DE602004008881T2 - Verfahren zur herstellung verzweigter alkylaromatischer kohlenwasserstoffe unter verwendung eines durch hydrierung und dehydrierungsisomerisierung von olefinen erzeugten verfahrensstroms - Google Patents

Verfahren zur herstellung verzweigter alkylaromatischer kohlenwasserstoffe unter verwendung eines durch hydrierung und dehydrierungsisomerisierung von olefinen erzeugten verfahrensstroms Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme und Verfahren zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen. Spezieller beziehen sich die hierin beschriebenen Ausführungsformen auf Systeme und Verfahren zur Herstellung von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe sind wichtige Verbindungen, welche in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet oder in andere chemische Verbindungen (z.B. grenzflächenaktive Mittel, Sulfonate) umgewandelt werden können. Grenzflächenaktive Mittel können in einer Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise als Detergenzien, Seifen und zur Ölgewinnung, eingesetzt werden.
  • Die strukturelle Zusammensetzung eines alkylaromatischen Kohlenwasserstoffes kann die Eigenschaften (z.B. die Wasserlöslichkeit, die biologische Abbaubarkeit, die Detergenskraft in kaltem Wasser) des grenzflächenaktiven Mittels und/oder des Detergens, das aus einem alkylaromatischen Kohlenwasserstoff hergestellt wird, beeinflussen. Beispielsweise kann die Wasserlöslichkeit durch die Linearität der Alkylgruppe beeinträchtigt werden. Mit ansteigender Linearität der Alkylgruppe kann sich die Hydrophilie (d.i. die Affinität für Wasser) des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels verringern. Daher kann sich die Wasserlöslichkeit und/oder die Detergenskraft (die Leistung) des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels verringern. Das Einverleiben von Verzweigungen, welche im Alkylrest des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels eine Mindestzahl an quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen enthalten, kann die Kaltwasserlöslichkeit und/oder die Detergenskraft des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels erhöhen, während die biologische Abbaubarkeit eines Detergens erhalten wird. Die Menge und der Typ der Verzweigung der Alkylgruppe kann jedoch die biologische Abbaugeschwindigkeit eines grenzflächenaktiven Mittels und/oder eines Detergens verringern.
  • Verzweigte alkylaromatische Kohlenwasserstoffe sind aus einer verzweigten Alkylgruppe, die an eine aromatische Gruppe gebunden ist, zusammengesetzt. Verzweigte Alkylgruppen sind aus linearen Alkylgruppen und Verzweigungen, welche sich von der linearen Alkylgruppe wegerstrecken, zusammengesetzt. Die Verzweigungen der linearen Alkylgruppen können eine oder mehrere aliphatische Alkylgruppen, eine lineare Alkylgruppe oder Kombinationen davon umfassen. Verzweigungen können Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder höhere Alkylgruppen umfassen. Quaternäre und tertiäre Kohlenstoffatome können in einer verzweigten Alkylgruppe vorhanden sein. Die Zahl an quaternären und tertiären Kohlenstoffatomen kann sich aus dem Verzweigungsmuster in der Alkylgruppe ergeben. Wie hierin verwendet, bezeichnet die Wendung "aliphatisches quaternäres Kohlenstoffatom" ein Kohlenstoffatom, das an keine Wasserstoffatome und an kein aromatisches Ringsystem gebunden ist.
  • Ein grenzflächenaktives Mittel mit einer verzweigten Alkylgruppe, welche quaternäre und/oder tertiäre Kohlenstoffe enthält, kann eine geringere biologische Abbaugeschwindigkeit als ein grenzflächenaktives Mittel mit einer linearen oder mono-verzweigten Alkylgruppe aufweisen. Wie hierin verwendet, bezeichnet "biologisch abbaubar" ein Material, das durch Bakterien oder andere natürliche Mittel chemisch verändert oder abgebaut werden kann. Beispielsweise war in einem Versuch zur biologischen Abbaubarkeit unter Verwenden einer "porous pot"-Behandlung von Belebtschlamm eine biologische Abbaugeschwindigkeit von Natrium-2-methyl-2-undecyl[14C]benzolsulfonat größer als eine biologische Abbaugeschwindigkeit von Natrium-5-methyl-5-undecyl[14C]benzolsulfonat. Eine detaillierte Beschreibung des Versuchs ist bei Nielsen et al. in "Biodegradation of Coproducts of Commercial Linear Alkylbenzene Sulfonate", Environmental Science and Technology, 1997, 31: 3397–3404, zu finden.
  • Beispiele von Zusammensetzungen und Verfahren zur Herstellung von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen sind im US-Patent Nr. 3,484,498 , Berg, mit dem Titel "Process For The Preparation Of Aryl-Substituted Normal Paraffin Hydrocarbons", im US-Patent Nr. 6,111,158 , Marinangeli et al., mit dem Titel "Process For Producing Arylalkanes At Alkylation Conditions Using A Zeolite Having a NES Zeolite Structure Type" und im US-Patent Nr. 6,187,981 , Marinangeli et al., mit dem Titel "Process For Producing Arylalkanes And Arylalkane Sulfonates, Compositions Produced Therefrom, and Uses Thereof", beschrieben.
  • Vor kurzem wurde festgestellt, dass aus verzweigten Olefinen abgeleitete grenzflächenaktive Mittel verschiedene, noch wünschenswertere Eigenschaften aufweisen als grenzflächenaktive Mittel, welche von linearen Olefinen abgeleitet sind. Beispielsweise besitzen aus verzweigten Olefinen abgeleitete grenzflächenaktive Mittel eine erhöhte Wasserlöslichkeit, verbesserte Detergenseigenschaften und annehmbare Eigenschaften hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit im Vergleich zu grenzflächenaktiven Mitteln, die aus linearen Olefinen abgeleitet sind. Die Herstellung von verzweigten Olefinen aus einem Fischer-Tropsch-Verfahrensstrom kann den wirtschaftlichen Wert des Stroms erhöhen. In einigen Ausführungsformen können lineare Olefine unter Verwenden eines Dehydrierungs- Isomerisierungskatalysators in verzweigte Olefine umgewandelt werden. Die verzweigten Olefine können verwendet werden, um grenzflächenaktive Mittel herzustellen, welche wünschenswerter und daher für den Hersteller des Fischer-Tropsch-Stroms wertvoller sind. Im Allgemeinen neigen Fischer-Tropsch-Verfahren dazu, geringe Mengen an Olefinen zu ergeben. Das Erhöhen eines Olefingehalts (z.B. des Gehalts an verzweigtem Alkylolefin) eines Fischer-Tropsch-Stroms kann den wirtschaftlichen Wert des Stroms erhöhen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In einer Ausführungsform kann ein Einsatzmaterialstrom, welcher Olefine und Paraffine enthält, in einer Hydrierungseinheit verarbeitet werden. Ein Einsatzmaterialverfahrensstrom, der in eine Hydrierungseinheit eintritt, ist in einigen Ausführungsformen aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren abgeleitet. In der Hydrierungseinheit kann wenigstens ein Teil der Olefine im Einsatzmaterialstrom hydriert werden, um Paraffine zu bilden. Wenigstens ein Teil des erhaltenen paraffinischen Einsatzmaterialstroms kann in eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eingespeist werden. Wenigstens ein Teil der Paraffine im Einsatzmaterialstrom kann dehydriert werden, um Olefine zu bilden. Die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit kann auch wenigstens einen Teil der erhaltenen Olefine und wenigstens einen Teil der Olefine, die bereits im Einsatzmaterialstrom vorhanden waren, isomerisieren. Wenigstens ein Teil der von der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit hergestellten Olefine kann verwendet werden, um aromatische Kohlenwasserstoffe zu alkylieren, um verzweigte alkylaromatische Kohlenwasserstoffe zu bilden.
  • In einer Ausführungsform kann ein Einsatzmaterialstrom, welcher Olefine und Paraffine umfasst, in einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit verarbeitet werden. In der Dehydrie rungs-Isomerisierungseinheit kann wenigstens ein Teil der Paraffine im Einsatzmaterialstrom dehydriert werden, um Olefine zu bilden. Die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit kann auch wenigstens einen Teil der erhaltenen Olefine und wenigstens einen Teil der Olefine, die bereits im Einsatzmaterialstrom vorhanden waren, isomerisieren. Das Isomerisierungsverfahren wandelt lineare Olefine (d.h. unverzweigte Olefine) in verzweigte Olefine um.
  • Die Verfahrensbedingungen in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit können derart sein, dass die erhaltenen verzweigten Olefine eine durchschnittliche Zahl an Verzweigungen pro Olefinmolekül von 0,7 bis 2,5 besitzen. Die verzweigten Olefine können, ohne darauf beschränkt zu sein, Methyl- und/oder Ethylverzweigungen umfassen. Das Isomerisierungsverfahren kann verzweigte Olefine herstellen, die weniger als 0,5% an quaternären aliphatischen Kohlenstoffatomen umfassen. Die Verfahrensbedingungen in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit können einen Katalysator, der zwei Funktionen besitzt, eine zum Dehydrieren der Paraffine zu Olefinen und die zweite zum Isomerisieren der Olefine, umfassen.
  • In einer Ausführungsform kann eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfassen. Die Vielzahl an Zonen kann eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfassen. Die erste Reaktionszone kann eine Dehydrierungszone sein. Die zweite Reaktionszone kann eine Isomerisierungszone sein. Ein Kohlenwasserstoffstrom, welcher Olefine und Paraffine umfasst, kann in die Dehydrierungszone eintreten. Wenigstens ein Teil der Paraffine in dem Kohlenwasserstoffstrom kann zu Olefinen dehydriert werden, um einen an Olefinen angereicherten Strom herzustellen. Der an Olefinen angereicherte Strom kann in die Isomerisierungszone weitergeleitet werden. In der Isomerisierungszone kann wenigstens ein Teil der Olefine in dem Olefin-angereicherten Strom zu ver zweigten Olefinen isomerisiert werden. Die verzweigten Olefine können verwendet werden, um aromatische Kohlenwasserstoffe zu alkylieren.
  • In einer Ausführungsform kann einer oder können mehrere Kohlenwasserstoffströme mit einem Einsatzmaterialstrom, der in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eintritt, kombiniert werden. Der Kohlenwasserstoffstrom kann mit dem Einsatzmaterialstrom gemischt werden, um die Konzentration der Olefine, welche in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eintreten, zu verändern. Nachdem der Einsatzmaterialstrom in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit verarbeitet wurde, wird der verzweigtes Olefin umfassende Strom zu einer Alkylierungseinheit weitergeleitet. Einer oder mehrere Kohlenwasserstoffströme können mit dem verzweigtes Olefin umfassenden Strom kombiniert werden, um die Konzentration der Olefine, die in die Alkylierungseinheit eintreten, zu verändern. In der Alkylierungseinheit kann wenigstens ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe mit wenigstens einem Teil der Olefine in dem kombinierten Strom alkyliert werden.
  • Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Olefinen kann in einer Alkylierungseinheit erfolgen. In einer Ausführungsform können ein olefinischer Kohlenwasserstoffstrom aus einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit und aromatische Kohlenwasserstoffe in eine Alkylierungseinheit eintreten. In der Alkylierungseinheit kann wenigstens ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe mit wenigstens einem Teil der Olefine im Kohlenwasserstoffstrom alkyliert werden, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen. Wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe kann eine verzweigte Alkylgruppe umfassen. Wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des Kohlenwasserstoffstroms, wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffe und wenigstens ein Teil der hergestellten alkyl aromatischen Kohlenwasserstoffe können einen Alkylierungsreaktionsstrom ausbilden.
  • Nach der Alkylierung der aromatischen Kohlenwasserstoffe kann wenigstens ein Teil der Paraffine und nicht umgesetzten Olefine und der aromatischen Kohlenwasserstoffe von den hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffprodukten aus dem Alkylierungsverfahren abgetrennt werden. Die Paraffine und nicht umgesetzten Olefine können von den aromatischen Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden, um einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen auszubilden. Der Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann durch Zurückführen des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit und/oder in einen Strom, der in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eintritt, im Kreis geführt werden. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe können in die Alkylierungseinheit zurückgeführt werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil eines alkylaromatischen Kohlenwasserstoffproduktstroms sulfoniert werden, um alkylaromatische Sulfonate zu bilden. In einigen Ausführungsformen können die alkylaromatischen Sulfonate verzweigte Alkylgruppen umfassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten mit Hilfe der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen klar werden, wobei:
  • 1: ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Systems zum Herstellen alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe unter Verwenden einer Hydrierungseinheit und einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit darstellt;
  • 2A–B: schematische Diagramme von Ausführungsformen eines Systems zum Herstellen von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen unter Verwenden einer Hydrierungseinheit und einer Zweizonen-Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit darstellt;
  • 3: ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Systems zum Herstellen von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen unter Verwenden einer Hydrierungseinheit und einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit mit einer Schichtbett-Katalysator-Konfiguration darstellt.
  • Obwohl für die Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen möglich sind, werden spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in der Zeichnung gezeigt und hierin im Detail beschrieben werden. Es sollte jedoch klar sein, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung nicht dazu dienen sollen, die Erfindung auf die beschriebene spezielle Form einzuschränken, sondern im Gegensatz dazu, besteht die Absicht alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, welche innerhalb des Geists und des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch die angeschlossenen Ansprüche definiert ist, zu umfassen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Kohlenwasserstoffprodukte können aus Synthesegas (d.i. ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) unter Verwendung eines Fischer-Tropsch-Verfahrens synthetisiert werden. Synthesegas kann aus Kohle oder durch Reformieren von Erdgas erhalten werden. Das Fischer-Tropsch-Verfahren wandelt Synthesegas katalytisch in ein Produktgemisch um, welches vor allem gesättigte Kohlenwasserstoffe, eine bestimmte Menge an Olefinen und eine geringe Menge an sauerstoffhältigen Produkten umfasst. Die Produkte aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren können für die Herstellung von Brennstoffen (z.B. Benzin, Dieselöl), von Schmierölen und Wachsen verwendet werden. Brennstoffe und andere Produkte, die durch ein Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt werden, besitzen im Allgemeinen geringe Gehalte an Schwefel, Stickstoff und/oder Metallen und enthalten wenige oder keine cyclische Verbindungen (z.B. Aromaten, Naphthaline).
  • Fischer-Tropsch-Verfahrensströme können auch verwendet werden, um wirtschaftlich wertvolle Rohprodukte herzustellen. Beispielsweise sind lineare Olefine Rohprodukte, welche für die Herstellung von grenzflächenaktiven Mitteln nutzbar sind. Das Verwenden eines Teils des Verfahrensstroms zur Herstellung von linearen Olefinen kann den wirtschaftlichen Wert eines Fischer-Tropsch-Verfahrensstroms erhöhen. Um die Produktionskosten zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu verringern, kann ein Strom, welcher beträchtliche Mengen an Paraffinen und eine geringe Menge an Olefinen enthält, zunächst isomerisiert und anschließend alkyliert werden, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe auszubilden. Das Verarbeiten des Einsatzmaterialstroms mit einen geringen Olefingehalt durch eine Isomerisierungseinheit vor der Alkylierung kann Produktionszeiten, Katalysatorkosten einsparen und/oder die gesamtwirtschaftliche Brauchbarkeit des Verfahrensstroms mit einem geringen Olefingehalt erhöhen.
  • Wie hierin beschrieben, kann eine Zusammensetzung eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialstroms Paraffine und Olefine umfassen. Wenigstens ein Teil des Kohlenwasserstoffstroms kann aus linearen Paraffinen und Olefinen mit wenigstens 4 Kohlenstoffatomen und bis zu 16 Kohlenstoffatomen bestehen. Ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialstrom kann aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren oder aus einem Ethylenoligomerisierungsverfahren erhalten werden. Fischer-Tropsch-Katalysatoren und Reaktionsbedingungen können ausgewählt werden, um eine bestimmte Produktmischung in einem Reaktionsproduktstrom zu ergeben. Die Katalysatoren und/oder Kombinationen von Katalysatoren, welche die Herstellung der gewünschten Kohlenwasserstoffspezies in einem Fischer-Tropsch-Verfahren begünstigen, sind im Allgemeinen bekannt.
