CS214922B1 - Sposob alkylácie aromatických uhlovodíkov alkénmi - Google Patents

Description

2

Tento vynález sa týká sposobu alkyláciearomatických uhfovodíkov alkénmi za pří-tomnosti metalického hliníka. Princip tohotosposobu spočívá v súčasnom privádzaní aro-matického uhlovodíka, alkénu, alkylhaloge-nidu a} alebo bezvodého halogenovodíka nakovový hliník. Na kovový hliník sa působízmesou pozostávajúcou z jednotlivých alké-nov, alebo zo zmesi alkénov z jednotlivýcharomatických uhfovodíkov, alebo z ich zme-si, z alkylhalogenidov alebo zo zmesi alkyl-halogenidov pri teplote 25 °C až 120 °C, obje-movou rýchlosťou 0,5 h-1 až 10 h-1 počítanéna alkylačné činidlo. Československý patentový spis č. 85 511kryje spĎsob nepretržitej alkylácie aroma-tických uhlovodlkov alkylchloridmi za po-užitia aktivovaného kovového hliníka.

Postupom podlá tohoto vynálezu sa zapoužitia kovového hliníka ako zdroja kataly-zátorovej sústavy in státu nascendi alkylujúaromatické uhlovodíky alkénmi obsahujúci-mi minimálně 2 uhlíkové atómy v molekuleza přítomnosti alkylhalogenidu obsahujúce-ho s výhodou rovnaký počet uhlíkových ató-mov v molekule ako alkén a) alebo zapřítomnosti bezvodého halogenovodíka. Al-kylhalogenid sa zúčastňuje alkylačnej re-akcie za uvolňovania halogenovodíka. Halo-genovodík vznikajúci pri alkylácii reagujes kovovým hliníkom za tvorby chloridu hli-nitého vytvárajúceho s přítomnými aroma-tickými uhlovodíkmi kvapalné organickékomplexy vysokoaktívnej katalyzátorovej sú-stavy alkylácie.

Kvapalnú katalyzátor ovú sústavu haloge-nidu hlinitého v najaktívnejšom stave, v sta-ve zrodu, možno připravit tiež privádzanímbezvodého halogenovodíka do hliníkovéholóžka zatopeného aromatickým uhlovodíkoma alkénom.

Vodík vznikajúci reakciou halogénovodíkas kovovým hliníkom sa odvádza z reakčnéhoprostredia.

Ako alkylačné činidlá můžu slúžiť rovno-retazcové a rozvětvené alkény majúce dvo-jitú vazbu na konci, alebo v íubovofnej po-lohe vo vnútri reťazca. Můžu to byť alkényvzniklé pyrolýzou uhlovodlkov, termálnymalebo katalytickým krakováním uhlovodlkov,alkény vzniklé katalytickou dehydrogenácioualkánov, alkény vzniklé oligomerizáciou, dis-proporcionáciou a kopolymerizáciou.

Ako alkylhalogenid možno použit mono-,di-, tri- a póly- halogenidy, a to vo forměmono-, di- a polytropických derivátov. S výhodou sa používajú monohalogénde-riváty, majúce rovnaký počet uhlíkovýchatómov v molekule ako alkén, ktorým sa máalkylovať aromatický uhlovodík. V takomtopřípade vzniká alkyláciou aromatickéhouhl'ovodíka alkylhalogenidom rovnaký pro-dukt ako alkyláciou alkénom. Delenie alky-lačnej zmesi sa tým zjednodušuje. V praxi sú v súčasnej době najrozšírenejšími alkyl-chloridy.

Sposobom podl'a tohoto vynálezu možnoalkylovať například benzén, mono-, di-, tri-a polyalkylbenzény, naftalén a jeho alkylde-riváty, tri- a polycyklické aromatické uhlo-vodíky, fenol, mono-, di-, tri- a polyalkylfe-noly, naftoly a ich alkylderiváty.

