DE2445797C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand, nämlich ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Äthylbenzol durch Alkylierung von Benzol mit Äthylen in Anwesenheit eines Aluminiumchlorid-Katalysators, in welchem die Mengen an pro Kilogramm erzeugtem Äthylbenzol eingesetztem Katalysator und Benzol verhältnismäßig klein sind.

Äthylbenzol wird in großen Mengen für die Herstellung von Styrol, welches das Ausgangsmaterial für Polystyrol ist, benötigt. Die Herstellung von Äthylbenzol durch Alkylierung von Benzol mit Äthylen in Anwesenheit eines AlCl₃-Katalysators ist bekannt. Die Alkylierungsreaktion wird im allgemeinen in einem heterogenen, flüssigen Medium durchgeführt, wobei der Katalysator gewöhnlich als flüssiger Komplex von AlCl₃ und einer Mischung von äthylierten Benzolen verwendet wird. Demzufolge besteht das Flüssigprodukt der Reaktion aus zwei Phasen. Eine davon ist der AlCl₃-Katalysatorkomplex, der gewöhnlich abgetrennt und in das Alkylierungsgefäß im Kreis zurückgeführt wird, und die andere ein Gemisch aus nichtumgesetztem Benzol und den Reaktionsprodukten, nämlich Äthylbenzol, Diäthylbenzol und höhere Polyäthylbenzole. Die Anwesenheit einer getrennten Katalysatorkomplex- Phase schränkt die Verfahrenstemperatur erheblich ein, und zwar auf Werte von unter 130°C. Bei Temperaturen von 130°C und darüber wird der AlCl₃-Katalysatorkomplex in zunehmendem Maße inaktiv. Bei den höheren Temperaturen erfolgt auch ein erheblicher Anstieg der Bildung von nichtaromatischten Kohlenwasserstoffen und polyaromatischen Verbindungen, die ihrer Natur nach basisch sind und sich bevorzugt in dem stark sauren Komplex lösen. Beim wiederholten "Im-Kreisführen" des Katalysatorkomplexes neigen die schweren Aromaten zum Abbau und polymerisieren zu schlammähnlichen unbrauchbaren Nebenprodukten, die man kollektiv als Fließöl oder Teer bezeichnet. Ebenso werden in gewissen Verfahren während der Bildung des AlCl₃-Katalysatorkomplexes gewisse nichtaromatische Kohlenwasserstoff-Verunreinigungen gebildet, die man, falls dies überhaupt möglich ist, nur sehr schwer durch Destillation von dem Alkylat abtrennen kann und die demzufolge als Verunreinigungen in das Äthylbenzol- Produkt, als auch in das daraus hergestellte Styrolprodukt eingeschleppt werden. Alle diese Effekte tragen zu einem raschen Verlust der Katalysatoraktivität und zu einer kurzen Standzeit des Katalysators bei.

Die Alkylierungsreaktion erfolgt sehr rasch und das Alkylierungsprodukt enthält üblicherweise eine beträchtliche Menge an Polyäthylbenzol, da das Äthylen dazu neigt, sich, sobald etwas Monoäthylbenzol gebildet ist, an das Monoäthylbenzol unter Bildung von Diäthylbenzol zu addieren. Je mehr Äthylgruppen an dem Benzolring vorhanden sind, desto reaktiver wird das Molekül, so daß das Alkylat letzten Endes, falls man keine entsprechenden Verfahrensmaßnahmen anwendet, überwiegend aus einem Gemisch von nichtumgesetztem Benzol und Polyäthylbenzolen bestehen würde. In Anbetracht der relativen Basizitäten von Benzol und den höheren Polyäthylbenzolen nimmt die Alkylierungstendenz mit fortschreitender Reaktion ab und hört schließlich auf, da die polyalkylierten Verbindungen mit dem sauren AlCl₃ reagieren und dieses für eine Katalyse nicht mehr zur Verfügung steht. Es wurden bei den bekannten Verfahren Versuche unternommen, die Geschwindigkeit der Alkylierungsreaktion durch Verwendung von kleineren Reaktoren zu erhöhen, in welchen die vorgesehene Reaktionszeit nicht größer als zwei Minuten ist (vgl. US-PS 34 48 161) und wobei ein sehr aktiver Katalysatorkomplex verwendet wird. Dieses Verfahren bezieht jedoch noch ein heterogenes System ein, in welchem der AlCl₃-Katalysatorkomplex eine getrennte Phase ist und in die Alkylierungsreaktion im Kreis zurückgeführt wird, wobei all die bereits oben diskutierten, begleitenden Nachteile auftreten.

