DE945326C - Process for the alkylation of aromatic hydrocarbons - Google Patents
Process for the alkylation of aromatic hydrocarbonsInfo
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Description
Verfahren zum Alkylieren von aromatischen Kohlenwasserstoffen Es ist bekannt, die Alkylierung aromatischer Kohlenwasserstoffe mittels Olefinen und insbesondere mittels gasförmiger Olefine unter gewöhnlichen Temperatur- und Druckbedingungen in Gegenwart von Katalysatoren des Friedel-Craftsschen Typs durchzuführen. Diese Reaktion liefert stets ein Gemisch von mono- und polyalkylierten Derivaten. Das ist insbesondere der Fall bei der Synthese des Monoäthylbenzols.Process for the alkylation of aromatic hydrocarbons It is known, the alkylation of aromatic hydrocarbons using olefins and in particular by means of gaseous olefins under normal temperature and pressure conditions to be carried out in the presence of catalysts of the Friedel-Crafts type. These The reaction always gives a mixture of mono- and polyalkylated derivatives. That is particularly the case in the synthesis of monoethylbenzene.
Es wurde erkannt, daß bei Verwendung der bekannten Verfahren, beispielsweise des in der USA.-Patentschrift 2 222 OI2 beschriebenen Verfahrens, der Prozentsatz der erhaltenen polyalkylierten Produkte gegenüber der monoalkylierten Verbindung, die technisch allein interessant ist, ein derartiger ist, daß dieses Verfahren für die industrielle Verwertung praktisch ausscheidet. Ziel der Erfindung ist demgemäß die Verbesserung dieses Verfahrens, um eine Verringerung des Anteiles an polyalkylierten Produkten zu erreichen. It has been recognized that using the known methods, for example of the process described in U.S. Patent 2,222 OI2, the percentage of the polyalkylated products obtained versus the monoalkylated compound, which is technically only interesting, is such that this process for industrial recycling is practically ruled out. The aim of the invention is accordingly the improvement of this process in order to reduce the proportion of polyalkylated Products to achieve.
Es wurde nun erkannt, daß der Anteil an polyalkylierten Komponenten
mit der Alterung des Katalysators ansteigt. So erhält man bei einer
Alkylierung
von Benzol mittels Äthylen in Gegenwart von Aluminiumchlorid, die bis zur vollständigen
Erschöpfung des Katalysators bei einer Temperatur von 83° durchgeführt wird, folgendes
Ergebnis: Tabelle I
Es wurde weiter festgestellt, daß sich die polysubstituierten Derivate um so leichter bilden, als die Konzentration an monoalkylierten Produkten im Reaktionsgemisch ansteigt. It was further found that the polysubstituted derivatives form all the more easily than the concentration of monoalkylated products in the reaction mixture increases.
Diese Beobachtungen haben erfindungsgemäß dazu geführt, die monoalkylierten Produkte im Maße ihrer Bildung abzuscheiden, ohne sie mit dem Katalysator bis zu seiner Erschöpfung in Kontakt zu lassen. According to the invention, these observations have led to the monoalkylated Separate products to the extent of their formation, without up to them with the catalyst to keep in touch with his exhaustion.
Ferner wurde gefunden, daß der Anteil von polyalkylierten Komponenten
ansteigt, wenn die Reaktionstemperatur fällt. So ergibt sich folgendes Bild: Tabelle
2
Schließlich wurde noch gefunden, daß man die Ausbeute an monoalkylierten Produkten steigert, wenn man die in den vorangehenden Arbeitsgängen anfallenden polyalkylierten Derivate in den Kreislauf zurückschickt, und zwar unter der ausdrücklichen Voraussetzung, daß bei ausreichend hoher Temperatur gearbeitet wird. Das wird veranschaulicht durch die Beispiele der folgenden Tabelle 3, die die Ergebnisse aufzeigt, die mit verschiedenen Mischungsverhältnissen und Temperaturen erhalten werden. Finally, it was found that the yield of monoalkylated Products if you add those in the previous work steps polyalkylated derivatives sent back into the cycle, under the express The prerequisite is that work is carried out at a sufficiently high temperature. That is illustrated by the examples of Table 3 below, which shows the results obtained with different mixing ratios and temperatures can be obtained.
