DE69304687T2

DE69304687T2 - Verfahren zur Herstellung von Ethylbenzol

Info

Publication number: DE69304687T2
Application number: DE69304687T
Authority: DE
Inventors: Claude Demay
Original assignee: Elf Atochem SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2013-03-31
Also published as: RU2114810C1; CN1097187A; RU94041753A; ES2092294T3; AU3893193A; FR2689501B1; CN1042221C; PL174257B1; JP2535321B2; DE69304687D1; CA2133305C; EP0633872B1; WO1993020029A1; JPH07501557A; CA2133305A1; FR2689501A1; EP0633872A1; KR0146023B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Erdölraffination und der Petrochemie und betrifft genauer gesagt ein Verfahren zur Herstellung von Ethylbenzol aus einer Zusammensetzung, die Benzol enthält, und einer anderen Zusammensetzung, die Ethylen enthält. Ethylbenzol wird im wesentlichen als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von Styrol verwendet.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Ethylbenzol machen von der Friedel-Crafts-Reaktion, d.h. der Alkylierung von Benzol mit Ethylen, Gebrauch.
Die Katalysatoren bei dieser Reaktion sind Brönsted- oder Lewis-Säuren, die vor allem unter Aluminiumchlorid, Bortrifluorid, abgeschieden auf Aluminiumoxid und Zeolithen, die in Flüssigphase oder in Gasphase verwendet werden, ausgewählt werden.
Eine der Schwierigkeiten, denen man bei der Durchführung dieser Reaktion begegnet, ergibt sich aus der Tatsache, daß das gebildete Ethylbenzol gegenüber Ethylen reaktiver ist als Benzol; dies führt zu Diethylbenzolen, die, ihrerseits reaktiver als Ethylbenzol, dazu neigen, Triethylbenzole zu bilden.
Diese Tendenz zu einer Hexasubstitution des Benzols ist aber durch sterische Effekte und durch die Tatsache beschränkt, daß die so erzeugten, zunehmend elektronenreicheren aromatischen Verbindungen schließlich sehr stabile Komplexe mit den elektronenaufnehmenden Katalysatoren bilden, die bei dieser Alkylierungsreaktion eingesetzt werden.
Derzeit verwendet man, um diese Polyalkylierungsreaktionen zu begrenzen, einen starken Überschuß an Benzol, bezogen auf das Ethylen, beim Eintritt in die Alkylierungsreaktoren.
So liegt das Molverhältnis Benzol/Ethylen im allgemeinen im Bereich von 2 bis 2,5 bei den Verfahren, bei denen Aluminiumchlorid eingesetzt wird, und kann sogar einen Wert im Bereich von 8 bis 16 erreichen bei den Verfahren, bei denen Zeolithe in der Gasphase eingesetzt werden.
Trotz der Anwendung eines Benzolüberschusses, bezogen auf Ethylen, um die Bildung von Polyethylbenzol zu minimieren, kann diese nicht vollständig verhindert werden. So wird eine für Alkylate typische Zusammensetzung, die am Reaktorausgang erhalten wird, in dem Werk "Procédés de pétrochimie - Edition Technip" - Bd. I, S. 400, 1985 folgendermaßen angegeben, wobei die Prozentangaben Gewichtsprozente sind, bezogen auf das Gesamtgewicht:
Benzol 38 - 40 %
Ethylbenzol 41 - 43 %
Diethylbenzole 12 - 14 %
Triethylbenzole 2 - 3%
Höhere Polyethylbenzole mit mehr als drei Ethylgruppen und verschiedene 3 - 4%
Bei allen bekannten Verfahren werden die Polyethylbenzole, d.h. die mit mindestens zwei Ethylgruppen substituierten Phenylverbindungen, isoliert, bevor sie mit einem Überschuß an Benzol einer Transalkylierungsreaktion unterworfen werden gemäß: im Überschuß