Die US-PS 24 03 785 beschreibt die Anwendung von ausreichend geringen Mengen AlCl₃ als Alkylierungskatalysator, so daß eine Alkylierung in flüssiger homogener Phase bei den erfindungsgemäß angewandten Temperaturen möglich erscheint. Es wird ferner die Anwendung der Halogenid-Promotoren und die Umalkylierung in einer getrennten Zone erwähnt. Das Verfahren dieser Patentschrift führt jedoch nicht zu den erfindungsgemäß erzielbaren Vorteilen, da die wesentlichen Merkmale in bezug auf die Olefinzuführungsgeschwindigkeit und das Molverhältnis von Benzol zu Äthylen nicht angewandt werden. Wie aus dem Fließdiagramm und den Beispielen der US-PS 24 03 785 hervorgeht, werden die Reaktionsteilnehmer zunächst in eine Mischzone eingeführt und dann gemeinsam erhitzt, um das Gemisch auf die Reaktionstemperatur zu bringen. Der Wirkungsgrad der Alkylierung (in Moläquivalenten umgesetztes Äthylen pro Mol AlCl₃ angegeben) liegt im maximal 195 (vgl. Beispiel 4 der US-PS 24 03 785) ebenfalls sehr niedrig.

Es wurde nun gefunden, daß man zu einem verbesserten Gesamtverfahren gelangt, welches viele der vorerwähnten Nachteile der Verfahren nach dem Stande der Technik beseitigt, wenn man das Alkylierungsverfahren in einem ganz speziellen Rahmen der Reaktionsbedingungen durchführt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden relativ lange Reaktionszeiten bei höheren Temperaturen mit derartig kleinen Mengen an AlCl₃ angewandt, daß das flüssige Reaktionssystem ein homogenes System ist, d. h. ein System, worin der Katalysator in Lösung anwesend ist und worin keine Katalysatorkomplex-Phase, wie in dem Alkylator und/oder Umalkylator existiert, und weder suspendierte oder dispergierte Katalysator-Feststoffe zugegen sind. Dies wird durch sorfältige Regelung der Zugabegeschwindigkeit von Äthylen bewirkt, d. h. das Äthylen wird mit einer Geschwindigkeit zugegeben, die sicherstellt, daß in dem Alkylator zu keinem Zeitpunkt ein Äthylenüberschuß vorhanden ist, und durch ein Mischen der Reaktionsteilnehmer und des Katalysators bei Reaktionstemperatur.

Erfindungsgemäß wird Äthylbenzol so hergestellt, daß man Benzol, den Katalysator und eine Äthylenbeschickung mit einem Gehalt von 80 bis 100% Äthylen mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 bis 1500 Mol pro Stunde pro Mol eingesetztes AlCl₃, gleichzeitig in eine auf die Reaktionstemperatur gehaltene, erste Reaktionszone einführt und die Alkylierung bei einer Verweilzeit von mindestens 15 Minuten bis zu 2 Stunden durchführt, das Reaktionsprodukt aus dieser ersten Reaktionszone kontinuierlich in eine zweite Reaktionszone einführt und während eines Zeitraums von mindestens 15 Minuten auf Temperaturen im Bereich von 140 bis 200°C hält, das Reaktionsprodukt der zweiten Reaktionszone durch Destillation auftrennt, das anfallende Benzol in die erste Reaktionszone sowie die Polyäthylbenzole in die zweite Reaktionszone zurückführt und Äthylbenzol als Verfahrensprodukt gewinnt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet man so, daß die Verweilzeit in der ersten Reaktionszone etwa 30 bis etwa 60 Minuten und in der zweiten Reaktionszone etwa 15 bis etwa 60 Minuten beträgt.