  • Obwohl auf einen Fischer-Tropsch-Strom Bezug genommen wird, versteht sich, dass jedweder Strom, der durch jedes beliebige Verfahren hergestellt wird, welcher Olefine und gesättigte Kohlenwasserstoffe umfasst, ein geeignetes Einsatzmaterial für die hierin beschriebenen Verfahren darstellen kann. Viele Fischer-Tropsch-Ströme können von 5% bis 99% Olefine umfassen, wobei der Rest von gesättigten Kohlenwasserstoffen und anderen Verbindungen gebildet wird.
  • In einigen Ausführungsformen werden Einsatzmaterialströme, die Olefine und Paraffine enthalten, durch Cracken von Paraffinwachs oder durch die Oligomerisierung von Olefinen erhalten. Handelsübliche Olefinprodukte, die durch Ethylenoligomerisierung hergestellt werden, werden in den Vereinigten Staaten von der Chevron Chemical Company, der Shell Chemical Company (unter der Handelsmarke NEODENE) and von British Petroleum vermarktet. Das Cracken von Paraffinwachs zur Herstellung von Einsatzmaterialströmen aus alpha-Olefin und Paraffin ist im US-Patent Nr. 4,579,986 , Sie, mit dem Titel "Process For The Preparation Of Hydrocarbons" und in der US-Patentanmeldung Anmeldenummer 10/153,955, Ansorge et al., mit dem Titel "Process For The Preparation of linear Olefins and Use Thereof To Prepare Linear Alcohols" beschrieben. Spezielle Verfahren zur Herstellung von linearen Olefinen aus Ethylen sind im US-Patent Nr. 3,676,523 , Mason, mit dem Titel "Alpha-Olefin-Production", im US-Patent Nr. 3,686,351 , Mason, mit dem Titel "Alpha-Olefin Production", im US-Patent Nr. 3,737,475 , Mason, mit dem Titel "Alpha-Olefin Production" und im US-Patent Nr. 4,020,121 , Kister et al., mit dem Titel "Oligomerization Reaction System", beschrieben. Bei den meisten der vorstehend er wähnten Verfahren werden alpha-Olefine hergestellt. Höhere lineare innere Olefine können beispielsweise durch Chlorierung-Dehydrochlorierung von Paraffinen, durch Paraffindehydrierung oder durch Isomerisierung von alpha-Olefinen handelsüblich hergestellt werden.
  • In einer Ausführungsform wird ein Einsatzmaterialstrom für eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit verarbeitet, um einen Kohlenwasserstoffstrom, der verzweigte Olefine umfasst, herzustellen. Verzweigte Olefine können verwendet werden, um einen aromatischen Kohlenwasserstoff zu alkylieren, um verzweigte alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen. Der Einsatzmaterialstrom kann einen Bereich für den Paraffingehalt von 50 Gew.-% bis 90 Gew.-% des Einsatzmaterialstroms umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Einsatzmaterialstrom einen Paraffingehalt von mehr als 90 Gew.-% Paraffinen besitzen. Der Einsatzmaterialstrom kann auch Olefine umfassen. Der Olefingehalt des Einsatzmaterialstroms kann von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% betragen. In anderen Ausführungsformen kann ein Einsatzmaterialstrom einen Olefingehalt von mehr als 90 Gew.-% Olefinen besitzen. Die Zusammensetzung des Einsatzmaterialstroms kann Kohlenwasserstoffe mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl, die von 4 bis 30 reicht, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl der Kohlenwasserstoffe in einem Einsatzmaterialstrom von 4 bis 24, von 4 bis 16 oder von 10 bis 13 reichen. Ein Einsatzmaterialstrom kann geringe Mengen an Kohlenwasserstoffen mit einer Kohlenstoffzahl umfassen, die höher oder niedriger als der gewünschte Kohlenstoffzahlbereich ist. In einigen Ausführungsformen kann ein Einsatzmaterialstrom aus der Destillation eines Verfahrensstroms abgeleitet sein, welcher einen breiteren Bereich von Kohlenstoffzahlen umfasst.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Einsatzmaterialstrom für eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit Mono-Olefine und/oder Paraffine. Die Mono-Olefine können von linearer oder verzweigter Struktur sein. Die Mono-Olefine können eine alpha oder eine innere Doppelbindung aufweisen. Der Einsatzmaterialstrom kann Olefine umfassen, wobei 50% oder mehr der vorhandenen Olefinmoleküle alpha-Olefine mit einer linearen (geradkettigen) Kohlenstoffkettenstruktur sein können. In bestimmten Ausführungsformen sind wenigstens 70% der Olefine alpha-Olefine mit einer linearen Kohlenstoffkettenstruktur. Ein Kohlenwasserstoffstrom, worin mehr als 70% aller Olefinmoleküle alpha-Olefine mit einer linearen Kohlenstoffkettenstruktur sind, kann in bestimmten Ausführungsformen der Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Solch ein Strom kann aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren abgeleitet sein. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Einsatzmaterialstrom Olefine, wobei wenigstens 50% der vorhandenen Olefinmoleküle innere Olefine sind.
  • Olefine mit verzweigter Kette können als Einsatzmaterialquelle für eine aromatische Alkylierungsreaktion verwendet werden. Eine aromatische Alkylierungsreaktion verwendet Olefine in einem eingehenden Strom, um aromatische Verbindungen zu alkylieren. Aromatische Verbindungen (z.B. aromatische Kohlenwasserstoffe) können Benzol oder substituiertes Benzol umfassen. In einer Ausführungsform wird alkylsubstituiertes Benzol als substituiertes Benzol im Verfahren verwendet. Alkylsubstituierte Benzole können mono- und/oder polysubstituierte Niederalkylbenzole sein. Der Alkylsubstituent eines alkylsubstituierten Benzols kann eine Kohlenstoffzahl besitzen, die von 1 bis 5 reicht. In einer Ausführungsform kann die Kohlenstoffzahl des Alkylsubstituenten von 1 bis 2 reichen. Geeignete Beispiele von aromatischen Verbindungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Benzol, Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Cumol, n-Propylbenzol und andere Mono- und Poly-Niederalkylbenzole. In einigen Ausführungsformen kann eine einzelne aromatische Verbindung oder eine Mischung von zwei oder mehr aromatischen Ver bindungen als Einsatzmaterialquelle verwendet werden. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe können direkt in den Reaktor eingeführt werden oder vor der Zuführung in die Alkylierungseinheit mit einem geeigneten nicht reaktiven organischen Lösungsmittel gemischt werden.
  • Ein Verfahrensstrom kann unerwünschte Verbindungen (z.B. Oxygenate, Diene, usw.) enthalten, welche die Katalysatorselektivität in zur Herstellung alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe verwendeten Verfahren verringern können. Die Entfernung der unerwünschten Verbindungen kann durch Hydrierung des Verfahrensstroms ausgeführt werden. Der hydrierte Verfahrensstrom kann dehydriert werden, um einen olefinischen Strom herzustellen.
  • Bezugnehmend auf das System 100 in 1 kann ein erster Kohlenwasserstoffstrom über die erste Leitung 120 in die Hydrierungseinheit 110 eingeführt werden. In der Hydrierungseinheit 110 kann wenigstens ein Teil der Olefine im ersten Kohlenwasserstoffstrom zu Paraffinen hydriert werden, um einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen.
  • Die Reaktionsbedingungen können mit Verfahren, die in der Technik bekannt, sind gesteuert werden, um Olefine und Diene zu hydrieren und Oxygenate zu entfernen. Die Betriebstemperatur der Hydrierungseinheit 110 kann von 100°C bis 300°C reichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Betriebstemperatur von 150°C bis 275°C reichen. In anderen Ausführungsformen kann eine Betriebstemperatur von 175°C bis 250°C reichen. Ein Betriebsdruck kann von 5 Atmosphären (506 kPa) bis 150 Atmosphären (15198 kPa) reichen. In einigen Ausführungsformen kann ein Betriebsdruck von 10 Atmosphären psi (1013 kPa) bis etwa 50 Atmosphären (5065 kPa) reichen.
  • Die Hydrierung kann mit jedwedem Typ von Katalysatorbett-Anordnung ausgeführt werden, (z.B. Wirbelschicht, Wanderbett, Schlammphasenbett, Festbett). In bestimmten Ausführungsformen kann eine Festbettanordnung verwendet werden. In einem Festbettsystem kann der Wasserstoff mit einer stündlichen Gasraumgeschwindigkeit im Bereich von 100 Normalliter Gas/Liter Katalysator/Stunde (Nl/l/h) bis etwa 1000 Nl/l/h in die Wasserstoffstufe eingeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann Wasserstoff mit einer stündlichen Gasraumgeschwindigkeit im Bereich von 250 Nl/l/h bis 5000 Nl/l/h eingeführt werden. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Gasraumgeschwindigkeit, ausgedrückt in der Einheit Normalliter Gas/Liter Katalysator/Stunde" das Gasvolumen in Litern bei den Standardbedingungen von 0°C und 760 mm Hg.
  • Hydrierungskatalysatoren sind in der Technik gut bekannt und in einer großen Vielfalt von Zusammensetzungen handelsüblich. In einigen Ausführungsformen kann ein Hydrierungskatalysator eines oder mehrere Metalle der Gruppen VIB und VII des Periodensystems der Elemente umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können die Metalle, ohne darauf beschränkt zu sein, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Nickel, Ruthenium, Iridium, Osmium, Platin und Palladium umfassen. Der Hydrierungskatalysator kann ein feuerfestes Oxid oder Silikat als Bindemittel umfassen.
  • Die Katalysatoren und Reaktionsbedingungen für die Hydrierung sind im Europäischen Patent Nr. 0 583 836 , Eilers et al., mit dem Titel "Process For The Preparation of Hydrocarbon Fuels", im Europäischen Patent Nr. 0 668 342 , Eilers et al., mit dem Titel "Lubricating Base Oil Preparation Process" und im US-Patent Nr. 5,371,308 , Gosselink et al., mit dem Titel "Process For The Preparation Of Lower Olefins", beschrieben.
  • Wenigstens ein Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms kann in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eintreten. Eine Einheit, welche die Verfahren der Dehydrierung und der Isomerisierung bei der Herstellung von verzweigten Olefinen aus einem überwiegend paraffinischen Einsatzmaterialstrom kombiniert, kann wünschenswert sein. Durch Kombinieren von zwei Verfahren in einer Einheit kann ein wirtschaftlich wertvolleres Verfahren erhalten werden (z.B. eine verbesserte Nutzung des überwiegend paraffinischen Kohlenwasserstoffstroms). Verfahren, welche eine Einheit zum Herstellen verzweigter Olefine mit einer im Wesentlichen minimalen Menge an quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen verwenden, sind beschrieben. Die erhaltenen verzweigten Olefine können in alkylaromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden, die zum Herstellen anderer wirtschaftlich wertvoller Produkte (z.B. grenzflächenaktive Mittel) verwendet werden können.
  • In einer Ausführungsform kann ein Katalysator die Dehydrierung-Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen im zweiten Kohlenwasserstoffstrom fördern. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Katalysator ein einzelner Katalysator sein. Ein Katalysator kann in einigen Ausführungsformen eine Mischung von zwei Katalysatoren (z.B. einem Dehydrierungskatalysator und einem Isomerisierungskatalysator) sein. In anderen Ausführungsformen können zwei getrennte Katalysatoren, die in verschiedenen Zonen oder in einer Schichtbettkonfiguration in einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit vorhanden sind, das Dehydrierungs-Isomerisierungsverfahren ausführen. Wie hierin verwendet, kann "ein Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator" einen einzelnen oder mehrere Katalysatoren umfassen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit mehrere Eintrittspunkte aufweisen, um verschiedene Verfahrensströme aufzunehmen. Die Verfahrensströme können von anderen Verfahrenseinheiten und/oder von Lagerungseinheiten stammen. Beispiele von Verfahrensströmen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Verdünnungsmittel- Kohlenwasserstoffstrom und/oder andere Kohlenwasserstoffströme, welche Olefine und Paraffine umfassen, die aus anderen Verfahren erhalten werden. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Einführen in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit" den Eintritt von Verfahrensströmen in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit über einen oder mehrere Eintrittspunkte.
  • Wenigstens ein Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms kann über die zweite Leitung 140 in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eingeführt werden. In der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 kann wenigstens ein Teil der Paraffine im zweiten Kohlenwasserstoffstrom zu Olefinen dehydriert werden. Wenigstens ein Teil der erhaltenen Olefine und wenigstens ein Teil der Olefine, die bereits im Einsatzmaterialstrom vorhanden waren, können isomerisiert werden, um einen dritten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Das Isomerisierungsverfahren wandelt lineare Olefine (z.B. unverzweigte Olefine) in verzweigte Olefine um.
  • Der zur Dehydrierung-Isomerisierung des ersten Kohlenwasserstoffstroms verwendete Katalysator kann auf einem Zeolithkatalysator basieren, welcher mit einem oder mehreren Metallen oder mit Metallverbindungen modifiziert ist. Der in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 zur Behandlung von Olefinen im ersten Kohlenwasserstoffstrom verwendete Katalysator kann zum Skelettisomerisieren von linearen Olefinen im Verfahrensstrom zu Olefinen, welche eine Durchschnittszahl von Verzweigungen pro Olefinmolekülkette von 0,1 bis 2,5 aufweisen, wirksam sein.
  • Der Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator kann einen Zeolith enthalten, welcher wenigstens einen Kanal mit einem kristallographisch freien Kanaldurchmesser, der von mehr als 4,2 Å bis weniger als 7 Å reicht, gemessen bei Raumtemperatur, aufweist, wobei im Wesentlichen kein Kanal vorhanden ist, der einen freien Kanaldurchmesser von mehr als 7 Å aufweist. Der Katalysator kann wenigstens einen Kanal mit einem kristallographisch freien Durchmesser innerhalb des angegebenen Bereiches am Beginn des Kanals besitzen. Der Katalysator kann keinen Durchmesser am Beginn eines Kanals aufweisen, welcher den oberen Grenzwert des Bereiches von 7 Å überschreitet. Zeolithe, welche Kanaldurchmesser von mehr als etwa 7 Å besitzen, können für unerwünschte Aromatisierungen, Oligomerisierungen, Alkylierung, Verkokung und/oder Nebenproduktbildung der Olefine im Kohlenwasserstoffstrom empfänglich sein. In einigen Ausführungsformen kann ein Zeolith keinen Kanal mit einem freien Durchmesser entlang entweder der x- oder der y-Ebene von mehr als 4,2 Å aufweisen. Die geringe Kanalgröße kann das Olefin an einer Diffusion in die und aus den Kanalporen hindern, nachdem das Olefin verzweigt wurde. Der Zeolith muss daher wenigstens einen Kanal mit freien Kanaldurchmessern dieses Kanals im Bereich von mehr als 4,2 Å und weniger als 7 Å aufweisen.
  • In einer Ausführungsform muss ein Olefinmolekül aufgrund seiner hohen Kohlenstoffkettenlänge nicht in einen Zeolithkanal eintreten, hindurch diffundieren und am anderen Ende des Kanals austreten können. Die festgestellte Verzweigungsrate beim Passieren des Olefins durch den Zeolith muss nicht der theoretischen Verzweigungsrate, bei welcher jedes Olefinmolekül durch die Kanäle durchtreten würde, entsprechen. Die meisten Olefine können teilweise in den Kanal für eine den Teil der Kette im Kanal verzweigende Wirkdistanz eindringen und darauffolgend nach der Isomerisierung aus dem Kanal austreten. In einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen können Olefinmoleküle in einem Kohlenwasserstoffstrom an den Enden des Olefinkohlenstoffrückgrats verzweigt sein und nahe dem Zentrum des Moleküls im Wesentlichen linear sein. Beispielsweise können wenigstens 25% der Kohlenstoffe im Zentrum unverzweigt sein.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann eine Zeolithkatalysatorstruktur einen Kanal mit freiem Durchmesser im Bereich von mehr als 4,2 Å bis weniger als 7 Å entlang sowohl der x- als auch der y-Ebene in der [001]-Ansicht aufweisen. Die Zeolithe mit Kanalgrößen von mehr als 4,2 Å bis weniger als 7 Å können als Mittel- oder Zwischenkanalzeolithe bezeichnet werden. Zeolithe können eine 10-T-gliedrige (oder eine faltige 12-T-gliedrige) Ringkanalstruktur in einer Ansicht und eine 9-T-gliedrige oder darunter (kleine Poren) in einer anderen Ansicht aufweisen. Der Zeolith kann keine Beschränkung für die Zahl der Kanäle oder hinsichtlich der Kanalorientierung (parallel, nicht miteinander in Verbindung stehende Abschnitte oder miteinander in jedem beliebigen Winkel in Verbindung stehende) aufweisen. Der Zeolith kann keine Beschränkung hinsichtlich der Größe der Kanäle, welche außerhalb des Kanalbereiches von mehr als 4,2 Å, bis mehr als 7 Å liegen, aufweisen. Die äußeren Kanäle müssen keinen freien Durchmesser in den x- oder der y-Ebenen aufweisen, welcher größer als 7 Å ist. In einigen Ausführungsformen können Zeolithe mit Kanälen mit einem freien Durchmesser von 4,2 Å oder weniger in einer oder in beiden der x- oder y-Ebenen verwendet werden.
