CS219986B1 - Způsob výroby alkylbenzenu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby alkylbenzenu reakcí chlorovaných alkanů s počtem atomů uhlíku 10 až 14 s benzenem za přítomnosti chloridu hlinitého jako katalyzátoru v kaskádě nejméně dvou reaktorů, kdy se katalyzátorový komplex, vystupující z posledního členu kaskády vrací zčásti zpět do prvního členu a zčásti odděluje ze systému, jehož podstata spočívá v tom, že se katalyzátorový komplex reaktivuje suspenzí práškového hliníku o hmotnostní koncentraci 5 až 20 % v množství odpovídajícím oddělenému katalyzátorovému komplexu. Jako kapalné fáze pro přípravu suspenze lze použít difenylalkanová frakce.

Description

Vynález se týká způsobu výroby alkylbenzenu reakcí chlorovaných alkanů s počtem atomů uhlíku 10 až 14 s benzenem za přítomnosti chloridu hlinitého jako katalyzátoru v kaskádě nejméně dvou reaktorů, kdy se katalyzátorový komplex, vystupující z posledního členu kaskády vrací zčásti zpět do prvního členu a zčásti odděluje ze systému, jehož podstata spočívá v tom, že se katalyzátorový komplex reaktivuje suspenzí práškového hliníku o hmotnostní koncentraci 5 až 20 % v množství odpovídajícím oddělenému katalyzátorovému komplexu. Jako kapalné fáze pro přípravu suspenze lze použít difenylalkanová frakce.

Vynález se týká způsobu výroby alkylbenzenu reakcí chlorovaných alkanů s počtem atomů uhlíku 10 až 14 s benzenem za přítomnosti chloridu hlinitého jako katalyzátoru v kaskádě nejméně dvou reaktorů.

Alkylbenzen, který je meziproduktem při výrobě nejrozšířenějších tenzidů — alkylbenzensulfonanů — se vyrábí alkylací benzenu alkylchloridy za katalýzy komplexem chloridu hlinitého. Alkylace se provádí obvykle v průtočných reaktorech, do kterých se přivádí současně alkylchlorid, benzen a katalyzátor. Reakci je nutno vést do vysokého stupně přeměny alkylchloridu. Nezreagovaný alkylchlorid zhoršuje vlastnosti vzniklého alkylbenzensulfonanu a navíc se při destilaci zčásti štěpí na alken a chlorovodík, který koroduje zařízení.

Reakční směs je tvořena třemi fázemi. První kapalnou fází je roztok reakčních složek v přebytku benzenu, druhou kapalnou fází je komplex chloridu hlinitého, třetí fází je plynný chlorovodík, který se při alkylaci uvolňuje. Pro dosažení vysoké rychlosti reakce je nutné zabezpečit dohrou dispergaci obou kapalných fází a dostatečnou aktivitu katalyzátoru.

Komplex chloridu hlinitého, tvořící samostatnou fázi, ve které probíhá vlastní alkylace, obsahuje chlorid hlinitý o hmotnostní koncentraci 25 %, 25 % benzenu a 50 % výševroucích organických látek, tvořených především polyfenylalkany. Aktivita katalyzátoru v průběhu reakce klesá, a proto je nutno katalyzátor ze systému odstraňovat a nahrazovat čerstvým. Nejběžnějším způsobem je přidávání chloridu hlinitého. Manipulace s bezvodým chloridem hlinitým je však velmi nepříjemnou operací. Tato látka je silně agresivní, navíc ztrácí působením vzdušné vlhkosti svoji katalytickou aktivitu. Proto byly hledány cesty, jak práci s bezvodým chloridem hlinitým obejít.

Podle čs. patentu 85 512 se alkylace benzenu alkylchloridy provádí v jednom průtočném kotlovém reaktoru, do kterého je spodem kontinuálně přiváděna směs alkylchloridu s benzenem. Víkem reaktoru je periodicky přidáván granulovaný hliník, který reaguje s vznikajícím chlorovodíkem za vzniku chloridu hlinitého. Při vysoké konverzi alkylchloridu vyžaduje toto uspořádání velký reakční objem. Další nevýhodou popsaného způsobu alkylace je vysoká spotřeba katalyzátoru. Chlorid hlinitý je podle tohoto patentu používán pouze na jeden průchod.

Oba nedostatky tohoto postupu odstraňuje čs. AO 188 657. Podle tohoto vynálezu je reakce prováděna v kaskádě alespoň dvou průtočných reaktorů. Na výstupu z kaskády je katalyzátorový komplex oddělen z reakční směsi a zčásti vracen zpět do prvního reaktoru. Do prvního reaktoru je podobně jako v předcházejícím případě přidáván granulovaný hliník, který tvoří s chlorovodíkem chlorid hlinitý, který se udržuje aktivita recyklovaného katalyzátorového komplexu na potřebné úrovni. Společnou nevýhodou obou těchto postupů je způsob přidávání hliníku. Při této operaci je nutno otevřít víko reaktoru, ve kterém se vyvíjí chlorovodík a vodík. Obsluha přichází do styku s agresivními exhaláty a navíc vzniká nebezpečí vzniku explozivní plynné směsi vodíku se vzduchem.

