DE602004009290T2

DE602004009290T2 - Verfahren zur herstellung verzweigter alkylaromatischer kohlenwasserstoffe unter verwendung eines verfahrensstroms aus einer dimerisierungseinheit

Info

Publication number: DE602004009290T2
Application number: DE602004009290T
Authority: DE
Inventors: Paul Marie Ayoub; Hendrik Dirkzwager; Brendan Dermot Houston MURRAY; Steven Colois Katy SUMROW
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: WO2004072005A1; ATE374737T1; TW200418758A; EP1594826A1; CN1747915A; DE602004009290D1; BRPI0407198A; EP1594826B1

Description

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 eine Mindestzahl an quaternären und/oder tertiären Koh lenstoffatomen enthalten, im Alkylrest des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels kann die Kaltwasserlöslichkeit und/oder die Detergenskraft des alkylaromatischen grenzflächenaktiven Mittels erhöhen, während die biologische Abbaubarkeit eines Detergens aufrecht 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 Gruppen, eine lineare Alkylgruppe oder Kombinationen hievon 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 aus dem Verzweigungsmuster in der Alkylgruppe herrühren. 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 Zusammensetzung 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. 5,196,624 , Threlkel et al., mit dem Titel "Detergent Grade to C₁₀ to C₂₈ Olefins, (C₁₀ to C₂₈ Alkyl)Benzenes and (C₁₀ to C₂₈ Alkyl)Benzene Sulfonates and Process for Preparing Same Using A Phosphite Containing Catalyst", im US-Patent Nr. 5,196,625 , Threlkel et al., mit dem Titel "Detergent Grade to C₁₀ to C₂₈ Olefins, (C₁₀ to C₂₈ Alkyl)Benzenes and (C₁₀ to C₂₈ Alkyl)Benzene Sulfonates and Process for Preparing Same Using A Phosphite Containing Catalyst", 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 Dimerisierungskatalysators 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 bestimmten Ausführungsformen wird ein Einsatzmaterialstrom in eine Dimerisierungseinheit eingeführt, welche dimerisierte Olefine herstellt. Die hergestellten dimerisierten Olefine können verzweigte dimerisierte Olefine umfassen. Ein Verfahrenseinsatzmaterialstrom, der in eine Dimerisierungseinheit eintritt, ist in einigen Ausführungsformen aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren abgeleitet. In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der hergestellten dimerisierten Olefine aus dem Einsatzmaterialstrom abgetrennt werden. Wenigstens ein Teil des abgetrennten Einsatzmaterialstroms kann in einigen Ausführungsformen in die Dimerisierungseinheit eingeführt werden. Die hergestellten dimerisierten Olefine können verwendet werden, um aromatische Kohlenwasserstoffe zu alkylieren. Nach der Alkylierung der aromatischen Kohlenwasserstoffe kann wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten aus dem Alkylierungsverfahren von den alkylaromatischen Kohlenwasserstoffprodukten abgetrennt werden.
Die Verfahrensbedingungen in der Dimerisierungseinheit können derart sein, dass die entstehenden 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 Dimerisierungsverfahren kann verzweigte Olefine herstellen, welche weniger als 0,5% quaternäre Kohlenstoffatome umfassen. In einer Ausführungsform umfasst ein Einsatzmaterialstrom, der in die Dimerisierungseinheit eintritt, alpha-Olefine mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von 4 bis 8. Verzweigte Olefine, welche durch Dimerisierung von alpha-Olefinen mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von 4 bis 8 hergestellt werden, ergeben eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl von 8 bis 16.
Wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten und wenigstens ein Teil der hergestellten dimerisierten Olefine können abgetrennt werden, um einen Strom aus nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen und einen Strom aus hergestellten dimerisierten Olefinen zu erzeugen. Wenigstens ein Teil des Stroms aus nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen kann in die Dimerisierungseinheit zurückgeführt werden.
Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Olefinen kann in einer Alkylierungseinheit erfolgen. In einer Ausführungsform können ein olefinischer Kohlenwasserstoffstrom aus einer Dimerisierungseinheit und aromatische Kohlenwasserstoffe in eine Alkylierungseinheit eintreten. In der Alkylierungseinheit kann wenigstens ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe mit wenigstens einem Tei der Olefine im Kohlenwasserstoffstrom alkyliert werden, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen. Wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe kann verzweigte Alkylgruppen umfassen. Wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des Kohlenwasserstoffstroms, wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffe und wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe können einen Alkylierungsreaktionsstrom ausbilden.
Wenigstens ein Teil der Paraffine, der nicht umgesetzten Olefine, der aromatischen Kohlenwasserstoffe und der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem Alkylierungsreaktionsstrom kann abgetrennt werden, um einen Strom aus nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen und einen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffproduktstrom herzustellen. Der Strom aus nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen kann in einigen Ausführungsformen weiter aufgetrennt werden, um einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen und einen Strom aus aromatischen Kohlenwasserstoffen auszubilden. Wenigstens ein Teil des Stroms an nicht umgesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffen kann in die Alkylierungseinheit zurückgeführt werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffproduktströme 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 von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen unter Verwenden einer Dimerisierungseinheit darstellt.
2 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer Separatoreinheit zum Abtrennen der hergestellten dimerisierten Olefine aus dem Reaktionsgemisch darstellt.
Obwohl für die Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen möglich sind, werden spezifische Ausführungsformen hievon beispielhaft in den Zeichnungen 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 Geistes und 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 Teil des Verfahrensstroms zur Herstellung von linearen Olefinen kann den wirtschaftlichen Wert eines Fischer-Tropsch-Verfahrensstroms erhöhen.
