DE1468639C - Verfahren zur Herstellung von bei Raumtemperatur flüssigen Gemischen von Äthylterphenylen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von bei Raumtemperatur flüssigen Gemischen von ÄthylterphenylenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- mengen Schwierigkeiten bei der Aufarbeitung des
Stellung von bei Raumtemperatur flüssigen Gemischen Reaktionsgemisches.
von Äthylterphenylen, die einen sehr hohen Siede- Es sind zahlreiche Verfahren zur Alkylierung von
punkt haben und sich insbesondere zur technischen aromatischen flüssigen Kohlenwasserstoffen bekannt.
Verwendung als flüssige Wärmeträger eignen, durch 5 Als Alkylierungsmittel verwendet man vorzugsweise
direktes Alkylieren von Terphenylen mit Äthylen. ein Olefin in Gegenwart von Katalysatoren, wie AlCl3
Eines der Anwendungsgebiete der Produkte ist die oder andere Metallchloride, Bortrifluorid, Phosphor-Verwendung
als flüssige Wärmeträger. Bekanntlich säure oder Schwefelsäure. Beispielsweise werden
sind derartige Stoffe als Wärmeträger um so geeigneter, Äthylbenzole großtechnisch durch Alkylierung von
je weiter der Temperaturbereich ist, in dem sie flüssig io Benzol in der Flüssigphase durch Einblasen von gasbleiben,
und je stabiler und weniger korrodierend sie förmigem Äthylen in Gegenwart von Aluminiumin
diesem gesamten Temperaturbereich sind; ferner chlorid hergestellt. Im allgemeinen arbeitet man jedoch
ist es zweckmäßig, wenn sie bei gewöhnlicher Tempe- bei Temperaturen unter 100°C, um die Gefahr der
ratur flüssig sind. Teerbildung auszuschalten.
Zahlreiche technische Produkte werden als Wärme- 15 Man könnte in Erwägung ziehen, ein solches Verträger
verwendet oder wurden für diesen Zweck vor- fahren der direkten Einblasung von Äthylen in der
geschlagen, jedoch sind alle mit Nachteilen behaftet. Flüssigphase auch auf die Terphenyle zu übertragen.
Beispielsweise wurden Gemische von Diphenyl und Man könnte dazu das Terphenyl in einem nicht al-Diphenyloxyd
vorgeschlagen. Die bekanntesten dieser kylierbaren Lösungsmittel lösen und dadurch bei nie-Gemische
sind unter der Bezeichnung »Dowtherm« 20 drigen Temperaturen arbeiten. Hierbei treten jedoch
oder »Gilotherm« im Handel. Zwar sind die üblichen Schwierigkeiten auf, da die Terphenyle, vor allem
Gemische in bezug auf die Stabilität zufriedenstellend, p-Terphenyl, in diesen Lösungsmitteln schwerlöslich
sie sieden jedoch bei 255°C, so daß man bei höheren sind. Beispielsweise werden durch Chloroform, das
Temperaturen unter Druck arbeiten muß. Außerdem eines der empfohlenen Lösungsmittel für Friedelliegt
der Erstarrungspunkt bei 120C, so daß sich bei 25 Crafts-Reaktionen und gleichzeitig eines der besten
niedriger Temperatur Schwierigkeiten ergeben. Lösungsmittel für p-Terphenyl ist, pro Liter nicht
Weitere vorgeschlagene Wärmeträger, beispiels- mehr als 22,6 g bei Raumtemperatur gelöst,
weise chlorierte Diphenyle, Squalan oder organische Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Derivate auf Siliciumbasis sind zwar bei gewöhnlicher die direkte Alkylierung von Terphenylen mit guten Temperatur flüssig, ihre obere Gebrauchsgrenze, über- 30 Ausbeuten und ohne wesentliche Teerbildung durchsteigt aber 300 bis 310°C nicht. geführt werden kann, wenn man in der Schmelze ohne
weise chlorierte Diphenyle, Squalan oder organische Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Derivate auf Siliciumbasis sind zwar bei gewöhnlicher die direkte Alkylierung von Terphenylen mit guten Temperatur flüssig, ihre obere Gebrauchsgrenze, über- 30 Ausbeuten und ohne wesentliche Teerbildung durchsteigt aber 300 bis 310°C nicht. geführt werden kann, wenn man in der Schmelze ohne
Ferner wurden Terphenyle als Wärmeträger vor- Lösungsmittelzusatz arbeitet. Auf diese Weise werden
geschlagen, die bei hoher Temperatur — wenigstens neue Produkte erhalten, die interessante technische
biszu400°C —stabil sind, deren Schmelzpunkt jedoch Eigenschaften aufweisen.