Diese Reaktion, die durch die gleichen Katalysatoren wie die obige Alkylierungsreaktion katalysiert wird, kann in einem Reaktor ausgeführt werden, der von dem Reaktor für die Alkylierung getrennt ist, oder auch im Alkylierungsreaktor selbst, der mit einem Überschuß an Benzol arbeitet, um so gut wie möglich die überwiegende Bildung von Ethylbenzol zu begünstigen.
Eine detaillierte Beschreibung dieser bekannten Techniken der Herstellung von Ethylbenzol ist in dem zuvor genannten Werk "Procédés de pétrochimie" oder auch in "Encyclopedia of Chemical Technology", 3. Auflage, John Wiley and Sons, Bd. 21, S. 772 ff gegeben.
Bei allen oben erwähnten bekannten Verfahren sind das bei der Alkylierungsreaktion eingesetzte Benzol und Ethylen jeweils ausreichend technisch reine Produkte, um zu technischem Ethylbenzol zu führen, das dann durch eine Destillation-Rektifikation bis zum gewünschten Grad gereinigt werden kann.
Außerdem wurden die Technologien der Erdölraffination und der dabei erhaltenen Hauptprodukte in "Encyclopedia of Chemical Technology", 3. Auflage, Bd. 17, S. 183 ff beschrieben.
So werden bestimmte bei der Erdäldestillation erhaltene schwere Fraktionen durch katalytisches Kracken im Fließbett (FCC) katalytisch gekrackt, um leichtere Produkte zu erhalten, die als Treibstoffe mit hoher Octanzahl verwertet werden. Dieses Kracken führt ebenfalls zu einem bestimmten Anteil an Gas, das "FCC-Gas" genannt wird, bei dem eine Leichtfraktion gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Kohlenstoffzahl kleiner oder gleich 2 sowie Ethylen enthält. Dieses Ethylen ist allgemein in einer Menge von weniger als 30 Gew.-% in dieser Leichtfraktion enthalten. Die Wiedergewinnung bzw. Isolierung dieses Ethylens durch Verflüssigung und anschließende Destillation ist wirtschaftlich nicht rentabel und die Verwendung dieses Ethylens, das im wesentlichen mit Methan und Ethan verdünnt ist, wurde bereits beschrieben, vor allem in den britischen Patentschriften GB-908 505 und GB-1 013 268 und in den amerikanischen Patentschriften US-A-3 131 230, US-A-3 200 164 und US-A-3 205 277.
Bei den Alkylierungsverfahren dieser Patentschriften liegt das Verhältnis Benzol/Ethylen über 2 und ganz allgemein über dem Verhältnis, das bei den bekannten Verfahren angewandt wird, die praktisch reines Ethylen einsetzen, um das in der genannten Leichtfraktion enthaltene Ethylen aufbrauchen zu können (vergleiche auch: "Process economics program, Standford Research Institute", Bericht Nr. 33, Okt. 1986, S. 37).
Das erhaltene Alkylat enthält in starkem Übergewicht Benzol und wenig Ethylbenzol und Polyethylbenzole; dies hat beträchtliche Kosten für die Abtrennung von Ethylbenzol aus diesem Gemisch zur Folge, und ein solches Verfahren der Verwertung von Ethylen ist derzeit offenbar nicht Gegenstand technischer Ausnutzung. Somit wird die Leichtfraktion der FCC-Gase im Hinblick auf ihren Ethylengehalt nicht verwertet.
Das bei den obigen Verfahren verwendete Benzol stammt allgemein aus Fraktionen, die bei einem Dampfkracker einer petrochemischen Einheit anfallen, oder auch aus Fraktionen, die aus dem Reformer einer Roherdöl-Raffinerie erhalten werden.