Das abgezogene Reaktionsprodukt oder Alkylat wird abgekühlt, mit Wasser und Lauge zur Entfernung des anwesenden Katalysators gewaschen und einer Destillation in üblicher Weise zur Abtrennung des Monoäthylbenzols von den anderen, höher äthylierten oder Polyäthylbenzolen, und dem nichtumgesetzten Benzol unterworfen. Die Polyäthylbenzole werden dann im Kreis in die zweite Reaktionszone oder den Umalkylator zurückgeführt, während das nichtumgesetzte Benzol in die erste Reaktionszone oder den Alkylator zurückgeführt wird. Wenn man das Alkylierungsverfahren in der beschriebenen Weise durchführt, können bis zu 400 und mehr Molekularäquivalente Äthylen pro Mol AlCl₃-Katalysator umgesetzt werden. Dies ist ein ausgeprägter Vorteil gegenüber dem Verbrauch an AlCl₃ nach dem Stande der Technik und ein wichtiges Merkmal aus ökologischen Gesichtspunkten heraus, da die Abwasserbeseitigungsprobleme erheblich verringert werden. Das gesamte Reaktionssystem, einschließlich der Alkylierungs- und der Umalkylierungsstufen ist ein homogenes System, wodurch das Erfordernis der Entfernung und "Im-Kreis-führen" einer separaten Katalysatorkomplex-Phase mit all den begleitenden Nachteilen vermieden wird. Da der Katalysator in dem Reaktionsgemisch oder in dem alkylierten Produkt in Lösung gehalten wird, ist eine Abtrennungsstufe vor dem Waschen und der Gewinnung der Alkylierungsprodukte in der üblichen Weise durch Destillation nicht erforderlich. Das gewonnene Äthylbenzol-Produkt ist im Vergleich zu früheren Verfahren der Alkylierung ein reineres und es wird in besseren Ausbeuten erhalten, während die Bildung von Fließöl oder Teer beträchtlich verringert ist.

Das verbesserte Verfahren der vorliegenden Erfindung, welches ein homogenes Reaktionsmedium in beiden Reaktoren oder Reaktionsstufen, d. h. in der Alkylierung und Transalkylierung, verwendet, kann ganz allgemein in der gleichen Analage wie die früheren Verfahren durchgeführt werden. Der Alkylierungsreaktor kann ein vertikaler, gefluteter Gleichstromreaktor oder Turm vom Sprudel-Typ aus ziegelverkleidetem Stahl mit einer geeigneten Membran sein, in welchen Äthylen, Benzol und AlCl₃-Katalysator am Boden eingespeist werden. Das Alkylat fließt in den Umalkylator über, der vorzugsweise ein horizontaler, ziegelverkleideter Behälter ist, der in der Konstruktion dem Alkylator ähnelt, jedoch mit geeigneten Ziegel-Lenkwänden ausgestattet ist. Jedoch kann auch ein vertikaler Transalkylator vom Turm-Typ eingesetzt werden, der vorzugsweise aus einem Material besteht oder mit einem derartigen Material ausgekleidet ist, das gegenüber einer Korrosion durch Säuren resistent ist. Der Inhalt des Alkylators wird naturbedingt durch den Gaslift-Effekt des eintretenden Äthylens gerührt, jedoch kann, falls gewünscht, eine weitere Durchmischung durch Zirkulationspumpen, Propeller oder irgendwelche andere herkömmliche Hilfsmittel, die allgemein für derartige Zwecke im Gebrauch sind, vorgesehen werden. Der Inhalt des Umalkylators wird nicht gerührt, da in diesem eine pfropfenartige Strömung während des Betriebes höchst erwünscht ist.