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. Beispielsweise können ein Fischer-Tropsch-Katalysator und die Reaktionsbedingungen ausgewählt werden, um im Strom die Menge an Olefinen zu erhöhen und die Menge an Paraffinen und Oxygenaten zu verringern. Alternativ können Katalysator und Reaktionsbedingungen ausgewählt werden, um im Strom die Menge an Paraffinen zu erhöhen und die Menge an Olefinen und Oxygenaten zu verringern. 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) und von der 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 erwähnten 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 verarbeitet, um einen Kohlenwasserstoffstrom herzustellen, der verzweigte Olefine umfasst. 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. Ein 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 umfassen, die eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl von mehr als 4 aufweisen. Die durchschnittliche Kohlenstoffzahl für Kohlenwasserstoffe kann für Verfahren, welche eine Dimerisierungseinheit verwenden, von 4 bis 6 reichen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl der Kohlenwasserstoffe für Verfahren, welche eine Dimerisierungseinheit verwenden, von 4 bis 8 reichen. Ein Einsatzmaterialstrom kann geringe Mengen an Kohlenwasserstoffen mit einer Kohlenstoffanzahl 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 an Kohlenstoffzahlen umfasst.
In einer Ausführungsform umfasst ein Einsatzmaterialstrom für eine Dimerisierungseinheit 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 Kohlenstoffen eingesetzt werden. Solch ein Strom kann aus einem Fi scher-Tropsch-Verfahren abgeleitet sein. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Einsatzmaterialstrom Olefine, wobei wenigstens etwa 50 Gew.-% 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 2 oder mehreren aromatischen Verbindungen 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 Fischer-Tropsch-Einsatzmaterialstrom kann Olefine und Paraffine mit niederen Kohlenstoffzahlen (z. B. 4, 5, 6, 7, 8) umfassen. Typischerweise kann ein Einsatzmaterialstrom mit niederen Kohlenstoffzahlen als Brennstoff verkauft, als Abfall behandelt und/oder zu anderen Verfahrenseinheiten zurückgeführt werden. Die niedere Kohlenstoffzahl der Paraffine und Olefine macht den Strom zur Herstellung von Detergenzien weniger nützlich. Typischerweise werden Detergenzien aus Olefinen mit Kohlenstoffzahlen von mehr als 8 hergestellt. Die Umwandlung der Olefine im Einsatzmaterialstrom zu verzweigten Olefinen mit einer höheren durchschnittlichen Kohlenstoffzahl (z. B. 8 bis 16) kann eine wirtschaftlich wertvollere Verwendung eines Einsatzmaterialstroms mit niederer Kohlenstoffzahl ergeben (z. B. ein Einsatzmaterialstrom, der zum Herstellen von Detergenzien und/oder grenzflächenaktiven Mitteln verarbeitet werden kann). Die Menge und die Art der Verzweigung der Alkylgruppe kann den Wert des Einsatzmaterialstroms erhöhen. Verfahren zum Umwandeln von Olefinen mit niederer Kohlenstoffzahl in Olefine mit höherer Kohlenstoffzahl sind hierin beschrieben.
Bezugnehmend auf das System 100, wie in 1 dargestellt, kann ein erster Olefine und Paraffine umfassender Kohlenwasserstoffstrom über eine erste Leitung 120 in eine Dimerisierungseinheit 110 eingeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Kohlenwasserstoffe im ersten Kohlenwasserstoffstrom eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl von 4 bis 8 besitzen. In anderen Ausführungsformen können die Kohlenwasserstoffe im ersten Kohlenwasserstoffstrom eine durchschnittliche Kohlenstoffzahl von 4 bis 6 besitzen. Der erste Kohlenwasserstoffstrom kann in einigen Ausführungsformen aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren abgeleitet sein. In der Dimerisierungseinheit 110 kann wenigstens ein Teil der Olefine dimerisiert werden. Wenigstens ein Teil der dimerisierten Olefine kann die Dimerisierungseinheit 110 über eine zweite Leitung 130 als zweiter Kohlenwasserstoffstrom verlassen. In Abhängigkeit von der Wahl des Katalysators können die erhaltenen dimerisierten Olefine verzweigt sein. Die Verzweigungen der in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellten Olefine können Methyl-, Ethyl- und/oder längere Kohlenstoffketten umfassen. In einer Ausführungsform können die dimerisierten Olefine mehr als etwa 50% Methylverzweigungen umfassen. In einigen Ausführungsformen können die erhaltenen dimerisierten Olefine mehr als etwa 90% Methylverzweigungen umfassen.
Der in der Dimerisierungseinheit 110 verwendete Dimerisierungskatalysator kann ein homogener oder heterogener Katalysator sein. In bestimmten Ausführungsformen kann ein in der Dimerisierungseinheit 110 verwendeter Dimerisierungskatalysator ein Katalysator sein, welcher Oxide der Gruppe III, der Gruppe IVA, der Gruppe IVB, der Gruppe VIIIA, oder Kombinationen davon umfasst. Beispiele von solchen Oxiden umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Nickeloxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid oder Zirkondioxid. Der Katalysator kann ein amorphes Nickeloxid (NiO) umfassen, das als substantielle Monoschicht auf der Oberfläche von einem Siliciumoxidträger (SiO₂) dispergiert ist. Eine Oberfläche des Siliciumoxidträgers kann auch geringe Mengen an Oxiden von Aluminium, Gallium oder Indium umfassen, sodass das vorhandene Verhältnis von Nickeloxid zu Metalloxid im Katalysator im Bereich von 4:1 bis 100:1 liegt. Der Dimerisierungskatalysator kann durch Ausfällen eines wasserunlöslichen Nickelsalzes auf der Oberfläche eines Siliciumoxidträgers, welcher mit Metalloxid imprägniert wurde, hergestellt werden. Alternativ kann ein Dimerisierungskatalysator durch Ausfällen eines wasserunlöslichen Nickelsalzes auf einem Siliciumoxid-Aluminiumoxidträger, welcher dealuminiert wurde, hergestellt werden, sodass das sich ergebende Nickeloxid-Aluminiumoxid-Verhältnis in den Bereich von 4:1 bis 100:1 fällt. Der Katalysator kann durch Kalzinierung in Gegenwart von Sauerstoff bei einer Temperatur in einem Bereich von 300°C bis 700°C oder in einigen Ausführungsformen in einem Temperaturbereich von 500°C bis 600°C aktiviert werden.
