DE1939057A1 - Verfahren zur Herstellung von Alkylaromaten - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Herstellung von Alkylaromaten" Die Erfindung bezicht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Alkylaromaten, und zwar insbesondere von Alkylbenzolen, die durch ein mit Aluminiumchlorid katalysiertes Alkylierungsverfabren hergestellt worden sind, bei da die rohen Alkylaromaten, die restliche Katalysatormengen enthalten, mit Natriumhydroxyd behandelt werden, um den Katalysator abzutrennen.
• Die Herstellung von alkylaromatischen Verbindungen durch Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondern von Benzol, mit Olefinen oder Alkylchloriden unter Verwendung von Aluminiumchlorid als Alkylierungskatalysator wird seit längerer Zeit als Zwischenwtufe bei der Herstellung von Alkylarylsulfonatdetergentien durchgeführt Bei einem solchen Verfahren werden die Alkylaromaten, im allgemeinen Alkylbenzole, anschließend sulfoniert und neutralisiert, um das gewünschte Salz der Alkylarylsulfonsäure herzustellen, welches ein aktives Detergenz darstellt. Es ist allgemein bekannt, daß das Rohgemisch aus nicht-umgesetzten Komponenten, alkylierten Aromaten, hochmolekularen Verbindungen, Katalysator und Chlorwasserstoff, daß beim Alkylierungsprozeß erhalten wird und als "Alkylat" bezeichnet wird, gereinigt werden muß, wenn Detergentien hoher Qualität hergestellt werden sollen. Weiterhin ist es bekannt, daß gerisse Schwierigkeiten bei diesen Verfahren vermieden werden müssen, und zwar insbesondere die Verstopfung von Wärmeaustauschern, Auskochen und dergleichen. Beispielsweise wurde bei der Destillation von rohen Alkylaten, die durch Aluminiumchloridalkylierung hergestellt wurden, gefunden, daß eine starke Verstopfung der Wärmeaustauchervorrichtungen, inabesondere der Vorerhitzer und der Aufkocher, stattfindet, was ein häufiges Stillegen der Anlage zur Beseitigung einer solchen Verstopfung nötig macht.
• Es sind bereits verschieden Verfahren zur Überwindung dieser Schwierigkeiten bekannt, wie z.B. die Behandlung des Alkylats mit einer Säure oder mit Ammoniak. Diese Verfahren sind Jedoch nicht wirtschaftlich, da sie Ausbeuteverluste zur Folge haben.
• Gegenatand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von rohen Alkylaromatenfraktionen, die durch Alkylierung von Aromaten in Gegenwart einea Aluminiumchloridkatalysators erhalten werden, um restliche Katalysatormengen abzutrennen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Alkylaromatten bei einer Temperatur zwischen 43,3 und 76,7°C mit 50 bis 150 Vol. -%, bezogen auf das Volumen der rohen Alkylaromatenfraktion, einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung mit einer Konzentration von 7 bis 20 Gew. -% Natriumhydroxyd in Berührung bringt und hierauf die wäßrige Natriumhydroxydlösung von der behandelten Alkylaromatenfraktion abtrennt.
• So wird also das erfindungsgemäße Verfahren dadurch ausgeführt, daß man rohe Alkylate, die durch ein Aluminiumchloridalkylierungsverfahren hergestellt worden sind, mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung behandelt, die wäßrige Natriumhydroxydlösung vom Alkylat abtrennt und gegebenenfalls abschließend das Alkylat mit festem Natriumhydroxyd in Berührung bringt, um eine Endreinigungsbehandlung durchzuführen.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden restlicher Katalysator und andere Nebenprodukte vom rohen Alkylat abgetrennt, ohne daß eine Ausbeutenverringerung eintritt, wobei ein Alkylat erhalten wird, das bei der nachfolgenden Verarbeitung die Vorrichtungen nicht verstopft. Somit ergibt dieses Verfahren einen wirtschaftlichen Betrieb und liefert ausserdem ein fertiges Detergenz mit besseren Eigeneohaften Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zichnung näher erläutert, die ein schematisches Fließbild des Verfahrens zeigt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf die Reinigung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen anwendbar, die durch Alkylierungsverfahren hergestellt worden sind, bei denen Aluminiumchlorid als Katalysator verwendet wird. Das Verfahren eignet sich jedoch insbesondere sur Reinigung von Alkylbenzolen, die durch Aluminiumchloridalkylierung hergestellt worden sind, und ganz besonders für Alkylbenzole, bei denen die Alkylgruppe 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und die anschließend sulfoniert und neutralisiert werden, um anionische Detergentien hoher Qualität herzustellen.
• Bei einer besonders wichtigen Ausführungsform det erflndungsgemäßen Verfahrens werden lineare Paraffine mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen durch ein übliches Verfahren monochloriert, um ein Produkt herzustellen, das nicht-umgesetzte Paraffine, Monochloroparaffine und kleinere Mengen höherer chlorierter Paraffine enthält. Dieses Chlorierungsprodukt wird dazu verwendet, Benzol gemäß einem bekannten Verfahren unter Verwendung von Aluminiumchlorid als Katalysator zu alkylierein.
