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JPH061740A - オルトアルキルフェノールの製造方法 - Google Patents

オルトアルキルフェノールの製造方法

Info

Publication number
JPH061740A
JPH061740A JP4158281A JP15828192A JPH061740A JP H061740 A JPH061740 A JP H061740A JP 4158281 A JP4158281 A JP 4158281A JP 15828192 A JP15828192 A JP 15828192A JP H061740 A JPH061740 A JP H061740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
reaction
phenol
manganese oxide
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4158281A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Takiguchi
眞 滝口
Michihiko Kurashige
充彦 倉重
Koji Komori
宏治 小森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Petrochemical Co Ltd filed Critical Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority to JP4158281A priority Critical patent/JPH061740A/ja
Publication of JPH061740A publication Critical patent/JPH061740A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マンガン酸化物触媒によりフェノール類と低
級アルコールとからオルトアルキルフェノールを長時間
高転化率且つ高選択率で製造する方法の提供。 【構成】 マンガン酸化物触媒をカーボンの存在下に1
000〜1500℃の温度で焼成して得られる触媒を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フェノール類とアルコ
ール類とからオルトアルキルフェノールを製造する方法
に関するものである。オルトクレゾール、2,6−キシ
レノール等のオルトアルキルフェノールは、酸化防止
剤、消毒剤、防腐剤として、また、農薬、医薬、フェノ
ール樹脂、可塑剤等の原料として有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】フェノールとメタノールとを金属酸化物
触媒の存在下に気相接触反応させてオルト位メチル化フ
ェノールを製造する方法は公知であり、工業的に実施さ
れている。金属酸化物触媒としては、酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ク
ロム、酸化亜鉛などが使用できる。しかしながら、酸化
マグネシウムは、オルト位選択率は高いものの、活性が
低く、高温で反応を行うと触媒寿命が短くなる。また、
酸化アルミニウムは、活性は高いものの、選択率が低く
副生物が多い。酸化鉄は、活性は高いが、選択率が低
く、また、活性低下が大きいので触媒寿命が短い。
【0003】一方、マンガン系触媒は、活性及び選択性
がともに高く、種々の提案がある。(特公昭51−11
101号、特開昭54−32425号、同54−812
31号、同55−30494号、同55−76830
号、同57−53422号、同57−81425〜7
号、同57−85332号、同60−34923号、同
60−218345号公報等)。しかしながら、触媒の
機械的強度が不十分であり、反応や再生操作によって粉
化し、反応系がつまることがあった。圧壊強度の優れた
触媒として、特開昭57−81425号公報には、酸化
マンガンに酸化ケイ素、アルカリ金属等と、特定の結晶
型の酸化アルミニウムとの混成触媒を使用する選択的ア