Eine Siliciumoxidträgeroberfläche kann im Bereich von etwa 100 m²/g bis etwa 450 m²/g liegen. In einer Ausführungsform kann eine Siliciumoxidoberfläche im Bereich von 200 m²/g bis 400 m²/g liegen. Ein im Siliciumoxidträger dispergierter Nickelgehalt kann von 7 Gew.-% bis 70 Gew.-% reichen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Nickeloxidgehalt, in Abhängigkeit von der Oberfläche des jeweiligen beim Herstellen eines Katalysators verwendeten Trägers, von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% betragen. Für einen Siliciumoxidträger, der eine Oberfläche von 300 m²/g besitzt, kann ein Nickeloxidgehalt in einigen Ausführungsformen von 21 Gew.-% bis 35 Gew.-% reichen. Ein Nickeloxidgehalt kann in anderen Ausführungsformen 28 Gew.-% betragen.
Der Siliciumoxidträger kann vor der Ausfällung der Nickeloxidvorläuferverbindung auf seiner Oberfläche in trockener körniger Form oder in Hydrogelform vorliegen. Siliciumoxidhydrogel kann durch Mischen von wasserlöslichem Silikat (z. B. einem Natrium- oder Kaliumsilikat) mit einer Mineralsäure, gefolgt von Waschen mit Wasser, um wasserlösliche Ionen zu entfernen, hergestellt werden. Das erhaltene Siliciumoxidhydrogel kann teilweise oder vollständig getrocknet werden.
Ein Nickeloxidvorläufer kann ein wasserunlösliches Nickelsalz, wie Nickelcarbonat, Nickelphosphat, Nickelnitrat oder Nickelhydroxid umfassen. Das wasserunlösliche Nickelsalz kann durch Bilden einer wässrigen Mischung von Silikagel und einem wasserlöslichen Nickelsalz in-situ hergestellt werden. Das Nickelsalz kann, ohne darauf beschränkt zu sein, Nickelnitrat, Nickelsulfonat, Nickelcarbonylat, Nickelhalogenid umfassen. Eine Base kann zur wässrigen Mischung hinzugefügt werden, um das Ausfällen des wasserunlöslichen Nickelsalzes herbeizuführen. Das wasserunlösliche Nickelsalz, das gebildet werden kann, kann in feinverteilter Form in den Zwischenräumen und auf der Oberfläche des Siliciumoxidträgers niedergeschlagen werden. Der behandelte Siliciumoxidträger kann dann gewonnen, mehrere Male gewaschen und getrocknet werden.
Eine zweite Komponente im Dimerisierungskatalysator kann ein dreiwertiges Metalloxid sein. Das dreiwertige Metalloxid kann, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminium, Gallium und Indium oder Kombinationen davon umfassen. Obwohl ein Nickeloxid- und/oder Siliciumoxidkatalysator, wie vorstehend beschrieben, für die Olefindimerisierung wirksam sein kann, kann die Deaktivierung rasch erfolgen. Die Deaktivierung kann eine Folge der Bildung von großen Oligomeren sein, die an der Oberfläche gebunden bleiben, und als Koksvorläufer wirken. Die Gegenwart von geringen Mengen des dreiwertigen Metalloxids innerhalb des Katalysators ergibt Säurezentren. Säurezentren können die katalytische Wirkung begünstigen, ohne unerwünschte und/oder übermäßige Oligomerbildung zu fördern.
Das dreiwertige Metalloxid kann mit jedwedem geeigneten Verfahren in den Siliciumoxidträger eingebracht werden (z. B. das vorstehend beschriebene Fällungsverfahren oder durch direkte Imprägnierung in Form eines wasserlöslichen Salzes). In einer Ausführungsform kann ein dreiwertiges Metalloxid in einen Siliciumoxidträger als wässrige Lösung durch die Zugabe von einem wasserlöslichen Salz imprägniert werden. Das wasserlösliche Metallsalz kann, ohne darauf beschränkt zu sein, Metallnitrate, Metallchloride oder Metallsulfate umfassen. Einmal mit einem Metallsalz imprägniert kann der Siliciumoxidträger getrocknet und kalziniert werden, um das Metallsalz in eine Oxidform zu überführen. Der erhaltene Siliciumoxidträger, welcher mit dem dreiwertigen Oxid aktiviert wird, kann dann weiter behandelt werden, um die Nickeloxidschicht auf dem Siliciumoxid-dreiwertiges-Metalloxid-Träger aufzubringen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Siliciumoxid-dreiwertiges-Metalloxid-Träger Siliciumoxid/Aluminiumoxid-, Siliciumoxid/Galliumoxid- oder Siliciumoxid/Indiumoxid-Gel umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann der im Träger vorhandene Gehalt an Metalloxid (z. B. Aluminiumoxid) im Vergleich zu dem Gehalt an Nickeloxid gering sein. Daher kann das Dealuminieren des Siliciumoxid/Aluminiumoxid-Gels mit einem relativ hohen Aluminiumoxidgehalt (z. B. über 5 Gew.-%) notwendig sein, um den Gehalt an Aluminiumoxid zu verringern. Die Dealuminierung kann mit Verfahren, die aus dem Stand der Technik bekannt sind (z. B. Extraktion des Aluminiums mit einer organischen oder anorganischen Säure) ausgeführt werden. Organische und anorganische Säuren können, ohne darauf beschränkt zu sein, Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Chloressigsäure oder Ethylendiamintetraessigsäure umfassen. Die Extraktion kann durch Zugabe einer Säure zu einer wässrigen Dispersion des Alumino-Silikates, gefolgt von Rühren, Dekantieren und Waschen mit Wasser, ausgeführt werden. Das Verfahren kann einmal oder mehrmals wiederholt werden, bis ein gewünschter Aluminiumoxidgehalt erreicht ist. Die Feststoffe können dann getrocknet, kalziniert und wie vorstehend beschrieben weiter behandelt werden, um die Nickeloxidschicht auf den Siliciumoxid/Aluminiumoxidträger aufzubringen.