hoch liegt. Das Gemisch der o-, m- und p-isomeren 35 Das Verfahren zur Herstellung von bei Raum-
Terphenyle, das als Nebenprodukt der Diphenyl- temperatur flüssigen Gemischen von Äthylterphenylen
herstellung anfällt, ist erst oberhalb von etwa 150° C durch Alkylieren von Terphenyl in Gegenwart von
vollständig flüssig. Friedel-Crafts-Katalysatoren ist dadurch gekennzeich-
Es ist bekannt, daß man häufig eine Erniedrigung net, daß man in geschmolzenes Terphenyl, das 0,3 bis
des Schmelzpunktes eines aromatischen Kohlenwasser- 4° 3,0 Gewichtsprozent des Katalysators enthält, bei
Stoffs erreicht, wenn man einen Alkylrest an ihn bindet. Temperaturen im Bereich von 140 bis 170° C Äthylen
Hierbei ergibt sich gleichzeitig eine Erhöhung des bis zur Anlagerung von zwei bis vier Äthylgruppen je
Siedepunktes. Beispielsweise ist Diphenyl bei Normal- Mol Terphenyl einleitet, den Katalysator entfernt und
druck zwischen 69 und 254°C flüssig. Durch Al- das Gemisch von flüssigem Äthylterphenylen aus dem
kylierung kann man ein Isomerengemisch von Mono- 45 Rohalkylat abdestilliert.
isopropyldiphenyl erhalten, das zwischen etwa —40 Die Reaktion wird unter Rühren bei Normaldruck
und etwa 294°C flüssig ist. oder leichtem Überdruck durchgeführt. Für die
Aus der Literatur ist ein Diäthylterphenyl bekannt Zwecke der Erfindung können Terphenyle beliebiger
(Tsükervanik und V i k h r ο ν a, J. Gen. Chem. Zusammensetzung, also reine Isomere oder Isomeren-
USSR, 7, 1937, S. 632 bis 636; CA, 31, 57797); dieses 50 gemische verwendet werden.
Produkt schmilzt aber erst bei 280°C und bildet sich Natürlich ist es im Hinblick auf eine Isomerisierung
bei der Friedel-Crafts-Kondensation von Benzol und in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators gleich-
Äthanol nur in geringen Mengen. gültig, welches der Isomeren verwendet wird. Liegt
Die französische Patentschrift 1 234 835 beschreibt jedoch der Schmelzpunkt des Ausgangsgemisches über
ein Gemisch, das bei gewöhnlicher Temperatur flüssig 55 der Alkylierungstemperatur, kann man es langsam in
ist, oberhalb von 180°C bei 0,4 mm Hg siedet und das Reaktionsgemisch einführen und dann lösen, oder
aus Mono-, Di- und Triäthylterphenylen besteht, in man kann für eine gewisse Zeit den Friedel-Crafts-
dem die Diäthylverbindungen überwiegen. Es wird Katalysator bei einer oberhalb der Alkylierungs-
durch Alkylierung von Terphenyl bei Temperaturen temperatur liegenden Temperatur einwirken lassen,
von nicht mehr als 15°C mit einem bei dieser Tempe- 60 Besonders werden Isomerengemische verwendet, die
ratur stabilen und flüssigen Äthylhalogen id im Mol- als Rückstände bei der großtechnischen Herstellung
verhältnis von wenigstens 3 :1, bezogen auf Terphenyl von Diphenyl anfallen und folgende Zusammen-
in Gegenwart von Aluminiumchlorid, das in einer Setzung haben:
Menge von 3 bis 4 Mol Terphenyl verwendet wird, τ κ 1 «,,. ,n0/
hergestellt. Dieses Verfahren ist jedoch kostspielig, da 65 p-l erpheny 23 bis 30 J0
ein teures Alkylierungsmittel und Aluminiumchlorid o-lerphenyl IJ bis 17 /„
im großen Überschuß eingesetzt werden. Außerdem m-Ierpnenyl 57 bis 62 /0
ergeben sich durch die hohen Aluminiumchlorid- Vorzugsweise wird dieser Rückstand vorher destil-
liert, um die schwereren Produkte wie Quaterphenyle oder Triphenyle abzutrennen.