Tabelle 3
Das Verfahren nach der Erfindung ist also durch folgende Merkmale gekennzeichnet: a) Die Arbeit wird bei der Siedetemperatur der Mischung unmittelbar, erhaltener alkylierter Kör per durchgeführt. Im übrigen kann man diese Temperatur durch anwendung von Lösungsmitteln oder durch Änderung des Druckes oder durch entspnechende Regelung des Benzolüberschusses zweckentsprechend einstellen; b) die Produkte durchlaufen die Reaktionszone in einer verhältnismäßig kurzen Zeit, bezogen auf die Lebensdauer, die der Katalysator bei nicht kontinuierlicher Arbeitsweise zeigen würde; c) die alkylierten Produkte werden sogleich von dem Katalysatorkomplex abgeschieden. Der letztere wird. in den Kreislauf zurückgeschickt; d) die monoalkylierten Produkte werden sogleich von den polyalkylierten Produkten abgetrennt und die letzteren ganz oder zum Teil in den Kreislauf zurückgeschickt. The method according to the invention is thus characterized by the following features marked: a) The work is carried out immediately at the boiling point of the mixture, obtained alkylated body carried out by. Otherwise you can use this temperature by using solvents or by changing the pressure or by appropriate Adjust control of excess benzene appropriately; b) go through the products the reaction zone in a relatively short time, based on the service life, which the catalyst would show if the mode of operation was discontinuous; c) the alkylated products are immediately separated from the catalyst complex. Of the the latter will. sent back into circulation; d) the monoalkylated Products are immediately separated from the polyalkylated products and the latter wholly or partially sent back into the cycle.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand praktischer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abb. I bis 3 der Zeichnungen beschrieben. In the following the invention is illustrated by means of practical embodiments with reference to Figures I to 3 of the drawings.
In dilesen stellt dar: Abb. 1 ein allgemeines Schema einer Anlage nach der Erfindung, Abb. 2 eine schematische Teildarstellung einer abgeänderten Ausführungsform und Abb. 3 eine der Abb. I entsprechende Darstellung mit Ergänzungen.In dilesen shows: Fig. 1 a general scheme of a system according to the invention, Fig. 2 is a schematic partial representation of a modified one Embodiment and Fig. 3 a representation corresponding to Fig. I with additions.
Wie Abb. 1 zeigt, wird der aromatische Kohlenwasserstoff aus dem Beschickungsgefäß A durch den Heber dem Kopf der Reaktionskolonne B mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die durch den Schieber b geregelt wird, und zwar gleichzeitig mit dem Katalysator (Komplex: KohLenwasserstoff-AlCl3), der durch die Rohrleitung C zufließt. Das Olefin oder die dieses enthaltende Gasmischung wird dler Kolonne B unten durch die Rohrleitung d zugeführt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch den Schieber e geregelt wird. Gegebenenfalls wird dabei gasförmiger Chlorwasserstoff durch die Rohrleitung f zugesetzt, in einer durch den Schieber g überwachten und geregelten Menge. In der Kolonne B wird die Temperatur selbsttätig durch das Mischen der Flüssigkeiten geregelt, das Olefin läuft im Gegenstrom zu dem aromatischen Kohlenwasserstoff und dem Katalysator um, wobei sich alkylilerte Derivate desselben bilden, die sich im Fuß der Kolonne sammeln, so daß sich ein Temperaturgefälle einstellt, bei dem die Temperatur von oben nach unten allmählich ansteigt, was für die maximale Bildung von monoalkyliertem Derivat vorteilhaft ist. Das Verhältnis von Kohlenwasserstoff zu Katalysator wird ebenso wie die Zuführung von Olefin so geregelt, daß im Fuß der Kolonne die gewünschte Konzentration an alkyliertem Derivat und am Kopf der Kolonne eine möglichst vollständige Erschöpfung des Olefins erzielt wird. Im Kühler c wird der Kohlenwas,serstoff von den Gasen getrennt, die ihrerseits durch die Rohrleitung i abgeführt werden und anschließend jeder erforderlichen Waschung unterzogen werden können, um mitgerissenen KohLenwasserstoff zurückzugewinnen. Der Kohlenwasserstoff wird durch die Rohrleitung 11 wieder in den Kreislauf