DE1668185B1

DE1668185B1 - Verfahren zur Isolierung von reinem Mesitylen aus seinen Gemischen mit C9-Aromaten

Info

Publication number: DE1668185B1
Application number: DE19681668185
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Mueller; Karl Dr Peterlein
Original assignee: Gelsenberg Benzin AG
Current assignee: Gelsenberg Benzin AG
Priority date: 1968-03-09
Filing date: 1968-03-09
Publication date: 1971-02-18
Also published as: SE342438B; CH502283A; NL6901406A; AT289755B; FR2003552A1; GB1192155A; BE728580A

Description

Mesitylen (1,3,5-Trimethylbenzol) kommt sowohl in Erdöl- als auch in Kokereiaromaten in solchen Mengen vor, daß eine Isolierung lohnend erscheint. Eine destillative Abtrennung ist aber sehr schwierig, da die neben Mesitylen in den Aromaten enthaltenen anderen C₉-Aromaten, z. B. Äthyltoluole, ähnliche Siedepunkte haben. So siedet z. B. das 2-Äthyltoluol nur 0,5⁰C höher als das Mesitylen.

Aus einem Aromatengemisch, das bei der o-Xylolgewinnung als Sumpfprodukt anfiel und neben 9 Gewichtsprozent Mesitylen noch 5,4 Gewichtsprozent 2-, 17,1 Gewichtsprozent 3- und 7,2 Gewichtsprozent, 4-Äthyltoluol enthielt, konnte in einer Kolonne mit 50 Böden nur eine Mesitylenfraktion mit 40 Gewichtsprozent Mesitylen gewonnen werden. Aus'Kokereiaromaten, die mehr Mesitylen und weniger 2-Äthyltoluol enthalten, konnte in derselben Kolonne eine Mesitylenfraktion mit 68 Gewichtsprozent Mesitylen erhalten werden. .

Aus der Literatur ist bekannt, daß man aus einem destillativ angereicherten Mesitylen dieses durch SuI-furierung in reiner Form gewinnen kann. Es ist ferner vorgeschlagen worden, Mesitylen aus Gemischen durch Extraktion mit Flußsäure in Gegenwart von Bortrifiuorid zu extrahieren (USA.-Patentschrift 2 589 621). Diese Wege sind jedoch aufwendig und kostspielig.

Nach den USA.-Patentschriften 2 648 713 und 2 816 940 ist es bekannt, 2-Äthyltoluol oder Hemellitol durch selektive Alkylierung mit Isobuten vom Mesitylen abzutrennen. Nachteilig ist dabei, daß das Isobuten unter dem Einfluß der Alkylierungskatalysatoren zum Teil auch polymerisiert wird.

Nach Angaben in der Literatur ist es unumgänglich, für eine selektive Alkylierung, die eine nachfolgende Trennung erlaubt, tertiäre Alkylierungsmittel zu verwenden. So gelang es z. B. nicht nach C ο r s ο n, B. B. und Mitarbeitern (Industrial and Engineering Chemistry, 48, 1956, S. 1181), durch Einführung von Äthyl- oder Isopropylgruppen eine selektive Abkylierung von Polyalkylbenzolen und eine sich daran anschließende Trennung herbeizuführen. In der schqn genannten USA.-Pätentschrift 2 648 713, in dein unter anderem die Abtrennung von Äthyltoluolen von Mesitylen genannt wird, wird in Spalte 3 in Zeile 34 ausdrücklich erwähnt, daß normale Olefine in bezug auf eine selektive Alkylierung unwirksam sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches ,einfacher ist als die bekannten Verfahren und zu einem möglichst reinen Produkt führt.

Es wurde nun gefunden, daß die Isolierung von reinem Mesitylen aus einem Gemisch "mit anderen-Cg-Aromaten überraschenderweise durch selektive Alkylierung der Verunreinigungen mit Propen gelingt ' Die Reaktionsgeschwindigkeiten der Propylierung sind bei den anderen C₉-Aromaten so viel größer als beim Mesitylen, daß dieses praktisch nicht reagiert, solange weniger als 1 Mol Propen pro Mol der Aromaten (ohne Mesitylen) eingesetzt wird. Das dürfte seinen Grund darin haben, daß aus Mesitylen bei der Propylierung hauptsächlich 5-Isopropylpseudocumol entsteht, d. h., der Propylierung muß eine Isomerisierung vorausgehen. Es gelingt so, alle Cg-Aromaten mit Ausnahme des Mesitylens selektiv in C_I2-Aromaten umzuwandeln, die dann leicht durch Destillation vom Mesitylen abgetrennt werden können. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß das Propen nicht so leicht polymerisiert wie das Isobuten, billiger ist und daß der Bedarf um 25 Gewichtsprozent niedriger ist.

Erfindungsgemäß wird zur Isolierung von Mesitylen aus seinen Gemischen mit C₉-Aromaten durch deren selektive Alkylierung mit einem Alkylierungsmittel, das in einer Menge von mindestens 1 Mol pro Mol C₉-Aromat (ohne Mesitylen) eingesetzt wird, in Gegenwart von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent AICI3 als Katalysator, bei Temperaturen zwischen 50 und 90⁰C und Abtrennung des Mesitylens durch Destillation so verfahren, daß als Alkylierungsmittel Propen verwendet wird.

