DE2602069A1 - Verfahren zur reinigung von alkylaromaten - Google Patents

Verfahren zur reinigung von alkylaromaten

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DE2602069A1
DE2602069A1 DE19762602069 DE2602069A DE2602069A1 DE 2602069 A1 DE2602069 A1 DE 2602069A1 DE 19762602069 DE19762602069 DE 19762602069 DE 2602069 A DE2602069 A DE 2602069A DE 2602069 A1 DE2602069 A1 DE 2602069A1
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
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Description

Verfahren zur Reinigung von Alkylaromaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Alkylaromaten, die nach der Friedel-Crafts-Reaktion durch Umsetzung von Aromaten mit Olefinen in Gegenwart eines Aluminiumchiorid-Katalysators erhalten werden, durch Fällung des Katalysator-Komplexes mit Ammoniak.
Alkylaromaten werden großtechnisch nach einer Friedel-Crafts-Reaktion hergestellt, z. B. Äthylbenzol aus Benzol und Äthylen mit Hilfe von Aluminiumchiοrid als Katalysator und Chlorwasserstoff als Promotor. Das bei dieser Reaktion erhaltene Rohalkylat enthält noch den Katalysator-Komplex und Chlorwasserstoff, die vor der Destillation entfernt werden müssen. Dies erfolgt zunächst in einem Trennbehälter, in dem durch Phasentrennung die Hauptmenge des schwereren Katalysator-Komplexes abgetrennt wird. Nach dem Verfahren der SU-PS 309 570 und der DT-OS 2 365 175 wird der nach der Phasentrennung im Rohalkylat verbleibende restliche Katalysator-Komplex mit Ammoniak in eine im Rohalkylat unlösliche Verbindung überführt und anschließend mechanisch abgetrennt.
Nach dem Verfahren der SU-PS 309 570 wird das gasförmige Ammoniak bei einer Temperatur zwischen 70 und 80 0C in das Rohalkylat eingeleitet. Nach dem Beispiel der DT-OS 2 365 I75 erfolgt die Fällung der Aluminiumverbindung nach dem Abkühlen auf 60 °C. Angaben über die eingesetzte Menge an Ammoniak fehlen in dieser Druckschrift. Nacη dem Beispiel der SU-PS 309 570 wird Ammoniak
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in einem Überschuß von einer Menge von 0,01 bis. 0,02 g/l Rohalkylat eingeleitet. Dies entspricht einem p„-Wert von 9 bis 10 im wäßrigen Auszug des Rohalkylates. Angaben über den Druck bei der Ammoniak-Zugabe werden weder in der SU-PS 309 570 noch in der DT-OS 2 365 175 gemacht. Es muß daher angenommen werden, daß beide Verfahren bei Atmonsphärendruck durchgeführt werden. Die unter diesen Bedingungen, Temperatur 60 bzw. 70 bis 80 C, p„-Wert 9 bis 10 im wäßrigen Auszug, Druck.0 bar, entstehenden schwerlöslichen Aluminiumverbindungen haben jedoch den großen Nachteil, daß sie schlecht zu filtrieren sind. Die Filtriergeschwindigkeit ist sehr gering. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahrensweise ist es, daß beim drucklosen Einleiten von Ammoniak sich im Gasraum über der Reaktionsmischung Ammoniumchlorid, das bei hoher Temperatur auch sublimieren kann, unkontrolliert bildet und in Rohren und Armaturen ablagert, was zu Verstopfungen führen kann und die Wärmeübergänge an den Destillationskolonnen schon nach kurzer Zeit deutlich herabsetzt.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Entfernung des restlichen Katalysator-Komplexes durch Zugabe von Ammoniak ohne diese Nachteile zu entwickeln, bei dem gut filtrierbare Niederschläge entstehen und keine unkontrollierten Ablagerungen von auftreten können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Ammoniak in das Rohalkylat
a) bei einer Temperatur von k0 bis 70 C, bevorzugt bei 50 bis 60 0C,
b) bis zu einem p„-¥ert von 7 bis 9t bevorzugt von .7 ♦ 5 bis 8,5 und
c) bei einem Druck von Oj5 bis 25, bevorzugt 2 bis 5 bar
eingeleitet wird. Während des Einleitens von Ammoniak wird das Rohalkylat gegebenenfalls gerührt.