zurückgeschickt. As Fig. 1 shows, the aromatic hydrocarbon from the Charge vessel A through the siphon to the top of reaction column B at one rate fed, which is controlled by the slide b, simultaneously with the Catalyst (complex: hydrocarbon-AlCl3), which flows in through pipe C. The olefin or the gas mixture containing it is passed through column B below the pipeline d is fed at a speed determined by the valve e is regulated. If necessary, gaseous hydrogen chloride is released through the Pipeline f added, in a monitored and regulated by the valve g Lot. In column B the temperature is automatically increased by the mixing of the liquids regulated, the olefin runs in countercurrent to the aromatic hydrocarbon and the catalyst to, forming alkylilerte derivatives of the same, which are in the Collect the foot of the column, so that a temperature gradient is established at which the Temperature gradually rises from top to bottom, which means maximum formation of monoalkylated derivative is advantageous. The ratio of hydrocarbon to the catalyst is regulated as well as the feed of olefin so that in the foot the column the desired concentration of alkylated derivative and at the top of the Column as complete exhaustion of the olefin as possible is achieved. In the cooler c the hydrocarbon is separated from the gases, which in turn are separated by the pipeline i are discharged and then subjected to any required washing can to recover entrained hydrocarbons. The hydrocarbon is sent back into the circuit through the pipeline 11.
Im Fuß der Kolonne B wird das Gemisch von Katalysator, nicht umgesetztem Kohlenwasserstoff und den allkylierten Reaktionsprodukten in der Dekantiervorrichtung D getrennt, gegebenenfalls unter Kühlung zur Verminderung der Löslichkeit der Kohlenwasserstoff-AlCl3-Komplexverbindung. At the bottom of column B, the mixture of catalyst is unreacted Hydrocarbon and the alkylated reaction products in the decanter D separately, optionally with cooling to reduce the solubility of the hydrocarbon-AlCl3 complex compound.
Diese Komplexverbindung, die sich in der unteren Schicht abscheidet, wird durch die Pumpe E und die Rohrleitung C in den, Reaktionskreislauf zurückgeführt. Die Mischung aromatischer Kohlen wasserstoffe, die die obere Schicht bildet, wird durch die Rohrteitung 1? in die Kolonne 17 geschickt, wo sie gewaschen wird und in der sie im Gegenstrom dem Waschwasser begegnet, das durch die Röhre j eintritt. Das Waschwasser wird durch das Rohr k abgeführt, während die Kohlenwasserstoffe nach dem Auswaschen und Beseitigen der Spuren mitgerissenen Katalysators durch die Rohrleitung I in die Fraktionierkolonne G gelangen. Die in Form eines azeotropischen Gemisches aus der Kolonne G abziehenden Dämpfe werden in dem Kondensator H kondensiert, der nicht umgesetzte Kohlenwasserstoff im Dekantiergefäß I von den kleinen Mengen von Wasser getrennt, die während des Durchganges durch die Waschkolonne mitgerissen worden sind. Der Kohlenwasserstoff wird durch die Rohrleitung rn und h über ein Ventil in die Reaktionskolonne B zurückgeführt. Eine kleine Menge des Kohlenwasserstoffes wird der Kolonne G durch den Heber n über einen Schieber zugeführt.This complex compound, which is deposited in the lower layer, is returned to the reaction circuit through pump E and pipe C. The mixture of aromatic hydrocarbons that forms the top layer is through the pipe 1? sent to the column 17, where it is washed and in which it meets the washing water in countercurrent, which enters through tube j. The washing water is discharged through the pipe k, while the hydrocarbons after washing out and removing the traces of entrained catalyst by the Pipeline I get into fractionation column G. The in the form of an azeotropic Mixtures of vapors withdrawn from column G are condensed in condenser H, the unreacted hydrocarbon in decanter I from the small amounts separated from water, which is entrained during passage through the wash column have been. The hydrocarbon is transported through the pipeline rn and h via a Valve returned to the reaction column B. A small amount of the hydrocarbon is fed to the column G by the lifter n via a slide.