  • Beispiele von Zeolithen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Molekularsiebe, Ferrierit, A1PO-31, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-41, FU-9, NU-10, NU-23, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, ZSM-57, SUZ-4A, MeAPO-11, MeAPO-31, MeAPO-41, MeAPSO-11, MeAPSO-31 und MeAPSO-41, MeAPSO-46, ELAPO-11, ELAPO-31, ELAPO-41, ELAPSO-11, ELAPSO-31 und ELAPSO-41, Laumontit, Cancrinit, Offretit, die Wasserstoffform von Stilbit, die Magnesium- oder Calciumform von Mordenit und Partheit. Die isotypischen Strukturen der Zeolithrahmen, die unter anderen Namen bekannt sind, können als äquivalent angesehen werden. Die Rahmenzusammensetzungen der Zeolithe sind in Flanigen et al., "Aluminophosphate Molecular Sieves and the Periodic Table", New Developments in Zeolite Science Technology, Kodansha Ltd., 1986, beschrieben.
  • Viele natürliche Zeolithe, wie Ferrierit, Heulandit und Stilbit, können eine eindimensionale Porenstruktur aufweisen mit einer Porengröße von im Durchmesser geringfügig kleiner als 4,2 Å. Im US-Patent Nr. 4,795,623 , Evans, mit dem Titel "Time Effective Method For Preparing Ferrierite" und im US-Patent Nr. 4,942,027 , Evans, mit dem Titel "Method for Preparing Ferrierite", ist die Umwandlung von Kanälen in natürlichen Zeolithen zu größeren Kanälen beschrieben.
  • In bestimmten Ausführungsformen können Zeolithe eine Ferrierit-isotypische (oder homeotypische) Rahmenstruktur aufweisen. Die überwiegenden Strukturmerkmale von Ferrierit, die durch Röntgenkristallographie gefunden werden, können parallele Kanäle im Aluminosilikatgerüst sein, welche im Querschnitt grob elliptisch sind. Beispiele derartiger Zeolithe, welche die Ferrierit-isotypische Rahmenstruktur aufweisen, sind im europäischen Patent Nr. 55 529 , Seddon et al., mit dem Titel "Zeolites", im US-Patent Nr. 4,578,259 , Morimoto et al., mit dem Titel "Process For Preparing A Crystalline Aluminosilicate", im europäischen Patent Nr. 103 981 , Whittam, mit dem Titel "Zeolites", im US-Patent Nr. 4,016,245 , Plank et al., mit dem Titel "Crystalline Zeolite And Method Of Preparing Same" und im US-Patent Nr. 4,375,573 , Young et al., mit dem Titel "Selective Production And Reaction of P-Disubstituted Aromatics Over Zeolite ZSM-48", beschrieben.
  • In einer Ausführungsform kann eine Wasserstoffform von Ferrierit (H-Ferrierit) als im Wesentlichen eindimensional mit parallel verlaufenden Kanälen angesehen werden. Die elliptischen Kanäle können freie Durchmesser von 4,2 Å mal 5,4 Å entlang der x- und y-Ebenen in der [001]-Ansicht besitzen. Die Kanäle können groß genug sein, um den Eintritt eines linearen Olefins und die Diffusion des methylverzweigten Isoolefins aus dem oder durch den Kanal zu erlauben. Die Kanäle können klein genug sein, um die Koksbildung zu verzögern. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Koks" das Produkt der thermischen Zersetzung eines Moleküls zu kleineren Molekülen. Verfahren zur Herstellung verschiedener H-Ferrierite sind im US-Patent Nr. 5,985,238 , Pasquale et al., mit dem Titel "Process For Preparing Ferrierite", im US-Patent Nr. 4,251,499 , Nanne et al., mit dem Titel "Process For The Preparation Of Ferrierite", im US-Patent Nr.. 4,795,623 , Evans, mit dem Titel "Time Effective Method For Preparing Ferrierite" und im US-Patent Nr. 4,942,027 , Evans, mit dem Titel "Method for Preparing Ferrierite", beschrieben.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator mit einem feuerfesten Oxid kombiniert werden, welches als Bindemittelmaterial dient. Geeignete feuerfeste Oxide umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, natürliche Tone (z.B. Bentonit, Montmorillonit, Attapulgit und Kaolin), Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumoxid-Aluminiumoxid, hydratisiertes Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid oder Mischungen davon.
  • Das Gewichtsverhältnis von Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator zu Bindemittelmaterial kann von 10:90 bis 99,5:0,5 reichen. In einigen Ausführungsformen kann ein Gewichtsverhältnis von 75:25 bis 99:1 reichen. In anderen Ausführungsformen kann ein Gewichtsverhältnis von Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator zu Bindemittelmaterial von 80:20 bis 98:2 reichen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Gewichtsverhältnis auf wasserfreier Basis von Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator zu Bindemittelmaterial von 85:15 bis 95:5 reichen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator mit einer oder mehreren Monocarbonsäuren und/oder anorganischen Säuren hergestellt werden. Zusätzlich zur Monocarbonsäure und/oder den anorganischen Säuren kann wenigstens eine organische Säure mit wenigstens zwei Carbonsäuregruppen ("Polycarbonsäure") verwendet werden. Monocarbonsäuren können eine substituierte oder unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen aufweisen. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann aliphatisch, cyclisch oder aromatisch sein. Beispiele von Monocarbonsäuren mit l bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure, Buttersäure, Capronsäure, Glycolsäure, Milchsäure, Hydroxybuttersäure, Hydroxycyclopentansäure, Salicylsäure, Mandelsäure, Benzoesäure und Fettsäuren. Beispiele von anorganischen Säuren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure.
  • Eine Polycarbonsäure kann in bestimmten Ausführungsformen eine organische Säure mit zwei oder mehreren Carbonsäuregruppen sein, welche durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an ein Kohlenwasserstoffsegment gebunden sind. Die Bindung kann an jedem beliebigen Abschnitt des Kohlenwasserstoffsegments vorhanden sein. Die Polycarbonsäure kann ein Kohlenwasserstoffsegment aufweisen, das von 0 bis 10 Kohlenstoffatomen reicht. Das Kohlenwasserstoffsegment kann aliphatisch, cyclisch oder aromatisch sein. Das Kohlenwasserstoffsegment kann keine Kohlenstoffatome, bei Oxalsäure mit zwei durch die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung verbundene Carbonsäuregruppen, aufweisen. Beispiele der Polycarbonsäuren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Weinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Oxalsäure, Adipinsäure, Malonsäure, Galactarinsäure, 1,2-Cyclopentandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Phenylmalonsäure, Hydroxyphthalsäure, Dihydroxyfumarsäure, Tricarballylsäure, Benzol-1,3,5- tricarbonsäure, Isozitronensäure, Schleimsäure und Glucarsäure. Die Polycarbonsäuren können jedwede Isomere der vorstehenden Säuren oder jedwede Stereoisomere der vorstehenden Säuren sein. In einer Ausführungsform werden Polycarbonsäuren mit wenigstens zwei Carbonsäuregruppen und wenigstens einer Hydraxylgruppe verwendet. In einer Ausführungsform können die verwendeten Polycarbonsäuren Zitronensäure, Weinsäure und Äpfelsäure sein.
  • Metalle, welche in den Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysatoren einverleibt sind, können die Oxidation von Koks in Gegenwart von Sauerstoff bei einer Temperatur von mehr als 250°C und die Dehydrierung von Paraffinen fördern. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Metall(e)" Metall(e) im Oxidationszustand Null und/oder in höheren Oxidationszuständen (z.B. Metalloxide).
  • Die im Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator verwendeten Metalle können Übergangsmetalle und/oder Metalle von Seltenen Erden sein. Die Koksoxidation fördernde Metalle umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, die Gruppen IB, VB, VIB, VIIB, VIII der Übergangsmetallreihe des Periodensystems und/oder Kombinationen davon. In bestimmten Ausführungsformen können Pd, Pt, Ni, Co, Mn, Ag, Cr und/oder Kombinationen davon im Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator verwendet werden.
  • Die Menge an im Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator verwendetem Metall kann von 5 Teilen pro Million (ppm) bis zu 15 Gew.-% betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Metallmenge von 5 ppm bis 10 Gew.-% betragen. In einigen Ausführungsformen kann eine Metallmenge von 5 ppm bis 5 Gew.-% betragen.
  • Geringere Metallmengen können in den Zeolith und/oder das Bindemittel einverleibt werden, wenn Edelmetalle, wie Platin und/oder Palladium verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Menge an Edelmetallen von etwa 5 ppm bis etwa 2 Gew.-%, auf Grundlage Metall, bezogen auf den Endkatalysator, reichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Menge von Edelmetallen von etwa 5 ppm bis etwa 1 Gew.-%, auf Grundlage Metall, bezogen auf den Endkatalysator, reichend. In anderen Ausführungsformen kann eine Menge des Edelmetalls (der Edelmetalle) von 5 ppm bis 3000 ppm des fertigen Katalysators reichen. Eine Menge an Edelmetall (Edelmetallen), die in einem Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator verwendet wird, kann in bestimmten Ausführungsformen von 5 ppm bis 2000 ppm eines fertigen Katalysators reichen. Die Menge an Edelmetall (Edelmetallen), die ausreichend ist, um die Regeneration zu fördern, ohne die Leistung des Katalysators zu beeinträchtigen, kann im Bereich von 30 ppm bis 100 ppm liegen. Höhere Mengen an Platin und/oder Palladium (z.B. von mehr als 2 Gew.-%) können eine nachteilige Wirkung auf die Zykluslebensdauer, die Olefinisomerisierungsaktivität und/oder Selektivität des Katalysators besitzen.
  • In einer Ausführungsform können Zeolithpulver und Aluminiumoxidpulver mit Wasser und einer oder mehreren Verbindungen des katalytischen Metalls (z.B. durch Mulling) vermischt werden; und das erhaltene Gemisch kann zu einem Pellet geformt werden. Katalysatoren, welche durch Mulling hergestellt werden, können gegenüber durch Imprägnierung hergestellten Katalysatoren eine verbesserte Olefinisomerisierungsleistung aufweisen. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck "Mulling" das Mischen von Pulvern, zu welchen ausreichend Wasser zugesetzt wurde, um eine dicke Paste auszubilden, und worin das Mischen von einem gleichzeitig erfolgenden Scheren der Paste begleitet wird. Handelsüblich verfügbare Muller, wie der Lancaster Mix Muller und der Simpson Mix Muller, können verwendet werden.
  • Das Pellet kann in einigen Ausführungsformen durch Extrusion ausgebildet werden. Eine oder mehrere peptisierende Säuren (z.B. Salpetersäure, Essigsäure, Zitronensäure oder Gemische davon) können dem Gemisch zugesetzt werden und wahlweise Extrusionshilfsstoffe, wie Cellulosederivate (z.B. METHOCEL®F4M, Hydroxypropylmethylcellulose, hergestellt von The Dow Chemical Company) können verwendet werden. Die verwendeten Mengen an peptisierender Säure können durch Routineversuche ermittelt werden, um ein plastisches extrudierbares Material bereitzustellen. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Pellets" jedwede Gestalt oder Form, sofern die extrudierten Materialien verfestigt sind.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Edelmetall, wie Platin und/oder Palladium, dem Zeolithkatalysator zugefügt werden, nachdem der Katalysator pelletiert ist. Herkömmliche Metalleinverleibungsverfahren, die den Fachleuten bekannt sind, (z.B. Imprägnierung, Edelmetallionenaustausch, Co-Mulling) können verwendet werden, um einen Anwendungskatalysator herzustellen, welcher zur Dehydrierung-Isomerisierung von Paraffinen nützlich ist. Die Zugabe von Edelmetallen zum Katalysator kann zur Dehydrierungsreaktion von Paraffinen beitragen. Pellets, welche Edelmetalle enthalten, können bei einer Temperatur die von 200°C bis 700°C reicht calciniert werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Calcinierungstemperaturen von 300°C bis 600°C reichen. In einigen Ausführungsformen können die Calcinierungstemperaturen von 450°C bis 525°C reichen.
  • Der Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator kann mit dem zweiten Kohlenwasserstoffstrom in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 unter einer Vielzahl von Bedingungen zum Dehydrieren der Paraffine und zum Isomerisieren der erhaltenen Olefine in Kontakt gebracht werden. In der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 können die Reaktionstemperaturen von 300°C bis 700°C reichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Reaktionstemperatur von 350°C bis 550°C reichen. Ein Gesamtdruck der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 während der Reaktion kann von 0,10 Atmosphären (10 kPa) bis 15,0 Atmosphären (1520 kPa) reichen. Um ein Verkoken zu vermeiden, kann Wasserstoff gemeinsam mit dem zweiten Kohlenwasserstoffstrom eingespeist werden. Wasserstoffgas und im zweiten Kohlenwasserstoffstrom vorhandene Paraffine können in einem Molverhältnis von Wasserstoffgas zu Paraffin im Bereich von 0,1 bis 20 eingespeist werden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Molverhältnis von Wasserstoffgas zu Paraffin im Bereich von 1 bis 10 liegen.
  • Die Verweildauer in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 kann derart gewählt werden, dass ein Umwandlungsgrad von Paraffinen zu Olefinen unter 40 Mol-% gehalten werden kann. In einer Ausführungsform kann der Umwandlungsgrad von 5 Mol-% bis 30 Mol-% reichen. Indem die Umwandlungsgrade gering gehalten werden, können Nebenreaktionen (z.B. die Dienbildung und die Cyclisierungsreaktionen) minimiert werden. Die Umwandlungsgrade können jedoch erhöht werden, indem die Reaktionstemperatur und/oder die Verweildauer erhöht werden, vorausgesetzt, dass Nebenreaktionen unter annehmbaren Grenzwerten bleiben. Die in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellten Olefine können einen höheren Verzweigungsgrad als das Paraffineinsatzgemisch für die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit aufweisen. Es sollte klar sein, dass die Konzentration der durch die Dehydrierung-Isomerisierung 130 hergestellten Olefine durch das thermodynamische Gleichgewicht von Olefinen und Paraffinen bei einer gegebenen Reaktionstemperatur beschränkt sein kann.
  • Verzweigte Olefine, welche in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellt werden, können Methyl-, Ethyl- und/oder längere Kohlenstoffkettenverzweigungen umfassen. Was serstoffkernmagnetresonanzverfahren (1H-NMR-Verfahren) können verwendet werden, um Olefinzusammensetzungen zu analysieren. Verzweigte Olefine können quaternäre und/oder tertiäre aliphatische Kohlenstoffe umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Menge an quaternären und/oder tertiären aliphatischen Kohlenstoffen, die in einer Isomerisierungseinheit hergestellt werden, minimiert werden. Die 1H-NMR-Analyse von Olefinen, welche mit der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit hergestellt werden, kann das Ausmaß der Isomerisierung der Olefine in einem Kohlenwasserstoffstrom angeben.