Die Waschoperationen des Alkylates und die nachfolgende Destillation für die Gewinnung der getrennten alkyltierten Produkte werden in herkömmlicher Weise unter Verwendung von Apparaten von bekanntem Typ durchgeführt. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wrude gefunden, daß das Waschen des alkylierten Produktes mit Wasser, gefolgt von einer Wäsche mit wässeriger Laugenlösung, in wirksamer Weise einen beliebigen AlCl₃-Katalysatorgehalt, der in dem Alkylat vorhanden ist, herabsetzt und ein Reaktionsprodukt für die Auftrennung, Gewinnung und Im-Kreis-führen seiner Komponenten liefert. Die erhaltenen wässerigen AlCl₃- und Laugenlösungen können mittels bekannter technischer Verfahren beseitigt werden.

Die angewandten Temperaturen sind im Gegensatz zu den bisher angewandten hoch und lediglich durch solche Temperaturen begrenzt, bei welchen man das Reaktionsgemisch nicht in flüssiger Phase halten kann. Im Hinblick auf das homogene Reaktionssystem werden Temperaturen im Bereich von 140 bis 200°C ohne Abbau des Katalysators gewählt, der eintritt, wenn eine getrennte Katalysatorkomplex- Phase bei derartigen Temperaturen anwesend ist. Vorzugsweise wird die Temperatur in einem Bereich von 160°C bis 180°C, und besonders bevorzugt bei etwa 160°C gehalten.

Das Verfahren wird bei einem Druck betrieben im Bereich von Atmosphärendruck bis 11,37 bar, vorzugsweise 5,88 bis 11,37 bar liegt. Mit verdünntem Äthylen, d. h. Gasen, die unterschiedliche Äthylenmengen enthalten, als Reaktionsteilnehmer, müssen höhere Drücke zur Anwendung kommen, wobei der Druck mit der Äthylenkonzentration im Beschickungsgas variiert. Für eine Beschickung mit einer Äthylenkonzentration von 80% wird ein Druck wie er oben für reines Äthylen angegeben wurde, gewählt.

Die Art und Weise, in welcher die Reaktionsteilnehmer und der Katalysator in den Alkylator eingeführt werden, ist insofern entscheidend, als das Verfahren ein echtes kontinuierliches Verfahren sein muß. Die Reaktionsteilnehmer müssen gleichzeitig in den richtigen Verhältnissen eingespeist werden, während der Alkylator auf Reaktionstemperatur gehalten wird. Einspeisen der Reaktionsteilnehmer in eine Zone, in welcher sie gemischt und anschließend zusammen zur Erwärmung auf die Reaktionstemperatur erhitzt werden, wie es beispielsweise in der US-PS 24 03 785 beschrieben wird, gibt die Vorteile, wie sie in dem vorliegenden Verfahren erhalten werden, nicht. Die Zugabegeschwindigkeit des Olefins muß geregelt werden, um die Anwesenheit von irgendwelchem freien Olefin in dem Alkylator zu beseitigen, wobei "freies Olefin" Olefin bedeutet, das nicht mit dem Katalysator verbunden ist. Um dies zu erreichen, muß das Olefin mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 bis 1500 Mol/ Std./Mol eingesetztes, d. h. akkumuliertes AlCl₃ eingespeist werden und ein molares Verhältnis von Benzol zu Äthylen im Bereich von 1,1 bis 3,0 bestehen. Zur wirksamsten Herstellung von Monoäthylbenzol wird die Geschwindigkeit der Äthylenzugabe auf einen Wert im Bereich von etwa 600 bis etwa 1000 Mol/Std./Mol an akkumuliertem AlCl₃ gehalten, während das molare Benzol/Äthylen-Verhältnis auf Werte zwischen 2,0 und 2,86 gehalten wird. Der hier gebrauchte Ausdruck "akkumuliertes AlCl₃" ist als die Menge AlCl₃ definiert, die in dem Reaktor bei irgendeiner beliebigen gegebenen Zeit vorhanden ist, und nicht notwendigerweise die Konzentration.