Der Gehalt an dreiwertigem Metalloxid, bezogen auf den Gehalt an Nickeloxid, der im Siliciumoxidträger vorhanden ist, kann in einigen Ausführungsformen bedeutend sein, um verbesserte Ergebnisse hinsichtlich der Dimerausbeute und der im Dimerprodukt vorhandenen minimalen durchschnittlichen Methylverzweigung zu erzielen. In bestimmten Ausführungsformen, wenn der Gehalt an dreiwertigem Metalloxid zu niedrig ist, z. B. oberhalb eines Nickeloxid- zu dreiwertigem Metalloxid-Verhältnisses von etwa 100 zu 1, wird die Dimerausbeute verringert und der Katalysator kann dazu neigen, rasch zu deaktivieren. In bestimmten Ausführungsformen, wenn der Gehalt an dreiwertigem Metalloxid zu hoch ist (z. B. unterhalb eines Nickeloxid- zu dreiwertigem Metalloxid-Verhältnisses von etwa 4 zu 1), dann neigt die Dimerausbeute dazu sich zu verringern und der durchschnittliche Gehalt an Methylverzweigung im Dimerprodukt kann dazu neigen zuzunehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Gehalt eines dreiwertigen Metalloxides derart sein, dass das Verhältnis von Nickeloxid zu dreiwertigem Metalloxid in einen Bereich von 4:1 bis 30:1 fällt. In anderen Ausführungsformen kann der Gehalt eines dreiwertigen Metalloxides derart sein, dass das Verhältnis von Nickeloxid zu dreiwertigem Metalloxid von 5:1 bis 20:1 beträgt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Verhältnis von Nickeloxid zu dreiwertigem Metalloxid von 8:1 bis 15:1 betragen.
In bestimmten Ausführungsformen kann ein Dimerisierungskatalysator von 21 Gew.-% bis 35 Gew.-% an Nickeloxid und von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% an dreiwertigem Metalloxid, bezogen auf das Gesamtgewicht an Nickeloxid, dreiwertigem Metalloxid und Siliciumoxid, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Dimerisierungskatalysator von 1,5 Gew.-% bis 4 Gew.-% dreiwertiges Metalloxid, bezogen auf das Gesamtgewicht an Nickeloxid, dreiwertigem Metalloxid und Siliciumoxid, umfassen.
Die Herstellung von Dimerisierungskatalysatoren wird im US-Patent 5,849,972 , Vicari et al., mit dem Titel "Oligomerization Of Olefins To Highly Linear Oligomers, and Catalyst For This Purpose" und im US-Patent 5,169,824 , Saleh et al., mit dem Titel "Catalyst Comprising Amorphous NiO On Silica/Alumina Support" beschrieben.
Die Umwandlung von Olefinen in einem ersten Kohlenwasserstoffstrom zu Dimeren in der Dimerisierungseinheit 110 kann als Batch-Verfahren, als kontinuierliches (z. B. unter Verwenden eines Festbettes), semi-Batch- oder Mehrschritt-Verfahren ausgeführt werden. In einem Batch-Verfahren kann der Katalysator mit dem ersten Kohlenwasserstoffstrom aufgeschlämmt werden. Die Temperaturbedingungen für die Dimerisierungsreaktion können von 120°C bis 200°C reichen. In einer Ausführungsform kann eine Reaktionstemperatur von 150°C bis 165°C reichen. Die Re aktionstemperatur kann mit verdampfendem Kühlen gesteuert werden, beispielsweise kann die Verdampfung von leichteren Kohlenwasserstofffraktionen aus dem Reaktionsgemisch verwendet werden, um die Reaktionstemperatur zu steuern.
Die hergestellten dimerisierten Olefine können die Dimerisierungseinheit über die zweite Leitung 130 als ein zweiter Kohlenwasserstoffstrom verlassen. Der zweite Kohlenwasserstoffstrom kann zu anderen Verfahrenseinheiten (z. B. einer Separatoreinheit, einer Alkylierungseinheit, einer Hydroformylierungseinheit, usw.) transportiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Kohlenwasserstoffstrom Olefine mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von 8 bis 16 umfassen. In anderen Ausführungsformen kann der zweite Kohlenwasserstoffstrom Olefine mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von 8 bis 12 umfassen. Der zweite Kohlenwasserstoffstrom kann in einigen Ausführungsformen einen Olefingehalt von mehr als 50 Gew.-% umfassen.
Die in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellten verzweigten Olefine können Methyl-, Ethyl- und/oder längere Kohlenstoffkettenverzweigungen umfassen. Es kann eine Wasserstoffkernmagnetresonanzanalyse (¹H-NMR) der isomerisierten Olefinzusammensetzung vorgenommen werden. 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 Dimerisierungseinheit hergestellt werden, minimiert werden. Die ¹H-NMR-Analyse der mit der Dimerisierungseinheit hergestellten Olefine kann das Ausmaß der Isomerisierung der Olefine in dem Kohlenwasserstoffstrom angeben.