  • Das Vorhandensein von quaternären Kohlenstoffatomen kann unter Verwendung von Kohlenstoff-13-(13C)-NMR-Verfahren ermittelt werden. Der Typ der Verzweigung (z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder größere Gruppen) kann durch Hydrierung des Olefingemisches und die 13C-NMR-Analyse der hydrierten Olefinlösung bestimmt werden.
  • In einer Ausführungsform beträgt eine durchschnittliche Zahl an Verzweigungen pro Olefinmolekül, das in der verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden ist, von 0,1 bis 2,5. In anderen Ausführungsformen beträgt eine durchschnittliche Zahl an Verzweigungen pro Olefinmolekül, das in der verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden ist, von 0,7 bis 2,5. In bestimmten Ausführungsformen, wenn der Einsatzmaterialstrom mehr als 70% lineare Olefine umfasst, beträgt eine durchschnittliche Zahl von Verzweigungen pro Olefinmolekül, das in einer verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden ist, von 0,2 bis 1,5. Durch das Steuern der Verfahrensbedingungen, die in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit verwendet werden, kann der Verzweigungsgrad im Produkt gesteuert werden. Beispielsweise können hohe Reaktionstemperaturen und geringere Einsatzmaterialzufuhrgeschwindigkeiten zu einem höheren Verzweigungsgrad führen. Methylverzweigungen können von 20% bis 99% der Gesamtanzahl an in den Olefinmolekülen vorhandenen Verzweigungen darstellen. In einigen Ausführungsformen können Methylverzweigungen mehr als 50% einer Gesamtzahl an Verzweigungen in Olefinmolekülen darstellen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Zahl an Ethylverzweigungen in Olefinmolekülen weniger als 30% der Gesamtzahl an Verzweigungen betragen. In anderen Ausführungsformen kann eine Zahl von Ethylverzweigungen, sofern vorhanden, von 0,1% bis 2% der Gesamtzahl Verzweigungen betragen. Andere Verzweigungen als Methyl oder Ethyl können, sofern vorhanden, weniger als 10% der Gesamtzahl an Verzweigungen betragen.
  • Die Zahl an aliphatischen quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen, die in der verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden sind, kann weniger als 2% der vorhandenen Kohlenstoffatome betragen. In einer Ausführungsform machen die vorhandenen aliphatischen, quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffe weniger als etwa 1% der vorhandenen Kohlenstoffatome aus. Für Anwendungen, in welchen die biologische Abbaubarkeit wichtig ist, kann eine Zahl an aliphatischen quaternären Kohlenstoffatomen weniger als 0,5% der vorhandenen Kohlenstoffatome betragen. In einer Ausführungsform beträgt eine Zahl an aliphatischen quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffatomen weniger als 0,3% der vorhandenen Kohlenstoffatome. In anderen Ausführungsformen kann eine Zahl von aliphatischen quaternären Kohlenstoffatomen, die in der Zusammensetzung verzweigter Olefine vorhanden sind, von 0,01% bis 0,3% der vorhandenen aliphatischen Kohlenstoffatome betragen.
  • Der dritte Kohlenwasserstoffstrom kann die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 verlassen und über die dritte Leitung 150 zu anderen Verfahrenseinheiten (z.B. zur Alkylierung) weitergeleitet werden. Wenigstens ein Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms kann die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 verlassen und über eine zweite Leitung 150, wie im System 100 von 1 dargestellt, zu einer Alkylierungseinheit 160 transportiert werden.
  • Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen durch wenigstens einen Teil der in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellten verzweigten Olefine, kann unter Verwenden verschiedener Reaktortypen durchgeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Verfahren diskontinuierlich durch Zufügen des Katalysators und der aromatischen Kohlenwasserstoffe in einen Reaktor, Erhitzen des Gemisches auf eine Reaktionstemperatur und anschließendes Zufügen der olefinischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe zum erhitzten Gemisch durchgeführt werden.
  • Die Alkylierungseinheit 160 kann mehrere Eintrittspunkte aufweisen um zusätzliche Verfahrensströme aufzunehmen. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Strom, welcher in die Alkylierungseinheit eintritt" den Eintritt von Verfahrensströmen in die Alkylierungseinheit durch einen oder mehrere Eintrittspunkte. Beispiele von solchen Verfahrensströmen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Ströme von der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130, einen Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoffstrom, Gase und/oder andere Kohlenwasserstoffströme, die Olefine und Paraffine umfassen und aus anderen Verfahren abgeleitet sind.
  • In einer Ausführungsform wird wenigstens ein Teil der in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellten Olefine im dritten Kohlenwasserstoffstrom mit aromatischen Kohlenwasserstoffen (z.B. Benzol) unter Verwenden einer Vielzahl von Alkylierungsbedingungen in Kontakt gebracht. Wenigstens ein Teil der erhaltenen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe sind mono-alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe die eine verzweigten Alkylgruppe besitzen. Die Minimierung von anderen Alkylierungsprodukten, wie Dialkylierungs- und höheren Alkylie rungsprodukten, kann durch die Verfahrensbedingungen (z.B. das Molverhältnis, die Reaktionstemperaturen, den Katalysatortyp und die Konzentrationen der Reaktanten) in der Alkylierungseinheit 160 gesteuert werden.
  • In einer Ausführungsform wirken Paraffine und andere nicht reaktive Komponenten im zweiten Kohlenwasserstoffstrom als Verdünnungsmittel im Alkylierungsschritt. Das Vorhandensein von Verdünnungsmitteln in der Alkylierungseinheit 160 kann helfen die Temperatur der Alkylierungsreaktion zu steuern. Die Verdünnungsmittel in der Alkylierungseinheit 160 können auch die Selektivität des Alkylierungsverfahrens verbessern. Erhöhte Reaktionstemperaturen in der Alkylierungseinheit 160 können zur Ausbildung von Nebenprodukten (z.B. Dialkylierungs- und höheren Alkylierungsprodukten) führen.
  • Die Stöchiometrie der Alkylierungsreaktion erfordert nur ein Mol an aromatischer Kohlenwasserstoffverbindung pro Mol an Gesamt-Mono-Olefinen. Jedoch neigt das Verwenden von molaren Bedingungen von 1:1 dazu, Gemische von Olefinoligomeren und/oder Polymeren, monoalkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, dialkylierten, trialkylierten und möglicherweise höher polyalkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen oder nicht umgesetzten Olefinen zu ergeben. Ein Molverhältnis so nahe wie möglich an 1:1 kann die Verwendung des aromatischen Kohlenwasserstoffs maximieren und das Zurückführen von nicht umgesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffen oder nicht umgesetzten Olefinen minimieren. Der molare Anteil von aromatischem Kohlenwasserstoff zu Gesamt-Mono-Olefin kann sowohl die Umwandlung als auch die Selektivität der Alkylierungsreaktion beeinflussen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Molverhältnis der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe pro Mol der gesamten Mono-Olefine von 3:1 bis 100:1 eingestellt werden, um die Ausbildung von mono-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu maximieren. In einigen Ausführungsformen kann ein Verhältnis von aromatischem Kohlenwasserstoff zu Olefin von 5:1 bis 50:1 betragen. In anderen Ausführungsformen kann ein Verhältnis von aromatischem Kohlenwasserstoff zu Olefin von 5:1 bis 35:1 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Verhältnis von aromatischem Kohlenwasserstoff zu Gesamt-Olefin von 8:1 bis 30:1 betragen.
  • In einer Ausführungsform können die Alkylierungsbedingungen zur Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen in der Alkylierungseinheit 160 die Anwendung eines Katalysators von Friedel-Crafts-Typ umfassen. Der Friedel-Crafts-Katalysator kann ein saures anorganisches Material sein. Beispiele von sauren anorganischen Materialien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, die weniger als etwa 10% Wasser enthält, Fluorwasserstoffsäure, die weniger als etwa 10% Wasser enthält, verflüssigtes wasserfreies Wasserstofffluorid und/oder andere anorganische Materialien, die in Kombination mit Fluorwasserstoffsäure verwendet werden. Andere anorganische Materialien können, ohne darauf beschränkt zu sein, Lewis-Säuren, wie wasserfreies Aluminiumchlorid, wasserfreies Aluminumbromid und Bortrifluorid umfassen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Alkylierungskatalysator ein Molekularsieb wie ITQ-21 in der sauren Form sein. Die Synthese und Strukturen von Molekularsiebkatalysatoren sind von Corma, et al. in "A large-cavity zeolite with wide Pore windows and potential as an oil refining catalyst", Nature, 2002, 418: 514, beschrieben.
  • In bestimmten Ausführungsformen basiert ein in der Alkylierungseinheit 160 verwendeter Katalysator auf einem Zeolithkatalysator, der mit einem Metall oder einer Metallverbindung modifiziert oder nicht modifiziert sein kann. Zeolithische Alkylierungskatalysatoren werden in der US-Patentanmeldung An meldungsnummer 10/075,318, mit dem Titel "A Process For Preparing (Branched-Alkyl) Arylsulfonates and (Branched-Alkyl) Arylsulfonate Composition", im US-Patent Nr. 6,111,158 , Marinangeli et al., mit dem Titel "Process For Producing Arylalkanes At Alkylation Conditions Using A Zeolite Having a NES Zeolite Structure Type" und im US-Patent Nr. 5,041,402 , Schoennagel et al., mit dem Titel "Thermally Stable Noble Metal-Containing Zeolite Catalyst", beschrieben. Der Zeolithkatalysator kann wenigstens einen Kanal mit einem kristallographisch freien Kanaldurchmesser besitzen, der von mehr als etwa 4 Å bis weniger als etwa 9 Å reicht, wobei, wenn die Poren eine elliptische Form aufweisen als vereinbart gilt, dass die größere Abmessung die zu berücksichtigende Abmessung ist. In einer Ausführungsform können die Abmessungen der Porengröße von 5,5 Å bis 7 Å reichen. Die Abmessung der Porengröße von Zeolith sind in W.M. Meier et al., "Atlas of Zeolite Structure Types", vierte überarbeitete Auflage, 1996, Elsevier, beschrieben.
  • In der Alkylierungseinheit 160 kann wenigstens ein Teil der Olefine im dritten Kohlenwasserstoffstrom und wenigstens ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe unter Alkylierungsbedingungen in Gegenwart des Alkylierungskatalysators umgesetzt werden. Die Reaktionstemperaturen für die Alkylierungsreaktion können von mehr als 30°C bis weniger als 300°C reichen. In bestimmten Ausführungsformen können die Reaktionstemperaturen von mehr als 100°C bis weniger als 250°C betragen. Die Alkylierungsreaktion kann wenigstens in einer teilweise flüssigen Phase, in einer zur Gänze flüssigen Phase oder unter überkritischen Bedingungen durchgeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen sind die Drücke in der Alkylierungseinheit ausreichend, um die Reaktanten in der flüssigen Phase zu halten. Die in der Alkylierungseinheit 160 verwendeten Drücke können vom Olefintyp, dem Typ der aromatischen Kohlenwasserstoffe und/oder der Reaktionstemperatur abhängen. Die Drücke in der Alkylierungseinheit 160 können von 3 Atmosphären bis 70 Atmosphären (304 kPa–7095 kPa) reichen. In bestimmten Ausführungsformen können die Drücke von etwa 20 Atmosphären bis etwa 35 Atmosphären reichen (2025–3545 kPa).
  • Die Alkylierungsbedingungen in der Alkylierungseinheit 160 können aufrechterhalten werden, um die Skelettisomerisierung der verzweigten Olefine zu minimieren. Die Alkylierungsbedingungen können auch aufrechterhalten werden, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe mit einer Alkylgruppe herzustellen, die der Verzweigung der in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellten Olefine entspricht. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Skelettisomerisierung während der Alkylierung" die Isomerisierung während der Alkylierung, welche die Verzweigungsstelle eines Olefins oder eines alkylaromatischen Kohlenwasserstoffprodukts verändert. Die Alkylierungsbedingungen können daher derart eingestellt werden, dass eine Zahl von quaternären aliphatischen Kohlenstoffatomen im Olefin und im alkylaromatischen Kohlenwasserstoffprodukt während der Alkylierungsreaktion unverändert bleibt.
  • Eine allgemeine Klasse von verzweigten alkylaromatischen Verbindungen, die in der Alkylierungseinheit 160 hergestellt werden, kann durch die chemische Formel R-Y gekennzeichnet werden, worin Y einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest (z.B. einen Phenylrest) darstellt und R einen Rest darstellt, der aus einem in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellten Olefin abgeleitet ist. Ein Olefin kann eine Kohlenstoffzahl im Bereich von 7 bis 16 aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Olefin-Kohlenstoffzahl von 10 bis 16 reichen. Eine Olefin-Kohlenstoffzahl kann in anderen Ausführungsformen von 10 bis 13 reichen. R kann ein verzweigter Alkylrest sein. Verzweigungen auf einem verzweigten Alkylrest können, ohne darauf beschränkt zu sein, Methyl-, Ethyl- und/oder längere Kohlenstoffketten umfassen. Eine durch schnittliche Zahl an Verzweigungen pro Alkylmolekül, das in der Alkylzusammensetzung vorhanden ist, kann gleich einer Zahl von Verzweigungen im Olefin sein (z.B. von 0,1 bis 2,0 betragen), das in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 hergestellt wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen können zusätzliche Kohlenwasserstoffströme verwendet werden, um die Reaktionsbedingungen zu steuern und/oder die Konzentration von Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 und/oder der Alkylierungseinheit 160 zu optimieren. In bestimmten Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, die Olefin- und Paraffinkonzentration in Abhängigkeit von der Quelle des Olefinstroms einzustellen. Ein paraffinischer Strom kann einem Verfahrensstrom, der mehr als 50% an Mono-Olefinen enthält, stromaufwärts von einer Alkylierungseinheit zugesetzt werden, um einen Verfahrensstrom zu erhalten, der weniger als etwa 50% Mono-Olefine umfasst. In einigen Ausführungsformen kann ein Kohlenwasserstoffstrom, welcher 20% lineare Olefine und 80% Paraffine umfasst, stromaufwärts einer Alkylierungseinheit einem Verfahrensstrom zugesetzt werden, der überwiegend verzweigte Olefine umfasst, um einen kombinierten Strom herzustellen. Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit dem kombinierten Strom kann zu einem gemischten Strom führen, welcher verzweigte und lineare alkylaromatische Kohlenwasserstoffe umfasst.
  • In einer Ausführungsform wird ein vierter Kohlenwasserstoffstrom direkt in die Alkylierungseinheit 160 und/oder die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 durch einen oder mehrere Eintrittspunkte eingeführt. In anderen Ausführungsformen kann ein vierter Kohlenwasserstoffstrom mit einem Verfahrensstrom stromaufwärts von einer Alkylierungseinheit und/oder einer Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit kombiniert werden. Wenigstens ein Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms kann über eine vierte Leitung 170 stromaufwärts von der Alkylierungseinheit 160 in die dritte Leitung 150 eingeführt werden, um einen kombinierten Strom herzustellen. In anderen Ausführungsformen beträgt ein Olefingehalt des vierten Kohlenwasserstoffstroms von 1% bis 99%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Olefingehalt des vierten Kohlenwasserstoffstroms von 5% bis 15%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt, betragen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Olefingehalt des vierten Kohlenwasserstoffstroms mehr als 80%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt, betragen.
  • In einer Ausführungsform reicht ein Olefingehalt eines vierten Kohlenwasserstoffstroms von etwa 1% bis etwa 99%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Olefingehalt eines vierten Kohlenwasserstoffstroms von 5% bis 15%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt, betragen. In anderen Ausführungsformen kann eine Olefinkonzentration des vierten Kohlenwasserstoffstroms größer als 80 Gew.-% sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann der vierte Kohlenwasserstoffstrom lineare Olefine umfassen. Die Zufügung eines lineare Olefine umfassenden Stroms stromabwärts der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit ermöglicht die Erzeugung eines Alkylierungseinsatzmaterialstroms, der eine Mischung von linearen und verzweigten Olefinen umfasst. Durch Einführen eines verzweigte und lineare Olefine umfassenden Stroms in die Alkylierungseinheit 160 kann eine Mischung aus verzweigten und linearen alkylaromatischen Produkten erhalten werden. Das Variieren der Menge an linearen Olefinen, die dem Alkylierungseinsatzmaterialstrom zugefügt wird, kann das Verhältnis von linearen zu verzweigten alkylaromatischen Produkten steuern. Eine Mischung von verzweigten und linearen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen kann verbesserte Eigenschaften besitzen, wenn sie in alkylaromatische grenzflächenaktive Mittel umgewandelt wird. Beispiele für verbesserte Eigenschaften umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, geringe Haut- und Augenreizung, Schaumeigenschaften, biologische Abbaubarkeit, Kaltwasserlöslichkeit und Detergenskraft in kaltem Wasser. Anwendungen für diese grenzflächenaktiven Mittel umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Körperpflegeprodukte, Haushalts- und industrielle Waschmittel, Hand-Geschirrspülmittel, Maschinenschmiermitteladditive und Schmierölformulierungen.