Obwohl in hohem Maße erwünscht, ist reines Äthylen für das erfindungsgemäße Verfahren nicht erforderlich.

Die Äthylenbeschickungen weisen erfindungsgemäß einen Gehalt von 80 bis 100% Äthylen auf. Wenn verdünntes Äthylen als Beschickung eingesetzt wird, können an geeigneten Punkten des Systems herkömmliche Abzugsmöglichkeiten für Inertgas angebracht werden. Es können zur Erzielung einer guten Zirkulation und eines guten Mischens in dieser Reaktionszone beliebige herkömmliche Vorrichtungen für das Einführen und die Verteilung des Äthylens in dem Alkylator verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Gasverteiler am Boden des Reaktors eingesetzt.

Die Flüssig-Verweilzeit in dem Alkylator muß zumindest 15 Minuten betragen, kann jedoch auch länger als dieser Zeitraum sein, und zwar bis zu 2 Stunden. Vorzugsweise beträgt die Verweilzeit in dem Alkylator von etwa 30 Minuten bis etwa 60 Minuten. Die Verweilzeit in dem Umalkylator hängt von den in dem Alkylator angewandten Reaktionsbedingungen ab, da diese die Menge der im Kreis zu führenden Polyäthylenbenzole bestimmen. Gewöhnlich muß sie zumindest 15 Minuten betragen. Vorzugsweise liegt sie in einem Bereich von etwa 15 bis etwa 60 Minuten oder ist im wesentlichen die gleiche wie die in dem Alkylator, kann jedoch innerhalb des gleichen allgemeinen, oben angegebenen Bereiches differieren.

Eines der hervorstechendsten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die außerordentlich geringe benötigte AlCl₃-Katalysatormenge. Mengen an AlCl₃-Katalysator, die wirksam sind, sind solche im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,0025 Mol/Mol Äthylen, und vorzugsweise von etwa 0,0015 bis etwa 0,0022 Mol/Mol Äthylen. Unter Verwendung derartiger geringer Katalysatormengen wird das AlCl₃ auf Basis eines einmaligen Durchsatzes eingesetzt und es ist kein Katalysator oder eine Katalysatorkomplex-Phase vorhanden oder im Kreis zu führen. Das System ist sowohl in der Alkylierungs-, als auch in der Umalkylierungsstufe ein durch und durch homogenes System. Da die geringen, angewandten AlCl₃-Mengen auch die Anwendung von höheren Temperaturen in der Alkylierungsreaktion, wie oben erwähnt, erlauben, erfolgt ein Anstieg der Katalysatoraktivität. Ein anderer bemerkenswerter Vorteil ist die Verringerung der Abfallbeseitigungsprobleme infolge des niedrigen Katalysatorverbrauchs. Der AlCl₃-Katalysator kann als solcher in fester Form, in Pulverform oder als Lösung, beispielsweise in Äthylbenzol oder Benzol, zugegeben werden, oder er kann in situ durch Reaktion von Aluminiummetall und HCl mit dem Produkt erzeugt werden, wobei er nach der Herstellung in Äthylbenzol oder einem alkyliertem Produkt zur bequemeren Einführung in die Reaktionszone gelöst ist.