Die Kopffraktionen eines Reformers können einen beträchtlichen Anteil Benzol enthalten und sind somit die Quelle eines beträchtlichen Teils der weltweiten Erzeugung von Benzol.
Wenn aber der Reformer, bezogen auf die Raffinerie insgesamt, unterdimensioniert ist oder auch wenn er mit zu schweren Fraktionen gespeist wird, um beträchtliche Mengen an Benzol zu ergeben, wird das letztere aus wirtschaftlichen Überlegungen in den Treibstoffen belassen. Wegen der anerkannten Toxizität des Benzols ergeben sich aber aus seiner Anwesenheit in Treibstoffen Probleme gegenüber vorhandenen oder zukünftigen Verordnungen.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die bessere Verwertung auf wirtschaftlicher Ebene von verdünntem Ethylen, vor allem von Ethylen, das aus Gasen des FCC-Verfahrens stammt.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierung von Benzol aus Leichtreformaten unter Erzeugung von Ethylbenzol, das durch Dehydrogenierung zu Styrol verwertet werden kann.
Diese Leichtreformate können nach der Abtrennung des Benzols durch Destillation-Rektifikation zu benzolfreien Treibstoffen führen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierung von Benzol aus den Leichtreformaten unter Isomerisierung des nicht-benzolischen Hauptteils des Reformats zu Produkten mit verbesserter Octanzahl.
Das Hauptziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit Hilfe eines Verfahrens zur Herstellung von Ethylbenzol erreicht, das von reinem Benzol oder von verdünntem Benzol und von einer Zusammensetzung (B), die Ethylen enthält, ausgeht; es ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
a) Umsetzung des reinen oder verdünnten Benzols mit der Zusammensetzung (B) in einer Alkylierungsreaktion, bei der Benzol mit Ethylen alkyliert wird und bei der das Molverhältnis Benzol/Ethylen 0,3 bis 1 beträgt, so daß ein Alkylierungsprodukt (Alkylat) fast ohne restliches Benzol erhalten wird, das Mono-, Di- und Triethylbenzol enthält;
b) Durchführung mindestens einer Destillation-Rektifikation mit diesem Alkylierungsprodukt unter Erhalt eines Destillats, das Di- und Triethylbenzol enthält;
c) Transalkylierung dieses Destillats mit Benzol unter Erhalt eines Transalkylierungsproduktes, das mit Monoethylbenzol angereichert ist, das aus dem Di- und Triethylbenzol des Destillats erzeugt wurde;
d) Durchführung mindestens einer Destillation-Rektifikation mit diesem Transalkylierungsprodukt unter Erhalt von Ethylbenzol.
Das Molverhältnis Benzol/Ethylen liegt im Bereich von 0,3 bis 1, so daß praktisch das gesamte eingesetzte Benzol verbraucht wird bei ausreichend hoher Geschwindigkeit der Alkylierungsreaktion des Benzols mit Ethylen.
Die Alkylierungsreaktion läßt sich gewerblich vorteilhaft mit Benzol durchführen, das außerdem gesättigte Kohlenwasserstoffe enthält, die das vorhandene Benzol verdünnen.
Das in gesättigten Kohlenwasserstoffen verdünnte Benzol ist vorteilhaft Leichtreformat, das aus einer Rohöl-Raffinerie stammt. Die Möglichkeit, diese allgemein in großen Mengen erhaltenen Leichtreformate zu verwenden und ihren Gehalt an Benzol zu unterdrücken bzw. auszuschalten, ermöglicht den Zugang zu Treibstoffen, die den Vorschriften bestens entsprechen.