Die Alkylierungstemperatur wird innerhalb des genannten Bereichs in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
des zu alkylierenden Gemisches und/ oder derjenigen des gewünschten Produkts gewählt.
Die Alkylierung wird in Gegenwart von für die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen
geeigneten Katalysatoren, vorzugsweise von Metallchloriden, wie AlCl3, ZrCl4 oder FeCl3, durchgeführt.
Diese werden in Mengen von 0,3 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das zu alkylierende Produkt,
verwendet, wobei eine hohe Alkylierungsgeschwindigkeit sowie eine gute Äthylenaufnahme erreicht
wird.
Als Alkylierungsmittel dient gasförmiges Äthylen. Es wird vorteilhaft zusammen mit einem Aktivator,
beispielsweise trockenem Chlorwasserstoffgas oder gasförmigem Äthylchlorid, eingesetzt. Dieser Aktivator
wird in Mengen von 1 bis 10 Volumprozent, bezogen auf Äthylen, verwendet. Er bewirkt eine
Steigerung der Aktivität des Katalysators. ' Die Reaktion kann diskontinuierlich oder kontinuierlich
durchgeführt werden. Im ersteren Fall führt man das Äthylen und den Aktivator in die Terphenylschmelze
ein und unterbricht die Zufuhr, sobald die gewünschte Äthylenmenge aufgenommen worden ist.
Im zweiten Fall führt man in den Reaktor kontinuierlich einerseits das flüssige Terphenylgemisch und
andererseits das Äthylen und den Aktivator ein, und zwar in den Molverhältnissen, die dem gewünschten
Alkylierungsgrad entsprechen. Das Volumen des Reaktionsgemisches wird konstant gehalten und das
alkylierte Gemisch kontinuierlich abgezogen.
In beiden Fällen wird der Katalysator in Mengen von 0,3 bis 3 Gewichtsprozent zugesetzt, wobei man
sich nach der Höhe der Äthylenaufnahme richtet. Die Alkylierungsreaktion ist exotherm, so daß der Reaktor
mit einer Kühlvorrichtung in Form einer Kühlschlange oder eines Kühlmantels versehen werden muß, die die
gesamte überschüssige Wärme abzuführen vermag.
Die Geschwindigkeit der Äthylenaufnahme unter den erfindungsgemäßen Bedingungen ist hoch, vor-/
ausgesetzt, daß für gute Verteilung des Äthylens und des Katalysators gesorgt wird. Wenn diese Voraussetzungen
erfüllt sind, läßt sich eine Äthylenaufnahme von beispielsweise 1001 pro Liter des Reaktionsgemisches pro Stunde erzielen.
Das aus dem Reaktor austretende Produkt wird anschließend in bekannter Weise von Katalysatoren
und allen Säurespuren befreit.
Das nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene Produkt ist ein Gemisch von Äthylterphenylen, das
bei gewöhnlicher Temperatur flüssig ist und bei Normaldruck einen Siedepunkt oberhalb von 4000C und
ein mittleres Molekulargewicht zwischen 290 und 350 hat.
Das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene rohe Alkylat ist im allgemeinen ein komplexes
Gemisch auf Grund
a) der isomeren Terphenyle im Ausgangsgemisch und der Möglichkeit einer Änderung der Isomerenverteilung
unter den Reaktionsbedingungen und unter dem Einfluß des Alkylierungskatalysators,
b) der komplexen Verteilung der Zahl der Alkylreste,
die bei einem gegebenen mittleren Alkylierungsgrad an jedes Molekül gebunden sind,
c) der Stellungsisomerie der Alkylreste.