Um die wirkungsvollste Arbeitsweise und die höchste Wirksamkeit zu erreichen, wird gewöhnlich ein Halogenid-Promotor zusammen mit dem Katalysator eingesetzt, obwohl die Alkylierungsreaktion auch ohne irgendeinen anwesenden Promotor abläuft. Halogenide, die als Promotoren geeignet sind, sind solche, die dem Fachmann bekannt sind, wie beispielsweise HCl, HBr, HF, Alkylchloride, wie beispielsweise Äthylchlorid oder eine Substanz, die derartige Halogenide in situ erzeugt. Wenn man einen Promotor zusetzt, liegt gewöhnlich die angewandte Menge in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 Mol pro Mol AlCl₃. Es kann auch eine höhere Menge eingesetzt werden, jedoch hat diese keine besondere Wirkung mehr. Vorzugsweise beträgt die Menge an angewandtem Promotor etwa 1 bis etwa 5 Mol pro Mol AlCl₃. Bei Verwendung von verdünntem Äthylen als Beschickungsmaterial ist die Zugabe eines Promotors zum Alkylator zweckmäßig.

Die Reaktionsteilnehmer und der Katalysator werden gewöhnlich in einem Zustand eingesetzt, der dem wasserfreien Zustand so nahe wie möglich liegt. Es können lediglich untergeordnete Feuchtigkeitsmengen toleriert werden.

Es können beliebige herkömmliche chemische Mittel, die für die Entfernung des Katalysators aus dem Alkylat bekannt sind, angewendet werden, wie beispielsweise Waschen mit Wasser oder einer wässerigen Alkalilösung, Waschen mit Wasser, gefolgt von einer Wäsche mit Lauge oder durch Zusatz von Ammoniak unter Bildung eines Niederschlags. Irgendein restlicher Katalysator wird vorzugsweise vor der Destillation des Alkylats entfernt.

Das Alkylat wird unter Verwendung eines herkömmlichen Destillationssystems in seine Komponenten zur Gewinnung von Äthylbenzol aufgetrennt und es stellen die Einzelheiten eines derartigen Systems keinen wesentlichen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Die Ausbeute wird weiter verbessert, indem man die Polyäthylbenzol-Fraktion in die zweite Reaktionszone im Kreise führt, wo eine homogene Umalkylierung unter den spezifischen Bedingungen auftritt, wobei ein Teil der Polyäthylbenzole durch ihren Umsatz mit Benzol in Anwesenheit von AlCl₃ in Äthylbenzol umgewandelt wird. Wenn man jedoch das homogene Alkylierungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet, können wesentliche Mengen der Polyäthylbenzol- Fraktion nicht in die erste Alkylierungszone im Kreis zurückführt werden, ohne die Alkylierungsreaktion darin zu beenden. Irgendwelches nichtumgesetztes Benzol, das von der Destillation zurückgewonnen wird, kann jedoch in die erste Reaktionszone im Kreis geführt werden.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Äthylbenzol durch Umsatz von Benzol und Äthylen unter Verwendung von sehr geringen Mengen an Aluminiumchlorid als Katalysator in einem flüssigen, homogenen Alkylierungs-Umalkylierungssystem bei relativ langen Reaktionszeiten und hohen Temperaturen, mit einer Geschwindigkeit der Äthylenzugabe, die derart geregelt ist, daß zu keinem Zeitpunkt ein Überschuß an Äthylen in dem Alkylator zugegen ist, während die Reaktionsteilnehmer und der Katalysator bei Reaktionstemperatur gemischt werden. Die spezifizierten Bedingungen schließen die Anwesenheit einer separaten Katalysatorkomplex-Phase aus und machen so die Stufe der Entfernung und des "Im Kreis-führens" eines derartigen Materials überflüssig, und sie führen zu einem reineren Äthylbenzolprodukt, einer niedrigen Teerbildung und einem gewissen ökologischen Vorteil.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei welchen Benzol (Bz.) kontinuierlich mit Äthylen unter Verwendung von AlCl₃ als Katalysator von HCl als Promotor alkyliert wurde. Die verwendete Apparatur bestand aus zwei Reaktoren, einem Alkylator und einem Umalkylator, beide ein vertikales Rohr, hergestellt aus einer korrosionsresistenten Legierung mit etwa 2,8 cm Innendurchmesser und einer Länge von 114,3 cm, mit angeschlossener Zuführung der Reaktionsteilnehmer und Vorrichtungen zum Waschen und Abtrennen des Alkylates. Der Alkylator war am Boden mit einer Verteilungsplatte zum Durchblasen versehen und die Strömung sowohl in dem Alkylator als auch in dem Umalkylator war nach oben gerichtet. Benzol wurde azeotrop getrocknet und von der Trocknungskolonne in den Alkylator gepumpt. AlCl₃ wurde als Lösung in Äthylbenzol (EB) zur Erleichterung der Handhabung der sehr geringen angewandten Mengen zugegeben.

