DE1907011A1 - Alkylierungsverfahren - Google Patents

Description

Dipljng. F. Welskmenn, Dipl. Ing. H. Weickmcnn, Dipl. Phys. Dr. K. Fincke Dipl. Ing. F. A. Welckmann, Dipl. Gham. B. Huber

8 München 27, Möhlstr. 22

Seh/Gl Gase 13077-S¹

E DOW CHEMICAL COMPAH, MIdIaM₉ Kicliiean / USA

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'Die Eg-iinelung "beteifft sin ¥©r£afe3?@n mw Herstelltiiig ύοά mit ©iseiB Alt!is3iHiHB^OiiiO2^>iäl£etaljö

Ea iöt ß©lcaiiivt-ö_B Itliylfesiisol äw^oli, Koatalctieaning von Äthylen rail; BsbsoI in ©ggeawart ©Isies llBiainitMaMorldkatalysators lnes?gvis"&ellcm, AsafSaglioli wnräe flies© R@akti<m b@i ©iner Sem·=» peratm? swiselien. 50 und SO⁰G sowie imt©r A-feinospliäröiiäruck in QegQiiw&z-% ύοά wenigst©Fis 0,01 Mol Almainiumchlorid pro Mol

9Ό98ΑΑ/177 5

BAD₁ORJGfNAL

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Bensol durchgeführt, üntss? diesen Beülngtmgen 1st-die Reaktion* gewöhnlich in nioht weniger als 30 Miauten "beendet. Dabei wird ^ der Katalysator naeh wenigen Burchsätgen inaktiv und muss vor«» worfen werden»

Es wurde nun gefunden, dass Itkylbenzol sehr schnell durch Umsetzung von Ithylen, Benzol und eines Alnminiumehloridkatalysatorkomplexes iant©r spezifischen Reaktionsbedingungen hergestellt werden kann» üntor diesen erfindiingsgesässen spezifi·=· sehen Bedingungen kann iithylbeasol is sehr guten Ausbeuten erseugt werden, wobei der Stiiylenreaktsxit in einer Reaktionszeit von weniger, als 2 Minuten und in. tjpisclier Weis© wqtl nicht als 30 Sekunden im wesentlichen-verbraucht'wird.'"Durch öie wendimg ö.es erfiii&ungagemäBseii ¥srfahrens sincl die relativ' groes-en vml teuren RealEtor#n₉ ö.ie bi8fe©2? e um di© Reaktion in einer vg-AHtinftigen 2©itsi:asae nieht mehr notwandig. Sie. kösnen 2miMgli2? öuroh sparender© und -billigere Reaktoren mit einer eiaüaeliea üiX8g@ staltimg ersstst wsrclsn, I)srllb©r Muses ist eil© ää sol., di© bgi oiass einzigen Sarehsata ."öuroli erfiaduiagegemllss ©rsielt wisä,. g©'«F/Sl?iilieli gl©ioli tlsr j) öl© bisher ims? durch eile kostspielige A

■P "bsnsol TOicl"Polyäthylb-snsolsn ersi©!« werden lcoi-mi;e_o -Ms&s binöimgen waren bisher in ä#a Pro&iktstrom antlmlten,, &u,& lieh wis'd cUe^Eatal^sfttorle-bsnBdaa©? cei Amjm^im^ d®o

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in einer Reaktionszosie kontstiert, die auf siiisr Söja awlschsn 90 und 25O⁰C imd hinter oiaeia Druck -/ρτι Fs