Die Zusammensetzung (B) enthält vorteilhaft Ethylen, das in gesättigten Kohlenwasserstoffen verdünnt ist, mit Ausschluß von anderen ungesättigten Kohlenwasserstoffen als Ethylen. So vereinfacht die Abwesenheit von beispielsweise Propylen die Zusammensetzung des erhaltenen Alkylats und erlaubt eine leichte Trennung seiner Bestandteile, vor allem durch eine oder mehrere Destillationen-Rektifikationen.
Vorzugsweise ist die Zusammensetzung (B) eine Destillationsfraktion eines durch katalytisches Kracken im Fließbett ("Fluid Catalytic Cracking" - FCC) erhaltenes Krackgas, das Kohlenwasserstoffe mit einer Kohlenstoffzahl von kleiner oder gleich 2 enthält.
Wenn das verdünnte Benzol eine in einer Raffinerie verfügbare Leichtreformatfraktion ist, ist die volle Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erkennen; es ermöglicht in diesem Falle, den Hauptteil des in den FCC-Gasen der Raffinerie vorhandenen Ethylens mit dem gesamten im Leichtreformat verfügbaren Benzol zu behandeln.
Die Destillation-Rektifikation bzw. die Destillationen- Rektifikationen der Stufe b) werden bevorzugt so geregelt, daß das Destillat der Stufe b) kein Monoethylbenzol mehr enthält; dies wird durch mindestens eine Destillation-Rektifikation bewirkt, um eine Kopffraktion, die Monoethylbenzol enthält, und eine Bodenfraktion, die Di- und Triethylbenzol sowie schwere Anteile enthält, zu erhalten.
Bevorzugt wird diese Kopffraktion, die Monoethylbenzol enthält, in die Stufe a) zurückgeführt, um die Alkylierung dieses Monoethylbenzols zu Di- und Triethylbenzol zu erhalten. Auf diese Weise ist das aus dem Alkylierungsreaktor austretende Alkylat noch stärker an Di- und Triethylbenzol angereichert als das Alkylat, das ohne Rückführung erhalten wird, und das im verdünnten Benzol enthaltene Benzol vereinigt sich mit einer größeren Anzahl an Ethylenmolekülen und ist somit ein besserer Träger für die Ethylgruppe bei der Transalkylierung der Stufe c).
Da das verdünnte Benzol ein Leichtreformat ist, wird vorteilhaft in der Stufe b) durch eine weitere Destillation- Rektifikation eine aus gesättigten Kohlenwasserstoffen bestehende und praktisch benzolfreie Treibstofffraktion gewonnen.
Die Transalkylierung der Stufe c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß bekannten Verfahren durchgeführt; der Strom des verwendeten Benzols wird dann so eingestellt, daß die üblicherweise angewandten Verhältnisse Benzol/Ethylgruppen eingehalten werden. Diese Transalkylierung kann am gleichen Ort erfolgen, an dem die Alkylierung der Stufe a) vorgenommen wird, oder an einer anderen Stelle, die über ausreichende Mengen an Benzol verfügt. In diesem letzteren Falle können die Polyethylbenzole auf der Basis von Di- und Triethylbenzol in eine klassische Alkylierungseinheit auf der Ebene des Alkylierungs- oder Transalkylierungsreaktors eingeführt werden.
Zusätzlich zur vorstehenden Beschreibung dienen die folgenden Beispiele zum besseren Verständnis der Erfindung; Beispiel 5 wird dabei mit Bezug auf die einzige beigefügte Figur beschrieben, die ein Schema einer Ausführungsform des Verfahrens darstellt.
Diese Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung und stellen keinerlei Einschränkung des Rahmens der Erfindung dar.