Der mittlere Alkylierungsgrad dieses Rohalkylats liegt zwischen 2 und 4. Das komplexe Gemisch läßt
sich nicht leicht analysieren. Man begnügt sich daher mit einer Charakterisierung des Rohalkylats oder der
daraus erhaltenen verschiedenen Fraktionen durch
a) den mittleren Alkylierungsgrad, d. h. die mittlere Zahl der pro Terphenylmolekül gebundenen
Äthylreste; dieser Wert läßt sich aus dem mittleren Molekulargewicht ermitteln;
b) die für den gewünschten Verwendungszweck in Frage kommenden physikalischen Eigenschaften,
insbesondere die Siedetemperatur, den Destillationsbereich oder die Viskosität bei verschiedenen
Temperaturen.
Das Alkylat ist bei gewöhnlicher Temperatur flüssig,
wenn der Alkylierungsgrad genügend hoch ist. Es wird dann als solches verwendet. Es wurde jedoch
festgestellt, daß sich im Laufe der Zeit Kristalle von Terphenyl oder weniger alkyliertem Terphenyl absetzen
können. Diese Bestandteile verleihen ferner dem Gemisch bei erhöhten Temperaturen einen nicht unbeachtlichen
Dampfdruck. Es ist also zweckmäßig, das Alkylat durch Fraktionierung in folgende Fraktionen
zu zerlegen:
a) Eine bei gewöhnlicher Temperatur feste Kopffraktion, die einen hohen Anteil an Terphenylen
und Äthylterphenylen mit niedrigem Alkylierungsgrad enthält, die für die obengenannten Nachteile
verantwortlich sind;
b) eine bei gewöhnlicher Temperatur flüssige Mittelfraktion, die die gewünschte Fraktion darstellt;
c) eine geringe Menge einer Endfraktion, die in der Kälte erstarrt und stark alkylierte Äthylterphenyle
enthält, die die Viskosität des Gemisches bei niedriger Temperatur wesentlich erhöhen; in
Fällen, in denen man bei einem niedrigeren mittleren Alkylierungsgrad stehenbleibt, ist diese Endfraktion
praktisch nicht vorhanden.
Die Kopffraktionen werden zweckmäßig in den
Alkylierungsreaktor zurückgeführt und dort erneut der Alkylierung unterworfen. Hierdurch ergibt sich
eine hohe Gesamtausbeute. Diese Kreislaufführung ermöglicht ferner eine bessere Regelung des Alkylierungsgrades,
d. h. der mittleren Zahl der pro Terphenylmolekül gebundenen Äthylreste.
Am geeignetsten ist die Fraktion, die unter einem Druck von 16 mm Hg zwischen 250 und 2900C überdestilliert.
Die bei der Destillation des Rohalkylats erhaltene Mittelfraktion ist ein helles Öl, das folgende Kennzahlen
hat:
Siedeanfang über 400°C bei Nor-
maldruck, in der Kälte
fließfähig
Mittleres Molekulargewicht 290 bis 350
Mittleres Molekulargewicht 290 bis 350
Viskositätsbereich 250 bis 3000 cP bei
34°C
10 bis 50 cP bei
8O0C
1,6 bis 2,5 cP bei 189°C
Diese Produkte, die bei Normaldruck zwischen gewöhnlicher Temperatur und 4000C flüssig sind,
haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.
1. An erster Stelle sind sie ausgezeichnete flüssige Wärmeträger, die in flüssiger Form und ohne
Druck verwendbar sind. Sie können bei Normaldruck ohne Zersetzung destilliert werden. Langzeitversuche
haben ergeben, daß sie im Dauerbetrieb bei Temperaturen bis zu 3500C eingesetzt
werden können, ohne daß ihre technologischen Eigenschaften, beispielsweise die Viskosität,
nennenswert beeinträchtigt werden. Bei höheren Temperaturen, z. B. 4C0°C, bleibt ihr Dampfdruck
unter dem Normaldruck, es tritt jedoch beginnende Zersetzung ein, die aber so gering ist,
daß sie für kurze Dauer verwendbar bleiben.