Am Boden der Kolonne G wird das Gemisch alkylierter Kohlenwasserstoffe abgezogen, das in der Kolonne 1 fraktioniert wird. Am Kopf dieser Kolonne erhält man das reine Monoalkylprodukt, das im Kühler K kondensiert und durch die Rohrleitung o abgezogen bzw. durch die Rohrleitungp zum Teil wieder zurückgeführt wird. Am Fuß der Kolonne 1 werden durch das Rohrsystem r die polyalkylierten Derivate abgezogen, die teilweise durch die Rohrleitungs abgeführt werden, während der Rest durch die Rohrleitung t und die Pumpe N in die Reaktionskolonne B zurückgeschickt wird. Der verwendete Katalysator kann entweder periodisch oder kontinuierlich durch das Rohr u aus dem Dekantiergefäß D abgeleitet und hydrolysiert wrerden, um daraus die alkylierten Derivate herauszuziehen, die dann zur Trennung in dile Kolonne G gelangen. Als Ersatz wird nun durch die Rohrleitung v frischer Katalysator zugeführt, der beispielsweise erhalten wird durch mehrfaches Überleiten von aus dem Dekantiergefäß I abgeschiedenem Benzol über Aluminiumchlorid in der Kolonne L. Dieses Überleiten oder Hindurchleiten geschieht mittels der Pumpe M oder mit Hilfe beliebiger anderer Mittel. Man hat die Möglichkeit, die Reaktionstemperatur in der Kolonne B zu regeln, indem man den Druck in dieser Kolonne ändert. Man kann das beanspruchte Verfahren auch in Gegenwart von Lösungsmitteln ausführen.At the bottom of the column G, the mixture of alkylated hydrocarbons is withdrawn, which is fractionated in column 1. Receives at the top of this column the pure monoalkyl product, which condenses in the cooler K and through the pipeline o is withdrawn or partly returned through the pipelinep. At the foot the column 1, the polyalkylated derivatives are withdrawn through the pipe system r, which are partially discharged through the pipeline, while the rest through the Pipeline t and the pump N is sent back into the reaction column B. Of the Catalyst used can be either periodic or continuous through the tube u would be derived from the decanter D and hydrolyzed to produce the alkylated To pull out derivatives, which then arrive in column G for separation. As a replacement is now supplied through the pipe v fresh catalyst, for example is obtained by repeatedly passing over from the decanter I deposited Benzene over aluminum chloride in column L. This passing or passing through happens by means of the pump M or with the help of any other means. One has the possibility of regulating the reaction temperature in column B by the Pressure in this column changes. The claimed process can also be used in the presence run from solvents.
Es ist zu vermeiden, den Katalysator im Fuß der Kolonne B, wo er in Berührung mit den Reaktionsprodukten steht, zu überhitzen. Avoid placing the catalyst in the foot of column B, where it is is in contact with the reaction products, to overheat.
Die vorstehend geschilderte Arbeitsweise kann auch mittels der Anordnung nach Abb. 2 in folgender Weise verbessert werden. The method of operation described above can also be carried out by means of the arrangement according to Fig. 2 can be improved in the following way.
