153385. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fenolok metilezésére
5 153385 6 ferifeus nyomáson simán lejátszódik, aminek következtében nyomás alkalmazása felesleges, mert így nincs szükség nyomásálló berendezésre, valamint kiküszöbölhetőik a nagy nyomás •használatával- járó veszélyek. Atmoszferikusnál nagyobb vagy kisebb nyomások is használhatók azonban. A találmány szerinti új eljárást sokféle reakciókörülmény mellett lehet lefolytatni. Ilyen reaktiókörülmények a hőmérséklet, a nyomás, a reagensek áramlási sebessége, a reagensek gőzének sebessége a 'katalizátor fölött, a reagensek érintkezési ideje a katalizátorral, a katalizátorágy hossza és a felhasznált katalizátor fajlagos aktivitása. Ezeknek a reakciókörülményeknek a. hatásai nem térnek el a reakció műszaki szempontjai alapján várhatóktól. Így pl. a metanol és a fenol közötti reakció, amely a kívánt metilezett termiékekhez vezet, gyorsabban játszódik le a kastalizátorágy hőmérsékletének növelésekor, feltéve, hogy a hőmérséklet nem, annyira magas, hogy másodlagos reakrti ók, így a reagensek vagy a termékek bomlása, menjenek végbe, amelyek csökkentenék a kívánt termiékre vonatkoztatott kitermelést. Ilyen másodlagos reakciók nem játszódnak le észrevehető mértékben 600 C° alatti hőmérsékleten, 600 C° fölött a reagensek és a termék bomlása nehézséget okozhat, mert a bomlás következtében szén rakódik a katalizátorra, amelynek így csökken az aktivitása. 575 C° és 600 C° közötti hőmérsiéklelwtartománybain növekszik a metanaol hajlama gázalakú termékekké való bomlásra, ha a fenolhoz viszonyítva nagy mennyiséigben, vagyis a fenol két o-hélyzetének metilezéséhez szükséges rnetanolmenynyiség 2—3-szorosának megfelelő mennyiségben alkalmazzuk a metanolt; ennék az az eredménye, hogy a metanol-visszanyerésben némi veszteség fog beállni, anélkül azonban, hogy a kívánt metilezett termékek hozamát ez; komolyabban befolyásolná. 475 C° alatti hőmérsékleten, a fenol és a metanol közötti reakció annyira lassú, hagy a katalizátor egységnyi térfogatáma számítva óránként képződött termék mennyisége a reafctiófeltételektől függetlenül gazdaságtalanná teszi az eljárás lefolytatását. Annak érdekében, hogy kompenzáljuk a 475 C° és 525 C° közötti hőmérséklet-tartományban mutatkozó kisebb reakciósebességet,-, a reagenseket hosszabb ideig kell érintkeztetni a katalizátorral. Ez bármilyen 'módon megoldható azon változók egyikének vagy több olyan változónak a változtatásával, amelyek csökkentik: a reagensek gőzének térsebességét a katalizátor fölött és így csökkentik az érintkezési időt. Erre példaként megemlítjük a katalizátor mennyiségének növelését, a reagensek áramlási sebességének csökkentését, valamint a reaktorban a nyomás növelését. Az alacsonyabb áramlási sebességek mellett némi .hajlam mutatkozik a szelektivitás csökkenésiéire, mert a hosszabb érintkezési idő lehetővé teszi, hogy az a termék, amely a reakció kezdeti szakaszában a két o-4helyzetben -már teljesen szubsztituálódott, tovább reagáljon és így némi p-szubsztituált termék is 'keletkezzen. A szelektivitásnak ezt a csökkenését kompenzálni lehet a térsebesség növelésével; a reagensek áramlási sebességének a reagensek szem-5 pontjából közömbös hígítóanyag használata által történő növelése azonban nem befolyásolja a szelektivitást. Ilyen inert gázként használható nitrogén vagy argon; inert hígítóanyagként felhasználható továbbá benzol- vagy toluolgőz is. 10 A reaktorban kisebb nyomás alkalmazása nem kompanzáljia a szelektivitás-csökkenést. Ba nyomás alatt kívánunk dolgozni, meg kell, növelni a reagensek láramlási sebességét annak érdiekében, hogy azonos legyen az érintkezési 15 idő., Előfordulhat, hogy a reagensek áramlási sebessége nyomással vagy nyomás alkalmazása nélkül annyira nagy, hogy a katalizátort a reagens gőze -gyakorlatilag „elárasztja", úgyhogy a gőz nem érintkezik a katalizátorral és így nem 20 is reagál. Általában a reakciókörülményeket úgy választjuk meg, hogy minimálisra csökkentsük a reagálatlan, tehát kinyerendő és újra felhasználandó betáplált anyagok mennyiségét. Olyan 25 reakciókörülmények azonban, amelyek a kitermelés szempontjából hátrányosnak látszanak, 'gazdasági szempontból kívánatosak lehetnek annak következtében, hogy a reakció ilyén feltételek mellett igen nagyfokú szelektivitással 30 játszódik le és kizárólag o-metilezett termékeket eredményez. Másrészről a reakciókörülményeket úgy is be lehet állítani, hogy magas kitermeléseket kapjunk az o-metilezett termékre nézve óránként és katalizátor-térfogategységen-35 ként, ha nem különösebben hátrányos nagyon kis mennyiségű p-szubsztituált termék képződése. A magnéziumoxid katalizátorok fajlagos aktivitásának eltérései miatt minden 'egyes mag-40 raéziumoxid katalizátor optimális reakciókörülményei különbözők lehetnek. Minél reakeiöképesebb a katalizátor, annál rövidebb érintkeztetési időre van szükség ahhoz, hogy az o-metilezett termékekre nézve azonos konverziót 45 kapjunk. Ezért reaikcióképesebb katalizátor esetén nagyobb tórsebességét vagy alacsonyabb hőmérsékletet használhatunk. Az qjyan katalizátor, amelyet a reakcióban még nem használtunk fel, vagy amelyet regeneráltunk, induk-50 ciós periódussal rendelkezik, amely alatt a katalizátor aktivitása egy maximumig növekszik; ezt a maximális aktivitást azután a katalizátor hosszú időn keresztül megtartja. A mondottak következtében a katalizátor aktivitását nem- kell 55 mindaddig marni, amíg el nem jutunk eddig az állandó állapotig. A találmány szerinti eljárás igen rugalmas •módszert biztosít fenolok o-metilezésóhez. Katalizátorként magnéziumoxidot használva, a me. 60 tanolt o-helyzetben legalább 1 hidrogént tartalmazó fenollal reagáltathatjuk 475 C° és 600 C° közötti hőmérsékleten, különböző nyomásokon, térsebesiségekkel és áramlási feltételek mellett, hígítószerekkel vagy azok nélkül és formaidé-55 hid használatával vagy, formaldehid nélkül,, és 3