ルキル化方法が記載されている。また、特開昭57−9
4247号公報には、触媒の粉化による欠点を解決する
ものとして、触媒を外殻で覆い、触媒と外殻との間に空
隙を形成させた内包型触媒が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マン
ガン酸化物触媒を用いる方法において、優れた触媒強度
を有する触媒によって、長時間高選択率かつ高転化率で
オルトアルキルフェノールを製造する方法を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、オルト位に水
素原子を有するフェノール類と低級アルコールとをマン
ガン酸化物触媒の存在下に反応させてオルトアルキルフ
ェノールを製造する方法において、触媒として、マンガ
ン酸化物触媒をカーボンの存在下1000〜1500℃
で焼成して得られた触媒を用いることを特徴とするオル
トアルキルフェノールの製造方法である。本発明で用い
られるフェノール類は、オルト位に1個または2個の水
素原子を有するフェノール化合物で、下記一般式で示さ
れる。
【0006】
【化1】
【0007】(式中、R1 、R2 、R3 及びR4 は、そ
れぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜10のアル
キル基、または置換基を有していてもよい芳香族炭化水
素基である) このような化合物の具体例としては、フェノール、クレ
ゾール類、キシレノール類、トリメチルフェノール類、
エチルフェノール類、ブチルフェノール類、フェニルフ
ェノール類、ナフチルフェノール類、ヒドロキノンなど
が挙げられる。低級アルコールとしては、メタノール、
エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n
−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、ペン
タノール、ヘキサノールなどが挙げられる。
【0008】本発明の方法において使用されるマンガン
酸化物触媒は、マンガン酸化物を含む触媒である。具体
的には、一酸化マンガン、三二酸化マンガン、二酸化マ
ンガン、四三酸化マンガン等のマンガン酸化物からなる
触媒を挙げることができる。更に、これらの触媒は、ア
ルミナ、シリカ等の担体、水ガラス、ホウ酸、リン酸、
粘土系成分等の粘結材、活性炭などが含まれていてもよ
い。
【0009】本発明においては、上記のマンガン酸化物
触媒をカーボンの存在下に焼成して得られた触媒を用い
る。本発明で用いられるカーボンとしては、炭素を含む
ものであって、触媒を1000℃以上で焼成するときに
触媒系に存在していればいかなるものでもよい。カーボ
ンによる焼成方法としては、例えば下記の方法が挙げら
れる。 燃焼開始温度が1000℃程度以上のカーボンを用
いて焼成する。 燃焼開始温度が1000℃以下であるカーボンを、
1000℃までは燃焼しないような条件で昇温し、焼成
する。 有機物を低温で蒸し焼きにして燃焼することにより
カーボンをその場で作り、1000℃までは燃焼しない
ような条件で昇温し、焼成する。
【0010】カーボンの燃焼開始温度は、グラファイト
の含有率、カーボン粒子の表面積の大きさなどによって
異なる。触媒焼成時に触媒中に存在させるべきカーボン
の量は、マンガン酸化物触媒に対して0.1〜10重量
%、好ましくは0.1〜5重量%である。カーボンの量
が少ないと、焼成後に得られる触媒の強度が低く、また
カーボンの量が多すぎると、カーボンが触媒中に残存し
て強度が低下したり、カーボンの燃焼時に大量のガスが
発生して十分な強度が発現しない。
【0011】触媒の焼成は、1000〜1500℃、好
ましくは1000〜1400℃の温度で行う。焼成時間
は、焼成温度により異なるが、1〜30時間程度であ
る。焼成温度が高いときはより短時間で、また焼成温度
が低い場合にはより長時間が必要である。この焼成によ
って、触媒粒子表面のマンガン酸化物が還元され、マン
ガンとなって表面を覆うことにより、触媒強度の優れた
触媒となる。
【0012】オルトアルキルフェノールの製造は、フェ
ノール類と低級アルコールとを、前記の触媒の存在下
に、300〜500℃の温度で、反応させることにより
行われる。フェノール類と低級アルコールとのモル比