Im Fuß der Reaktionskolonne B erfolgt das Dekantieren der Komplexverbindung im wesentlichen auf einem tiefen Zwischenboden w. Die untere Schicht wird nun gegebenenfalls einem Hilfsdekantilergefäß D zugeleitet, von dem aus die Pumpe E den Katalysator von neuem durch die Rohrleitung C in die Reaktionskolonne B einfüllt. In the foot of the reaction column B, the complex compound is decanted essentially on a deep intermediate floor w. The lower layer is now optionally an auxiliary decantile vessel D supplied, from which the pump E the catalyst is again filled into the reaction column B through the pipe C.
Das Gemisch alkylierter Derivate, die am Fuß der Reaktionskolonne und am Dekantiergefäß D austreten, wird nun durch das Rohrleitungssystem R der Waschkolonne 17 (Abb. 1) und anschließend der Destillation zugeführt.The mixture of alkylated derivatives at the foot of the Reaction column and exit at the decanting vessel D, is now through the pipe system R of the wash column 17 (Fig. 1) and then fed to the distillation.
Die Einzelheiten der Durchführung des Verfahrens und der Apparatur können vielfältig abgewandelt werden. The details of the implementation of the process and the apparatus can be modified in many ways.
Beispielseise kann man die Kolonne B mit den Zwischenböden durch ein ReaktionUsgetfäß ersetzen, das mit einem Rührwerk oder auch ohne ein solches verwendet wird, während die übrigen Vorrichtungen unverändert bleiben. Man vergibt auf diese Weise aber den Vorteil der Trennung der polyalkylierten Verbindungen in der Kolonne gemäß ihrer Flüchtigkeit auf die verschiedenen Böden der Kolonne. Ebenfalls könnte man an Stelle der Kolonne B eine nach dem Gegenstromprinzip arbeitende Kontaktkolonne setzen, wie eine solche z. B. in der bereits genannten USA.-Patentschrift 2 222 OI2 beschrieben ist. In diesem Falle verliert man, selbst wenn man bei erhöhter Temperatur beispielsweise unter Überdruck arbeitet, den Vorteil der Selbstregulierung, die durch das Sieden eintritt; es werden aber alle anderen Vorteile der Erfindung beibehalten, nämlich-das Nichtwiederzurückführen des monoalkylierten Produktes und das geregelte Wiederzurückführen der polyalkyllierten Produkte. For example, you can go through column B with the intermediate trays Replace a reaction vessel with or without a stirrer is used while the other devices remain unchanged. One forgives in this way, however, the advantage of separating the polyalkylated compounds in the column according to their volatility on the different trays of the column. Likewise Instead of column B, a contact column working according to the countercurrent principle could be used put, such as such. B. in the aforementioned U.S. Patent 2,222 OI2 is described. In this case you lose, even if you increase Temperature works under overpressure, for example, the advantage of self-regulation, which occurs through boiling; however, there will be all of the other advantages of the invention retained, namely - not recycling the monoalkylated product and the regulated recycling of the polyalkylated products.
Die Erfindung umfaßt ebenfalls eine Verbesserung des oben geschilderten Ver£ahlnens, die mit besonderem Vorteil angewendet wird, wenn es sich um die Alkylierung von Benzol mit Propylen oder Butylen handelt, wodurch es dann möglich ist, den anteil von Polyalkylbenzolen noch weiter herabzudrücken. Die alkylierten Produkte, die als Neben oder Abfallprodukte bei den oblen beschriebenen Reaktionen erhalten werden, wie etwa die bei S (Abb. i) abgezogenen Produkte, können wieder durch einen Überschuß von Benzol in Gegenwart einer neuen Menge Katalysators derselben Gattung aufgearbeitet werden; aber das bedingt einen zusätzlichen Verbrauch an Katalysator. Andererseits verhindert das Wiederzurückschicken in den Kreislauf in der Alkylierungszone, selbst wenn es auch die Ausbeute verbessert, nicht die Bildung neuer Mengen polyalkylierter Produkte; dieses Zurückschicken kann also nur teilweise erfolgen. The invention also includes an improvement on the above Probably which is used with particular advantage when it comes to alkylation of benzene with propylene or butylene, which makes it possible to increase the proportion to depress polyalkylbenzenes even further. The alkylated products that are obtained as by-products or waste products in the reactions described above, such as the products withdrawn at S (Fig. i), can be replaced by an excess worked up by benzene in the presence of a new amount of catalyst of the same type will; but that requires an additional consumption of catalyst. on the other hand prevents re-cycling in the alkylation zone itself even if it improves the yield, it does not result in the formation of new amounts of polyalkylated ones Products; this sending back can only be partially done.
