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L? invention s rapport 'an procède pour préparer du ja-diisopropylbeN.sènê de grande pureté à pour de benzène ¯=diisopropylb0nzèùQ grade 9.'é de benzène et de propylène et plus particulièrement à 'an procédé clans lequel on. convertît le beazëne en suiaene pas? réaction avec du propylèn'3 0'1"1. avee rm lY'jlyisoJ;n:'oJ9ylbe1:l.zène en présence d 9ttJ:l (nd:;alYI:H::t1' 6."alIylation. à réaction acide;, tel que le chlorure d$a1umiltlli en autre catalyseur dn type '"x'C. r5:'ô a et le produit de réaction résultant ou le cumène qui peut en être
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séparé par distillation est mis à réagir avec du propylène en
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présence d5tia catalyseur du type mentionne plus haut dans des conditions do non-équilibre pour produire un mélange de réac- tion contenant les diisopcopylb=l1zèn.es isomères conjointement avec du mono.",isopro:
9ylbenzène et également des isopropylbesze- nes supérieurs; on es sépare la fraction diisopropylbeozëne isomère et ensuite on sépare le para-dïîsopropylbe=ène à partir de cette dernière fractions Les diisopropyJ.be#ènes restants, de que les mono- et sab. 3 supérieurs sont recyclés à la réaction
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Le para-diisopropylbenzène obtenu est utile comme solvant ou comme produit brut intermédiaire pour la prépara- tion de para-dihydroxybensène (hydroquinone) par le procédé dit à l'hydroperoxide. Un de ses usages les plus importants est toutefois en tant que produit intermédiaire pour la pré- paration d'acide téréphtalique.
Industriellement on est confronté avec le problème de produire du diisopropylbenzène de grande pureté d'une manière économique.
La réaction du benzène ou des alkylbenzènes avec du propylène, en présence d'un catalyseur d'alkylation comme le chlorure d'aluminium, est connue pour donner des mêlâmes des divers dérivés de substitution possibles, de même que les divers isomères possibles; un problème particulier ayant traie à la préparation de poly-isopropylbenzènes comporte à la fois la préparation du composé diisopropylé et aussi la prépara- tion et la récupération de l'isomère para avec des rendements économiques.
Les découvertes associées à l'invention et la solution du problème indiqué plus haut, de même que les objets réali- sés conformément à l'invention, tels qu'il sont énoncés ici, comprennent ce qui suit : la préparation de cumène par réac- tion du benzène avec du propylène ou des poly-isopropylbenzè- nes en présence d'un catalyseur d'alkylation à réaction acide, tel que le chlorure d'aluminium ou autre catalyseur du type Friedel-Crafts dans des conditions d'équilibre pour obtenir un rendement maximum en cumène, la séparation à partir de ce dernier d'une fraction contenant une proportion majeure de cumène ou, si on le désire, la séparation à partir de celui-ci de cumène substantiellement pur,
la réaction de ce cumène avec du propylène dans des conditions de non-équilibre pour
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produire un mélange de réaction contenant du diisopropylbenzène,
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la séparation partir de ce dernier de la'fraction dilsopropylla S'-p1.1'at. on <;J. partîr de ce Ct61"'11:t6:i." do a :O:<1C'GJ..Ol1 .R-.1 Çwf'tB r:''.9.?'.e4 benzèu8? fcu @P5''.ite la séparation du para-diisopropylbenssne à P&t-'--5.t .G S" 1-cWw J.'c-6. ,És.L Le résidu de cette fraction et le res....:j.t du mélange de :réaction sont recyclés dans le procède;
d'autres objets qui seront apparents sous la forme de détails et de formes de réalisation de l'invention sont énoncés ci-apre:
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cotte obtient ime fFaction diisopropyl- Tz cette manier 9 011 {)o"t;:t6n:c un fraction Ct:l:J..sopropy , benzène ayant une conCC?J!,t;1"8.t;iol'l substantiellement plus élevée en para-isomère par exemple un accrois sement d'environ 50 % ou plus en cetIsomère
En vue de faciliter la bosse compréhension de l'inven-
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tioa5 on va décrire en détail les formes de réalisation spéci- ....:;., Ji> P fiques préférées qui SU1.veITGo Dans un ..":?C;'" ''';
approprié comportant ime surface inté"o rieurs résistant la corrosion (par exempis du verre s ua matériau Cêl'8±1iq1,i,G ou un métal ou alliage résistant à la cor-" l"osion) Bami d'un moyen dragitation tel qu'un dispositif ça gaz ou mécaniqueet d'un moyen pour chauffer ou refroidir son contenu ? par exemple un serpentin ou un jaquette, réacteur qui comporte en outre un condenseur à reflux, un tube d'admission de gaz et facultativement un conduit d'évacuation pour les
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matières à bas point EA 9 ..s'YÎ a q .-.rd.c on charge g
65,
4 parties en poids de chlorure d'aluminium 1700 parties de benzène (chimopur ou exempt de thiophère)
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327 parties de chlorure disopropyle (ou c1' acida ehloFhydriqne rr;v:p 3zs.:g on fait ab@srber 915 parties de propylène (par exemple du propylène gazeux à 99 %)
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en une période de 2 heures, tout en agitant, tandis que l'on maintient la température dans l'intervalle d'environ 70à 100 C, le débit d'alimentation étant d'environ 75 litres par heu'c à la température et à la pression ordinaires.