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20 kg/cai absolut' (280 psig} gsfealtea wted₀ Pals©! ißt itie Reaktionszeit nicht langer als 2 Mimite&c wobei das Molverhältnis von Bensol zu Äthylen wenigstens 1/1 mid das Molyerhältnis von Aluminiumchlorid, das dem Katalysatorkomples: sugeastst wird, su Benzol O₉Ot - 1/1 beträgt. Me Produkiraißcimng kann anschlisssend nach einer der üblichen Methoden schnell abgekühlt Werdens worauf das gewünschte lthyrbensolprodukt von der Produktmisehung abgetrennt wird. Xn bekannter Weise enthält das flüssige Produkt dieser Reaktion swei Phasen _P und znmv eine organische ο "bore Phase, die nicht-tungesetzee Bsneol» Äthylbenaol_f Diäthylbexijsol und etwas Triäthylbensol enthält, imd eine untere Phase₈ v/elohe den restlichen AluiDiniumchloridlEatalyeatorkoraplex enthalte Bei der Üblichen Verfahrensv/eise werden die zwei Pillen in©chanisoh getrennt, worauf das gei-rtinechte Ithylbensol fiureh Destillation der organischen Phase erhalten wird. —

Wenn auch dieaes Verfahren chargenveise durchgeführt werden kann_p so ist es dennoch vorzusiehsn, die Reaktion kontinuierlich auszuführen. Babsi werden voraugsweis<2 drei Ströme, die jeweils aus Äthylen» Bensol und einea AliiaiiniuaGiilorldka'mlysstorkosprtez bestehen, gleichseitig in einer solohen Weis« }iontäktiort_r dass eine Bohnella und gi-üiidliolia Vensi^chim^ st&jtfiiiöst, "während eich die Ströme innerhalb c'.ös? Reaictiojiaisoae befiaacn.. Die Fließgescliv/iiidigkeitün dieser ei?3ti:re*ueiiö.ön 3"Ou¹OsO vmväen derart gestellt, üaaa rol einar go^elicami RGafctioA5.55sei:b öle isoT^ ten M-sngeri asi Srali^nntyB äs:? Esclrcxoassone "ρ:?ό Seiteinheit sug©·= füiiri; wcr-ic-ii. iTaclr cie^ vOrl^oson Cer Keafctionrsoas vrirä die

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jii^ol saco ^^.iinr ösr ^dIIoIi??! Metlioöen etbgötresiit wird Wenn auch ein fx:lechoic AXx^aiiisieIilox\tcii!i:e-tQl7sator.5s:oaplsx wendet wcrfiea fcaa_f so ist \8 c^mvzoii ^ti^s^z^ohenp den rast

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eii.H®alrfcioa, ©ment dsm sugefülirten,Katalysator st rom ■-"zuzuleiten,, Natürlich, !«mn es in. diesem Pall© notwendig eeiiij, den Al-undniimclilorldlmtaljeatorkomplezetrosi aiif die erfprder liehe. Aluminiu&chloridnienge ■ zu bringen, clamit d©r sugefülirt© Strom innerhalb der vorstehend angegebenen Mölverhältniss©

Die Zusammensetzung dos Muminluraehloridkatalysatorkoraplexes ist nicht kritisch, sofern, di© entsprechende Menge an AlvMLntvw. Chlorid siagesetzt worden Ist und ein Katalyoatorpromotors, "vorzugsv/eise Chlorwasserstoff, zugegen Ist. Der Katalysätorfcomplex strom kann susätsllch Bsnsol, ltliylbensol, Diäthylbenzol-,- Triäthylbenzolsowie die höheren Polyäthylteenzole enthalten. Sind Trlathylbenisol und/oder !»olyäthylbeiisole zugegen, dann liegen sie "vorsugsweiße Ln minimalen Mengen vor. Die 'bevorzugte de zur Herstellung ßes Katalyeatorkomplexes besteht darin, rainiumchlorld In einer ungefähr äquiraolaren Menge Diäthyllienzol auf sul OBQn₈. Dann-v/i rd Ghlorvfaseerstoff über die Mischung solange geleitet ρ bis das Aluiainlumohlorid In üösung gegangen Ist. Natürlich können auch anders Methoden sur Herstellung d©s Eataly-Q&torkonplex@s aiigev/cndet v?eräen_v sofern-die-entsprechende;-Alu»' miniiyiicliloridmöng© zugesetzt worden ist und ein Katalyoatorjsro« motor vorliegt. Beispielsweise können Ithylben^ol oder" .Triätliyl«=·- bensol dasu.verwendet werden^ das Aluminiumchlorid aufssulösen. Äthylchloricl oöer oogär Wasser kcsmi als Eeaktionspromotor verv/endat werden., '.