Das Vorhandensein von quaternären Kohlenstoffatomen kann unter Verwenden des Kohlenstoff-13-(¹³C)-NMR-Verfahrens ermittelt werden. Der Typ der Verzweigung (z. B. Methyl, Ethyl, Propyl oder längere Gruppen) kann durch Hydrierung des Olefingemisches und anschließende 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 an Verzweigungen pro Olefinmolekül, das in der verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden ist, von 0,2 bis 1,5. Durch das Steuern der Verfahrensbedingungen, die in der Dimerisierungseinheit 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 Gesamtzahl an in den Olefinmolekülen vorhandenen Verzweigungen darstellen. In einigen Ausführungsformen können Methylverzweigungen mehr als 50% der Gesamtzahl an Verzweigungen in den Olefinmolekülen darstellen. Die Zahl an Ethylverzweigungen in den Olefinmolekülen kann in bestimmten Ausführungsformen weniger als 30% der Gesamtzahl an Verzweigungen betragen. In anderen Ausführungsformen kann eine Zahl an Ethylverzweigungen, sofern vorhanden, von 0,1% bis 2% der Gesamtzahl an 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 tertiären Kohlenstoffatomen, die in der verzweigten Olefinzusammensetzung vorhanden sind, kann weniger als 2% der vorhandenen Kohlenstoff atome betragen. In einer Ausführungsform machen die vorhandenen aliphatischen quaternären und/oder tertiären Kohlenstoffe weniger als 1% der vorhandenen Kohlenstoffatome aus. Für Anwendungen, in welchen die biologische Abbaubarkeit wichtig ist, kann die 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 beträgt eine Zahl an aliphatischen quaternären Kohlenstoffatomen, die in der Zusammensetzung verzweigter Olefine vorhanden sind, von 0,01% bis 0,3% der vorhandenen aliphatischen Kohlenstoffatome.
Hergestellte dimerisierte Olefine können, sofern gewünscht, mit Verfahren, die in der Technik bekannt sind, aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt werden (z. B. durch fraktionierte Destillation). In einer Ausführungsform kann wenigstens ein Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms die Dimerisierungseinheit 110 verlassen und über eine Leitung 220 in eine Separatoreinheit 210, wie in 2 dargestellt, eintreten. Das Reaktionsgemisch kann durch fraktionierte Destillation in der Separatoreinheit 210 in einen Strom aus hergestellten dimerisierten Olefinen und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen aufgetrennt werden. Wie hierin verwendet, bezeichnet "fraktionierte Destillation" die Destillation von Flüssigkeiten und die nachfolgende Sammlung von Fraktionen von Flüssigkeiten, die durch ihren Siedepunkt bestimmt werden. Der Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann Kohlenwasserstoffe mit Kohlenstoffzahlen von weniger als 8 umfassen. Wenigstens ein Teil des Stromes aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann über eine Leitung 240 in die Dimerisierungseinheit 110 eingeführt werden. Der Strom aus hergestellten dimerisierten Olefinen kann die Separatoreinheit 210 ver lassen und über eine Leitung 260 in die zweite Leitung 130 eingeführt werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Dimerisierungseinheit 110 mehrere Eintrittspunkte aufweisen, um Verfahrensströme, die in ihrer Zusammensetzung variieren können, 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 "Eintritt in die Dimerisierungseinheit" den Eintritt von Verfahrensströmen in die Dimerisierungseinheit über einen oder mehrere Eintrittspunkte.
Wenigstens ein Teil des Stroms aus hergestellten dimerisierten Olefinen kann über die zweite Leitung 130 in eine Alkylierungseinheit 140 eingeführt werden. Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen durch wenigstens einen Teil der in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellten verzweigten Olefine kann unter Verwenden von verschiedenen Reaktortypen ausgeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Alkylierungsverfahren Batch-weise durch Zufügen des Katalysators und der aromatischen Kohlenwasserstoffe in einen Reaktor, Erhitzen des Gemisches auf die Reaktionstemperatur und nachfolgendes Zufügen der olefinischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffe zum erhitzten Gemisch, durchgeführt werden.
Die Alkylierungseinheit 140 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 Dimerisierungseinheit 110, einen Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoffstrom, Gase und/oder andere Kohlenwasserstoffströme, die aus anderen Verfahren stammen und die Olefine und Paraffine umfassen.
In einer Ausführungsform wird wenigstens ein Teil der in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellten Olefine im zweiten Kohlenwasserstoffstrom in der Alkylierungseinheit 140 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 verzweigte Alkylgruppe besitzen. Die Minimierung von anderen Alkylierungsprodukten, wie Dialkylierungs- und höheren Alkylierungsprodukten, kann durch die Verfahrensbedingungen (z. B. das Molverhältnis, die Reaktionstemperaturen, den Katalysatortyp und die Konzentrationen der Reaktanten) in der Alkylierungseinheit 140 gesteuert werden.
In einer Ausführungsform können die Alkylierungsbedingungen für die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen in der Alkylierungseinheit 140 die Anwendung eines Katalysators vom 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 10% Wasser enthält, Fluorwasserstoffsäure, die weniger als 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 Aluminiumbromid 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, 417: 514, beschrieben.
In bestimmten Ausführungsformen basiert ein in der Alkylierungseinheit 140 verwendeter Katalysator auf einem Zeolithkatalysator, der mit einem Metall oder einer Metallverbindung modifiziert oder nicht modifiziert sein kann. Zeolithische Alky-lierungskatalysatoren werden in der US-Patentanmeldung Nr. 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 den Titel "Thermally Stable Noble Metal-Containing Zeolite Catalyst", beschrieben. Ein Zeolithkatalysator kann wenigstens einen Kanal mit einem kristallographisch freien Kanaldurchmesser besitzen, der von größer als 4 Å bis kleiner als 9 Å reicht. Wenn die Poren eine elliptische Form aufweisen, gilt als vereinbart, dass die größere Abmessung der Porengröße die zu berücksichtigende Abmessung ist. In einer Ausführungsform können die Abmessungen der Porengröße von 5,5 Å bis 7 Å reichen. Die Abmessungen der Porengröße von Zeolithen sind in W.M. Meier et al., "Atlas of Zeolite Structure Types", vierte überarbeitete Auflage, 1996, Elsevier, beschrieben.