On peut maintenir cette température,soit en faisant passer de l'eau de refroidissement à travers le moyen d'échange thermique indirect, ou en laissant le mélange bouillir et en refluant son condensât si la température a tendance à s'élever trop haut, ou en faisant passer de la vapeur d'eau à travers ce moyen si la température a tendance h descendre trop bas.
Ou encore,on peut remplacer le propylène et une partie du benzène par une quantité équivalente de poly-isopropylbenzè@
On refroidit le mélange de réaction à la températ@ ordi- naire, et l'on sépare la phase boueuse inférieure de catalysem@ de la phase hydrocarbure supérieure, et on peut la recycler au -réacteur si on le désire, Le cumène, c'est-à-dire la phase hydrocarbure supérieure, est chargé dans un réacteur semblable à celui mentionné plus haut, dans les proportions de
1700 parties de eumène,
5,75 parties de chlorure d'aluminium
4,31 parties de chlorure d'isopropyle ou d'acide chlorhydri- que,
tandis que 595 parties de propylène y sont absorbées en une période de 2 heures, avec agitation, à une température dans l'intervalle de 70 à 100 C.
On traite alors le mélange de réaction comme plus haut, et on lave la couche hydrocarbure avec un volume à peu près égal d'hydroxyde de sodium aqueux à environ 10 %, puis avec un volume à peu près égal d'eau, et ensuite on sèche,par exemple en chas- sant l'eau par distillation azéotropique avec l'hydrocarbure à
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bas point d'ébullition présent.
La caliche hydrocarbure séchée est ensuite fractionnée dans une colonne efficace obtenant l'analyse suivante ( exprimée en poids) hexane 0 % benzène 8,0 cumène Ils?
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dits opropylbenzene 28 s 2 triisopropylbenzene 50,3
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tétraisopropylbenzèns 1 s 8 La fraction des diisopropylbensènôs obtenue confor- m.éw611:t à l2 -.:,::##:;,: rôle ci-dessus de nOlJ.o"équilib1,.>e contient environ 63 % de pa.l.t?.,d;t:lsopropylbel1zÈn.1e9 environ 2-9,5 % d'isomère sieta et environ +')1..:. l' d3 isomère orthOo .Y ......i me fabrication 'aLF}i#C.f.,F;:W ',, m effectuée avec trois fois autant .¯ chlorure d;
alt1lliil1,:1:l1211') en vue d' atteindre les conditions d'équilibre,la couche hydrocarbure contient 57,7 % de diisopropylbenzènes,mais cette fraction contient seulement
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environ 40 % d'isomère para rt!j ii!?"'-.5'' avec environ 63 % d isomère mesa et 4 % d isomère orthoc
En opérant suivantco système à dors stades et eu. effectuant la conversion du examens en diisopropylbenzène dans dss conditions de non équilibre, on a une réduction très substantielle dans le coût du capital global de même que dans les frais de fabrication pour une production donnée de para- diisopropylbenzène.
La fraction para-diisopropylbenzène est aisément séparée des autres isomères par une distillation fractionnée efficace, puisqu'elle bout à 210940 C sous 760 mm de Hg, tandis
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que l'isomère ortho bout à environ 203,8"C et 19ismi'3ra meta à 203,2 C.
On peut exécuter le procédé suivant un mode continu., celui-ci étant particulièrement souhaitable pour une opération
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industrielle. Les quantités requises de chlorure d'aluminium et de chlorure d'isopropyle sont chargées dans le pr@@ier
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réacteur, et le benzène y est chargé sl::rzltanG?Jl3n.1; a\rcc le poly.3.sopxopylber.,n'. ou le propylène do maniera continue z la partie du mélange de réaction est con-tL-:n::cl18;J1.r.3irt e4z a <= décantée, la coucha de catalyseur infëricr-ro staat r c - . "# recyclée, tandis que la couche h;;"u"''oc"'1'1', ;â'Pt'e3¯i.ïs:,; car, supplémentairement traitée.
On peut faire passer cet hydrocarbure directement dans un
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second réacteur, ou on peut 1q fractionnas ç/c faie pc-i'-i;1'.:: seulement la fraction cuEiene au second .ïéetcirc1 dj, :,," ,""' ,..., pour le chlorure c.'s,ïui-.'¯n' IG- c2iloinu*o (FÜ10!."':o('i Y:'.:: .;."; 1 propylène.