Zum Nachweis der Stabilität wurde ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestelltes Alkylterphenylgemisch, das bei gewöhnlicher Temperatur flüssig war, ein mittleres Molekulargewicht von 320 und eine Viskosität von 1,78 cP bei 189°C hatte, einer Dauerprüfung unterworfen, um die Verwendungsmöglichkeiten bei erhöhten Temperaturen zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurden 20 g des Produkts in einen 50-cm3-Langhalskclben aus Glas gegeben. Der Kolben wurde mit Stickstoff gespült und während der gesamten Versuchsdauer unter Stickstoff bei Normaldruck gehalten. Der Kolben wurde bis zur halben Höhe des Halses auf einer Temperatur von 340°C gehalten. Das Produkt blieb während der ganzen Versuchsdauer bei dieser hohen Temperatur. Nach lOGO Stunden betrug die Viskosität bei 189CC 1,81 cP, d. h., sie war im Vergleich zu dem Wert vor dem Versuch praktisch unverändert.
In dem Temperaturbereich, in dem sie eingesetzt werden können, haben die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte keine korrodierende Wirkung auf die üblichen Konstruktionsmetalle, wie gewöhnliche oder nichtrostende Stähle. Durch die Verwendung dieser Produkte als Wärmeträger weiden also hinsichtlich der Wahl der Werkstoffe für die Apparaturen keinerlei Beschränkungen auferlegt.
Zum Nachweis der Stabilität wurde ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestelltes Alkylterphenylgemisch, das bei gewöhnlicher Temperatur flüssig war, ein mittleres Molekulargewicht von 320 und eine Viskosität von 1,78 cP bei 189°C hatte, einer Dauerprüfung unterworfen, um die Verwendungsmöglichkeiten bei erhöhten Temperaturen zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurden 20 g des Produkts in einen 50-cm3-Langhalskclben aus Glas gegeben. Der Kolben wurde mit Stickstoff gespült und während der gesamten Versuchsdauer unter Stickstoff bei Normaldruck gehalten. Der Kolben wurde bis zur halben Höhe des Halses auf einer Temperatur von 340°C gehalten. Das Produkt blieb während der ganzen Versuchsdauer bei dieser hohen Temperatur. Nach lOGO Stunden betrug die Viskosität bei 189CC 1,81 cP, d. h., sie war im Vergleich zu dem Wert vor dem Versuch praktisch unverändert.
In dem Temperaturbereich, in dem sie eingesetzt werden können, haben die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Produkte keine korrodierende Wirkung auf die üblichen Konstruktionsmetalle, wie gewöhnliche oder nichtrostende Stähle. Durch die Verwendung dieser Produkte als Wärmeträger weiden also hinsichtlich der Wahl der Werkstoffe für die Apparaturen keinerlei Beschränkungen auferlegt.
2. Die Äthylterphenyle können ebenso wie die Terphenyle
selbst als Reaktionsbremse und Wärmeträger in Kernreaktoren verwendet werden. Wenn
auch ihre Stabilität schlechter ist als die des Terphenyls, haben sie gegenüber den Terphenylen
dcch den Vorteil, bei gewöhnlichen Temperaturen flüssig zu sein.
3. Der Bereich, in dem sie flüssig sind, ist sehr weit, und da sie ihrer Natur nach Kohlenwasserstoffe
sind, lassen sie sich auch als Lösungsmittel und Reaktionsmedium bei hohen Temperaturen verwenden,
besonders für die Abtrennung von Produkten durch Auflösung. Das gelöste Produkt läßt sich dann leicht entweder durch Destillation
oder durch Kühlen zurückgewinnen. Sie können ferner in gewissen Fällen als Schleppmittel
für feste Destillationsrückstände verwendet werden, beispielsweise bei der Vakuumdestillation
von Fettsäuren in einem Dünnschichtverdampfer bei Siedetemperaturen unter 4000C.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Produkte können außerdem als flüssige Dielektrika
verwendet werden.