Molárny poměr alkylhalogenidu k alké-nom sa počas alkylácie móže pohybovatv širokom rozmedzí, a to jednak v závislostiod obsahu halogénu v alkylhalogenide a jed-nak v závislosti od množstva připadne pri-vádzaného halogénovodíka do reagujúcejzmesi a od výšky požadovanej konverzie al-kénov.

Do lóžka kovového hliníka je třeba pri-viesť minimálně jeden mol halogénovodíkana 50 molov alkénu, ak nie je přítomný alkyl-halogenid.

Halogénovodík nie je nutné privádzať zá-měrně do reagujúcej alkylačnej zmesi, ak jemolárny poměr alkylmonochloridu k alkénuminimálně 1: 30.

Molárny poměr aromatického uhlovodíkak alkénom, alebo k zmesi alkénov a alkyl-halogenidu sa móže například pohybovatv rozmedzí od 0,6 : 1 do 1:12, a to v závis-losti na požadovanom zložení cielového al-kylaromátu.

Alkylácia aromatických uhfovodíkov al-kénmi prebieha za přítomnosti aktivovanéhokovového hliníka v rozmedzí teplót 25 °C až120 °C pri atmosférickom tlaku alebo pritlaku danom odporom alkylačného zariade-nia. Alkylácia aromatických uhfovodíkov samóže diať pri objemovej rýchlosti 0,5 h_1 až10 h_1 počítané na alkén, alebo zmes alké-nov, respektívne zmes alkénu, alebo alkénovs alkylhalogenidom, alebo s alkylhalogenid-mi, tj. počítané na alkylačné činidlo.

Pre urýchlenie alkylačnej reakcie je vý-hodné kovový hliník aktivovat. M6že sa takdiať působením bezvodými halovými kyseli-nami na hliník zatopený aromatickým uhfo-vodíkom, alebo alkylačnou zmesou, s výho-dou pri zvýšenej teplote 30 °C až 75 °C.

Aktivácia hliníka sa móže uskutečňovatjeho navrstvením halogenidmi prvkov, ktorésú známe ako katalyzátory alkylácie, ako jenapříklad chlorid hlinitý, zinočnatý, fluoridboritý, chlorid antimonitý.

Najjednoduchší spósob aktivácie kovovéhohliníka je jeho prevrstvenie kvapalným orga-nickým komplexom halogenidu oddělenéhoz alkylačnej zmesi.

Alkylácia aromatických uhfovodíkov al-kénmi za přítomnosti aktivovaného hliníkasa móže diať v násadových reaktoroch alebov reaktoroch kolónových, pracujúcich konti-nuálně. V závislosti od typu reaktora sa hli-ník dávkuje do reaktora buď vo formě práš-ku, stružlín, drtě, alebo vo formě granúl,úlomkov, valčekov, kociek, hranolkov, alebo

Claims (2)