La ..1-... du 1 .¯'" de réaction est cor-,îj.în;r,i;'..#- pro",y ene. la partis du due réaction es- cc.nbln.::'-JJ..-- ment enlevée et traitée comme plits haut;" si ce E."0S'{; fr:.:, couche hydrt)carbt!i---,, est lavée en ,(1f';l'(>COI.:;J..[J.rj; R-'/c- 0- l ''. x.': M. li caustique aqu'''''', dilué vt :?,3ysi.v=: ...r. r do 1;:;"'''''1 #: 3v'.=... la soumet ensuite a des procédés cl.*. ##îll.fcoir-es j: 'A' ',>,1,."1' -o;. ##* le .,... di1 .11'''''' . d-'i'1 .'3 '., "...'. '1 -. o'r.. dos. : '.:'â:- d¯ matières résiduaires qui s'y t;l01..Yk!::"; On peut utiliser des matières C4"à:::'eô'C:, Re du i: >';'.'.>... d'un approvisi.. sent facile, qui sont do 7\"({"',;"""n ..'."> :w: a ,l .t.; d'autres composés non-saturés. 1.
Systems .r 3î?,ct3j? 1)':':.1".: ,';1::. pourvu de conduits d'évacuation 1"JJ.!!, 3.i:=a2:,..r 103 b':r(11:'oc.....:."hn,,:";::: a bas point d'ébullition qui n'entrent pas dajis la réaction, Une fraction hexane ou une fraction cumène, ou les deux, peu- vent être enlevées comme produit de tête au lieu de les recy- cler au réacteur.
Le benzène employé dans la réaction doit être exempt
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d'autres composés aromatiques (à l $ :'C'''''1)t:t..)'''. du ca::.'.iswj : peut contenir certaines parafincs, que 1'on. peut éliminer dans
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le système; il convient qu'il soit à basse #ctivior- en r-oviCi-." "-#'-. de préférence exempt ds soufra.
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On obtient des résultats comparables ou intéressants avec diverses modifications de ce qui précèdes notamment ce qui suit Le catalyseur peut être un catalyseur quelconque d'alkylation à réaction acide., de préférence du type Fricdel-Crafts comme le chlerure d'aluminium, l'acide fluorhydrique ou le trifluoru- re de boeo Lorsqu'on n'exige pas tous les avantages de cas catalyseurs;, on peut utiliser d'autres substances ce e l'acide- sulfurique ou l'acide phosphorique.
Dans le premier stade, ou stade de préparation du cumène, le rapport du propylène relativement au benzène doit être dans la gamme d'environ 0,7 à environ 1,5 moles par mole de benzène, y compris l'équivalent de propylène et de benzène dans les poly-isopropylbenzènes recyclés avantageusement de 0,9 à 1,12 et de préférence d'environ 1,1.
Dans le second stade,, ou stade de réaction non à l'équi- libre, le rapport propylène : cumène coit être dans l'intervall. d'environ 0,8 à environ 1,5, avantageusement de 0,9 à environ 1,3 et de préférence d'environ 1,1 moles de propylène par mole de cumène. Dans ce second stade de réaction, on arrête la réaction avant datteindre 1* équilibre Pour faciliter ceci, on utilise une concentration relativement basse de catalyseur ou des conditions de vitesse de réaction plus faibles, Dans le premier stade, la concentration de catalyseur est suffisante pour donner un mélange pratiquement à l'équilibre lorsque l'ad- dition de propylène ou de propylbenzène est achevée, et en général cette concentration est dans l'intervalle d'environ 2 à 5 % de catalyseur par rapport au poids du produit préparé.
Dans le second stade, ou stade de non-équilibre, la quantité de catalyseur est seulement d'environ 1/10 à 3/10 de celle utilisée dans le premier stade, ou stade mentionné plus haute
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La température de réaction peut être dans l'intervalle de -80 à 150 C, de préférence de 50 à 110 C pour le chlorure d'aluminium employé comme catalyseur. Le temps de réaction peut être compris dans l'intervalle de 0,1 à 10 heures, de préférence 0,5 à 4 heures. Les températures élevées sont gêné-. ralement associées à des temps plus courts; le catalyseur et les conditions de température et de temps sont choisis pour donner la conversion désirée aux taux de production désirés.
On peut ajouter, suivant les besoins, un supplément de chlorure d'aluminium (ce qui est par exemple déterminé par une réaction d'alkylation de contrôle sur place, dans laquelle on utilise comme catalyseur un échantillon de la suspension qui est recy- clée, en vue de connaître son activité catalytique). Le cataly- seur usé est traité avec de 3.'eau contenant 15 à 30 % d'acide chlorhydrique, dans le but de rompre le complexe catalytique, et on sépare la phase hydrocarbure résultante et la réutilise dans le système.
Il est vraiment surprenant que le procédé de l'invention puisse être exécuté d'une manière aussi commode, avec des conversions élevées, pour donner un rendement pratiquement théorique en le produit désiré.
En prenant connaissance des données précédentes, certai- nes variations et modifications de l'invention apparaîtront à l'homme de métier; on désire inclure dans l'invention toutes ces variations et modifications, à l'exception de celles qui ne rentrent pas dans le cadre des revendications ci-jointes.
REVENDICATIONS.
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