  • Der Alkylierungsreaktionsgemischstrom kann über die fünfte Leitung 180 in den Separator 170 eintreten. Im Separator 170 können wenigstens zwei Ströme, ein Strom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe und ein alkylaromatischer Kohlenwasserstoffstrom hergestellt werden. Der Strom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe kann in einen aromatischen Kohlenwasserstoffstrom und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen unter Verwenden von Verfahren, die in der Technik bekannt sind (z.B. Destillation, Fest/Flüssigtrennung, Absorption, Lösungsmittelextraktion usw.) aufgetrennt werden. In einigen Ausführungsformen können Paraffine, nicht umgesetzte Olefine, alkylaromatische Kohlenwasserstoffe und Reaktionsnebenprodukte als ein Strom hergestellt und durch Verfahren, die in der Technik bekannt sind, aufgetrennt werden. Die abgetrennten aromatischen Kohlenwasserstoffe können über eine sechste Leitung 185 zur Alkylierungseinheit 160 geleitet werden. Wenigstens ein Teil des Stroms aus nicht umgesetzten Olefinen und Paraffen kann mit anderen Verfahrensströmen kombiniert, zu anderen Verfahrenseinheiten geleitet und/oder vor Ort gelagert werden. Der alkylaromatische Kohlenwasserstoffproduktstrom kann über eine siebte Leitung 190 transportiert werden, um vor Ort gelagert, verkauft, zur anderweitigen Lagerung abtransportiert und/oder in anderen Verfahrenseinheiten verarbeitet zu werden.
  • Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann über eine achte Leitung 195 mit dem ersten Kohlenwasserstoffstrom in der ersten Leitung 140 kombiniert werden, um einen kombinierten Strom herzustellen. Der kombinierte Strom kann über die zweite Leitung 140 in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eingeführt werden und wenigstens ein Teil der Olefine in dem kombinierten Strom können zu verzweigten Olefinen isomerisiert werden. In einigen Ausführungsformen wird wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen direkt in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 über einen oder mehrere Eintrittspunkte eingeführt. Da die Paraffine und die nicht umgesetzten Olefine als ein Strom zur Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 zurückgeführt werden können, kann das Verfahren effizienter sein, was zu einem höheren Gesamtdurchsatz führt. Der höhere Gesamtdurchsatz wird die Gesamtausbeute an alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen erhöhen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 in eine Vielzahl von Zonen aufgetrennt sein, um die Reaktionstemperaturen zu steuern und/oder unerwünschte Nebenreaktionen (z.B. die Bildung von Dienen und/oder die Cyclisierungsreaktionen) zu verhindern. Unter Bezugnahme auf das System 200, dargestellt in 2A, wird ein erster Kohlenwasserstoffstrom, welcher Paraffine und nicht umgesetzte Olefine umfasst, über eine erste Leitung 120 in die Hydrierungseinheit 110 eingeführt. Die Zusammensetzung des ersten Kohlenwasserstoffstroms kann die gleiche sein, wie sie vorstehend für das System 100 beschrieben ist. Die Hydrierung von Olefinen im ersten Kohlenwasserstoffstrom kann, wie vorstehend für das System 100 in 1 beschrieben, ausgeführt werden, um einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Der zweite Kohlenwasserstoffstrom kann über die zweite Leitung 140 in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eintreten. Die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 kann in eine Vielzahl von Zonen unterteilt sein. Die Vielzahl von Zonen kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine erste Reaktionszone, eine Übergangszone und eine zweite Reaktionszone umfassen. In der ersten Reaktionszone 210 kann wenigstens ein Teil der Paraffine im zweiten Kohlenwasserstoffstrom zu Olefinen dehydriert werden, um einen olefinischen Strom herzustellen. Der Verfahrensstrom kann dann durch die Übergangszone 230 in eine zweite Reaktionszone 220 geleitet werden. In der zweiten Reaktionszone 220 kann wenigstens ein Teil der Olefine im Verfahrensstrom zu verzweigten Olefinen isomerisiert werden, um einen dritten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen.
  • Der Dehydrierungskatalysator in der ersten Reaktionszone 210 kann aus einer Vielfalt von Katalysatortypen ausgewählt werden. Wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Paraffine im Kohlenwasserstoffstrom kann unter Verwendung eines Katalysators, welcher aus einer großen Vielfalt an Katalysatortypen ausgewählt wird, dehydriert werden, um einen olefinischen Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Beispielsweise kann der Katalysator ein Metall oder eine Metallverbindung, das/die auf einem porösen Träger abgelagert ist, umfassen. Das Metall oder die Metallverbindung können, ohne darauf beschränkt zu sein, aus Chromoxid, Eisenoxid und/oder Edelmetallen ausgewählt werden. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Edelmetalle" die Metalle der Gruppe, die Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium und Rhodium umfasst.
  • Verfahren zum Herstellen von Katalysatoren zum Durchführen des Dehydrierungsschritts und zum Durchführen der damit verbundenen Trennschritte sind in der Technik bekannt. Beispielsweise werden geeignete Verfahren zum Herstellen von Katalysatoren und zum Durchführen des Dehydrierungsschrittes im US-Patent Nr. 5,012,021 , Vora et al., mit dem Titel "Process For the Production of Alkyl Aromatic Hydrocarbons Using Solid Catalysts", im US-Patent Nr. 3,274,287 , Moore et al., mit dem Ti tel "Hydrocarbon Conversion Process and Catalyst", im US-Patent Nr. 3,315,007 , Abell et al., mit dem Titel "Dehydrogenation of Saturated Hydrocarbons Over Noble-MetalCatalyst", im US-Patent Nr. 3,315,008 , Abell et al., mit dem Titel "Dehydrogenation of Saturated Hydrocarbons Over Noble-Metal Catalyst", im US-Patent Nr. 3,745,112 , Rausch, mit dem Titel "Platinum-Tin Uniformly Dispersed Hydrocarbon Conversion Catalyst an Process", im US-Patent Nr. 4,506,032 , Imai et al., mit dem Titel "Dehydrogenation Catalyst Composition" und im US-Patent Nr. 4,430,517 , Imai et al., mit dem Titel "Dehydrogenation Process Using a Catalytic Composition", beschrieben.
  • Die Reaktionstemperaturen in der ersten Reaktionszone 210 können von 300°C bis 600°C reichen. In einigen Ausführungsformen können die Reaktionstemperaturen von 450°C bis 550°C reichen. Der Gesamtdruck in der Dehydrierungszone kann von 0,10 Atmosphären (10 kPa) bis 15,0 Atmosphären (1520 kPa) reichen. Um ein Verkoken zu verhindern, kann der Wasserstoff gemeinsam mit dem nicht umgesetzten zweiten Kohlenwasserstoffstrom eingespeist werden. Wasserstoff und Paraffine, die im nicht umgesetzten zweiten Kohlenwasserstoffstrom vorhanden sind, können mit einem Molverhältnis von Wasserstoff zu Paraffin im Bereich von 0,1 bis 20 eingespeist werden. In einer Ausführungsform kann ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Paraffin im Bereich von 1 bis 10 liegen.
  • Die Verweildauer in der ersten Reaktionszone 210 kann so gewählt werden, dass der Umwandlungsgrad von Paraffinen zu Olefinen unter etwa 50 Mol-% beträgt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Umwandlungsgrad von Paraffinen zu Olefinen im Bereich von 10 Mol-% bis 20 Mol-% gehalten werden. Durch Niedrighalten des Umwandlungsgrads können Nebenreaktionen (z.B. die Dienbildung und die Cyclisierungsreaktionen) verhindert werden. Der olefinische Kohlenwasserstoffstrom kann die erste Reaktionszone 210 verlassen, durch die Übergangszone 230 ge leitet werden und in die zweite Reaktionszone 220 eintreten. Die Übergangszone 230 kann einen Wärmetauscher 240 umfassen. Der Wärmetauscher 240 kann die Temperatur des olefinischen Kohlenwasserstoffstromes verringern. In einer Ausführungsform können die erste Reaktionszone 210 und die zweite Reaktionszone 220 in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 getrennte Einheiten sein, wie in 2B dargestellt, mit einem zwischen den beiden Einheiten angeordneten Wärmetauscher 240.
  • Nach Eintritt des olefinischen Kohlenwasserstoffstroms in die zweite Reaktionszone 220, wird wenigstens ein Teil der Olefine zu verzweigten Olefinen isomerisiert, um einen dritten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Die Zusammensetzung und das Ausmaß der Verzweigung des dritten Kohlenwasserstoffstroms kann mit 1H-NMR-Verfahren analysiert werden. In einer Ausführungsform kann der olefinische Strom aus der ersten Reaktionszone 210 direkt in die zweite Reaktionszone 220 geleitet werden. Wenigstens ein Teil der Olefine in dem olefinischen Strom wird in der zweiten Reaktionszone 220 zu verzweigten Olefinen isomerisiert.
  • Ein für die Isomerisierung der Olefine zu verzweigten Olefinen in der zweiten Reaktionszone 220 verwendeter Katalysator kann der gleiche sein, wie er im US-Patent Nr. 5,510,306 , Murray, mit dem Titel "Process For Isomerizing Linear Olefins to Isoolefins", beschrieben ist. Die Temperaturen in der zweiten Reaktionszone 220 können von 200°C bis 500°C reichen. In einigen Ausführungsformen sind die Reaktionstemperaturen in der ersten Reaktionszone und in der zweiten Reaktionszone im Wesentlichen die gleichen. In solchen Ausführungsformen ist die Verwendung eines Wärmetauschers nicht erforderlich. Typischerweise ist die Reaktionstemperatur der zweiten Reaktionszone jedoch geringer als die Reaktionstemperatur der ersten Reaktionszone. Der Wärmetauscher kann die Temperatur des Stroms, welcher die erste Reaktionszone verlässt, auf eine geeignete Temperatur für die Reaktion in der zweiten Reaktionszone absenken. Der in der zweiten Reaktionszone 220 aufrechterhaltene Druck kann ein Kohlenwasserstoffpartialdruck sein, welcher von 0,1 Atmosphären (10,1 kPa) bis 10 Atmosphären (1011 kPa) reicht. In einer Ausführungsform kann ein Partialdruck von mehr als 0,5 Atmosphären (510 kPa) bis 2 Atmosphären (203 kPa) reichen.
  • Der dritte Kohlenwasserstoffstrom kann die zweite Reaktionszone 220 über die zweite Leitung 250 verlassen und in die Alkylierungseinheit 160 eintreten. Wenigstens ein Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms kann über eine vierte Leitung 260 in die dritte Leitung 250, wie in 2A dargestellt, eingeführt werden, um einen kombinierten Strom auszubilden. Der kombinierte Strom kann über die dritte Leitung 250 in die Alkylierungseinheit 160 eingeführt werden. Wenigstens ein Teil der Olefine im kombinierten Strom kann wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe alkylieren, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen. In einer Ausführungsform kann ein vierter Kohlenwasserstoffstrom direkt in die Alkylierungseinheit 160 durch einen oder mehrere Eintrittspunkte, wie zuvor für das System 100 in 1 beschrieben, eingeführt werden.
  • Die Abtrennung von wenigstens einem Teil der nicht umgesetzten Olefine und wenigstens einem Teil der Paraffine aus den alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen kann, wie zuvor für das System 100 in 1 beschrieben, durchgeführt werden. Der Alkylierungsreaktionsgemischstrom kann über eine fünfte Leitung 270 in den Separator 170 eintreten. Wenigstens zwei Ströme, ein Strom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe und ein alkylaromatischer Kohlenwasserstoffstrom können im Separator 170 hergestellt werden. Wenigstens ein Teil der abgetrennten aromatischen Kohlenwasserstoffe kann über eine sechste Leitung 280 zur Alkylierungseinheit 160 geführt werden. Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann mit anderen Verfahrensströmen kombiniert, zu anderen Verfahrenseinheiten geschickt und/oder vor Ort gelagert werden. Der alkylaromatische Kohlenwasserstoffproduktstrom kann über eine siebte Leitung 290 transportiert werden, um vor Ort gelagert, verkauft, zur anderweitigen Lagerung abtransportiert und/oder in anderen Verfahrenseinheiten verarbeitet zu werden.
  • Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann über eine achte Leitung 295 mit dem ersten Kohlenwasserstoffstrom in der ersten Leitung 140 kombiniert werden, um einen kombinierten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Der kombinierte Kohlenwasserstoffstrom kann über eine erste Leitung 140 in eine erste Reaktionszone 210 der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eintreten. Der kombinierte Kohlenwasserstoffstrom, welcher in die erste Reaktionszone 210 eintritt, durchläuft das Dehydrierungs-Isomerisierungsverfahren und das Alkylierungsverfahren, zum Herstellen alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe. Durch Zurückführen des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann die Produktausbeute maximiert werden. In einer Ausführungsform kann der Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen direkt durch einen oder mehrere Eintrittspunkte in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eintreten.
  • In einer Ausführungsform kann ein Katalysator in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 in einer Schichtbettkonfiguration verwendet werden. Eine Schichtbettkonfiguration kann die Verwendung von einem oder mehreren Katalysatoren im Reaktor ermöglichen. Ein Katalysator zur Dehydrierung von Paraffinen und ein Katalysator zur Isomerisierung von Olefinen kann die Selektivität der Katalysatoren und/oder der Verfahren erhöhen. Das System 300 in 3 zeigt eine Schichtbettkonfiguration der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130. Die Betriebsbedingungen der Schichtbettkonfiguration können die gleichen sein, wie für das Zweizonensystem das für System 200 beschrieben ist. Ein erster Kohlenwasserstoffstrom, der Paraffine und nicht umgesetzte Olefine umfasst, kann über die erste Leitung 120 in die Hydrierungseinheit 110 eingeführt werden. Die Zusammensetzung des ersten Kohlenwasserstoffstroms kann die gleiche sein wie die zuvor für das System 100 beschriebene. Die Hydrierung von Olefinen im ersten Kohlenwasserstoffstrom kann wie für das System 100 in 1 beschrieben ausgeführt werden, um einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Der zweite Kohlenwasserstoffstrom kann über die zweite Leitung 140 in die Dehydrierungszone 210 eintreten. Der in der Schichtbettkonfiguration verwendete Dehydrierungskatalysator kann die gleichen Eigenschaften besitzen, wie sie im US-Patent Nr. 4,506,032 , Imai et al., mit dem Titel "Dehydrogenation Catalyst Composition", beschrieben sind. Paraffine im zweiten Kohlenwasserstoffstrom können in der Dehydrierungszone 210 dehydriert werden, um einen olefinischen Kohlenwasserstoffstrom auszubilden.
  • Der Verfahrensstrom kann in die Isomerisierungszone 220 gelangen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Temperaturverringerung von der Dehydrierungszone 210 zur Isomerisierungszone 220 erforderlich sein, um ein Cracken des olefinischen Kohlenwasserstoffstroms zu verhindern, wenn dieser in die Isomerisierungszone eintritt. Kaltes Wasserstoffgas kann über eine Gasleitung 310 in die Dehydrierungszone 210 eingeführt werden, um die Temperaturen in der Dehydrierungszone 210 zu steuern. In der Isomerisierungszone 220 kann wenigstens ein Teil der Olefine im Verfahrensstrom zu verzweigten Olefinen isomerisiert werden, um einen dritten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Isomerisierungskatalysator der gleiche sein wie im US-Patent Nr. 5,648,584 , Murray, mit dem Titel "Process for Isomerizing Linear Olefins to Isoolefins" und im US-Patent Nr. 5,648,585 , Murray et al., mit dem Titel "Process for Isomerizing Linear Olefins to Isoolefins", worin Katalysatoren und Verfahrensbedingungen zur Skelettisomerisierung von linearen Olefinen zu verzweigten Olefinen beschrieben sind.
