der im Wesentlichen aus Heteropolysäure, wie 12-Wolframophosphorsäure, auf inertem Träger besteht, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirconiumdioxid. Solche Heteropolysäurekatalysatoren sind inhärent instabil bei Temperaturen oberhalb von 350°C.
US-A-4 173 587 offenbart ein Verfahren zum Spalten von Cumolhydroperoxid, das eine nicht lösliche Rheniumverbindung verwendet.
US-A-5 908 800 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von gemischtem Zirconium- und Ceroxid, das als Katalysator zum Reduzieren von Stickoxiden in Automobilabgasen brauchbar ist, indem eine flüssige Mischung aus Cer- und Zirconiumverbindungen mit Carbonat und Bicarbonat unter neutralen oder alkalischen Bedingungen unter Bildung von Niederschlag kontaktiert wird, der Cercarbonat und Zirconiumoxyhydroxid umfasst, und danach der Niederschlag calciniert wird.
Es ist erfindungsgemäß gefunden worden, dass ein fester acider Katalysator, der gemischte Oxide von Cer und Gruppe IVB Metall umfasst, Aktivität und Selektivität für die Spaltung von Cumolhydroperoxid zeigen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt in einem Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumolhydroperoxid, wobei das verfahren die Stufe des Kontaktierens von Cumolhydroperoxid mit festem aciden Katalysator umfasst, der gemischtes Oxid von Cer und Gruppe IVB Metall umfasst.
Das Gruppe IVB Metall ist vorzugsweise Zirconium.
Der feste acide Katalysator enthält vorzugsweise auch weiteres Metall ausgewählt aus Gruppe IB, VIIB und VIII Metallen und vorzugsweise ausgewählt aus Eisen, Mangan und Kupfer.
Der feste acide Katalysator wird vorzugsweise hergestellt, indem Katalysatorvorläufer, der eine Quelle für Gruppe IVB Metalloxid mit einer Quelle für Ceroxid umfasst, bei einer Temperatur von mindestens 400°C calciniert wird.
Die Temperatur ist vorzugsweise mindestens 500°C und insbesondere 600 bis 700°C.
Der Katalysatorvorläufer wird vorzugsweise aus einer flüssigen Mischung, die Ionen von Cer und dem Gruppe IVB Metall enthält, bei einem pH-Wert unter 9 und insbesondere von 3 bis 8 ausgefällt.
Die Kontaktierungsstufe wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 20 bis 150°C und einem Druck von atmosphärischem Druck bis 6,9 MPa Überdruck (1000 psig) und insbesondere bei einer Temperatur von 40 bis 120°C und einem Druck von atmosphärischem Druck bis 2,8 MPa Überdruck (400 psig) durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann erhebliche Umwandlung von Cumolhydroperoxid zu Phenol und Aceton mit geringer Koproduktion von Verunreinigungen wie Mesityloxid und Diacetonalkohol erreichen.
Beschreibung spezieller Ausführungsformen
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet gemischtes Oxid von Gruppe IVB Metall und Cer als festen aciden Katalysator zur Spaltung von Cumolhydroperoxid in Phenol und Aceton.
Der vorliegende Katalysator kann ein berechnetes Molverhältnis, ausgedrückt in Form von XO₂/CeO_n, wobei X mindestens ein Gruppe IVB Metall (d. h. Ti, Zr und Hf) ist, von bis zu 1000 haben, z. B. bis zu 300, z. B. von 2 bis 100, z. B. von 4 bis 80, obwohl zu würdigen ist, dass diese Formen der Oxide, d. h. XO₂ und CeO_n, als solche nicht in dem erfindungsgemäßen Katalysator vorhanden sein müssen.
Das Gruppe IVB Metalloxid ist vorzugsweise ausgewählt aus Titandioxid, Zirconiumdioxid und Hafniumdioxid, wobei Zirconiumdioxid am meisten bevorzugt ist. Die in dem fertigen Katalysator vorhandenen Gruppe IVB- und Cermetallspezies sind nicht auf irgendwelche speziellen Wertigkeitsstufen begrenzt und können in jeder positiven Oxidationsstufe vorliegen, die für die jeweilige Spezies möglich ist.