In der Alkylierungseinheit 140 kann wenigstens ein Teil der Olefine im zweiten Kohlenwasserstoffstrom und wenigstens ein Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe unter Alkylierungsbedingungen in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators umgesetzt werden. Die Reaktionstemperaturen für die Alkylierungs reaktion können von mehr als 30°C bis weniger als 300°C reichen. Eine Alkylierungsreaktion kann in wenigstens einer teilweisen 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. Der in der Alkylierungseinheit 140 verwendete Druck kann vom Olefintyp, dem Typ des aromatischen Kohlenwasserstoffs und/oder der Reaktionstemperatur abhängen. Die Drücke in der Alkylierungseinheit 140 können von 3 Atmosphären bis 70 Atmosphären (304 kPa–7095 kPa) reichen. In bestimmten Ausführungsformen können die Drücke von etwa 20 Atmosphären bis 35 Atmosphären (2025–3545 kPa) reichen.
Die Alkylierungsbedingungen in der Alkylierungseinheit 140 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 Dimerisierungseinheit 110 hergestellten Olefine entspricht. Wie hierin verwendet, bezeichnet "Skelettisomerisierung während der Alkylierung" eine Isomerisierung während der Alkylierung, welche die Stelle der Verzweigung im Olefin oder im alkylaromatischen Kohlenwasserstoffprodukt verändert. Die Alkylierungsbedingungen können daher derart eingestellt werden, dass die Zahl an 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 140 hergestellt werden, kann durch die chemische Formel R-Y gekennzeichnet werden, wobei Y einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest (z. B. einen Phenylrest) darstellt und R einen Rest darstellt, der aus einem in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellten Olefin abgeleitet ist. Das Olefin kann eine Kohlenstoffzahl im Bereich von 7 bis 16 besitzen. 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. Die durchschnittliche Zahl an Verzweigungen pro Alkylmolekül, das in der Alkylzusammensetzung vorhanden ist, kann gleich der Zahl an Verzweigungen im Olefin sein (z. B. von 0,1 bis 2,0 betragen), das in der Dimerisierungseinheit 110 hergestellt wird.
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, mono-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, dialkylierten, trialkylierten und möglicherweise höher polyalkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen oder nicht umgesetzten Olefinen zu ergeben. Dennoch wird gewünscht, dass das Molverhältnis so nahe wie möglich bei 1:1 liegt, um die Verwendung des aromatischen Kohlenwasserstoffs zu maximieren und das Zurückführen von nicht umgesetzten aromatischen Kohlenwasserstoffen oder nicht umgesetzten Olefinen zu 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 etwa 3:1 bis etwa 100:1 eingestellt werden, um die Bildung 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 an deren 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 Olefin von 8:1 bis 30:1 betragen.
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 herzustellen, welcher weniger als 50% Mono-Olefine umfasst. In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahrensstrom, welcher 20% lineare Olefine und 80% Paraffine umfasst, einem Verfahrensstrom stromaufwärts einer Alkylierungseinheit zugesetzt werden, welcher überwiegend verzweigte Olefine enthält, um einen kombinierten Strom auszubilden. Die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit dem kombinierten Strom kann zu einem gemischten Strom führen, welcher verzweigte und lineare alkylaromatische Kohlenwasserstoffe umfasst.
Wenigstens ein Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms kann über eine dritte Leitung 150 in die zweite Leitung 130 eingeführt werden, um einen kombinierten Kohlenwasserstoffstrom herzustellen. Der kombinierte Strom kann in die Alkylierungseinheit 140 eintreten. Wenigstens ein Teil der Olefine im kombinierten Strom kann die aromatischen Kohlenwasserstoffe in der Alkylierungseinheit 140 alkylieren, um einen Alkylierungsreaktionsgemischstrom herzustellen. In einer Ausführungsform reicht ein Olefingehalt eines dritten Kohlenwasserstoffstroms von etwa 1% bis etwa 99%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Olefingehalt eines dritten Kohlenwasserstoffstroms von etwa 5% bis etwa 15%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffgehalt, betragen. In anderen Ausführungsformen kann ein Ole fingehalt eines dritten Kohlenwasserstoffstroms größer als 80%, bezogen auf den gesamten Kohlenwasserstoffstrom, sein.
In einigen Ausführungsformen kann der dritte Kohlenwasserstoffstrom lineare Olefine umfassen. Die Zufügung eines lineare Olefine umfassenden Stroms stromabwärts der Dimerisierungseinheit 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 140 kann eine Mischung von 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 Gesamteigenschaften besitzen, wenn sie in alkylaromatische grenzflächenaktive Mittel umgewandelt wird. Beispiele von verbesserten Eigenschaften umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, geringe Haut- und Augenreizung, Schäumeigenschaften, 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 eine vierte Leitung 170 in einen Separator 160 eintreten. Im Separator 160 können wenigstens zwei Ströme, ein Strom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe und ein alkylaromatischer Kohlenwasserstoffstrom, hergestellt werden. Der Strom nicht umgesetzter Kohlenwasserstoffe kann durch Anwenden von Verfahren, die in der Technik bekannt sind (z. B. Destillation, Fest/Flüssigtrennung, Absorbtion, Lösungsmittelextraktion, usw.), in einen aromatischen Kohlenwasserstoffstrom und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen aufgetrennt werden. Der abgetrennte aromatische Kohlenwasserstoffstrom kann den Separator 160 verlassen und über eine fünfte Leitung 180 zur Alkylierungseinheit 140 zurückgeführt werden. Der alkylaromatische Kohlenwasserstoffproduktstrom kann den Separator 160 verlassen und über eine sechste Leitung 190 transportiert werden, um vor Ort gelagert, verkauft, zur anderweitigen Lagerung abtransportiert und/oder in anderen Verfahrenseinheiten verwendet zu werden. Wenigstens ein Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen kann den Separator 160 über eine siebte Leitung 195 verlassen und mit anderen Verfahrensströmen kombiniert, zu anderen Verfahrenseinheiten geschickt und/oder vor Ort gelagert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen weiter in einen Kohlenwasserstoffstrom aufgetrennt werden, der Paraffine und nicht umgesetzte Olefine mit einer Kohlenstoffzahl von weniger als 8 umfasst. Der Kohlenwasserstoffstrom, welcher Paraffine und nicht umgesetzte Olefine mit einer Kohlenstoffzahl von weniger als 8 umfasst, kann stromaufwärts von der und/oder in die Dimerisierungseinheit 110 eingeführt werden.