は、1:1〜1:10、好ましくは、1:3〜1:7の
範囲である。原料の供給速度は、液空間速度で0.1〜
5hr-1程度が好ましく、一般に反応温度が高いところで
は液空間速度は大きく、また反応温度の低い側では液空
間速度は小さくすることが好ましい。
【0013】また、反応系に水を共存させることも可能
である。この際の、フェノール類に対する水のモル比
は、5モル倍程度までが好ましい。反応圧力は、減圧、
常圧、加圧のいずれでも可能であるが、通常1〜10kg
/cm2G程度である。反応は、液相でも気相でも可能であ
るが、反応圧力の点から気相の方が反応が容易である。
反応の形式は、固定床、流動床、移動床のいずれでも可
能である。反応に供された触媒は、適宜酸素含有ガスと
300〜700℃で接触させることにより、再生するこ
とができる。反応生成物は、ガス成分を除去した後、常
法により分離回収する。比較的沸点の低い物質が目的成
分である場合は、蒸留により分離し、低い留分を回収す
る。また、沸点の高い物質が目的成分である場合は、晶
析等の手段が有効である。
【0014】
【発明の効果】本発明の方法によれば、長時間、高選択
率かつ高転化率でオルトアルキルフェノール類を製造す
ることができる。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。 実施例1 (触媒の調製)平均粒子径が50μmの電解二酸化マン
ガンを1000℃で加熱処理して得たマンガン酸化物1
00部に、黒鉛(ライトカーボン社製)1部、アビセル
(旭化成社製)5部及び少量の水を加えて混練したもの
を、回転円盤型転動造粒機に入れて、噴霧状の水を振り
かけながら1mm程度の粒状物とした。この粒状物に、
噴霧状の水を振りかけながら、同時に前記混練物を振り
かけて、雪だるま式に直径4.5mmの球状物とした。
この粒状物を80〜120℃で乾燥させた後、こう鉢に
入れて焼成炉で徐々に加熱し、250℃から600℃ま
で特にゆるやかに昇温するように加熱し、1250℃ま
で昇温させ、この温度で3時間保持し、粒子径が4.5
mmのマンガン酸化物からなる触媒を得た。
【0016】(アルキル化反応)上記で得られた触媒6
6mlを、SUS−304製反応管に充填し、反応温
度:390℃、反応圧力:2kg/cm2 、LHSV:0.
5hr-1の条件下に、メタノール:フェノール:水(モル
比)=6:1:0.5の混合物を供給して反応を行っ
た。20時間後のフェノール転化率は94%、フェノー
ル選択率は98%であった。この反応後の触媒の破壊強
度は5.2kg/cm2であり、殆ど強度は低下していなかっ
た。更に、生成する2,6−キシレノールとo−クレゾ
ールのモル比を2に保つように反応温度を上昇させなが
ら更に反応を続けた。200時間後、フェノール選択率
98%であった。この反応後の触媒の破壊強度は5.2
kg/cm2であり、殆ど強度は低下していなかった。
【0017】この触媒を空気/窒素=1/20の混合ガ
スで、500℃にて再生し、同様にして200時間反応
させた。この反応/再生操作を5回繰り返した後、上記
反応条件で20時間反応させたところ、フェノール転化
率は94%、フェノール選択率は96%であった。この
触媒を反応管から抜き出し、焼成炉で1250℃で3時
間保持して再焼成した。この触媒を用いて、上記条件で
再度反応を行ったところ、20時間目のフェノール転化
率は94%、フェノール選択率は98%と、初期性能ま
で回復した。この触媒の破壊強度は5.2kg/cm2であ
り、殆ど強度は低下していなかった。
【0018】比較例1 (触媒の調製)黒鉛を添加せずに、実施例1と同様にし
て触媒を製造した。 (アルキル化反応)上記で得られた触媒を用いて、実施
例1と同様の条件で反応を行った。20時間後のフェノ
ール転化率は94%、フェノール選択率は98%であっ
た。この反応後の触媒の破壊強度は0.2kg/cm2であ
り、強度が著しく低下していた。更に、生成する2,6
−キシレノールとo−クレゾールのモル比を2に保つよ
うに反応温度を上昇させながら更に反応を続けた。20
0時間後、フェノール選択率98%であった。この反応
後の触媒の破壊強度は0.1kg/cm2であり、さらに強度
が低下していた。この触媒を空気/窒素=1/20の混
合ガスで、500℃にて再生し、同様にして200時間