  • In einer Ausführungsform werden lineare Olefine in einem olefinischen Kohlenwasserstoffstrom in der Isomerisierungszone 220 durch Inkontaktbringen von wenigstens einem Teil des olefinischen Kohlenwasserstoffstromes mit einem Zeolithkatalysator isomerisiert. Der Zeolithkatalysator kann, wenigstens einen Kanal mit einem kristallographisch freien Kanaldurchmesser, der von mehr als 4,2 Å bis weniger als 7 Å reicht, aufweisen. Der Zeolithkatalysator kann eine elliptische Porengröße besitzen, die ausreichend groß ist, um den Eintritt eines linearen Olefins und die zumindest teilweise Diffusion eines verzweigten Olefins zu erlauben. Die Porengröße des Zeolithkatalysators kann auch klein genug sein, um die Koksbildung zu verlangsamen.
  • In einigen Ausführungsformen können einem Isomerisierungskatalysator, der in einer Schichtbettkonfiguration verwendet wird, 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-% eines Edelmetalls zugefügt werden, um die Dehydrierungsaktivität des Zeolithkatalysators zu erhöhen. Wenn dem Zeolithkatalysator ein Edelmetall, wie Platin und/oder Palladium, zugefügt wird, können herkömmliche Metalleinverleibungsverfahren, die den Fachleuten bekannt sind, wie Imprägnierung, Edelmetallionenaustausch und Co-Mulling verwendet werden, um einen bei der Dehydrierung-Isomerisierung von Paraffinen nützlichen Katalysator herzustellen.
  • Der dritte Kohlenwasserstoffstrom kann die zweite Reaktionszone 220 verlassen und über die dritte Leitung 320 in die Alkylierungseinheit 160 eintreten. Wenigstens ein Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms kann über die vierte Leitung 330 in die dritte Leitung 320, wie in 3 gezeigt, eingeführt werden. Der kombinierte Strom kann über eine dritte Leitung 320 in die Alkylierungseinheit 160 eingeführt werden. Wenigstens ein Teil der Olefine im kombinierten Strom kann wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe alkylieren, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen. Die Zusammensetzung des dritten Kohlenwasserstoffstroms kann die gleiche sein, wie sie zuvor für das System 100 beschrieben ist.
  • Die Abtrennung von wenigstens einem Teil der nicht umgesetzten Olefine und wenigstens einem Teil der Paraffine aus den alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen kann, wie zuvor für das System 100 beschrieben, durchgeführt werden. Der Alkylierungsreaktionsgemischstrom kann über eine fünfte Leitung 340 in den Separator 170 eintreten. Die Trennung des Alkylierungsreaktionsgemisches kann die gleiche sein, wie sie für das System 100 beschrieben ist. Der abgetrennte aromatische Kohlenwasserstoff kann über eine sechste Leitung 350 in die Alkylierungseinheit 160 geführt werden. Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann über eine siebte Leitung 360 mit anderen Verfahrensströmen kombiniert werden, zu anderen Verarbeitungseinheiten geschickt und/oder vor Ort gelagert werden. Der alkylaromatische Kohlenwasserstoffproduktstrom kann über eine achte Leitung 370 transportiert werden, um vor Ort gelagert, verkauft, zur anderweitigen Lagerung abtransportiert und/oder in anderen Verfahrenseinheiten verarbeitet zu werden.
  • Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann über die siebte Leitung 360 in die zweite Leitung 140 eingeführt werden, um einen kombinierten Strom herzustellen. Der kombinierte Strom kann über die zweite Leitung 140 in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eingeführt werden. Wenigstens ein Teil der Paraffine im kombinierten Strom kann zu verzweigten Olefinen dehydriert und iso merisiert werden. In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Teil eines Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen direkt über einen oder mehrere Eintrittspunkte in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eingeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann einer oder mehrere kombinierte Verfahrensströme und wenigstens ein Teil von einem Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen direkt durch einen oder mehrere Eintrittspunkte in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit 130 eingeführt werden.
  • Der in den Systemen 100, 200 und/oder 300 hergestellte alkylaromatische Kohlenwasserstoffproduktstrom kann in einer Sulfonierungseinheit sulfoniert werden, um alkylaromatische Sulfonate zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen können die alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe verzweigte Alkylgruppen umfassen. Die Sulfonierung von wenigstens einem Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe im alkylaromatischen Kohlenwasserstoffproduktstrom kann durch jedwedes in der Technik bekannte Sulfonierungsverfahren durchgeführt werden. Beispiele derartiger Verfahren umfassen die Sulfonierung unter Verwenden von Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Oleum oder Schwefeltrioxid. Die Details eines Sulfonierungsverfahrens, welches ein Luft/Schwefeltrioxid-Gemisch umfasst, werden im US-Patent Nr. 3,427,342 , Brooks et al., mit dem Titel "Continuous Sulfonation Process" beschrieben. In einer Ausführungsform beträgt ein für die Sulfonierung verwendetes Molverhältnis von Schwefeltrioxid zu alkylaromatischem Produkt 1,03.
  • Nachdem die Sulfonierungsreaktion vollständig ist, kann das Sulfonierungsreaktionsgemisch während etwa 30 Minuten gealtert und anschließend mit ungefähr 1% Wasser hydrolysiert werden. Das entstehende saure Gemisch kann mit einer Base neutralisiert werden, um ein Salz des verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffsulfonats herzustellen. Geeignete Neutralisierungsbasen können Alkalimetall- und Erdalkalimetallhydroxi de und Ammoniumhydroxide umfassen, welche ein Kation eines Sulfonats liefern.
  • Die allgemeine Klasse von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffsulfonaten kann durch die chemische Formel (R-A'-SO3)nM gekennzeichnet werden. R stellt einen von den verzweigten Olefinen abgeleiteten Rest mit einer mittleren Kohlenstoffzahl im Bereich von 4 bis 16 dar. In einer Ausführungsform reicht eine mittlere Kohlenstoffzahl von 7 bis 16. In einer weiteren Ausführungsform reicht eine mittlere Kohlenstoffzahl von 10 bis 13. A' kann einen zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoffrest (z.B. einen Phenylrest) darstellen. M kann ein aus einem Alkalimetallion, einem Erdalkalimetallion, einem Ammoniumion und/oder Gemischen davon ausgewähltes Kation darstellen und n kann eine Zahl sein, welche von der Wertigkeit des Kations (der Kationen) M abhängt, sodass die elektrische Gesamtladung des Komplexes Null ist. In einer Ausführungsform kann M Natrium-, Magnesium- oder Kaliumionen darstellen. Magnesium- und Kaliumionen können die Wasserlöslichkeit und die Gesamtleistung der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffsulfonate fördern. Beispiele von Ammoniumionen können, ohne darauf beschränkt zu sein, Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Ammoniumion durch NH4 + dargestellt werden. Das erhaltene alkylaromatische Kohlenwasserstoffsulfonatsalz kann gelagert und/oder als eine Lösung (z.B. eine 30%-ige wässrige Lösung), eine Aufschlämmung (z.B. eine 60%-ige wässrige Aufschlämmung) und/oder als Flocken (z.B. als 90%-ige getrocknete Flocken) vertrieben werden.
  • Die in den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten verzweigten alkylaromatischen Sulfonate können in einer großen Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Eine Anwendung umfasst die als Detergensformulierungen. Detergensformulierungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, körnige Wäschewasch detergensformulierungen, flüssige Wäschewaschdetergensformulierungen, flüssige Geschirrspüldetergensformulierungen und verschiedene Formulierungen. Beispiele von verschiedenen Formulierungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Allzweckreinigungsmittel, flüssige Seifen, Shampoos und flüssige Reinigungsmittel.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1: Isomerisierung von Olefinen in einem aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren abgeleiteten Kohlenwasserstoffstrom:
  • Kohlenmonoxid und Wasserstoff wurden unter Fischer-Tropsch-Verfahrensbedingungen umgesetzt, um ein Kohlenwasserstoffgemisch aus linearen Paraffinen, linearen Olefinen, einer geringen Menge an Dienen und einer geringen Menge an Oxygenaten herzustellen. Der Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffstrom wurde unter Verwendung fraktionierter Destillationsverfahren in verschiedene Kohlenwasserstoffströme aufgetrennt. Es wurde ein Kohlenwasserstoffstrom erhalten, welcher Olefine und Paraffine mit einer mittleren Zahl von Kohlenstoffatomen von 8 bis 10 enthielt. Die mittels Gaschromatographie analysierte Zusammensetzung des erhaltenen C8-C10-Kohlenwasserstoffstroms ist in Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1
    Zusammensetzung des Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffstroms Gew.-%
    C7 und leichtere Kohlenwasserstoffe 0,12
    verzweigte C8-Olefine 0,02
    lineare C8-Olefine 0,75
    1-Octen 0,69
    n-Octan 2,21
    verzweigte C9-Olefine 0,16
    lineare C9-Olefine 8,52
    1-Nonen 8,07
    n-Nonan 20,03
    verzweigte C10-Olefine 0,28
    lineare C10-Olefine 22,92
    1-Decen 20,87
    n-Decan 41,12
    C11 und schwerere Kohlenwasserstoffe 0,21
    C9-C11-Alkohole 3,56
  • Ein für die Isomerisierung von linearen Olefinen im Kohlenwasserstoffstrom verwendeter Zeolithkatalysator wurde auf die folgende Weise hergestellt. Ammoniumferrierit (645 g) mit einem Glühverlust von 5,4% und den folgenden Eigenschaften: Molverhältnis von Siliciumoxid zu Aluminiumoxid von 62:1, Oberfläche von 369 m2/g (P/Po = 0,03), Sodagehalt von 480 ppm und n-Hexan-Sorptionskapazität von 7,3 g pro 100 g Ammoniumferrierit, wurde in einen Lancaster-Mischer-Muller eingebracht. CATAPAL®D Aluminiumoxid (91 g) mit einem Glühverlust von 25,7% wurde in den Muller zugesetzt. Während einer fünfminütigen Mulling-Dauer wurden 152 ml entionisiertes Wasser dem Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit-Gemisch zugesetzt. Danach wurde ein Gemisch aus 6,8 g Eisessig, 7,0 g Zitronensäure und 152 ml entionisiertem Wasser langsam dem Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit-Gemisch im Muller zugesetzt, um das Aluminiumoxid zu peptisieren. Das erhaltene Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit/Säure-Gemisch wurde während 10 Minuten einem Mulling unterzogen. Nach einer Dauer von 15 Minuten wurde ein Gemisch von 0,20 g Tetraaminpalladiumnitrat in 153 g entionisiertem Wasser langsam dem, dem Mulling unterzogenen, Aluminium-Oxid/Ammoniumferrierit/Säure-Gemisch zugesetzt. Das entstehende Gemisch zeigte ein 90:10-Verhältnis von Zeolith zu Aluminiumoxid und einen Glühverlust von 43,5%. Das Zeolith/Aluminiumoxid-Gemisch wurde durch Extrudieren des Gemisches durch eine Edelstahl-Formplatte (1/16'' Löcher) eines 2,25 Inch Bonnot-Extruders geformt.
  • Das feuchte Zeolith/Aluminiumoxid-Extrudat wurde bei 125°C während 16 Stunden getrocknet. Nach dem Trocknen wurde das Zeolith/Aluminiumoxid-Extrudat manuell längs gebrochen ("longsbroken"). Das Zeolith/Aluminiumoxid-Extrudat wurde im Luftstrom bei 200°C während 2 Stunden calciniert. Die Temperatur wurde auf eine Maximaltemperatur von 500°C erhöht und das Zeolith/Aluminiumoxid-Extrudat wurde während zusätzlicher 2 Stunden calciniert, um einen Isomerisierungskatalysator zu erhalten. Der Isomerisierungskatalysator wurde in einem Exikator unter Stickstoffatmosphäre abkühlen gelassen.
  • Ein Edelstahlrohr von 1 Inch Aussendurchmesser, 0,6 Inch Innendurchmesser und einer Länge von 26 Inch wurde als Isomerisierungsreaktor verwendet. Ein Thermometerschacht erstreckte sich 20 Inch vom oberen Ende des Edelstahlreaktorrohres. Um das Reaktorrohr zu beladen, wurde das Reaktorrohr umgedreht und ein Stück Glaswolle wurde die Wand des Reaktorrohres hinuntergeführt, über dem Thermometerschacht und am Boden des Reaktorrohrs positioniert, um als Stopfen für das Reaktorrohr zu dienen. Siliciumcarbid (20 Mesh) wurde bis zu einer Tiefe von etwa 6 Inch in das Reaktorrohr zugesetzt. Ein zweites Stück Glaswolle wurde über dem Siliciumcarbid positioniert. Ein Gemisch aus 6,0 g Isomerisierungskatalysatorteilchen (6 bis 20 Mesh) und 45 g frischem Siliciumcarbid (60 bis 80 Mesh) wurde in das Reaktorrohr in zwei Teilen zugesetzt. Die zweiteilige Zugabe verteilte den Isomerisierungskatalysator gleichmäßig im Reaktorrohr und führte zu einem Isomerisierungskatalysatorbett von etwa 10 Inch Länge. Ein drittes Stück Glaswolle wurde auf die Oberseite des Katalysators im Reaktorrohr positioniert. Siliciumcarbid (20 Mesh) wurde auf das dritte Glaswollestück geschichtet. Ein viertes Stück Glaswolle wurde über dem Siliciumcarbid positioniert, um als Stopfen für den Boden des Reaktorrohres zu dienen. Um die Temperatur des Reaktors an verschiedenen Punkten im Reaktorrohr zu überwachen, wurde ein Mehrpunktthermoelement in den Thermometerschacht des Reaktorrohrs eingeführt. Die Temperatur über dem, unter dem und an drei verschiedenen Stellen im Katalysatorbett wurde überwacht. Das Reaktorrohr wurde umgedreht und im Ofen installiert. Das Reaktorrohr wurde auf eine Betriebstemperatur von 280°C während einer Dauer von vier Stunden unter einem Stickstoffstrom erhitzt. Nachdem die Temperatur von 280°C erhalten worden war, wurde das Reaktorrohr bei der Betriebstemperatur während zusätzlicher 2 Stunden gehalten, um den Isomerisierungskatalysator zu konditionieren.
  • Nach dem Konditionieren des Isomerisierungskatalysators wurde der Kohlenwasserstoffstrom durch das Reaktorrohr mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 60 g/h durchgepumpt. Stickstoff wurde mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 6 l/h gleichzeitig mit dem Kohlenwasserstoffstrom über den Isomerisierungskatalysator geleitet. Der Kohlenwasserstoffstrom wurde vor dem Inkontaktbringen mit dem Isomerisierungskatalysator verdampft. Das Reaktorrohr wurde mit einem Auslassdruck von 20 kPa über Atmosphärendruck betrieben.