Beispiel 1

In einen emaillierten druckfesten Autoklaven mit Rührwerk wurden 1000 g einer Charge Leichtreformat gegeben, das durch Überleiten über ein Molekularsieb entwässert worden war und, bezogen auf das Gewicht, enthielt:
- C&sub6;-Paraffine (mit 6 Kohlenstoffatomen): 72 %
- C&sub6;-Cycloparaffine (mit 6 Kohlenstoffatomen): 22 %
- Benzol: 6 %,
es wurden 1 g Aluminiumchlorid AlCl&sub3; und 1,4 g Ethylchlorid zugegeben, dann wurde der Autoklav verschlossen.
Nach dem Einschalten des Rührwerks wurde die Temperatur des Autoklavens auf 160ºC gebracht. Über ein Ventil wurde dann ein unter Druck stehendes Gas in den Autoklaven eingeführt, das 180 Liter unter Normalbedingungen des Drucks und der Temperatur entsprach und folgende molare Zusammensetzung aufwies:
- Methan 51 %
- Ethan 33 %
- Ethylen 16 %
Unter Berücksichtigung der in Form von Ethylchlorid eingeführten Ethylgruppen betrug das Molverhältnis Benzol/- Ethylen 0,59.
Nach einer Stunde, nach Abkühlen und Entspannen der Gase in einer Trockeneisfalle (-78ºC), wurden die im Autoklaven und in der Falle gewonnenen flüssigen Fraktionen vereinigt, mit Wasser gewaschen, durch Waschen mit einer 1 N-Natriumhydroxidlösung neutralisiert und dann erneut mit Wasser gewaschen.
Die gewichtsbezogene Zusammensetzung der schweren Fraktion, die die Kohlenwasserstoffverbindungen mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen enthielt, bestimmt durch Gaschromatographie, lautete wie folgt:
- Ethylbenzol 41 %
- Diethylbenzol 43 %
- Triethylbenzol 13 %
- schwere Anteile 3 %
Durch Destillation, nach Entfernen der Kopffraktion, bestehend aus Kohlenwasserstoffen mit 6 Kohlenstoffatomen, wurden 38 g Ethylbenzol und 52 g eines Gemisches aus Diethylbenzol und Triethylbenzol folgender gewichtsbezogener Zusammensetzung gewonnen:
- Diethylbenzol 77 %
- Triethylbenzol 23 %
Im Prinzip könnten die erhaltenen 38 g Ethylbenzol wieder rückgeführt werden bis zum Verschwinden in der gleichen Alkylierungsreaktion.
Sie stellen somit ein Potential von etwa 50 g eines Diethylbenzol/Triethylbenzol-Gemisches mit der gewichtsbezogenen Zusammensetzung 77/23 dar.
Auf diese Weise ermöglicht es die Durchführung der Alkylierungsreaktion unter den oben beschriebenen Bedingungen, mit einem Molverhältnis Benzol/Ethylen von 0,59 und vollständigem Rückführen des gebildeten Ethylbenzols, aus 1000 g Leichtreformat theoretisch etwa 102 g eines Diethylbenzol/Triethylbenzol-Gemisches mit einem Gewichtsverhältnis von 77/23 zu erhalten.
Die 52 g des vorstehenden Gemisches aus Di- und Triethylbenzol 77/23 wurden in einen Autoklaven verbracht, der 120 g Benzol, 0,17 g Aluminiumchlorid und 0,24 g Ethylchlorid enthielt. Das Molverhältnis Benzol/Ethylgruppen betrug 2,3.
Der Autoklav wurde verschlossen, das Rührwerk wurde eingeschaltet und die Temperatur wurde auf 160ºC gebracht.
Nach einstündiger Reaktion bei dieser Temperatur wurde vor dem Druckausgleich im Autoklaven und vor dem Öffnen des Autoklavens abgekühlt. Der Inhalt wurde neutralisiert und gewaschen, wie oben nach der Alkylierungsreaktion beschrieben. Man erhielt 172 g eines Gemisches, das, bezogen auf das Gewicht, enthielt.
- Benzol 50 %
- Ethylbenzol 40 %
- Diethylbenzol 7 %
- schwere Anteile 1 %
Dieses Gemisch wurde einer Destillation-Rektifikation unterworfen und ergab auf diese Weise etwa 68 g Ethylbenzol und 11 g Diethylbenzol.
Dieses Diethylbenzol kann in eine Transalkylierungsreaktion rückgeführt werden, um die Ausbeute an Ethylbenzol zu erhöhen.
Die Berechnungen zeigen, daß die Gesamtmenge an aus den 52 g des eingesetzten Gemisches herstellbarem Ethylbenzol etwa 86 g beträgt.
Ausgehend von den 102 g Diethylbenzol/Triethylbenzol- Gemisch, das aus den 180 Litern obigen Gases zugänglich ist, beläuft sich die Menge an erhältlichem Ethylbenzol auf etwa 169 g.
So können aus 1000 g Leichtreformat etwa 169 g Ethylbenzol erhalten werden.