Geeignete Quellen für das Gruppe IVB Metalloxid schließen Verbindungen ein, die während der Calcinierung mit Cerdioxid solche Oxide erzeugen können, wie Oxychloride, Chloride und Nitrate. Alkoxide können auch als Quellen für Gruppe IVB Metalloxid verwendet werden, beispielsweise Zirconium-n-propoxid und Titan-i-propoxid. Eine bevorzugte Quelle für das Gruppe IVB Metalloxid ist hydratisiertes Zirconiumdioxid. Der Begriff hydratisiertes Zirconiumdioxid soll ein Material bezeichnen, das Zirconiumatome umfasst, die über Brückensauerstoffatome kovalent an andere Zirconiumatome gebunden ist und ferner verfügbare Oberflächenhydroxylgruppen umfasst. Diese verfügbaren Oberflächenhydroxylgruppen reagieren vermutlich mit den Cerdioxidspezies unter Bildung der vorliegenden sauren Katalysatorkomponente. Hydratisiertes Zirconiumdioxid kann durch Vorcalcinierung von Zr(OH)₄ bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 400°C gebildet werden.
Ohne sich auf diese Chemie festlegen zu wollen, wird angenommen, dass Wechselwirkungen zwischen Zirconiumdioxid und Cerdioxid ähnlich denjenigen zwischen Zirconiumdioxid und Wolframatoxiden sein können, und dass daher Hydrothermalbehandlung des hydratisierten Gruppe IVB Metalloxids, wie hydratisiertem Zirconiumdioxid, die Wechselwirkung mit den Cerdioxidspezies fördern kann. Die Hydrothermalbehandlungsbedingungen können eine Temperatur von mindestens 80°C einschließen, z. B. mindestens 100°C. Die Hydrothermalbehandlung kann in einem versiegelten Gefäß bei mehr als atmosphärischem Druck stattfinden. Ein bevorzugter Behandlungsmodus beinhaltet jedoch die Verwendung eines offenen Gefäßes unter Rückflussbedingungen. Bewegen des hydratisierten Gruppe IVB Metalloxids in dem flüssigen Medium, z. B. durch die Wirkung von unter Rückfluss befindlicher Flüssigkeit und/oder Rühren, fördert die effektive Wechselwirkung des hydratisierten Oxids mit dem flüssigen Medium. Die Kontaktdauer des hydratisierten Oxids mit dem flüssigen Medium kann mindestens 1 Stunde betragen, z. B. mindestens 8 Stunden. Das flüssige Medium für diese Behandlung kann einen pH-Wert von etwa 7 oder mehr haben, z. B. 9 oder mehr. Geeignete flüssige Medien schließen Wasser, Hydroxidlösungen (einschließlich Hydroxiden von NH₄ ⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺ und Ca²⁺), Carbonat- und Bicarbonatlösungen (einschließlich Carbonaten und Bicarbonaten von NH₄ ⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺ und Ca²⁺), Pyridin und dessen Derivate und Alkyl/Hydroxylamine ein.
Geeignete Quellen für Ceroxid schließen sauerstoffhaltige Salze ein, beispielsweise Cersulfat, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Katalysator hergestellt, indem ein hydrothermal behandeltes hydratisiertes Oxid des Gruppe IVB Metalls mit wässriger Lösung, die Cerionen enthält, imprägniert und anschließend getrocknet wird. Der resultierende Katalysatorvorläufer wird dann in der nachfolgend beschriebenen Weise calciniert.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Katalysator durch Co-Fällung aus einer flüssigen Mischung von Cer- und Gruppe IVB Ionen hergestellt, gefolgt von Calcinierung des resultierenden Katalysatorvorläufers in der nachfolgend beschriebenen Weise. Die flüssige Mischung kann hergestellt werden, indem eine erste flüssige Lösung, die eine Quelle für Gruppe IVB Metalloxid umfasst, mit einer zweiten flüssigen Lösung kombiniert wird, die eine Quelle von Cerionen umfasst. Diese Kombination von beiden Lösungen findet unter Bedingungen statt, die ausreichend sind, um Co-Fällung des Katalysatorvorläufers als Feststoff aus dem flüssigen Medium herbeizuführen. Alternativ können die Quelle des Gruppe IVB Metalloxids und die Quelle der Cerionen in einer einzigen Lösung kombiniert werden. Diese Lösung kann dann ausreichenden Bedingungen unterworfen werden, um Co-Fällung des Katalysators herbeizuführen, wie durch Zugabe von Ausfällungsreagenz, wie Ammoniak, zu der Lösung. Für diese Lösungen ist Wasser ein bevorzugtes Lösungsmittel. Der pH-Wert, auf dem die flüssige Mischung während der Co-Fällung gehalten wird, scheint zur Bestimmung der Aktivität des fertigen Katalysators von Bedeutung zu sein, und daher sollte der pH-Wert unter 9, vorzugsweise zwischen 3 und 8 und am meisten bevorzugt zwischen 6 und 8 gehalten werden. Die Temperatur, auf der das flüssige Medium während der Co-Fällung gehalten wird, liegt im Allgemeinen unter etwa 200°C und beträgt vorzugsweise etwa 50°C bis etwa 100°C.