  • In Tabelle 2 sind die Gewichtsprozent an verzweigten C8-C10-Olefinen, linearen C8-C10-Olefinen und C8-C10-Paraffinen im Kohlenwasserstoffstrom bei 0 Stunden und im Reaktorrohrabstrom nach 24 und 48 Stunden Isomerisierung tabellarisch zusammengefasst. Mehr als 90% der linearen Olefine im Kohlenwasserstoffstrom wurden im Isomerisierungsreaktor in verzweigte Ole fine umgewandelt. Während des Isomerisierungsschritts wurde eine geringe Menge an unter C8-siedendem Material aus Cracknebenreaktionen gebildet. Zusätzlich wurde ein Anteil der im Einsatzmaterial vorhandenen C9-C11-Alkohole dehydratisiert, um zusätzliche Olefine im Produkt zu ergeben. Die durchschnittliche Zahl von Alkylverzweigungen auf den C8-C10-Olefinen im Produkt wurde mittels 1H-NMR-Verfahren mit 1,0 bestimmt. Tabelle 2
    Zusammensetzung des Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffstroms während der Isomerisierungsreaktion 0 h Gew.-% 24 h Gew.-% 48 h Gew.-%
    verzweigte C8-C10-Olefine 0,46 33,04 33,16
    lineare C8-C10-Olefine 32,19 2,52 2,54
    C8-C10-Paraffine 63,19 63,32 63,27
    Verhältnis der verzweigten zu den linearen C8-C10-Olefinen 0,10 13,10 13,10
  • Beispiel 2: Isomerisierung von 1-Dodecen:
  • 1-Dodecen wurde von der Shell Chemical Co. erhalten. Die mittels Gaschromatographie ermittelte Zusammensetzung von 1-Dodecen ist in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3
    1-Dodecen Zusammensetzung Gew.-%
    1-Dodecen 98,0
    Andere C10-C14-Olefine 1,2
    < C10-Kohlenwasserstoffe 0,2
    > C14-Kohlenwasserstoffe 0,2
    Paraffine 0,4
    Gesamt-C10-C14-Kohlenwasserstoffe 99,6
  • 1-Dodecen wurde unter Verwendung der gleichen Reaktorrohranordnung und des gleichen Isomerisierungskatalysatorgemisches, wie in Beispiel 1 beschrieben, isomerisiert. Ein Strom von 1-Dodecen wurde durch ein Reaktorrohr mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 90 g/h gepumpt. Stickstoff wurde mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 6 l/h gleichzeitig mit einem Strom von 1-Dodecen über den Isomerisierungskatalysator gelei tet. Der Strom von 1-Dodecen wurde vor dem Inkontaktbringen mit dem Isomerisierungskatalysator verdampft. Das Reaktorrohr wurde mit einem Auslassdruck von 20 kPa über Atmosphärendruck und bei einer Temperatur von 290°C betrieben.
  • Tabelle 4 ist eine tabellarische Aufstellung der Gewichtsprozent an Kohlenwasserstoffen mit Kohlenstoffzahlen von weniger als C10, von C10-C14 und mehr als C14 in 1-Dodecen bei 0 Stunden und im Reaktorrohrabstrom nach 168 und 849 Stunden. Die linearen C10-C14-Olefine wurden nach einer Verarbeitungsdauer von 168 Stunden in 94%-iger Ausbeute zu verzweigten C10-C14-Olefinen umgewandelt. Während des Isomerisierungsschritts wurden weniger als 3 Gew.-% an unter C10 siedendem Material aus Cracknebenreaktionen gebildet. Die durchschnittliche Zahl von Alkylverzweigungen auf den C10-C14-Olefinen im Produkt wurde mittels 1H-NMR-Verfahren mit 1,3 bestimmt. Tabelle 4
    Zusammensetzung des 1-Dodecen-Stroms während der Isomerisierungsreaktion 0 h Gew.-% 168 h Gew.-% 849 h Gew.-%
    < C10-Kohlenwasserstoffe 0,2 2,5 2,4
    C10-C14-Kohlenwasserstoffe 99,6 97,2 97,4
    > C14-Kohlenwasserstoffe 0,2 0,3 0,2
    verzweigte C10-C14-Olefine 0,6 93,2 93,4
    lineare C10-C14-Olefine 99,0 2,8 2,9
    Paraffine 1,0 2,0 1,9
  • Beispiel 3. Dehydrierung von Dodecan mit minimaler Isomerisierung:
  • Dodecan wurde von der Aldrich Chemical Company erhalten und vor der Verarbeitung unter Stickstoff gelagert. Die mittels Gaschromatographie ermittelte Zusammensetzung von Dodecan ist in Tabelle 5 angeführt. Tabelle 5
    Dodecan Zusammensetzung Gew.-%
    Dodecan 99,3
    < C10-Kohlenwasserstoffe < 0,1
    C10, C11, C13 und C14-Kohlenwasserstoffe < 0,6
    > C14-Kohlenwasserstoffe < 0,1
    Andere C10-C14-Olefine < 0,1
  • Ein Paraffindehydrierungskatalysator wurde gemäß Beispiel 1 (Katalysator A) des US-Patents Nr. 4,430,517 , Imai et al., mit dem Titel "Dehydrogenation Process Using A Catalytic Composition" hergestellt. Der erhaltene Katalysator umfasste 0,8 Gew.-% Platin, 0,5 Gew.-% Zinn, 2,7 Gew.-% Kalium und 1,3 Gew.-% Chlor auf einem gamma-Aluminiumoxid-Träger. Das Atomverhältnis von Kalium zu Platin für diesen Katalysator betrug 16,8.
  • Der Dehydrierungskatalysator wurde durch Lösen von im Wesentlichen reinen Aluminumpellets in einer Chlorwasserstoffsäure hergestellt. Eine Menge an Zinnchlorid wurde zur erhaltenen Lösung zugesetzt, um eine Endzusammensetzung mit 0,5 Gew.-% Zinn zu erhalten, und gerührt, um die Zinnkomponente gleichmäßig überall im Gemisch zu verteilen. Hexamethylentetraamin wurde zum erhaltenen Zinngemisch zugesetzt. Das erhaltene Zinn-Amin-Gemisch wurde so in ein Ölbad getropft, dass kugelförmige Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 1/16 Inch ausgebildet wurden. Die Kugeln wurden gealtert, mit ammoniakalischer Lösung gewaschen, getrocknet und calciniert, um ein kugelförmiges gamma-Aluminiumoxid-Trägermaterial auszubilden. Die erhaltenen Kugeln enthielten etwa 0,5 Gew.-% Zinn in Form von Zinnoxid. Die Herstellung von Aluminiumoxidträgermaterial ist im US-Patent Nr. 2,620,314 , Hoesktra, mit dem Titel "Spheroidal Alumina" beschrieben.
  • Der Zinn-Aluminiumoxid-Komposit wurde mit einer entionisierten Lösung von Chlorplatinsäure und Chlorwasserstoffsäure (2 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidgewicht) in einem Rotationstrockner während 15 Minuten bei Raumtemperatur in Kontakt gebracht. Die verwendete Menge an Chlorplatinsäure war die Menge, die erforderlich war, um 0,8 Gew.-% Platin in den Zinn-Aluminiumoxid-Komposit einzuverleiben. Die Lösung wurde anschließend erhitzt und mit Stickstoff gespült, um Wasser zu entfernen, was zu einem Platin-Chlor-Zinn-Aluminiumoxidkomposit führte. Das einverleibte Chlor wurde durch Erhitzen des Platin-Chlor-Zinn-Aluminiumoxid-Komposits auf 550°C und Behandeln des Komposits mit einem Gemisch aus 50/50 Luft/80°C Dampf mit einer stündlichen Gasraumgeschwindigkeit (GHSV) von 300 h–1 entfernt. Nach der Behandlung mit dem Luft/Dampf-Gemisch enthielt der Platin-Zinn-Aluminiumoxid-Komposit weniger als 0,1 Gew.-% Chlor.
  • Der Platin-Zinn-Aluminiumoxid-Komposit wurde mit einer Lösung von Kaliumnitrat in entionisiertem Wasser in Kontakt gebracht. Die Menge an verwendetem Kaliumnitrat war die Menge, die erforderlich war, um 2,7 Gew.-% Kalium in den Platin-Zinn-Aluminiumoxid-Komposit einzuverleiben. Das Wasser wurde aus dem Platin-Zinn-Kalium-Aluminiumoxid-Komposit durch Erhitzen des Komposits auf 100°C unter Spülung mit trockener Luft (1000 h–1 GHSV) während 0,5 Stunden entfernt. Die Temperatur wurde auf 525°C erhöht und der Platin-Zinn-Kalium-Aluminiumoxid-Komposit wurde mit einem Chlorwasserstoffstrom (12 cm3/h, 0,9 M HCl) und einem Strom eines Gemisches aus 50/50 Luft/80°C Dampf (300 h–1 GHSV) behandelt, um Chlor in den Platin-Zinn-Kalium Aluminiumoxid-Komposit einzuverleiben. Der Platin-Zinn-Kalium-Chlor-Aluminiumoxid-Komposit wurde bei 525°C unter Spülung mit trockener Luft (1000 h–1 GHSV) getrocknet. Die erhaltenen Katalysatorkugeln besaßen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1/16 Inch und wurden zerkleinert und vor dem Testen zu Teilchen von 6 bis 20 Mesh klassiert.
  • Ein Edelstahlrohr mit 1 Inch Außendurchmesser, 0,6 Inch Innendurchmesser und einer Länge von 26 Inch wurde als Isomerisierungsreaktor verwendet. Ein Thermometerschacht erstreckte sich 20 Inch vom oberen Ende des Edelstahlreaktorrohres. Um das Reaktorrohr zu beladen, wurde das Reaktorrohr umgedreht und ein Stück Glaswolle wurde die Wand des Reaktorrohres hinuntergeführt, über dem Thermometerschacht und am Boden des Reaktorrohres positioniert, um als Stopfen für das Reaktorrohr zu dienen. Siliciumcarbid (20 Mesh) wurde bis zu einer Tiefe von etwa 6 Inch in das Reaktorrohr zugesetzt. Ein zweites Stück Glaswolle wurde über dem Siliciumcarbid positioniert. Ein Gemisch aus 6,0 g Platin-Zinn-Aluminiumoxidkatalysatorteilchen (6 bis 20 Mesh) und 45 g frischem Siliciumcarbid (60 bis 80 Mesh) wurde in das Reaktorrohr in zwei Teilen zugesetzt. Die zweiteilige Zugabe verteilte den Katalysator gleichmäßig im Reaktorrohr und führte zu einem Katalysatorbett von etwa 10 Inch Länge. Ein drittes Stück Glaswolle wurde auf die Oberseite des Katalysators im Reaktorrohr positioniert. Siliciumcarbid (20 Mesh) wurde auf das dritte Stück Glaswolle geschichtet. Ein viertes Stück Glaswolle wurde über dem Siliciumcarbid positioniert, um als Stopfen für den Boden des Reaktorrohres zu dienen. Um die Temperatur des Reaktors an verschiedenen Punkten im Reaktorrohr zu überwachen, wurde ein Mehrpunktthermoelement in den Thermometerschacht des Reaktorrohres eingeführt. Die Temperatur über dem, unter dem und an drei verschiedenen Stellen im Katalysatorbett wurde überwacht. Das Reaktorrohr wurde umgedreht und im Ofen installiert. Das Reaktorrohr wurde mit Stickstoff gespült. Das Reaktorrohr wurde unter einem Stickstoffstrom (250 Standardliter pro Stunde) während einer Dauer von vier Stunden auf eine Betriebstemperatur von 425°C erhitzt. Nachdem die Temperatur von 425°C erhalten worden war, wurde das Reaktorrohr bei der Betriebstemperatur während zusätzlicher 2 Stunden gehalten. Der Katalysator wurde durch Durchströmen mit einem 1%-igen Gemisch von Schwe felwasserstoffgas in Wasserstoffgas bei 425°C während 5 Minuten durch das Reaktorrohr vorsulfidiert. Nach 5 Minuten wurde der Durchfluss von Schwefelwasserstoff in Wasserstoffgas durch einen Wasserstoffgasdurchfluss durch das Reaktorrohr ersetzt.
  • Nach dem Vorsulfidieren des Katalysators wurde das Reaktorrohr bei 425°C während 8 Stunden gehalten. Nach 8 Stunden wurde der Druck des Reaktorrohrs mit Wasserstoffgas auf 25 psig erhöht. Dodecan wurde durch das Reaktorrohr mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 40 g/h bei einer Wasserstoffdurchflussgeschwindigkeit von 125 Standardlitern pro Stunde durchgepumpt. Nach 4 Stunden wurde der Durchfluss des Dodecanstroms auf 80 g/h erhöht. Nach Erhalt einer Durchflussgeschwindigkeit von 80 g/h wurde die Reaktorrohrtemperatur auf 460°C erhöht. Dem Reaktorrohr wurde alle 8 Stunden nach Erzielen der Betriebstemperatur von 460°C eine Probe entnommen.
  • Nach 24 Stunden betrug der Gewichtsprozentsatz an Dodecan 11,4 Gew.-%, wie in Tabelle 6 gezeigt. Bei einer Temperatur von 479°C betrug die Umwandlung von Dodecan zu Olefinen nach 24 Stunden 16 Gew.-%. Von den gebildeten Olefinen waren 84 Gew.-% Mono-Olefine, 4,1 Gew.-% waren aromatische Verbindungen und 7,5 Gew.-% waren Di-Olefine. Von der Gesamtmenge der, mittels dem zuvor beschriebenen 1H-NMR-Verfahren ermittelten, gebildeten Olefine waren 6% verzweigt. Tabelle 6
    Testergebnisse Beispiel 3
    Umwandlung (Gew.-%) nach 24 Stunden Betrieb bei 460°C 11,4
    benötigte Temperatur für 16 Gew.-% Umwandlung 479°C
    Selektivität zu Mono-Olefine bei 16 Gew.-% Umwandlung 84 Gew.-%
    Selektivität zu Aromaten bei 16 Gew.-% Umwandlung 4,1 Gew.-%
    Selektivität zu Di-Olefinen bei 16 Gew.-% Umwandlung 7,5 Gew.-%
    % verzweigte C12-Olefine in den Gesamt-C12-Olefinen (Gew.-%) 6
  • Beispiel 4. Dehydrierung-Isomerisierung von Dodecan:
  • Dodecan wurde von der Aldrich Chemical Company erhalten und vor der Verarbeitung unter Stickstoff gelagert. Die mittels Gaschromatographie ermittelte Zusammensetzung von Dodecan ist in Tabelle 5 gezeigt.
  • Ein Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator wurde auf die folgende Weise hergestellt. Ammonium-Ferrierit (645 g) mit einem Glühverlust von 5,4% und den folgenden Eigenschaften: Molverhältnis von Siliciumoxid zu Aluminiumoxid von 62:1, spezifische Oberfläche von 369 m2/g (P/Po = 0,03), Sodagehalt von 480 ppm und n-Hexan-Sorptionskapazität von 7,3 g pro 100 g Ammonium-Ferrierit wurde in einen Lancaster-Mischer-Muller eingebracht. CATAPAL® D-Aluminiumoxid (91 g), welches einen Glühverlust von 25,7% zeigte, wurde in den Muller zugesetzt. Während einer fünf-minütigen Mullingdauer wurden 152 ml entionisiertes Wasser dem Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit-Gemisch zugesetzt. Danach wurde ein Gemisch von 6,8 g Eisessig, 7,0 g Zitronensäure und 152 ml entionisiertem Wasser langsam dem Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit-Gemisch im Muller zugesetzt, um das Aluminiumoxid zu peptisieren. Das erhaltene Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit/Säure-Gemisch wurde während 10 Minuten einem Mulling unterzogen. Nach einer Dauer von 15 Minuten wurde ein Gemisch von 0,20 g Tetraaminpalladiumnitrat in 153 g entionisiertem Wasser langsam dem, dem Mulling unterzogenen, Aluminiumoxid/Ammoniumferrierit/Säure-Gemisch zugesetzt. Das entstehende Gemisch zeigte ein 90:10-Verhältnis von Zeolith zu Aluminiumoxid und einen Glühverlust von 43,5%. Das Zeolith/Aluminiumoxid-Gemisch wurde durch Extrudieren des Gemisches durch eine Edelstahl-Formplatte (1/16'' Löcher) eines 2,25 Inch Bonnot-Extruders geformt.
  • Sechs Gramm des erhaltenen Zeolith/Aluminiumoxid-Gemisches wurden mit einer wässrigen Lösung von Chlorplatinsäure imprägniert, um 0,8 Gew.-% Platin in das 1/16 Inch-Extrudat einzuverleiben. Das feuchte mit Zeolith/Aluminiumoxid-Platin imprägnierte Extrudat wurde bei 125°C während 2 Stunden im Luftstrom getrocknet. Die Temperatur wurde auf eine Maximaltemperatur von 500°C erhöht und das imprägnierte Zeolith/Aluminiumoxid-Platin-Extrudat wurde calciniert, um einen Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator zu erhalten. Der calcinierte Katalysator wurde zerkleinert und vor dem Testen zu Teilchen von 6 bis 20 Mesh klassiert.