Es ist auch möglich, das AlCl₃ durch Zugabe geringer Mengen Wasser oder HCl in Gegenwart eines Alkylaromaten in einen flüssigen Komplex überzuführen, der technisch leichter zu handhaben ist. Die Alkylierung des Gemisches wird besonders bei Temperaturen zwischen 60 und 8O⁰C ausgeführt.

Beispiel 1

Es wird an.einem Modellversuch gezeigt, wie unterschiedlich die Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Propylierung eines Gemisches aus Pseudocumol, 1,2,4-Trimethylbenzol und Mesitylen sind.

Zu einem Gemisch aus 800 ml entsprechend 701 g Pseudocumol und 200 ml 95,3%iges Mesitylen mit einem Gehalt von 164 g entsprechend 1,37 Mol Mesitylen wurden 6 g AlCl₃ gegeben. In dieses Gemisch wurden dann bei 50° C 245 g Propen eingeleitet. Man erhielt 1119 g eines Gemisches aus 14,9 g Pseudocumol, 141 g Mesitylen, 949 g Isopropylpseudocumole und 14,1 g nicht identifizierte Produkte. Daraus läßt sich errechnen, daß 97,9% des Pseudocumols, aber nur 14% des Mesitylens alky-

liert werden. _ . . , „ , . _Λ
Beispiele 2 bis 4

Diese Beispiele zeigen die Anwendung des Verfahrens der Erfindung auf Gemische, wie sie bei der destülativen Anreicherung von Mesitylen anfallen.

Es wurden jeweils 870 g entsprechend 7,25 Mol eines Cg-Aromatengemisches mit unterschiedlichem Gehalt an Mesitylen mit Propen alkyliert. Dazu wurde so lange Propen eingeleitet, bis auf je 1 Mol C₉-Aromat (ohne Mesitylen) etwa 1 Mol Propen umgesetzt worden war. Als Katalysator wurden jedem Ansatz 30 g AlCl₃ zugegeben. Die Temperatur wurde zwischen 70 und 8O⁰C gehalten. Die so erzielten Ergebnisse sind,_in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Der Tabelle ist zu entnehmen, daß man die Äthyltoluole völlig in wesentlich höhersiedende und damit leicht abtrennbare Produkte umwandeln kann. Die gleichzeitige Propylierung von Mesitylen beträgt dabei nur etwa 3 bis 7% der vorhandenen Menge. Als einzige nahe beim Mesitylen siedende Komponente bleiben Reste an Pseudocumol zurück. Doch ist die Siededifferenz zwischen Pseudocumol und Mesitylen mit 4,5° C deutlich größer als zwischen Mesitylen und Äthyltoluolen. In einer Kolonne mit 50 theoretischen Böden kann man so ohne weiteres ein 95%iges Mesitylen erreichen.

Setzt man von vornherein so viel Propen ein, daß auch etwa 20% des vorhandenen Mesitylens alkyliert werden, oder setzt man ein oben beschriebenes 95%iges Mesitylen ein zweites Mal in die Propylierung ein, so erhält man ein 99%iges Mesitylen.

2 870·

Gewichtsprozent

Beispiel

3 g

Gewichtsprozent

4 870i

Gewichtsprozent

Einsatzprodukt

Mesitylen

2-Äthyltoluol

3- und 4-Äthyltoluol

Pseudocumol

Bedingungen

AlCl₃.-

Temperatur

" Propen umgesetzt

Cg-Aromaten im Einsatz

ohne Mesitylen

Alkylat
Ausbeute

Mesitylen

Pseudocumol

Propylierte Verbindungen Mesitylen in Fraktion 165 bis 166⁰C

58,1

39,8

1,0

37,0 24,1 28,2 8,3

322 210 246

72

34,3 24,6 18,7 21,1

299 214 163 184

30 g 75 bis 80⁰C g 80⁰C

30 g 70° C

136 g

3,24 Mol 3,03 Mol g

4,38 Mol 4,57 Mol

200:

4,76 Mol 4,75 Mol

1006; g

1070 g

Gewichtsprozent

46,7

2,4

50,9

96,1

Gewichtsprozent

29,6 5,1 65,3

93,2

Gewichtsprozent

312

54

688

26,8

6,2

67,0

95,3

287

66

717

Claims

Patentanspruch:

35

Verfahren zur Isolierung von Mesitylen aus seinen Gemischen mit C₉-Aromaten durch deren selektive Alkylierung mit einem Alkylierungsmittel, das in einer Menge von mindestens 1 Mol pro Mol C₉-Aromat (ohne Mesitylen) eingesetzt wird, in Gegenwart von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent AICI3 als Katalysator, bei Temperaturen zwischen und 90⁰C und Abtrennung des Mesitylens durch Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkylierungsmittel Propen verwendet.