Auf dem Weg in den Alkylator wurde das Benzol mit der Lösung von AlCl₃ in Äthylbenzol gemischt und das erhaltene Gemisch in den Alkylator über der Verteilungsplatte zum Durchblasen eingeführt. Der Promotor wurde als eine Benzollösung von Äthylchlorid zusammen mit dem Äthylen in den Alkylator durch die Verteilungsplatte zum Durchblasen zugesetzt. Der Reaktionsdruck wurde durch Zugabe eines Inertgases (N₂) auf der gewünschten Höhe gehalten. Das aus dem Alkylator überströmende Alkylat wurde mit im Kreis geführten Polyäthylbenzol (PEB) gemischt und durch den Umalkylator und anschließend in das Waschsystem geführt. Die erste und die dritte Waschstufe waren einfache Frischwasser-Wäscher, bei denen das Produkt einmal hindurchgeführt wurde. In der zweiten Waschstufe wurde das Alkylat in innigen Kontakt mit einer im Kreis geführten Laugenlösung gebracht.

Das feuchte Alkylat aus dem Waschsystem wurde in eine Destillationsanlage geführt. Der Hauptanteil an Benzol, Wasser und nichtaromatischen Verunreinigungen wurde in der ersten oder Benzolkolonne entfernt, und dieser Benzolstrom im Kreis geführt und mit in das Benzol-Trocknungssystem eintretender Frischbenzol- Beschickung gemischt. Der vom Boden der Benzolkolonne abgezogenen Strom wurde auf eine zweite Kolonne aufgegeben, wo das Äthylbenzolprodukt über Kopf entfernt wurde. Der Sumpfabzug aus der Äthylbenzol-Kolonne wurde in eine Vakuum-Polyäthylbenzol- Kolonne eingespeist, die so betrieben wurde, daß im wesentlichen das gesamte Diäthylbenzol und das Triäthylbenzol aus der Beschickung entfernt wurde. Die Sumpfströme aus dieser Kolonne waren Fließöl oder Teer, das einen Ausbeuteverlust darstellte und das zur Beseitigung verworfen wurde.

Die Reaktionsbedingungen, Mengen der hergestellten Produkte und die Ausbeuten in den verschiedenen Versuchen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 niedergelegt. In all diesen Versuchen waren die Temperaturen sowohl in dem Alkylator, als auch in dem Umalkylator die gleichen.

Beispiel 2

Es wurde eine Reihe von Versuchen ähnlich wie diejenigen in Beispiel 1 durchgeführt, in welchen Benzol mit Äthylen unter Verwendung von AlCl₃-Katalysator und HCl-Promotor alkyliert wurde. Die Apparatur und das Verfahren waren das gleiche wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß in diesen Versuchen der Alkylator und der Umalkylator etwas größere Reaktionsgefäße waren und beide einen Innendurchmesser von 5,1 cm und eine annäherende Länge von 127 cm besaßen. Die Ergebnisse dieser Versuche, die in der nachstehenden Tabelle II gezeigt werden, sind ganz allgemein mit den in Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen vergleichbar.