  • Dodecan wurde unter Verwendung des gleichen Reaktorrohrdesigns, wie es im Beispiel 3 beschrieben ist, dehydriert und isomerisiert. Eine Umwandlung von 16,1 Gew.-% Dodecan zu Olefinen wurde nach 24 Stunden bei 459°C beobachtet. Wie in Tabelle 7 zusammengefasst, waren die ausgebildeten Olefine zu 86 Gew.-% Mono-Olefine, zu 1,2 Gew.-% aromatische Verbindungen und zu 6,8 Gew.-% Di-Olefine. Von der mittels 1H-NMR ermittelten Gesamtmenge an ausgebildeten Olefinen waren 86% verzweigt. Tabelle 7
    Testergebnisse Beispiel 4
    Umwandlung (Gew.-%) nach 24 Stunden Betrieb bei 460°C 16,1
    Temperatur, benötigt für 16 Gew.-% Umwandlung 459°C
    Selektivität zu Mono-Olefinen bei 16 Gew.-% Umwandlung 86 Gew.-%
    Selektivität zu Aromaten bei 16 Gew.-% Umwandlung 1,2 Gew.-%
    Selektivität zu Di-Olefinen bei 16 Gew.-% Umwandlung 6,8 Gew.-%
    % verzweigte C12-Olefine in den gesamten C12-Olefinen (Gew.-%) 86
  • Beispiel 5. Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator
  • Ein Zeolithanteil eines Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysators wurde wie im Beispiel 4 beschrieben, hergestellt. Sechs Gramm des erhaltenen Zeolith/Aluminiumoxid-Gemisches wurden mit einer wässrigen Lösung von Tetraaminpalladiumnitrat imprägniert, 0,8 Gew.-% Palladium in die 1/16 Inch-Extrudate einzuverleiben.
  • Das feuchte imprägnierte Zeolith/Aluminiumoxid-Palladium-Extrudat wurde bei 125°C während 2 Stunden im Luftstrom getrocknet. Die Temperatur wurde auf eine Maximaltemperatur von 500°C erhöht und das imprägnierte Zeolith/Aluminiumoxid-Platin-Extrudat wurde calciniert, um einen Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator zu erhalten. Der calcinierte Katalysator wurde sorgfältig zerkleinert und vor dem Testen zu Teilchen von 6 bis 20 Mesh klassiert.
  • Beispiel 6. Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator:
  • Ein Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator wurde mit dem für den Katalysator D im US-Patent Nr. 5,648,585 , Murray et al., mit dem Titel "Process For Isomerizing Linear Olefins To Isoolefins" beschriebenen Verfahren hergestellt.
  • Ammonium-Ferrierit mit einem Molverhältnis von Siliciumoxid zu Aluminiumoxid von 62:1, einer spezifischen Oberfläche von 369 m2/g (P/Po = 0,03), einem Sodagehalt von 480 ppm Gewicht und einer n-Hexan-Sorptionskapazität von 7,3 g pro 100 g Zeolith wurde verwendet. Die Katalysatorkomponenten wurden unter Verwendung eines Lancaster-Mischer-Mullers einem Mulling unterzogen. Das dem Mulling unterzogene Katalysatormaterial wurde unter Verwendung eines Bonnot-Stiftzylinder-Extruders extrudiert. Das verwendete Bindemittel war CATAPAL®D-Aluminiumoxid von Sasol. METHOCEL®F4M, Hydroxypropylmethylcellulose, von der The Dow Chemical Company wurde als Extrusionshilfsmittel verwendet.
  • Der Lancaster-Mischer-Muller wurde mit 632 g Ammonium-Ferrierit (LOI von 3,4%) und 92 g CATAPAL®D-Aluminiumoxid (LOI von 26,2%) beladen. Das Aluminiumoxid wurde mit dem Ferrierit während 5 Minuten vermischt, während welcher Zeitspanne 156 ml entionisiertes Wasser zugesetzt wurden. Ein Gemisch von 6,8 g Eisessig und 156 ml entionisiertem Wasser wurde langsam in den Muller zugesetzt, um das Aluminiumoxid zu peptisieren. Das Gemisch wurde während 10 Minuten vermischt und einem Mulling unterzogen. Tetraaminplatinnitrat und Tetraaminpalladiumnitrat wurden dem Mischer-Muller zugesetzt, um einen Katalysator herzustellen, welcher 0,25 Gew.-% Palladium und 0,55 Gew.-% Platin enthielt. 10 g METHOCEL®F4M Hydroxypropylmethylcellulose wurden zugesetzt und das Zeolith/Aluminiumoxid-Gemisch wurde während zusätzlicher 15 Minuten einem Mulling unterzogen. Das Extrudat wurde in einen Bonnot-Stiftzylinder-Extruder übergeführt und unter Verwendung einer Edelstahl-Formplatte mit 1/16 Inch Löchern extrudiert. Das Extrudat wurde bei 120°C während 16 Stunden getrocknet und anschließend in Luft bei 500°C während 2 Stunden calciniert. Der calcinierte Katalysator wurde sorgfältig zerkleinert und vor dem Testen zu Teilchen von 6 bis 20 Mesh klassiert.
  • Weitere Modifikationen und alternative Ausführungsformen der verschiedenen Aspekte der Erfindung können dem Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig sein. Demgemäss ist diese Beschreibung ausschließlich als Erläuterung ausgelegt und dient dem Zweck, den Fachleuten die allgemeine Art und Weise des Ausführens der Erfindung zu lehren. Es versteht sich, dass die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen aufgefasst werden. Hierin erläuterte und beschriebene Elemente und Materialien können ausgetauscht werden, Teile und Verfahren können umgekehrt werden und verschiedene Merkmale der Erfindung können unabhängig davon verwendet werden, so wie es dem Fachmann nach der Nutzung der Beschreibung der Erfindung offenkundig ist.

Claims (39)

  1. Verfahren zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, umfassend: das Einführen eines ersten Kohlenwasserstoffstroms, welcher Olefine und Paraffine umfasst, in eine Hydrierungseinheit, wobei die Hydrierungseinheit konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Olefine im ersten Kohlenwasserstoffstrom zu Paraffinen zu hydrieren, und wobei wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des ersten Kohlenwasserstoffstroms und wenigstens ein Teil der hydrierten Olefine einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom ausbilden; das Einführen des zweiten Kohlenwasserstoffstroms in eine Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine im ersten Kohlenwasserstoffstrom zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit ferner konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des zweiten Kohlenwasserstoffstroms und wenigstens ein Teil der Produkte der Dehydrierungs- und Isomerisierungsreaktionen einen dritten Kohlenwasserstoffstrom ausbilden, wobei der dritte Kohlenwasserstoffstrom Olefine und Paraffine umfasst, und wobei wenigstens ein Teil der Olefine im dritten Kohlenwasserstoffstrom verzweigte Olefine sind, und das Einführen von wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms und von aromatischen Kohlenwasserstoffen in eine Alkylierungseinheit, wobei die Alkylierungseinheit konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe mit wenigstens einem Teil der Olefine im dritten Kohlenwasserstoffstrom zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu alkylieren, wobei wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe eine verzweigte Alkylgruppe umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom aus einem Olefinoligomerisierungsverfahren oder einem Fischer-Tropsch-Verfahren stammt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom Olefine und Paraffine mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 16 oder einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 13 umfasst.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom etwa 80% Paraffine oder einen Olefingehalt von 1% bis 50% der gesamten Menge an Kohlenwasserstoffen im ersten Kohlenwasserstoffstrom umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hydrierungseinheit bei einer Temperatur von 175°C bis 250°C betrieben wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hydrierungseinheit bei einer Wasserstoff-Durchflussrate von 250 Nl/l/h bis 5.000 Nl/l/h betrieben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hydrierungseinheit bei einem Druck von 10 Atmosphären bis 50 Atmosphären betrieben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit bei der Temperatur von 300°C bis 500°C betrieben wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit konfiguriert ist, um bei einem Druck von 0,10 Atmosphären bis 15 Atmosphären betrieben zu werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Verweildauer von wenigstens einem Teil des nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffstroms in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit derart ist, dass der Umwandlungsgrad der Paraffine zu den Olefinen in der nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffstromzusammensetzung weniger als 50 Mol-% beträgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Teil der verzweigten Olefine eine durchschnittliche Anzahl an Verzweigungen pro Gesamtolefinmolekülen von wenigstens 0,7, von 0,7 bis 1,5, von 1,0 bis 1,5, oder von 0,7 bis 2,0 oder von weniger als 2,5 umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Teil der verzweigten Olefine Methyl- und Ethylverzweigungen umfasst.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die verzweigten Gruppen an den verzweigten Olefinen mehr als 50% Methylgruppen oder weniger als 10% Ethylgruppen oder weniger als 5% andere Gruppen als Methyl- oder Ethylgruppen sind.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die verzweigten Olefine weniger als 0,5% oder weniger als 0,3% aliphatische quaternäre Kohlenstoffatome aufweisen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Alkylierungseinheit konfiguriert ist, um mehr als 50% oder 85% monoalkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei in der Alkylierungseinheit ein Molverhältnis von den aromatischen Kohlenwasserstoffen zu den verzweigten Olefinen von 0,1 bis 2,0 vorliegt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Alkylierungseinheit bei einer Reaktionstemperatur von 30°C bis 300°C betrieben wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner umfassend das Einstellen eines Verhältnisses von Olefinen zu Paraffinen, welche in die Alkylierungseinheit eingeführt werden, durch Zufügen von wenigstens einem Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms in die Alkylierungseinheit; oder durch Zufügen von wenigstens einem Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms in die Alkylierungseinheit, wobei der dritte Kohlenwasserstoffstrom mehr als 90 Gew.-% Paraffine umfasst.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner umfassend: das Einstellen eines Verhältnisses von Olefinen zu Paraffinen, welche in die Alkylierungseinheit eingeführt werden, durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden; oder durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom aus zubilden, wobei der vierte Kohlenwasserstoffstrom mehr als 90 Gew.-% Paraffine umfasst; und das Einführen des kombinierten Stroms in die Alkylierungseinheit.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner umfassend: das Einstellen eines Verhältnisses von Olefinen zu Paraffinen, welche in die Alkylierungseinheit eingeführt werden, durch Kombinieren, von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden; durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei der vierte Kohlenwasserstoffstrom mehr als 80, mehr als 90, oder von 85 bis 95 Gew.-% Paraffine umfasst; durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei der vierte Kohlenwasserstoffstrom Paraffine und Olefine umfasst, die eine Kohlenstoffzahl von 10 bis 16 aufweisen; durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei der vierte Kohlenwasserstoffstrom lineare Olefine umfasst; durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei wenigstens ein Teil des vierten Kohlenwas serstoffstroms verzweigte Olefine umfasst; oder durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines vierten Kohlenwasserstoffstroms mit wenigstens einem Teil des dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts der Alkylierungseinheit, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei wenigstens ein Teil des vierten Kohlenwasserstoffstroms lineare Olefine umfasst und wenigstens ein Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms verzweigte Olefine umfasst; und das Einführen des kombinierten Stroms in die Alkylierungseinheit.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die verzweigten Alkylgruppen der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe 0,5% oder weniger an aliphatischen quaternären Kohlenstoffatomen und eine durchschnittliche Anzahl von Verzweigungen pro Alkylgruppe von wenigstens 0,7 umfassen, wobei die Verzweigungen Methyl- und Ethylverzweigungen umfassen.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, ferner umfassend: das Ausbilden eines Alkylierungsreaktionsstroms, wobei der Alkylierungsreaktionsstrom wenigstens einen Teil der nicht umgesetzten Komponenten des zweiten Kohlenwasserstoffstroms, wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe und wenigstens einen Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe umfasst; das Abtrennen der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem Alkylierungsreaktionsstrom, um einen nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffstrom und einen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffstrom auszubilden, wobei der nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffstrom wenigstens einen Teil der nicht umgesetzten Komponenten des zweiten Kohlenwas serstoffstroms und wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe umfasst; das Abtrennen von wenigstens einem Teil der Paraffine und wenigstens einem Teil der Olefine aus dem nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffstrom, um einen aromatischen Kohlenwasserstoffstrom und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen herzustellen; und das Einführen von wenigstens einem Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Einführen von wenigstens einem Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit das Kombinieren von wenigstens einem Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen mit wenigstens einem Teil des ersten Kohlenwasserstoffstroms, um stromaufwärts zur Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit einen kombinierten Strom herzustellen, und das Einführen von wenigstens einem Teil des kombinierten Stroms in die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit umfasst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit einen Dehydrierungs-Isomerisierungskatalysator umfasst, welcher konfiguriert ist, um sowohl die Dehydrierungsreaktionen als auch die Isomerisierungsreaktionen in der Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit zu katalysieren, wobei der Katalysator eine Wasserstoffform von einem Zeolith, der eine isotypische Ferrierit-Gitternetzwerkstruktur besitzt, ein Bindemittel, eine Koks-oxidierende Verbindung und eine, die Paraffindehydrierung begünstigende Verbindung umfasst.
  25. Verfahren nach Anspruche 24, wobei die Koks-oxidierende Verbindung Chromoxid, Eisenoxid oder Edelmetalle oder Mischungen davon, oder ein Edelmetall, oder Platin, Palladium, Iridium, Ruthenium, Osmium oder Rhodium, oder Mischungen davon umfasst.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 25, wobei die, die Paraffindehydrierung begünstigende Verbindung Platin oder ein Edelmetall ist.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 25, wobei das Bindemittel Aluminiumoxid ist oder aus natürlichen Tonen, Aluminiumoxid und Siliciumoxid-Aluminiumoxid ausgewählt wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des ersten Kohlenwasserstoffstroms und wenigstens ein Teil der Produkte der Dehydrierungs- und Isomerisierungsreaktionen einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom ausbilden.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die erste Reaktionszone bei einer Temperatur von 300°C bis 600°C betrieben wird.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die erste Reaktionszone bei einer Temperatur von 350°C bis 550°C betrieben wird.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die erste Reaktionszone bei einem Gesamt-Reaktionsdruck von 1,0 Atmosphären bis 5,0 Atmosphären betrieben wird.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die Verweilzeit von wenigstens einem Teil des ersten Kohlenwasserstoffstroms in der ersten Reaktionszone derart ist, dass der Umwandlungsgrad von den Paraffinen zu den Olefinen weniger als 50 Mol-% beträgt.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die zweite Reaktionszone in einem Temperaturbereich von 200°C bis 500°C betrieben wird.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die zweite Reaktionszone bei einem Kohlenwasserstoffpartialdruck von 0,1 Atmosphären bis 10 Atmosphären betrieben wird.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Vielzahl an Zonen umfasst, wobei die Vielzahl an Zonen eine erste Reaktionszone und eine zweite Reaktionszone umfasst, wobei die erste Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Paraffine zu Olefinen zu dehydrieren, und wobei die zweite Reaktionszone konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der linearen Olefine zu verzweigten Olefinen zu isomerisieren, und wobei die zweite Reaktionszone bei einem Kohlenwasserstoffpartialdruck von 0,5 Atmosphären bis 2 Atmosphären betrieben wird.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 35, ferner umfassend das Einführen von wenigstens einem Teil des, die erste Reaktionszone verlassenden, ersten Kohlenwasserstoffstroms in einen Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher konfiguriert ist, um die Wärme aus einem Teil des ersten Kohlenwasserstoffstroms zu entziehen, bevor er in die zweite Reaktionszone eintritt.
  37. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei die Dehydrierungs-Isomerisierungseinheit eine Schichtbett-Katalysatoranordnung umfasst, wobei der Schichtbett-Katalysator einen Dehydrierungskatalysator und einen Isomerisierungskatalysator umfasst.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 37, ferner umfassend das Einführen von Wasserstoff in den zweiten Kohlenwasserstoffstrom.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 38, ferner umfassend das Einführen von wenigstens einem Teil des alkylaromatischen Kohlenwasserstoffstroms in eine Sulfonierungseinheit, wobei die Sulfonierungseinheit konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe im alkylaromatischen Kohlenwasserstoffstrom zu sulfonieren, um alkylaromatische Sulfonate herzustellen, wobei wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Sulfonate verzweigte alkylaromatische Sulfonate umfasst.
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