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Das zu reinigende Rohalkylat, beispielsweise ein Äthylbenzolbzw. Cumol- oder Dibenzyltoluol-Rohalkylat wird erhalten durch eine Reaktion nach Friedel-Crafts mit Hilfe von A1C1„ als Katalysator und HCl als Promotor aus Benzol oder Toluol und Äthylen bzw. Propylen oder Benzylchlorid bei einer Temperatur von 70 bis 120 C und einem Druck von 1 bis 2 bar.
Die Temperatur von 4θ bis 70 °C, bevorzugt von 50 bis 60 °C, wird durch Abkühlen des Rohalkylates eingestellt.
Der p„-Wert wird in einem wäßrigen Auszug des Rohalkylates gemes-11
sen. Die Einstellung des p„-Wertes erfolgt durch gezielte Dosiert
rung einer Ammoniak-Menge von 10 bis 1000 ml/l Rohalkylat.
Der Druck von 0,5 bis 25» vorzugsweise von 2 bis 5 bar, wird mit Hilfe einer Pumpe und Druckhaltung mit einem gedrosselten Ventil eingestellt, vorzugsweise in einem vollständig mit Flüssigkeit gefüllten System.
Durch Kombination dieser drei Maßnahmen wird überraschenderweise eine Fällung erreicht, die gut filtrierbar ist. Dies hat den Vorteil, daß die Filterfläche - klein gehalten und der Filtriervorgang damit wirtschaftlich gestaltet werden kann.
Die Umsetzung mit Ammoniak bei Temperaturen unter 40 °C und über 70 C verschlechtert die Filtrierbarkeit der Fällung. Druck und Pjj-Wert beeinflussen zusätzlich die Filtrierbarkeit. Eine optimale Filtriergeschwindigkeit wird erreicht, wenn die NH_-Fällung bei einer Temperatur von 40 bis 6o 0C, insbesondere 50 0C, bis zu einem pH-¥ert von 7,5 bis 8,5 und bei einem Druck von 2 bis 5 bar durchgeführt wird.
Durch die gezielte Einstellung des pH-¥ertes, beispielsweise von 7 bis 8, kann der Gehalt an anorganischen Bestandteilen im FiI-
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trat extrem niedrig gehalten werden, z.B. bei 2 bis 3 ppm.
Die Fällung mit Ammoniak bis zu ρ -Werten über 9 führt zu einem
höheren Gehalt an anorganischen Bestandteilen im Filtrat!
Die erfindungsgemäße Kombination bringt weiterhin den Vorteil, daß sich kein Ammoniumchlorid an Rohrleitungen und Armaturen abscheidet. Dadurch werden Verstopfungen vermieden und der Wärmeübergang an den Destillationskolonnen nicht herabgesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt die Nachteile der Reinigung von Alkylaromaten mit Ammoniak. Das nach diesem Verfahren erhaltene Rohalkylat kann auf Grund seines äußerst geringen Gehaltes an anorganischen Bestandteilen direkt in der Destillation weiterverarbeitet werden.
Beispiel 1
In einem beheizbaren Druckgefäß mit Rührer, Thermometer und Manometer wird in jeweils 1000 g Äthylbenzol-Rohalkylat, das durch mitgerissenen Katalysator-Komplex bei der Phasentrennung und überschüssigen Chlorwasserstoff eine Säurezahl von ca. 1 hat, Ammoniak bei Temperaturen von 20, 4θ, 50, 70 und 100 0C bis zu p„-Werten von 7, 8, 9 und 10 und Drücken von 0, 1, 3, 5 und 15 bar (s. Tabellen 1
bis 4) eingeleitet. Der ausgefallene Niederschlag wird bei Raumtemperatur bei einem konstant angelegten Unterdruck von 4θ bis 45 mm Hg auf einer Fritte von 4,5 cm Durchmesser mit Schwarzbandfilter
abgetrennt. Der Filterkuchen auf der Fritte wird getrocknet und gewogen. Der Anteil an anorganischen Bestandteilen im Filtrat wird
durch quantitative Analyse bestimmt. Die Filtrationszeit wird als Maß für die Filtriergeschwindigkeit und damit der Filtrierbarkeit des Niederschlages herangezogen.
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In den Tabelle 1 bis 4 sind die Ergebnisse der "Versuchsreihen dieses Beispiels zusammengefaßt.
Tab, 1: Abhängigkeit der Filtriergeschwindigkeit von Temperatur und p„-¥ert bei konstantem Druck (Atraosphärendruck)
Xl
Temp, Filtriergeschwindigkeit (min.) Ph8 Ph9 bei ph 10
0C 19 17 27
20 32 17 14 21