• Jedoch enthält in allen Fällen das aus den genannten Ausgangsmaterialien hergestellte Alkylat sowohl Chlorwasserstoff als auch den Aluminiumchloridkatalysatorbrei. Der Hauptteil des Chlorwassorstoffs wird aus dem Reaktorabstrom abgetrieben, und der Aluminiumchloridbrei wird vom Hauptteil des Alkylats bei einer Temperatur von ungefähr 54,4 bis 71,10C absitzen gelassen.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das rohe Alkylat, nachdem der Chlorwasserstoff abgetrieben und der Aluminiumchloridbrei absitzen gelassen worden ist, mit einer zirkuleerenden wäßrigen Natriumhydroxydlösung einer Konzentration von ungefähr 7 bis 20 Gew. -% Natriumhydroxyd (be vorzugt 10 bis 15 Gew.-%) in einer Menge von 50 bis 150 Vol. -%, vorzugeweise 60 bis 80 Vol. -%, bezogen auf des Volumen des rohen Alkylats, gemischt. Bei Konzentrationen oder Nengen unterhalb der angegebenen trennen sich die Phasen nicht so sauber, wie es erwünscht ist, während bei Konzentrationen oder Mengen oberhalb der angegebenen andere Schwierigkeiten auftreten, wie z1. eine Ausscheidung von Feststoffen, zu hohe Kosten und dergleichen. Das Mischen kann bei Temperaturen von 43,3 bis 76,60C ausgeführt werden, aber es wird bevorzugt, Temperaturen im Bereich von 60,0 biß 71,10C zu verwenden. Bei dieser Stufe wird das Aluminiumchlorid in Natriumaluminat und Natriumchlorid umgevandelt, und der gelöste restliche Chlorwasserstoff wird in Natriumchlorid umgewandelt.
• Daß Gemisch aus der Natriumhydroxydbehandlung wird in einer Beruhigungsbehälter trennen gelassen. Die Natriumhydroxydschicht wird so lange im Kreis geführt, bis sie nicht mehr wirksai ist. Wenn die Natriumhydroxydlösung verbraucht ist, dann wird sie vollständig weggeworfen, und frische Natriumhydroxydlösung wird zugesetzt, um die Beschickung wieder zu ergänzen.
• Das mit Natriumhydroxyd gewaschene rohe Alkylat wird hierauf auf ungefähr 40,60C abgekühlt, um eine Ausscheidung des gelösten Wassers herbeizuführen, und wird dann durch ein oder mehrere Betten aus festen flockenförmigen oder klumpigen Natriumhydroxyd zum Zwecke einer Endreinigung hindurchgeführt. Kaliumhydroxyd kann ebenfalls verwendet werden, aber ee bietet keine Vorteile und verursacht lediglich höhere Kosten.
• Gemäß der Zeichnung wird der Abstrom aus den Alkylierungsreaktoren 1 (es können einer oder mehrere vorhanden sein) durch die Leitung 2 in das Abtreibgefäß 3 eingeführt, in welchem Chlorwasseratoff vom Alkylat abgetrieben wird. Das Alkylat wird dann durch die Leitung 4 und vorzugsweise durch den Kühler 5 in den Beruhigungsbehälter 6 eingeführt, in welchem der Aluminiumchloridbrei absitzt. Dieser wird durch die Leitung 7 abgelassen und zur Alkylierungestufe zurückgeführt (der letztere Vorgang ist nicht gezeigt).
• Das rohe Alkylat wird aus dem Beruhigungsbehälter 6 durch die Leitung 8 in den Mischbehälter 9 eingeführt, indem es mit Wäßriger Natriumhydroxydlösung aus der Leitung 10 gemischt wird. Das mit Natriumhydroxyd behandelte Alkylat wird aus dem Xischbehälter 9 durch die Leitung 11 zum Absoheider 12 geführt, in welchem sich die Natriumhydroxydlösung abscheidet. Diese wird durch die Leitung 13 aus dem Behälter abgelassen und mit Hilfe der Pumpe 14 und dor Leitung 10 zum Mischbehälter 9 zurückgeführt. Das behandelte Alkylat wird aus dem Abscheider 12 durch die Leitung 15 abgenommen und mit Hilfe der Pumpe 16 über den Kühler 17 in den Wasserabscheider 18 eingeführt, von dem das Wasser durch die Leitung 19 abgelassen wird. Das Alkylat wird aus dem Wasserabscheider 18 durch die Leitung 20 abgezogen und durch ein oder mehrere Behandlungsvorrichtungen 21 hindurchgeführt, wo es mit festem Natriumhydroxyd in Berührung kont. Dae gereinigte Alkylat wird aus der Behandlungsvorrichtung durch die Leitung 22 abgenommen.
• Um den Nutzen der vorliegenden Erfindung zu zeigen, wird das folgende Beispiel angegeben.
• B e i s p i e l Eine Natriumhydroxydbehandlungsvorrichtung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, wurde in eine übliche Datergenzalkylatanlage eingebaut. Das rohe Alkylat enthielt nichtumgesetzte Paraffine mit 9 bis 14 Kohlenstoffatomen, Benzol, Alkylbenzole, in denen die Alkylgruppen 9 bis 14 Kohlenstoffatone aufwiesen (Detergensalkylat), höhernolekulare alkylierte Aromaten (schweres Alkylat), Chlorwaseerstoff und Aluminiumchlorid. Nachdem der Chlorwasserstoff abgetrieben und der Aluminiumchloridbrei absitzen gelassen worden war, enthielt das Alkylatgemisch 0,14 Gew.-% Aluminiumchlorid und 0,08 Gew.-% Chlorwasserstoff. Dieses rohe Alkylat wurde in einem Mischer bei einer Temperatur von 71,1°C mit 70 Vol.-%, bezogen auf das Voluinen des Alkylats, einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung mit einer Konzentration von 15 % behandelt. Das Gemisch aus Alkylat und wäßrigem Natriumhydroxyd wurde in einen Beruhigungsbehälter eingeführt, aus dem die wäßrige Natriumhydroxydlösung als unters Phase und das behandelte Alkylat als obere Phase abgenommen wurde. Das behandelte Alkylat wurde von 71,1 0C auf annähernd 40,6°C abgekühlt und in einen Wasserabscheider eingeführt, aus dem das Wasser periodisch abgelassen wurde.
• Nachdem das Alkylat noch mlt festem Natriumhydroxyd behandelt worden war, wurde es analysiert. Es wurde gefunden, daß kein Aluminiumchlorid oder Chlorwasserstoff zurückgeblieben war. Es konnts keine Änderung der Zusammensetzung bezüglich des Benzols, Paraffins, Detergenzalkylats oder schweren Alkylats, welches alle anderen Komponenten enthält, gefunden werden.
• Die aus der Natriumhydroxydabscheidungseinheit kommende Natriumhydroxydlösung wurde zum Natriumhydroxydmischer so lange zurückgeführt, biß sie eineu pE von 1113 erreichte, worauf sie weggeworfen und frische lösung verwendet wurde0 Es wurde festgestellt, daß beim Betrieb dieser technischen Anlage eine Verstopfung der Aufkocher, der Wärmeaustauscher und ähnlicher Vorrichtungen, die sich auf die erfindungsgemäße Behandlung folgten, vollständdig vermieden wurde, wodurch der Butzen des erfindungagemäßen Verfahrens demonstriert wird.
• Es wurde durch das obige Beispiel gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine vollständige Entfernung von restlichem Aluminiumchlorid und Chlorwasserstoff aus dem Alkylat ergibt, wobei keine Ausbeutenminderung eintritt und gleichzeitig eine Verstopfung der nachfolgenden Behandlungsvorrichtungen vermieden wird.