Die Calcinierung des Katalysatorvorläufers wird vorzugsweise in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 400°C, vorzugsweise mindestens 500°C und insbesondere etwa 550°C bis etwa 800°C und am meisten bevorzugt etwa 600°C bis etwa 700°C bewirkt. Die Calcinierungszeit kann bis zu 48 Stunden, vorzugsweise etwa 0,5 bis 24 Stunden und insbesondere etwa 1,0 bis 10 Stunden betragen. In einer am meisten bevorzugten Umgebung wird die Calcinierung bei etwa 700°C für etwa 1 bis etwa 3 Stunden durchgeführt.
Der resultierende Katalysator kann unter konventionellen Bedingungen einer Endcalcinierung unterzogen werden, um den Katalysator zu dehydratisieren und die erforderliche mechanische Festigkeit des Katalysators zu gewährleisten. Vor der Verwendung kann der Katalysator präsulfidiert werden, z. B. durch Erwärmen in Gegenwart von Schwefelwasserstoff, um Oxidformen der Metallkomponenten in ihre entsprechenden Sulfide zu überführen.
Andere Metalle, wie Metalle der Gruppen IB, VIIB und VIII, und vorzugsweise Eisen, Mangan und/oder Kupfer, können dem vorliegenden Katalysator gegebenenfalls zugesetzt werden, um seine katalytischen Eigenschaften zu ändern.
Der vorliegende Katalysator kann zu Verbundmaterial mit Matrixmaterial verarbeitet werden, um die fertige Form des Katalysators zu bilden, und zu diesem Zweck sind konventionelle Matrixmaterialien wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und Siliciumdioxid geeignet, wobei Siliciumdioxid als nicht acides Bindemittel bevorzugt ist. Es können andere Bindemittelmaterialien verwendet werden, beispielsweise Titandioxid, Zirconium dioxid und andere Metalloxide oder Tone. Der aktive Katalysator kann als Verbund mit der Matrix in Mengen von 80 : 20 bis 20 : 80, bezogen auf das Gewicht, vorliegen, z. B. 80 : 20 bis 50 : 50 aktiver Katalysator : Matrix. Verbundbildung kann durch konventionelle Mittel erfolgen, zu denen Vermahlen der Materialien miteinander und anschließende Extrusion oder Pelletierung zu den gewünschten fertigen Katalysatorteilchen gehört.
Die erfindungsgemäße Spaltungsreaktion wird bewirkt, indem das Cumolhydroperoxid mit dem oben beschriebenen festen Oxidkatalysator in der flüssigen Phase bei einer Temperatur von 20 bis 150°C, vorzugsweise 40 bis 120°C, einem Druck von atmosphärischem Druck bis 6,9 MPa Überdruck (1000 psig), vorzugsweise atmosphärischem Druck bis 2,8 MPa Überdruck (400 psig), kontaktiert wird. Um das Kontaktieren des Cumolhydroperoxids zu bewirken, kann der oben beschriebene feste Oxidkatalysator in einem stationären oder Wirbelbett enthalten sein, und der Kontaktierungsvorgang kann kontinuierlich oder chargenweise erfolgen. Falls das Kontaktieren kontinuierlich erfolgt, liegt der LHSV, bezogen auf Cumolhydroperoxid, im Bereich von 0,1 bis 100 h^–1, vorzugsweise 1 bis 50 h^–1. Falls das Kontaktieren chargenweise erfolgt, liegt die Verweilzeit im Bereich von 1 bis 360 Minuten, vorzugsweise 1 bis 180 Minuten. Das Cumolhydroperoxid wird vorzugsweise in organischem Lösungsmittel gelöst, das gegenüber der Spaltungsreaktion inert ist, wie Benzol, Toluol, Cumol und am meisten bevorzugt Aceton. Die Verwendung von Lösungsmittel ist bevorzugt, um die Ableitung der Reaktionswärme (etwa 60 Kcal/ Mol) zu unterstützen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
500 g ZrOCl₂·8H₂O und 32 g Cersulfat wurden unter Rühren in 3,0 Litern destilliertem Wasser aufgelöst. Eine weitere Lösung, die 260 g konzentriertes NH₄OH und 2,94 Liter destilliertes Wasser enthielt, wurde hergestellt. Beide Lösungen wurden unter Rühren kombiniert. Der pH-Wert dieser kombinierten Mischung wur de unter Zugabe von konzentriertem NH₄OH auf 8 eingestellt. Diese Aufschlämmung wurde dann in Polypropylenflaschen gegeben und 72 Stunden in eine Dampfbox gestellt. Das gebildete Produkt wurde durch Filtration gewonnen, mit Wasser im Überschuss gewaschen und über Nacht bei 85°C getrocknet. Ein Teil dieses Katalysators wurde im Luftstrom 3 Stunden bei 700°C calciniert, um einen sauren Oxidkatalysator zu produzieren, der nominell 5% Ce auf Zirconiumdioxid enthielt.