1. 3 útvarov získaných liatím roztaveného hliní-ka do vody. Výhody spósobu alkylácie aromatickýchuhlovodíkov alkénmi podl'a tohoto vynálezusú tieto: — jednoduchost alkylačného zariadenias velkým výkonom na jednotkový objemreaktora, — vysoký obsah cieTového alkylaromátuv alkylačnej zmesi, — znížené výrobně náklady z důvodov zvý-šenia obsahu alkylaromátu v alkylátea tým zníženla spotřeby energie na izolá-ciu dělového produktu hlavně v porov-naní s alkyláciou aromatických uhlovodí-kov alkylhalogenidmi, — poměrně malá náročnost na konstrukčněmateriály výrobného zariadenia v porov-naní s procesom alkylácie aromatickýchuhlovodíkov alkénmi za přítomnosti flu-órovodíka alebo fluoridu boritého akokatalyzátore, — znížená tvorba vedlajších produktov, pre-dovšetkým organického komplexu halo-genidu v porovnaní s alkyláciou aroma-tických uhlovodíkov alkénmi, napr. chlo-ridom hlinitým, — vysoká čistota ciel'ového produktu hlavněz hladiska obsahu alkylindénov, — zniži sa tvorba organického komplexuchloridu hlinitého, čím sa zníží množstvochemických véd. Dójde teda k zlepšeniuživotného prostredia. Příklad 1 Na 75 cm vrstvu granúl hliníka majúcehorozměry 10 až 20 mm, zatopených organic-kým komplexom chloridu hlinitého v benzé-ne a vyhriatych na 70 °C sa nepřetržíte dáv-kuje jeden mol frakcie alkylchloridu Clt ažC13 s priemerným obsahom uhlíka v moleku-le 12 a s obsahom chlóru 10 % hmotnostných, jeden mol normálnych alkénov Cu — CJ3 ma-jácích priemernú molekulová hmotnost 168,dvojitá vazbu statisticky rozdělená po dlžkeuhlíkového reťazca a čistotu 96 % a 12 molovbenzénu. Sáčet alkylchloridu a alkénov sadávkuje na vrstvu hliníka objemovou rých-losťou 6 h_1. Po výstupe z reaktora sa reakč-ná zmes ochladí na 20 °C, organický kom-plex chloridu hlinitého sa oddělí vo forměšpecificky ťažšej kvapaliny a odtahuje sačerpadlom z rozsadzováka. Zmes alkylbenzé-nov s nezreagovaným benzénom sa preperievodou a 3 %-ným roztokom hydroxidu sod-ného a podrobí sa frakcionácii. Za atmosfé-rického tlaku sa oddestiluje benzen. Za vá-kua 13,3 kPa sa oddestilujá nezreagovanén-alkány a v ďalšej koloně sa za vákua10 kPa oddestilujá alkylbenzény. Zo spodudruhej vákuovej kolony sa odťahujá poly-benzénalkány a polyalkylbenzény. Bolo ziste-né, že alkylát zbavený benzénu má toto zlo-ženie: 23 % hmotnostných n-alkánov Cu ažC13, 70 °/o hmotnostných alkylbenzénov o čis-totě minimálně 98 °/o a 7 % hmotnostnýchvyššie vrácich uhlovodíkov. Obsah alkylin-dánov v alkylbenzénoch činil 7 % hmotnost-ných. Příklad 2 Postup je rovnaký ako v příklade 1 s týmrozdielom, že na vrstvu granál aktivovanéhohliníka sa nepřetržíte dávkujá 2 moly nor-málnych alkénov Ctl — C13 majácích dvojitávazbu statisticky rozložená po dlžke uhlí-kového reťazca, 10 molov benzénu a 2/3 molubezvodého HC1. Po oddělení organickéhokomplexu chloridu hlinitého a po oddestilo-vaní nezreagovaného benzénu sa získal alky-lát, ktorý obsahoval 3 % alkánov a 2 °/ovyššie vrácich aromatických uhlovodíkova 95 % ciefových alkylbenzénov praktickyprostých alkylindánov. PREDMET

   1. Spósob alkylácie aromatických uhlovo-díkov alkénmi vyznačujúci sa tým, že sa jed-notlivé alkény obsahujáce minimálně dvauhlíkové atomy v molekule, alebo zmes al-kénov a jednotlivé aromatické uhlovodíky,alebo ich zmes, privedú spolu s jednotlivýmialkylhalogenidmi, alebo so zmesou alkylha-logenidov v množstve minimálně jeden molalkylhalogenidu na 30 molov alkénu aleboalkénov a) alebo s halogénvodíkom v množ- VYNÁLEZU štve minimálně jeden mol halogénovodíkana 50 molov alkénu do styku s kovovým hli-níkom při teplote 25 °C až 120 °C, objemovourýchlosťou 0,5 h_1 až 10 h”1 počítané na al-kylačné činidlo.
2. 2. Spósob podlá bodu 1 vyznačujáci satým, že sa hliník aktivuje bezvodými halový-mi kyselinami, alebo halogenidmi prvkovznámými ako katalyzátory alkylácie.