Beispiel 2 - Vergleich

Zum Vergleich wurden 1000 g des gleichen Leichtreformats wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen behandelt mit der Ausnahme, daß ein Molverhältnis Benzol/Ethylen von 2,5 angewandt wurde, um wie in den bekannten Technologien die Bildung der Polyethylbenzole zu minimieren. Es wurden somit in den Autoklaven nur 40 Liter Gas des Beispiels 1 injiziert.
Nach der Umsetzung, dem Abkühlen, der Neutralisation und dem Waschen wie in Beispiel 1 wurde eine organische Phase gewonnen, deren gewichtsbezogene Zusammensetzung an Kohlenwasserstoffen mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen wie folgt lautete:
- Ethylbenzol 84 %
- Diethylbenzol 15 %
- Triethylbenzol 1 %
Durch Destillation-Rektifikation wurden 22,7 g Ethylbenzol und 4,2 g Polyethylbenzol erhalten. Diese in eine Transalkylierungsreaktion zurückgeführten Polyethylbenzole stellen ein Potential von etwa 7 g Ethylbenzol dar.
Die Menge an Ethylbenzol, die durch dieses einstufige Verfahren aus den 1000 g Leichtreformat potentiell zugänglich ist, beträgt somit etwa 29 g.
Man stellte weiterhin fest, daß von den im Leichtreformat enthaltenen 60 g Benzol lediglich etwa 20 g reagiert hatten. Man kann die Rückführung dieses Reformats in Betracht ziehen, aber dies ist schwer durchführbar im Hinblick auf die sehr geringen Verdünnungsgehalte des Benzols, die mit den Rückführungen abnehmen würden, wodurch enorme Reaktionskapazitäten notwendig würden.
Selbst bei Beibehaltung dieser Hypothese zeigen die Berechnungen, daß die Rückführungen bis zum Verschwinden des Benzols nur bis zu einem theoretischen Maximum von etwa 55 g Ethylbenzol führen würden. Somit haben die 1000 g Reformat nur ein theoretisches Potential von etwa 85 g Ethylbenzol, wenn sie entsprechend diesem Vergleichsverfahren behandelt werden.

Beispiel 3

In einen druckfesten Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit Rührwerk wurden eine 500 g Charge Reformat gemäß Beispiel 1 und 175 g eines entaluminierten Mordenits mit kleinen Poren mit einem Verhältnis Si/Al von 25 gegeben.
Die Temperatur des verschlossenen Autoklaven wurde auf 270ºC gebracht; dann wurde über ein Ventil das Äquivalent von 140 Nl des gleichen Gases wie in Beispiel 1 in den Autoklaven injiziert.
Das Molverhältnis Benzol/Ethylen betrug somit 0,38. Nach zweistündiger Reaktion bei 270ºC, nach dem Abkühlen und dem Entspannen der Gase wie im Beispiel 1, lautete die gewichtsbezogene Zusammensetzung der Fraktion der Kohlenwasserstoffe mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen wie folgt:
- Ethylbenzol 12 %
- Diethylbenzol 43 %
- Triethylbenzol 31 %
- schwere Anteile 14 %
Durch Destillation wurden 5,5 g Ethylbenzol und 36 g eines Gemisches aus Polyethylbenzolen der folgenden gewichtsbezogenen Zusammensetzung gewonnen:
- Diethylbenzol 58 %
- Triethylbenzol 42 %
Die Rückführung der obigen 5,5 g Ethylbenzol könnte zu etwa 7,6 g Diethylbenzol/Triethylbenzol-Gemisch 58/42 führen.
Durch vollständiges Rückführen des in dieser Alkylierungsreaktion gebildeten Ethylbenzols könnten die 500 g Leichtreformat etwa 44 g eines Diethylbenzol/Triethylbenzol- Gemisches 58/42 ergeben.