Tento nedostatek, to je dávkování pevného hliníku do reaktoru, ve kterém je přítomen chlorovodík a vodík, mají i další postupy, které využívají reakce mezi hliníkem a chlorovodíkem k přípravě chloridu hlinitého. Francouzský patent 2 160 373 a patent NDR 99 559 popisují způsob aktivace vraceného katalyzátorového komplexu práškovým hliníkem v separátní jednotce, do které se zavádí chlorovodík. Kromě výše popsaných nevýhod vyžaduje tento způsob ještě dodatkové zařízení, ve kterém se popsaná reaktivace katalyzátoru provádí.

Patent NSR 2 255 233 popisuje dvoustupňový kontinuální proces, kde v prvním reaktoru je alkylace katalyzována recyklovaným katalyzátorovým komplexem, v druhém reaktoru je přidáván práškový hliník, kterým se aktivuje katalyzátorový komplex. Nevýhodou tohoto postupu je to, že v druhém reaktoru se vyvíjí jen málo chlorovodíku, to je méně než 5 % hmotnosti z celkového množství a reakce mezi hliníkem a chlorovodíkem probíhá pomalu. Nezreagovaný hliník odchází s reakční směsí a reaguje s rozpuštěným chlorovodíkem i v dalším stupni, kde ztěžuje oddělení obou kapalných fází.

Nevýhody popsaných způsobů přípravy chloridu hlinitého z hliníku odstraňuje postup podle vynálezu. Alkylace je prováděna v kaskádě nejméně dvou průtočných reaktorů. Katalyzátorový komplex, oddělený ze směsi na výstupu z posledního členu kaskády, je zčásti recyklován do prvního členu kaskády. Pokles aktivity katalyzátorového komplexu je kompenzován dávkováním suspenze práškového hliníku o hmotnostní koncentraci 5 až 20 °/o, v množství odpovídajícímu oddělenému katalyzátorovému komplexu do prvního reaktoru, kde dispergovaný hliník reaguje s chlorovodíkem za vzniku chloridu hlinitého, jako kapalná fáze pro přípravu suspenze hliníku slouží s výhodou difenylalkanová frakce, která odpadá jako destilační zbytek při izolaci alkylbenzenu.

Předností tohoto postupu je snadné dávkování suspenze hliníku do reaktoru ve srovnání s dávkováním pevného, ať již granulovaného nebo práškového hliníku. Suspenze hliníku se připravuje v míchaném zásobníku a kontinuálně se dávkuje čerpadlem do reaktoru. Tímto způsobem se zcela odstraňuje styk obsluhy s agresivními exhaláty i riziko vzniku výbušné směsi vodíku se vzduchem a navíc při kontinuálním způsobu

2193BS dávkování suspenze hliníku pracují reaktory v dokonale ustáleném režimu.

Benzen byl alkylován v kaskádě dvou reaktorů, z nichž každý byl tvořen trubkou o vnitřním průměru 80 mm a objemu 1200 mililitrů. Reaktory byly opatřeny pláštěm, ve kterém cirkulovala voda z termostatu. V reaktorech bylo umístěno míchadlo, které zajišťovalo vzájemnou dispergaci fází, odcházející plyn byl ochlazen ve zpětném chladiči a zkondenzovaný benzen vracen zpět do reaktorů. Do prvního reaktoru kaskády byla spodem nastřikována směs 400 ml benzenu a 500 ml chlorovaných alkanů s počtem atomů uhlíku 10 až 12 o střední molekulové hmotnosti 162 (obsah chloru 8,65 proč. hmotnosti). Odděleně byl do prvního reaktoru uváděn katalyzátorový komplex, oddělený z reakční směsi, vystupující z kaskády, v množství 200 ml/h. Další trubkou, zavedenou rovněž dospodu prvního reaktoru, byla do reaktoru čerpána suspenze práškového hliníku v množství 32 ml/h. Suspenze byla připravena dispergováním 100 g hliníku v 1000 ml polyfenylalkanů, získaných jako destilační zbytek z frakční destilace reakční směsi. Po oddělení katalyzátoru a neutralizaci byl z reakční směsi oddestilován benzen. Směs zbavená benzenu obsahovala chlor o hmotnostní koncentraci 0,005 proč., což odpovídá konverzi alkylchloridů 99,94 °/o.

Claims (2)

1. PŘEDME

   1. Způsob výroby alkylbenzenu reakcí chlorovaných alkanů s počtem atomů uhlíku 10 až 14 s benzenem za přítomnosti katalyzátoru chloridu hlinitého v kaskádě nejméně dvou reaktorů, kdy se katalyzátorový komplex, vystupující z posledního členu kaskády vrací zčásti zpět do prvního členu kaskády a zčásti odděluje ze systému, vyznačený tím, že se katalyzátorový komplex

   T VYNALEZU reaktivuje suspenzí práškového hliníku o hmotnostní koncentraci 5 až 20 % v množství odpovídajícím oddělenému katalyzátorovému komplexu.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se jako kapalné fáze pro přípravu suspenze práškového hliníku použije difenylalkanové frakce.