Beispiel 2
In einen 250 ml Rundkolben, der mit einem Kühler, Rührer und Tropftrichter ausgestattet war und sich zur Temperaturregelung in einem Wasserbad befand, wurde eine Mischung aus 100,0 g Aceton und 1,00 g des Katalysators von Beispiel 1 eingebracht. Die Mischung wurde unter Rühren auf Rückfluss (57°C) erwärmt, und 50,0 g "80%" Cumolhydroperoxid-(CHP)-Lösung (laut Analyse 80,8% CHP, 7,7% Cumol, 6,9% 2-Phenyl-2-propanol, 2,1% Acetophenon) wurde tropfenweise mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 2 g/Min zugegeben. Nach der Zugabe der CHP-Lösung wurden kleine Proben (etwa 0,2 ml) der Reaktantlösung in regelmäßigen Intervallen abgezogen, filtriert und durch Gaschromatographie analysiert. Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung (Massen%) der Reaktantlösung nach 1 und 3 Stunden, nachdem die Zugabe des CHP abgeschlossen war.
Beispiel 3
500 g ZrOCl₂·8 H₂O und 64 g Cersulfat wurden unter Rühren in 3,0 Litern destilliertem Wasser aufgelöst. Eine weitere Lösung, die 260 g konzentriertes NH₄OH und 3,0 Liter destilliertes Wasser enthielt, wurde hergestellt. Beide Lösungen wurden auf 60°C erwärmt. Diese beiden erwärmten Lösungen wurden mit der Geschwindigkeit von 50 ml/Min unter Verwendung eines Düsenmischers kombiniert. Der pH-Wert dieser kombinierten Mischung wurde unter Zugabe von konzentriertem NH₄OH auf 8 eingestellt. Diese Aufschlämmung wurde dann in Polypropylenflaschen gegeben und 72 Stunden in eine Dampfbox (100°C) gestellt. Das gebildete Produkt wurde durch Filtration gewonnen, mit Wasser im Überschuss gewaschen und über Nacht bei 85°C getrocknet. Ein Teil dieses Katalysators wurde im Luftstrom 3 Stunden bei 700°C calciniert, um einen sauren Oxidkatalysator zu produzieren, der nominell 10% Ce auf Zirconiumdioxid enthielt.
Beispiel 4
In einen 250 ml Rundkolben, der mit einem Kühler, Rührer und Tropftrichter ausgestattet war und sich zur Temperaturregelung in einem Wasserbad befand, wurde eine Mischung aus 100,0 g Aceton und 1,00 g des Katalysators von Beispiel 3 eingebracht. Die Mischung wurde unter Rühren auf Rückfluss (57°C) erwärmt, und 50,0 g "80%" Cumolhydroperoxid- (CHP)-Lösung (laut Analyse 80,8% CHP, 7,7% Cumol, 6,9% 2-Phenyl-2-propanol, 2,1% Acetophenon) wurde tropfenweise mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 2 g/Min zugegeben. Nach der Zugabe der CHP-Lösung wurden kleine Proben (etwa 0,2 ml) der Reaktantlösung in regelmäßigen Intervallen abgezogen, filtriert und durch GC analysiert.
Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung (Massen%) der Reaktantlösung nach 1 und 3 Stunden, nachdem die Zugabe des CHP abgeschlossen war.
Beispiel 5
50 g ZrOCl₂·8H₂O wurde in 300 ml destilliertem Wasser aufgelöst. Eine weitere Lösung, die 3,2 g Cersulfat und 300 ml destilliertes Wasser enthielt, wurde hergestellt. Beide Lösungen wurden unter Rühren kombiniert. Der pH-Wert dieser kombinierten Mischung wurde unter Zugabe von konzentriertem NH₄OH auf 3 eingestellt. Diese Aufschlämmung wurde dann in Polypropylenflaschen gegeben und 72 Stunden in eine Dampfbox (100°C) gestellt. Das gebildete Produkt wurde durch Filtration gewonnen, mit Wasser im Überschuss gewaschen und über Nacht bei 85°C getrocknet. Ein Teil dieses Katalysators wurde im Luftstrom 3 Stunden bei 700°C calciniert, um einen sauren Oxidkatalysator zu produzieren, der nominell 5% Ce auf Zirconiumdioxid enthielt.