Das Verfahren der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.
In einen mit Rührwerk, Temperaturregelvorrichtung und Gaseintritt am Fuß versehenen rohrförmigen
Reaktor werden 575 g vorher geschmolzenes Terphenyl (Isomerengemisch aus der Destillation von
Diphenylrückständen) gegeben. Durch eine Schleuse am oberen Teil wird eine Anfangsmenge Aluminiumchlorid
zugegeben.
In den Reaktor werden stündlich 85 I Äthylen und 0,8 1 gasförmiges Athylchlorid eingeführt. Das Äthylen
wird zu etwa 80% aufgenommen. Sobald die Äthylenaufnahme nachläßt, wird durch die Schleuse frisches
Aluminiumchlorid nachgefüllt. Die Temperatur wird während der gesamten Versuchsdauer zwischen 155
und 165CC gehalten.
Das Volumen des Reaktionsgemisches nimmt gleichmäßig zu. Die Äthylenzufuhr wird abgebrochen, wenn
ein mittlerer Alkylierungsgrad von 2,8 erreicht ist. Insgesamt sind 10 g Aluminiumchlorid verbraucht
worden, d. h. etwa 1,7 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetztes Terphenyl.
Das erhaltene Gemisch wird mit angesäuertem Wassei gewaschen, um das Aluminiumchlorid zu entfernen,
und dann gewaschen und getrocknet. Erhalten werden 750 g Rohalkylat, das durch Vakuumdestillation
in folgende Fraktionen zerlegt wird:
Fraktion | C/16mmHg | Gewichts- | Zustand bei gewöhnlicher |
|
C/16mmHg | pi ozcni | Temperatur | ||
T | 180 bis 254° | C/16mmHg | 58 | fest |
II | 254 bis 261° | C/16mm Hg | 11 | flüssig |
III | 261 bis 280° | 26 | flüssig | |
IV | 280 bis 300° | 6 g- | 4 | in der |
Kälte fest | ||||
Rückstand: | ||||
Der Destillationsrückstand ist also sehr gering und beträgt etwa 1%. Trotz der hohen Alkylierungstemperatur
ist der Abbau durch Teerbildung sehr gering.
Die Fraktion II, deren mittleres Molekulargewicht 310 beträgt, hat eine Viskosität von 315 cP bei 34C C,
die Fraktion III (mittleres Molekulargewicht 330) hat
eine Viskosität von 900 bei 34°C.
Der Versuch wurde in einem Röhrenreaktor durchgeführt, der mit Doppelmantel und oben mit einem
Überlauf versehen war. Dieser Reaktor wurde mit einem Gemisch von Alkylterphenylen eines mittleren
Molekulargewichts von 255 gefüllt. Die Temperatur wurde bei 150°C gehalten. Am Fuß des Reaktors
wurde kontinuierlich ein auf 1500C gebrachtes Isomerengemisch von Terphenylen in einer Menge
von 115 g/Std. eingeführt. Durch einen am Reaktorboden angeordneten Verteiler wurde ebenfalls kontinuierlich
gasförmiges Äthylen zugeführt, das 10 Volumprozent Athylchlorid enthielt.
Im Durchschnitt wurden stündlich 0,6 Mol Äthylen angelagert. Wie beim vorigen Beispiel wurde Aluminiumchlorid
in kleinen Mengen fortlaufend zu-
gegeben. Das Reaktionsgemisch lief durch den Überlauf kontinuierlich ab und wurde gewaschen und getrocknet.
Auf diese Weise wurden nach einer Laufzeit von 6 Stunden 770 g Rohalkylat erhalten. Der Verbrauch
an Aluminiumchlorid betrug während dieser Zeit 20 g.