4o 24 11 12 16
50 17 14 17 23
70 19 17 18 25
100 28
Tab. 2: Abhängigkeit der Filtriergeschwindigkeit von Temperatur und Druck bei konstantem p„-Wert (8)
Temp. Filtriergeschwindigkeit (min.) 1 bar 5 bar bei 15 bar
°C 0 bar 17 16 21
20 19 15 14 19
4o 17 9 7 13
50 11 10 7 14
70 14 13 12 23
100 17
Tab. 3: Abhängigkeit des Gehaltes an anorganischen Bestandteilen im Filtrat vom p„-Wert
Xl
Temp, °C
anorganischer Rückstand in ppm
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Tab. h ; Abhängigkeit des Feststoffanfalles von Temperatur und Druck bei konst. ρ -Wert (8)
Temp. Feststoff g/iOOC l g Rohalkylat bei
°C O bar 3 bar
20 1,05 1,20
4o 1,01 1,23
50 0,99 1,22
70 0,86 1,20
100 0,58 1,21
Der über den Temperaturbereich gleichmäßige, höhere Feststoffanfall bei 3 bar zeigt, daß keine unkontrollierten Ablagerungen (z.B. durch NH.Cl Sublimation) in der Apparatur auftreten.
Beispiel 2
Nach den Angaben dee Beispiels 1 wird in jeweils 1000 g Cumol-Rohalkylat, das durch mitgerissenen Katalysator-Komplex bei der Phasentrennung und überschüssigen Chlorwasserstoff eine Säurezahl von ca. 2,5 hat, Ammoniak bis zum Erreichen des gewünschten ρ -Wertes eingeleitet.
Die Ergebnisse der Versuchsreihen dieses Beispiels sind in den Tabellen 5 und 6 zusammengestellt.
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O.Z. 2910
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Tab. 5: Abhängigkeit der Filtriergeschwindigkeit von Temperatur und ρ -Wert bei konstantem Druck (Atmosphärendruck).
Xl
Temp. Filtriergeschwindigkeit in min. bei ph8 Pjj 9 PH 10
0C PH 7 25 26 31
20 40 19 24 27
40 28 13 22 ' 23
50 17 16 27 26
70 21 19 28 29
100 38
Tab. 6; Abhängigkeit der Filtriergeschwindigkeit von Temperatur und Druck bei konstantem p„-Vert (8)
Temp. Filtriergeschwindigkeit in min. bei 1 bar 5 bar 15 bar
°C 0 bar 23 21 29
20 . 25 13 11 21
4o 19 8 6 10
50 13 10 9 15
70 16 17 16 23
100 .19
Beispiel 3
Nach den Angaben des Beispiels 3 wird in jeweils 1000 g Dibenzyltoluol-Rohalkylat, das durch mitgerissenen Katalysator-Komplex und überschüssigen Chlorwasserstoff eine Säurezahl von 4,3 hat, Ammoniak bis zum Erreichen des gewünschten p„-Wertes eingeleitet.
Xl
Die Ergebnisse der Versuchsreihen dieses Beispiels sind in den Tabellen 7 und 8 zusammengefaßt.
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Tab. 7: Abhängigkeit der Filtriergeschwindxgkeit von Temperatur und ρ-Wert bei konstantem Druck (Atmosphärendruck)
Temp. Filtriergeschwindigkeit in min. bei 19 . Ph9
°C Ph? 11 20
20 25 17 13
50 20 18
100 23
Tab. 8: Abhängigkeit des Feststoffanfalles von Druck und Temperatur bei konstantem pH-¥ert (8)
Temp. 0C
Feststoff g/1000 g Rohalkylat Atmo sphärendru ck
3 bar
100
3,5 3,0
1,8
3,8 3,9 3,7
7Q3830/0SH

Claims (2)

O.Z. 2910 19.1.1976 Patentansprüche
1. Verfahren zur Reinigung von Alkylaromaten, hergestellt nach der Friedel-Crafts-Reaktion mit Aluminiumchlorid als Katalysator und Promotoren wie z.B. Chlorwasserstoff und Abtrennung des Hauptanteils des Katalysators durch Phasentrennung, durch Neutralisation des bei der Phasentrennung mitgerissenen Katalysator-Komplexes und des überschüssigen Chlorwasserstoffs mit
Ammoniak,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ammoniak bei einer Temperatur von kO bis 70 C bis zu
einem pH«¥ert von 7 bis 9 und mit einem Druck von 0,5 bis 25
bar eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung mit Ammoniak bei einer Temperatur von 50 bis 60 C bis zu einem ρ -Wert von 7»5 bis 8,5 und mit einem Druck von 2 bis 5 bar erfolgt.
ORIGINAL INSPECTED 709830/0999
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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HUELS AG, 4370 MARL, DE

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