Beispiel 6
In einen 250 ml Rundkolben, der mit einem Kühler, Rührer und Tropftrichter ausgestattet war und sich zur Temperaturregelung in einem Wasserbad befand, wurde eine Mischung aus 100,0 g Aceton und 1,00 g des Katalysators von Beispiel 5 eingebracht. Die Mischung wurde unter Rühren auf Rückfluss (57°C) erwärmt, und 50,0 g "80%" Cumolhydroperoxid- (CHP)-Lösung (laut Analyse 80,85 CHP, 7,7% Cumol, 6,9% 2-Phenyl-2-propanol, 2,1% Acetophenon) wurde tropfenweise mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 2 g/Min zugegeben. Nach der Zugabe der CHP-Lösung wurden kleine Proben (etwa 0,2 ml) der Reaktantlösung in regelmäßigen Intervallen abgezogen, filtriert und durch Gaschromatographie analysiert. Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung (Massen%) der Reaktantlösung nach 1,0 und 3,25 Stunden, nachdem die Zugabe des CHP abgeschlossen war.
Beispiel 7
500 g ZrOCl₂·8H₂O und 32 g Cersulfat wurden unter Rühren in 3,0 Litern destilliertem Wasser aufgelöst. Eine weitere Lösung, die 260 g konzentriertes NH₄OH und 2,94 Liter destilliertes Wasser enthielt, wurde hergestellt. Beide Lösungen wurden unter Rühren kombiniert. Der pH-Wert dieser kombinierten Mischung wurde unter Zugabe von konzentriertem NH₄OH auf 8 eingestellt. Diese Aufschlämmung wurde dann in Polypropylenflaschen gegeben und 72 Stunden in eine Dampfbox (100°C) gestellt. Das gebildete Produkt wurde durch Filtration gewonnen, mit Wasser im Überschuss gewaschen und über Nacht bei 85°C getrocknet. Ein Teil dieses Katalysators wurde im Luftstrom 3 Stunden bei 600°C calciniert, um einen sauren Oxidkatalysator zu produzieren, der nominell 5% Ce auf Zirconiumdioxid enthielt.
Beispiel 8
In einen 250 ml Rundkolben, der mit einem Kühler, Rührer und Tropftrichter ausgestattet war und sich zur Temperaturregelung in einem Wasserbad befand, wurde eine Mischung aus 100,0 g Aceton und 1,00 g des Katalysators von Beispiel 7 eingebracht. Die Mischung wurde unter Rühren auf Rückfluss (57°C) erwärmt, und 50,0 g "80%" Cumolhydroperoxid- (CHP)-Lösung (laut Analyse 80,8% CHP, 7,7% Cumol, 6,9% 2-Phenyl-2-propanol, 2,1% Acetophenon) wurde tropfenweise mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 2 g/Min zugegeben. Nach der Zugabe der CHP-Lösung wurden kleine Proben (etwa 0,2 ml) der Reaktantlösung in regelmäßigen Intervallen abgezogen, filtriert und durch Gaschromatographie analysiert. Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung (Massen) der Reaktantlösung nach 1 und 3 Stunden, nachdem die Zugabe des CHP abgeschlossen war.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumolhydroperoxid, das die Stufe des Kontaktierens von Cumolhydroperoxid mit festem aciden Katalysator umfasst, der gemischtes Oxid von Cer und Gruppe IVB Metall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gruppe IVB Metall Zirconium ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der feste acide Katalysator durch Calcinieren von Katalysatorvorläufer, der eine Quelle für Gruppe IVB Metalloxid mit einer Quelle für Ceroxid umfasst, bei einer Temperatur von mindestens 400°C produziert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Temperatur mindestens 500°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Temperatur 600 bis 700°C beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Katalysator aus Katalysatorvorläufer hergestellt wird, der aus einer flüssigen Mischung, die Ionen von Cer und dem Gruppe IVB enthält, bei einem pH-Wert unter 9 ausgefällt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der pH-Wert 3 bis 8 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der feste acide Katalysator ferner Metall ausgewählt aus Gruppe IB, VIIB oder VIII des Periodensystems enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktierungsstufe bei einer Temperatur von 20 bis 150°C und einem Druck von atmosphärischem Druck bis 6,9 MPa Überdruck (1000 psig) durchgeführt wird.
verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Kontaktierungsstufe bei einer Temperatur von 40 bis 120°C und einem Druck von atmosphärischem Druck bis 2,8 MPa Überdruck (400 psig) durchgeführt wird.