Der 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 mit jedwedem in der Technik bekannten Sulfonierungsverfahren durchgeführt werden. Beispiele derartiger Verfahren umfassen die Sulfonierung unter Verwenden von Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Oleum oder Schwefeltrioxid. Details eines Sulfonierungsverfahrens, welches ein Luft/Schwefeltrioxid-Gemisch umfasst, sind 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 Erdalkalimetall- und Ammoniumhydroxide sein, welche das Kation der Sulfonatsalze liefern.
Eine allgemeine Klasse von verzweigten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffsulfonaten kann durch die chemische Formel (R-A'-SO₃)_nM gekennzeichnet werden. R kann einen von den verzweigten Olefinen abgeleiteten Rest mit einer mittleren Kohlenstoffzahl im Bereich von 4 bis 16 darstellen. In einer Ausführungsform reicht eine mittlere Kohlenstoffzahl von 7 bis 16. In einer anderen Ausführungsform reicht eine mittlere Kohlenstoffzahl von 10 bis 13. A' kann einen zweiwertigen aromatischen Kohlenstoffrest (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, die 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 Amoniumionen können, ohne darauf beschränkt zu sein, Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein A moniumion 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.
Verzweigte alkylaromatische Sulfonate können in einer großen Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Ein Beispiel einer Anwendung umfasst Detergensformulierungen. Detergensformulierungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, körnige Wäschewaschdetergensformulierungen, flüssige Wäschewaschdetergensformulierungen, flüssige Geschirrspüldetergensformulierungen und verschiedene Formulierungen. Beispiele von verschiedenen Formulierungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Allzweckreinigungsmittel, flüssige Seifen, Shampoos und flüssige Scheuermittel.
BEISPIELE
Beispiel 1: Dimerisierung von 1-Hexen: Ein Nickeloxiddimerisierungskatalysator für die Dimerisierung von einem C₆-Olefinstrom wurde mit dem in Beispiel 1 des US-Patents Nr. 5,169,824 , Saleh et al., mit dem Titel "Catalyst comprising Amorphous NiO On Silica/Alumina Support" beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Dimerisierungsergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1

Versuchsergebnisse Beispiel 1

Umwandlung (Gew.-%) 59

C₁₂-Olefin-Dimer (Gew.-%) 22

% Umwandlung von verzweigten C₁₂-Olefinen zu Gesamt-C₁₂-Olefinen 77
Beispiel 2: Dimerisierung von verdünntem 1-Hexen: Ein Nickeloxiddimerisierungskatalysator für die Dimerisierung von einem C₆-Olefinstrom wurde mit dem in Beispiel 1 des US-Patents Nr. 5,169,824 , Saleh et al., mit dem Titel "Catalyst Comprising Amorphous NiO On Silica/Alumina Support" beschriebenen Verfahren hergestellt. Ein 15 ml Reaktorrohr der Autoklaveneinheit wurde mit dem NiO-Katalysator (0,335 Gramm), 1-Hexen (1,675 Gramm), Hexan (1,675 Gramm) und einem Gaschromatographiestandard (0,67 Gramm lineares Tetradekan) beladen. Die Dimerisierungsergebnisse sind in Tabelle 2 angeführt. Tabelle 2

Versuchsergebnisse Beispiel 2

Umwandlung (Gew.-%) 54

C₁₂-Olefin-Dimer (Gew.-%) 8

% Umwandlung von verzweigten C₁₂-Olefinen zu Gesamt-C₁₂-Olefinen 82
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

Verfahren zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, umfassend: das Einführen eines ersten Kohlenwasserstoffstroms, wie er in einem Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt wird, welcher Olefine und Paraffine umfasst, in eine Dimerisierungseinheit, wobei die Dimerisierungseinheit konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Olefine in dem ersten Kohlenwasserstoffstrom zu dimerisieren, um dimerisierte Olefine herzustellen, und wobei wenigstens ein Teil der nicht umgesetzten Komponenten des ersten Kohlenwasserstoffstroms und wenigstens ein Teil der hergestellten dimerisierten Olefine einen zweiten Kohlenwasserstoffstrom ausbilden, und wobei wenigstens ein Teil der dimerisierten Olefine verzweigte Olefine sind; und wobei die Dimerisierungseinheit einen Dimerisierungskatalysator umfasst, der konfiguriert ist, um wenigstens einen Teil der Olefine zu dimerisieren und der Katalysator Nickeloxid umfasst; und das Einführen von wenigstens einem Teil des zweiten 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 aus dem zweiten Kohlenwasserstoffstrom zu alkylieren, um alkylaromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen, wobei wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe eine verzweigte Alkylgruppe umfasst, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom Olefine mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 8 oder einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 6 umfasst, wobei die Olefinzusammensetzung des zweiten Kohlenwasserstoffstroms lineare und verzweigte Olefine mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 16 umfasst, und wobei wenigstens ein Teil der verzweigten Olefine Methyl- und Ethylverzweigungen umfasst, und wobei der Nickeloxid umfassende Katalysator ein amorphes Nickeloxid ist, das als substantielle Monoschicht auf der Oberfläche eines Siliciumoxidträgers dispergiert ist, welcher Träger auch geringe Mengen an Oxiden von Aluminium, Gallium oder Indium einschließt, sodass das Verhältnis von Nickeloxid zu Metalloxid, welches im Katalysator vorhanden ist, im Bereich von 4:1 bis 100:1 beträgt, und wobei der Siliciumoxidträger eine Oberfläche im Bereich von 100 m²/g bis 450 m²/g besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom aus einem Fischer-Tropsch-Verfahren stammt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Olefinzusammensetzung im ersten Kohlenwasserstoffstrom