Claims (7)

P A T E N T A N S P R Ü C H E :

1. Verfahren zur Behandlung von rohen Alkylaromatenfraktionen, die durch Alkylierung von Aromaten in Gegenwart eines Aluminiumchloridkatalysators erhalten werden, um restliche Katalysatormengen abzutrennen, d a d u r c h g e k e n nzeichnet, daß man die Alkylaromaten bei einer Temperatur zwischen 43,3 und 76,7°C mit 50 bis 150 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der rohen Alkylaromatenfraktion, einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung mit einer Konzentraton von 7 bis 20 Gew.-% Natriumhdroxyd in Berührung bringt und hierauf die wäßrige Natriumhydroxydlösung von der behandelten Alkylaromatenfraktion abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der aromatische Teil der Alkylaromaten Benzol ist und daß die Alkylgruppe der Alkylaromaten 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen geradkettig sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Bereich von 60,0 bis 71,1°C liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Menge der Natriumhydroxydlösung 60 biß 80 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der rohen Alkylaromatenfraktion, beträgt.

6t Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der wäßrigen Natriumhydroxydlösung im Bereich von 10 bis 15 Gew.-% liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Abtrennung der wäßrigen Hydroxydlösung von der behandelten Alkylaromatenfraktion diese abkühlt, von ihr Wasser abscheidet und sie dann durch ein festes Natriumhydroxydbett hindurchführt.

L e e r s e i t e