Das bsvorzugte HoiverMltnis von JJsnaol su ".Äthylen beträgt st ens 1/1 imd liegt voraugsiYel-ßo svflsches, 2 ·- 3/1* Molverhält niese von mehr als. ungefähr 4/1 Iröimen eingehalten v/arden, si sind jeöoch nicht-.wirtochaftllc-hs,. uad .zwar wegen der erforder

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lichen Abtrennung und Resykllsi©rung dor grossen Volumina an nicht~umgesetztem Benaol. Das bevorzugte Molverhältnis von Aluminiumchlorid, das dsm Katalyaatorkomplex sugesatst wird, zu dem Beiisolreaktanten liegt zwischen ungefähr O J₁Oi= 1/1. In bevorzugter Weise beträgt dieses Verhältnis ungefähr 0,05-0,l/t.

Steigt dieses Verhältnis über die bevorzugten Mengen an» dann werden im allgemeinen unerwünschte Polyäthylbenzole in stei= genden Mengen gebildet, wobei diese Polyäthyröenzole dasu neigen, den Katalysator innerhalb einer kurzen Zeitspanne

zu inaktivieren.- ; ^

Die Temperatur innerhalb der Reaktionssone liegt in vorteil-= hafter Weis© zwischen 90 und 25O°C und beträgt vorzugsweise zwischen 120Wnü. 20Q⁰G₉ wobei Temperaturen zwischen 135 und 16Q⁰C am meisten bevorzugt werden. Der Druck, der innerhalb der ßsaktionösüsie aufrechterhalten wird» beträgt wenigstens 20 kg/era absolut (280 psig) und liegt vorzugsweise .-in der Ge= gend von 22 kg/eia absolut (300. psig) oder darUber₀ Bructee von 43, 64 oder 85 Icg/om² absolut (600, 900 oder 1200 psig).kömi@n in swsökmässigsr Weis© eingestellt werden.

Die H@aktioK.ss©itß die. sur Herstellung - von Äthylbesaol ©rf orderlieh is't₉- wolVei das It'hylsn im wssentlicliea verbraucht sein ■ . ι soll, b®trägt aiöht mehr.als- ungefähr 2 Miautsn. Sie Reaktion verläuft imter den ©rfindungsgesiässen B@dlngira.geii "äuasers-t schnell mnd lcami in typischer Weise in niclit mehr als SO'-Se--

i wüä Torsagewelse nicht Mehr als 10 ~ "30 Sskunclea been«= ."". eeisi,, Der Typ"d©s_sur Bitrohführung der. H©akti©a verwendeten ϊοτα ist nickt kritisoh„ Eine Vielzahl dec-.Ubliehen'HeäJctorea ktmn .verwendet werden, Bsispielsweio® fcami man; einen . bojabenförmigsn lieaktor oder einen aus einer Schlange oder aus einem geraden Rohr bestehenden Reaktor in vorteilhafter Weise verwenden. Der bevorzugte Reaktor ist aiii Reaktortyp, der im

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BAD

Prinzip aus einem geraden Rohr oder aus einer Schlange besteht.