Beispiel 4

In einen gleichen Transalkylierungsautoklaven wie in Beispiel 1, wurden die obigen 36 g Gemisch aus Polyethylbenzolen, 110 g auf Molekularsieb getrocknetes Benzol, 0,15 g Aluminiumchlorid und 0,22 g Ethylchlorid eingeführt. Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren, und es wurden 136 g eines Gemisches erhalten, das, bezogen auf das Gewicht, enthielt:
- Benzol 54 %
- Ethylbenzol 38 %
- Diethylbenzol 6 %
- schwere Anteile 2 %
Durch Destillation-Rektifikation wurden 51,7 g Ethylbenzol und 8,2 g Diethylbenzol erhalten, die nach Rückführung in die gleiche Transalkylierungsreaktion zu etwa 13 g Ethylbenzol führen würden.
Aus den 36 g des eingesetzten Gemisches können somit durch Rückführung der Diethylbenzole bis zu deren vollständigem Verbrauch 67,4 g Ethylbenzol erhalten werden.
Aus den 44 g des Gemisches, das durch Behandlung von 500 g Reformat gemäß dem Verfahren des Beispiels 3 potentiell zugänglich ist, kann man auf diese Weise 82,4 g Ethylbenzol, das sind etwa 165 g, bezogen auf 1000 g Raffinat, erhalten.

Beispiel 5

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des Verfahrens in einer Einrichtung, die einen Alkylierungsreaktor 1, einen Transalkylierungsreaktor 6 sowie Destillationskolonnen 2 bis 5 und 7 bis 9 umfaßt.
Die Reaktoren und die Kolonnen sind jeweils für sich an sich bekannt. Die Einrichtung arbeitet kontinuierlich, und die Gewichtsmengen, Volumenmengen oder Molmengen sind bezogen auf 1000 g Leichtreformat angegeben.
Das Leichtreformat A enthält C&sub6;-Paraffine und C&sub6;-Cycloparaffine (zusammen 11 mol) sowie Benzol (0,77 mol).
Das FCC-Gas B (249 l) enthält ein Gemisch aus Methan und Ethan (zusammen 9,34 mol) und Ethylen (1,78 mol). Dieses Verhältnis von Reformat A und Gas B wird in den Alkylierungsreaktor 1 mit einem Katalysator 11, der AlCl&sub3; (0,0075 mol) enthält, und mit Ethylchlorid (0,0217 mol) eingebracht. Nach ausreichender Verweilzeit wird das Reaktionsmedium in die Kolonne 2 geführt, in der das Medium in einer Kopffraktion 12 und eine Nachlauf- bzw. Bodenfraktion 15 getrennt wird. Die zur Kolonne 5 geführte Kopffraktion wird in eine Gasfraktion 13, die Methan und Ethan (zusammen 9,34 mol) sowie Ethylen (0,02 mol) enthält, und in eine Bodenfraktion, bestehend aus den Treibstoffen 14 (11 mol) ohne merklichem Gehalt an Benzol getrennt. Die Bodenfraktion 15 enthält Monoethylbenzol (0,72 mol), Diethylbenzol (0,59 mol), Triethylbenzol (0,15 mol) und schwere Anteile (0,03 mol). Diese Fraktion wird in die Kolonne 3 geführt, in der am Kopf Ethylbenzol 16 abgetrennt wird, das in den Reaktor 1 zurückgeführt wird; am Boden werden Di- und Triethylbenzol sowie die schweren Anteile 17 erhalten und in die Kolonne 4 geführt, in der am Boden die schweren Anteile 19 (0,03 mol) abgetrennt werden.
Aus der Kolonne 4 tritt am Kopf ein Destillat 18 (Stufe b)) aus, das Diethylbenzol (0,59 mol) und Triethylbenzol enthält.
Dieses Destillat 18 wird in den Transalkylierungsreaktor 6 mit den Katalysatoren 21, die AlCl&sub3; (0,0013 mol) und Ethylchlorid (0,0037 mol) enthalten, eingeführt. Benzol 22 (0,86 mol) wird ebenfalls in diesen Reaktor 6 eingebracht. Das aus dem Reaktor 6 austretende Transalkylat 25 wird zur Kolonne 7 geführt, in der als Kopffraktion Benzol 23, das in den Reaktor 6 zurückgeführt wird, und als Bodenfraktion ein Gemisch 26, das Ethylbenzol (1,58 mol), Diethylbenzol (0,27 mol) und schwere Anteile (0,02 mol) enthält, abgetrennt werden. Das Gemisch 26 wird zur Kolonne 9 geführt, in der am Boden die schweren Anteile 30 (0,02 mol) abgetrennt und über Kopf ein Gemisch 27 aus Ethylbenzol (1,58 mol) und Diethylbenzol (0,27 mol) erhalten werden. Das Gemisch 27 wird in die Kolonne 8 eingeführt, in der am Kopf reines oder praktisch reines Ethylbenzol 29 (1,58 mol) und am Boden Diethylbenzol 28 (0,27 mol), das in den Reaktor 6 zurückgeführt wird, erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ethylbenzol aus reinem oder verdünntem Benzol und einer Zusammensetzung (B) die Ethylen enthält,