Das Rohalkylat wurde durch Fraktionierung in folgende Fraktionen zerlegt:
170 | bis | Fraktion | C/16 mm | Gewicht | Beschaffen | |
240 | bis | C/16 mm | heit bei ge wöhnlicher |
|||
256 | bis | 239' | C/16 mm | 506 g | Temperatur | |
I | 256C | ind Verlust | 160 g | fest | ||
II | 290c | 92 g | pastös | |||
III | Rückstand ι | 8g | flüssig | |||
Lediglich die letzte Fraktion war flüssig. Ihr mittleres Molekulargewicht betrug 325. Die Fraktion II
hatte einen ungenügenden Alkylierungsgrad (mittleres Molekulargewicht 280) und kristallisierte zum großen
Teil.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Alkylierung kontinuierlich durchgeführt werden kann. Es zeigt ferner,
daß die mit niedrigem mittlerem Alkylierungsgrad durchgeführte Alkylierung zu einer niedrigen Ausbeute
an Flüssigprodukt führt. Beispielsweise macht bei einem mittleren Alkylierungsgrad von 1,3 das bei
gewöhnlicher Temperatur flüssige Produkt nur 11,8% des Rohalkylats aus, während im vorigen Beispiel
der Alkylierungsgrad von 2,8 zu flüssigen Fraktionen führte, die 37 % des Rohalkylats darstellten.
In einem mit Rührer, Mantel und Gasverteiler versehenen Grignard-Reaktor mit einem Fassungsvermögen
von 701 wurden 41,4 kg Terphenyl 6 Stunden mit Äthylen in Gegenwart von Äthylchlorid (2 Volumprozent,
bezogen auf Äthylen) bis zu einem mittleren Alkylierungsgrad von 3 alkyliert. Der Katalysator
wurde portionsweise jede halbe Stunde zugegeben. Insgesamt wurden 0,850 kg Aluminiumchlorid
(2%, bezogen auf eingesetztes Terphenyl) verwendet.
Das Rohalkylat wurde gewaschen, getrocknet und dann im Vakuum destilliert. Die Ausbeute an destilliertem
Produkt betrug 95%. Der von 260°C/13 mm bis 300° C/9 mm übergehende, bei gewöhnlicher Temperatur
flüssige Herzschnitt machte 42% des Rohalkylats aus. Sein mittleres Molekulargewicht betrug
335 und seine Viskosität 155OcP bei 34° C. Die Eridfraktion
machte 5,2% aus.
In einer zweiten Versuchsreihe wurden in den Reaktor 23 kg eines bei der Destillation der Rückstände
der Diphenylherstellung erhaltenen Isomerengemisches und 21 kg feste Alkylterphenyle, die von
den Kopffraktionen des vorherigen Versuchs abgenommen worden waren, gegeben. Die Alkylierung
wurde wiederum bis zu einem mittleren Alkylierungsgrad von 3 durchgeführt. Der Verbrauch an AIuminiumchlorid
betrug 700 g. Die fraktionierte Destillation des vom Aluminiumchlorid befreiten Alkylats
brachte eine Ausbeute von 96 % an destilliertem Produkt. Neben der bei gewöhnlicher Temperatur festen
Kopffraktion wurde ein von 263°C/13 mm bis 300° C/9 mm übergehender flüssiger Herzschnitt erhalten,
der 45,4% des eingesetzten Rohalkylats ausmachte. Sein mittleres Molekulargewicht betrug 325,
seine Viskosität 1545 cP bei 34° C. Die zu stark alkylierte Fraktion lag in einer Menge von 5% vor, bezogen
auf das Rohalkylat.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von bei Raumtemperatur flüssigen Gemischen von Äthylterphenylen
durch Alkylieren von Terphenyl in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren, d adurch
gekennzeichnet, daß man in geschmolzenes Terphenyl, das 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent
des Katalysators enthält, bei Tempera-
türen im Bereich von 140 bis 170° C Äthylen bis zur Anlagerung von zwei bis vier Äthylgruppen je
Mol Terphenyl einleitet, den Katalysator entfernt und das Gemisch von flüssigem Äthylterphenylen
aus dem Rohalkylat abdestilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als geschmolzenes Terphenyl
ein Gemisch aus Terphenyl und im Kreislauf geführtes Alkylterphenylen mit niedrigem Alkylierungsgrad
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man im Äthylen zusätzlich gasförmige Aktivierungsmittel in einer Menge von
1 bis 10 Volumprozent, bezogen auf Äthylen, verwendet.
109 536/368
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