Beispiele

Nachstehend werden spezifische Beispiele für die Durchführung der vorliegenden Erfindung gegeben. Alle Versuche werden unter Verwendung eines aus einem geraden Rohr bestehenden Reaktors aus Tantal (20 cm, 6,3 mm) durchgeführt. Drei Zuführungsleitungen, und zwar jeweils eine für Äthylen, Benzol und den Aluminiumchloridkatalysatorkomplex, münden in den Reaktor an einer einzigen Stelle. Der Vereinigungspunkt der 3 Leitungen sowie der Reaktor selbst befinden sich innerhalb eines isothermen Bades. Bei der Durchführung eines jeden Versuches werden das Äthylen, das Benzol sowie der Alumlniumchloridkatalysatorkomplex dem Reaktor in den angegebenen Mengen zugeführt, worauf das Äthylbenzol-enthaitende Produkt nach dem Verlassen des Reaktors In einem isothermen Bad abgekühlt und analysiert wird. Die !Temperatur, der Druck, die Reaktionszeit, die Menge der Reaktanten sowie das Produkt sind nachstehend in tabellarischer Form angegeben. Das Produkt wird in Gewichts-^«, 'bezogen auf das Gesamtprodukt, angegeben, wobei die Pplyäthylben=' zole praktisch den nicht-angegebenen Teil des Produktes ausmachen.

Bei der Durchführung eines jeden Versuches wird ein Katalysatorkomplex verwendet, der wig folgt hergestellt wlrds AlCX* und Diäthylbenzol werden in einem Molverhältnis von 1 /i in einem Dreihals=Rundkolben vermischt. Der Kolben ist alt einem mechanischen Rührer, einer Belüftungsleitimg und einer Spülleitung versehen. HCl wird kontinuierlich über dl© Mischung geleitet, wobei die Mischung solange gerührt wird_p bis das AlCl, in Lösung gegangen ist. Ein gleiches Volumen Bensol wird der erhaltenen Lösung zugesetzt, v/orauf die Lösung 30 Minuten lang am Rückfluss gehalten wird. Die Zugabe von Benzol erfolgt wahlweise und ist nicht zur Herstellung des Katalysatorkomplexes'..-erforderlich,- ,j,

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Claims (9)

1. - 8 -Patentansprüche

   Verfahren aur Heretellung von Äthylbenzol, dadurch gekennzeichnet, dass gleichseitig Äthylen, Benzol und ein Aluminiumchloridkatalysatorkomplex in einer Reale ti ons zone kontaktiert werden, die auf einer Temperatur zwischen 90 und 250°C und unter einem Druck von wenigstens 20 kg/om absolut (280 psig) gehalten wird, wobei die Reaktionszeit nicht über 2 Minuten liegt, das HolverhSltnie Benzol:Äthylen wenigstens 1/1 beträgt φ und das Molverhältnis Aluminiumchlorid, welches dem Katalysatorkomplex zugesetzt wird, zu Benzol sich zwischen 0,01-1/1 bewegt«
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt schnell auf eine Temperatur unterhalb 50⁰C abgekühlt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zwischen 120 und 200⁹C liegt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck ungefähr 22 kg/cm absolut (300 psig) beträgt.
5. W 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnie Benzol:Äthylen zwischen 2-3/1 Xiegt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Holverhältnis von Aluminiumchlorid, das dem Katalysatorkomplex zugegeben v/ird, zu Benzol zwischen 0,05-0,10/1 liegt,
7. 7. Verfahren nach. Anspruch 1γ dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit nicht mehr elo 60 Sekunden beträgt.

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8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumchloridkatalysatorkomplex dadurch hergestellt wird» : dass Aluminiumchlorid in einer ungefähr äquimolaren Menge Diäthylbenzol aufgelöst wird, wobei Chlorwasserstoff über die Mischung solange geleitet wird, bis das ganze Aluminiumchlorid in Lösung gegangen ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der restliche Aluminiumchloridkatalysatorkomplex von der Produkt« mischung abgetrennt wird, worauf eine solche Menge Aluminium- j Chlorid sugesetat wird, dass das Molverhältnis von Aluminium-Chlorid, das dem Bensol zugesetzt worden ist, gleich demjenigen des angeführten Katalysatorkomplexstromes ist, und anschlieseend dieser aufbereitete Katalysator dem zugeleiteten Strom zugeführt wird.

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