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Umsetzung des reinen oder verdünnten Benzols mit der Zusammensetzung (B) in einer Alkylierungsreaktion, bei der Benzol mit Ethylen alkyliert wird und bei der das Molverhältnis Benzol/Ethylen 0,3 bis 1 beträgt, so daß ein Alkylierungsprodukt fast ohne restliches Benzol erhalten wird, das Mono-, Di- und Triethylbenzol enthält,

b) Durchführung mindestens einer Destillation-Rektifikation mit diesem Alkylierungsprodukt unter Erhalt eines Destillats (18), das Di- und Triethylbenzol enthält,

c) Transalkylierung dieses Destillats (18) mit Benzol (22) unter Erhalt eines Transalkylierungsprodukts (25), das mit Monoethylbenzol angereichert ist, das aus dem Di- und Triethylbenzol des Destillats erzeugt wurde,

d) Durchführung mindestens einer Destillation-Rektifikation mit diesem Transalkylierungsprodukt (25) unter Erhalt von Ethylbenzol (29).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdünnte Benzol gesättigte Kohlenwasserstoffe enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdünnte Benzol ein Leichtreformat ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung (B) ebenfalls gesättigte Kohlenwasserstoffe enthält, wobei andere ungesättigte Kohlenwasserstoffe als Ethylen ausgeschlossen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung (B) eine Destillationsfraktion eines durch katalytisches Kracken im Fließbett (FCC) erhaltenen Krackgases ist, die Kohlenwasserstoffe mit höchstens zwei Kohlenstoffatomen enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Destillat aus Schritt b) auch Monoethylbenzol enthält und daß dieses Destillat mindestens einer Destillation-Rektifikation unter Erhalt einer Kopffraktion, die Monoethylbenzol enthält, und einer Nachlauffraktion, die Di- und Triethylbenzol enthält, unterzogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopffraktion, die Monoethylbenzol enthält, in Schritt a) zurückgeführt wird, um die Alkylierung dieses Monoethylbenzols zu Di- und Triethylbenzol zu erreichen.

8. Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt b) durch eine weitere Destillation-Rektifikation eine Benzinfraktion gewonnen wird, die aus gesättigten Kohlenwasserstoffen besteht und im wesentlichen kein Benzol enthält.