lineare und verzweigte Olefine, und/oder von 50 Prozent bis 99 Prozent Olefine, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der erste Kohlenwasserstoffstrom von 50 Prozent bis 99 Prozent Olefine umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dimerisierungseinheit bei einer Temperatur von 120°C bis 200°C oder von 150°C bis 165°C betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dimerisierungseinheit konfiguriert ist, um mehr als 20 Prozent von einer verzweigten Dimerverbindung herzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Teil der verzweigten Olefine eine durchschnittliche Zahl an Verzweigungen pro Gesamtolefinmolekülen von wenigstens 0,7, von 0,7 bis 1,5, von 0,7 bis 2,0, von 1,0 bis 1,5, oder weniger als 2,5 umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Teil der verzweigten Olefine Methyl- und Ethylverzweigungen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die verzweigten Gruppen an den verzweigten Olefinen mehr als 50 Prozent Methylgruppen, weniger als 10 Prozent Ethylgruppen, und/oder weniger als 5 Prozent andere Gruppen als Methyl- oder Ethylgruppen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die verzweigten Olefine weniger als 0,5 Prozent aliphatische quaternäre Kohlenstoffatome oder weniger als 0,3 Prozent aliphatische quaternäre Kohlenstoffatome besitzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: das Abtrennen der hergestellten dimerisierten Olefine aus dem zweiten Kohlenwasserstoffstrom, um einen Strom aus dimerisierten Olefinen und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen auszubilden, wobei der Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen Kohlenwasserstoffe mit Kohlenstoffzahlen von weniger als 7 umfasst; und das Einführen von wenigstens einem Teil des Stroms aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen in die Dimerisierungseinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend: das Einstellen eines Verhältnisses von Olefinen zu Paraffinen, welche in die Alkylierungseinheit eingeführt werden, durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts zur Alkylierungseinheit, mit wenigstens einem Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms, um einen kombinierten Strom zu bilden; durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts zur Alkylierungseinheit, mit wenigstens einem Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei der dritte Kohlenwasserstoffstrom mehr als etwa 90 Gew.-% Paraffine umfasst; oder durch Kombinieren von wenigstens einem Teil eines dritten Kohlenwasserstoffstroms, stromaufwärts zur Alkylierungseinheit, mit wenigstens einem Teil des zweiten Kohlenwasserstoffstroms, um einen kombinierten Strom auszubilden, wobei der dritte Kohlenwasserstoffstrom Paraffine und Olefine mit einer Kohlenstoffzahl von 10 bis 16 umfasst; und das Einführen des kombinierten Stroms in die Alkylierungseinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Alkylierungseinheit konfiguriert ist, um mehr als 50 Prozent oder mehr als 85 Prozent monoalkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe herzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Molverhältnis von den aromatischen Kohlenwasserstoffen zu den verzweigten Olefinen in der Alkylierungseinheit von 0,1 bis 2,0 vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Alkylierungseinheit bei einer Reaktionstemperatur von 30°C bis 300°C betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die verzweigten Alkylgruppen der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe 0,5 Prozent oder weniger aliphatische quaternäre Kohlenstoffatome und eine durchschnittliche Anzahl an Verzweigungen pro Alkylgruppe von wenigstens 0,7 umfassen, und die Verzweigungen Methyl- und Ethylverzweigungen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner umfassend: das Bilden eines Alkylierungsreaktionsstromes, wobei der Alkylierungsreaktionsstrom wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe, wenigstens einen Teil der nicht umgesetzten Komponenten des zweiten Kohlenwasserstoffstroms, und wenigstens einen Teil der hergestellten alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe umfasst; das Abtrennen der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem Alkylierungsreaktionsstrom, um einen Strom an nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen und einen alkylaromatischen Kohlenwasserstoffstrom auszubilden, wobei der Strom an nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen wenigstens einen Teil der nicht umgesetzten Komponenten des zweiten Kohlenwasserstoffstroms und wenigstens einen Teil der aromatischen Kohlenwasserstoffe umfasst; das Abtrennen von wenigstens einem Teil der Paraffine und wenigstens einem Teil der Olefine aus dem Strom aus nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen, um einen aromatischen Kohlenwasserstoffstrom und einen Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen auszubilden; das Einführen von wenigstens einem Teil des aromatischen Kohlenwasserstoffstroms in die Alkylierungseinheit.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Abtrennen von Olefinen aus dem Strom aus Paraffinen und nicht umgesetzten Olefinen, um einen olefinischen Strom auszubilden, wobei die Olefine im olefinischen Strom eine Kohlenstoffzahl von 4 bis 8 besitzen, und das Einführen von wenigstens einem Teil des olefinischen Stroms in die Dimerisierungseinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, 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 in dem alkylaromatischen Kohlenwasserstoffstrom zu sulfonieren, um alkylaromatische Sulfonate auszubilden; und wobei wenigstens ein Teil der hergestellten alkylaromatischen Sulfonate verzweigte alkylaromatische Sulfonate umfasst.