反応させた。この反応/再生操作を5回繰り返した後、
上記反応条件で20時間反応させたところ、フェノール
転化率は94%、フェノール選択率は96%であった。
この触媒を反応管から抜き出したところ、粉化してい
た。
【0019】実施例2 (触媒の調製)平均粒子径が50μmの電解二酸化マン
ガンを1000℃で加熱処理して得たマンガン酸化物1
00部に、くるみ粉と小麦粉とを50部づつ混合したも
の1部、アビセル(旭化成社製)5部及び少量の水を加
えて混練したものを、回転円盤型転動造粒機に入れて、
噴霧状の水を振りかけながら1mm程度の粒状物とし
た。この粒状物に、噴霧状の水を振りかけながら、同時
に前記混練物を振りかけて、雪だるま式に直径4.5m
mの球状物とした。この粒状物を80〜120℃で乾燥
させた後、こう鉢に入れて焼成炉で気相中、酸素濃度3
%で徐々に加熱し、250℃から600℃まで特にゆる
やかに昇温するように加熱し、1250℃まで昇温さ
せ、この温度で3時間保持し、粒子径が4.5mmのマ
ンガン酸化物からなる触媒を得た。
【0020】(アルキル化反応)上記で得られた触媒6
6mlを、SUS−304製反応管に充填し、実施例1
と同様に反応を行った。20時間後のフェノール転化率
は94%、フェノール選択率は98%であった。この反
応後の触媒の破壊強度は3.1kg/cm2であった。更に、
生成する2,6−キシレノールとo−クレゾールのモル
比を2に保つように反応温度を上昇させながら更に反応
を続けた。200時間後、フェノール選択率98%であ
った。この反応後の触媒の破壊強度は3.0kg/cm2であ
り、殆ど強度は低下していなかった。この触媒を空気/
窒素=1/20の混合ガスで、500℃にて再生し、同
様にして200時間反応させた。この反応/再生操作を
5回繰り返した後、上記反応条件で20時間反応させた
ところ、フェノール転化率は94%、フェノール選択率
は96%であった。この触媒を反応管から抜き出し、破
壊強度を測定したところ、3.0kg/cm2であり、殆ど強
度は低下していなかった。
【0021】比較例2 (触媒の調製)粒子径が平均50μmの電解二酸化マン
ガンを1000℃で加熱処理して得たマンガン酸化物1
00部に、くるみ粉と小麦粉とを50部づつ混合したも
の1部、アビセル(旭化成社製)5部及び少量の水を加
えて混練したものを、回転円盤型転動造粒機に入れて、
噴霧状の水を振りかけながら1mm程度の粒状物とし
た。この粒状物に、噴霧状の水を振りかけながら、同時
に前記混練物を振りかけて、雪だるま式に直径4.5m
mの球状物とした。この粒状物を80〜120℃で乾燥
させた後、こう鉢に入れて焼成炉で徐々に加熱し、25
0℃から600℃まで酸素濃度を約2%にコントロール
しながら特にゆるやかに昇温するように加熱し、900
℃まで昇温させ、この温度で3時間保持して焼成し、粒
子径が4.5mmのマンガン酸化物からなる触媒を得
た。
【0022】(アルキル化反応)上記で得られた触媒6
6mlを、SUS−304製反応管に充填し、実施例1
と同様に反応を行った。20時間後のフェノール転化率
は94%であったが、その時のフェノール選択率は98
%であった。この触媒の破壊強度は0.1kg/cm2であっ
た。 更に、生成2,6−キシレノールとo−クレゾー
ルのモル比を2に保つように反応温度を上昇させながら
更に反応を続けた。200時間後、フェノール選択率9
8%であった。この触媒の破壊強度は0.0kg/cm2であ
り、殆ど強度はなかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オルト位に水素原子を有するフェノール
    類と低級アルコールとをマンガン酸化物触媒の存在下に
    反応させてオルトアルキルフェノールを製造する方法に
    おいて、触媒として、マンガン酸化物触媒をカーボンの
    存在下1000〜1500℃の温度で焼成して得られた
    触媒を用いることを特徴とするオルトアルキルフェノー
    ルの製造方法。
JP4158281A 1992-06-17 1992-06-17 オルトアルキルフェノールの製造方法 Pending JPH061740A (ja)

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