Tabelle I (linker Teil)

Tabelle I (rechter Teil)

Tabelle II

Es ist aus der Betrachtung der Ergebnisse in den Tabellen I und II zu ersehen, daß die Alkylierung von Benzol mit Äthylen in homogener Phase erfolgreich durchgeführt werden kann, d. h. ohne daß irgendein Katalysatorkomplex als separate Phase anwesend ist, vorausgesetzt, daß eine Reihe von spezifischen Reaktionsbedingungen angewandt werden und insbesondere dann, wenn das Äthylen in einer solchen Geschwindigkeit eingeleitet wird, daß die Anwesenheit von irgendeinem Überschuß an Olefin in dem Alkylator zu irgendeiner Zeit vermieden wird. Bezüglich des Katalysatorverbrauchs, d. h. der molaren Äquivalente von umgesetztem Äthylen pro Mol AlCl₃, heißt das, daß das erfindungsgemäße Verfahren erheblich weniger Katalysator verbraucht als irgendein anderes Verfahren nach dem Stande der Technik. Ferner sind die extrem niedrigen Mengen an Fließöl oder Teer, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anfallen, ein deutlicher Hinweis, daß diese Alkylierungsmethode in hohem Maße wirksam ist. Die durchschnittlich anfallende Menge an Fließöl oder Teer beträgt annähernd die Hälfte der durchschnittlichen Menge, die gewöhnlich bei einer bekannten, kommerziellen Betriebsweise zur Herstellung von Äthylbenzol aus Benzol und Äthylen unter Verwendung eines AlCl₃-Katalysators und eines HCl-Promotors, wobei eine genannte AlCl₃-Komplexphase sowohl in der Alkylierungs- als auch in der Umalkylierungsreaktionszone vorliegt, entsteht.

Außerdem beträgt die durchschnittliche Reinheit des gewonnenen Äthylbenzols etwa 99,9% im Vergleich zu einem Durchschnittswert von etwa 99,6%, welch letzterer Wert das Produkt der eben erwähnten bekannten kommerziellen Betriebsweise kennzeichnet, bei welcher eine getrennte AlCl₃-Katalysatorkomplex- Phase zugegen ist.

Claims (2)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Äthylbenzol durch Alkylieren von Benzol mit Äthylen - unter Anwendung eines Molverhältnisses von 1,1 bis 3 Mol : 1 Mol - und in Gegenwart von etwa 0,001 bis 0,0025 Mol AlCl₃/Mol Äthylen als Katalysator sowie gegebenenfalls eines Halogenid-Promotors in der Beschickung, bei Temperaturen im Bereich von 140 bis 200°C, bei einem Druck von Atmosphärendruck bis 11,37 bar in homogener, flüssiger Phase und unter Umalkylierung der Polyäthylbenzole, dadurch gekennzeichnet, daß man Benzol, den Katalysator und eine Äthylenbeschickung mit einem Gehalt von 80 bis 100% Äthylen mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 bis 1500 Mol pro Stunde pro Mol eingesetztes AlCl₃, gleichzeitig in eine auf der Reaktionstemperatur gehaltenen erste Reaktionszone einführt und die Alkylierung bei einer Verweilzeit von mindestens 15 Minuten bis zu 2 Stunden durchführt, das Reaktionsprodukt aus dieser ersten Reaktionszone kontinuierlich in eine zweite Reaktionszone einführt und während eines Zeitraums von mindestens 15 Minuten auf Temperaturen im Bereich von 140 bis 200°C hält, das Reaktionsprodukt der zweiten Reaktionszone durch Destillation auftrennt, das anfallende Benzol in die erste Reaktionszone sowie die Polyäthylbenzole in die zweite Reaktionszone zurückführt und Äthylbenzol als Verfahrensprodukt gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verweilzeit in der ersten Reaktionszone etwa 30 bis etwa 60 Minuten und in der zweiten Reaktionszone etwa 15 bis etwa 60 Minuten beträgt.