Es wurde nun aber weiter gefunden, daß im Falbe der Alkylierung von Benzol durch höhere Olefine als Äthylen die Alkylierung bei gewöhnlicher Temperatur vorteilhafter erfolgt. Bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei Siedetemperatur, tritt die Bildung der polyalkylierten Derivate in den Vordergrund. But it has now been found that in the Falbe the alkylation of Benzene by higher olefins than ethylene alkylation at ordinary temperature more advantageous. At elevated temperature, for example at boiling point, the formation of the polyalkylated derivatives comes to the fore.
Wenn man also die polyalkylierten Derivate in dem Reaktionsgemisch aus der Alkylierung in der Kälte wieder in den Kreislauf gibt, so kann man festestellen, daß neue Mengen polyalkylierter Derivate entstehen, etwa so, als wenn das Wiederzurückschicken in den Kreislauf nicht erfolgte. So if you have the polyalkylated derivatives in the reaction mixture from the alkylation in the cold back into the cycle, it can be determined that that new amounts of polyalkylated derivatives arise, as if sending them back again did not take place in the cycle.
Wenn man im Gegenteil das Reaktionsgemisch aus der Alkylierung in der Wärme wieder zurückgibt, so stellt man fest, daß die Wirksamkeit des Katalysators viel schneller abnimmt, und daraus ergibt sich eine neue Bildung polyalkylierter Derivate, die gerade der Alterung des Katalysators zuzuschreiben ist und die nur aufgehalten werden kann durch die Verwendung erheblich größerer Mengen des Katalysatons.If, on the contrary, the reaction mixture from the alkylation in the heat returns, it is found that the effectiveness of the catalyst decreases much faster, and this results in a new formation of polyalkylated ones Derivatives that can be attributed to the aging of the catalytic converter and which are only can be stopped by using significantly larger amounts of the catalyst.
Es wurde ebenfalls gefunden, daß das Zurückschicken der gesamten polyalkylierten Derivate möglich und wirksam ist, wenn man in Ider folgenden Weise in zwei verschiedenen, Phasen arbeitet: Man unterwirft der Einwirkung des Olefins ein Gemisch von aromatischem Kohlenwasserstoff und den polyalkylierten Derivaten, die man wieder in den Kreislauf geben will, in Gegenwart geeigneter Mengen eines Katalysators des Friedel-Craftsschen Typs, beispielsweise A1 C13, bei gewöhnlicher Temperatur und vorzugsweise unter Vermeidung jeder Temperatursteigerung durch ein sorgfältiges Abführen der durch die Reaktion frei gewordenen Wärmemengen, denn die Realtion verläuft stark exotherm. Nach Bildung einer bestimmten Menge Olefin wird das Gemisch zum Sieden gebracht und nach Hydrolyse des Aluminiumchlorids- der Destillation unterworfen. Man gewinnt nun den Überschuß von nicht umgesetztem aromatischem Kohlenwasserstoff und die mono- und polyalkylierten Derivate. Wenn die zugesetzte Menge polyalkylierter Derivate und die festgesetzte Menge an Olefin dem Gleichgewicht der Produkte am Schluß der Reaktion entsprechen, so kann man feststellen, daß das gesamte gebundene Olefin als monoalkylierte Derivate umgesetzt ist und die Menge der polyalkylierten Derivate sich unverändert vorfindet. It was also found that sending back the entire polyalkylated derivatives are possible and effective if one does the following works in two different phases: one is subjected to the action of the olefin a mixture of aromatic hydrocarbons and the polyalkylated derivatives, that you want to put back into the cycle, in the presence of suitable amounts of one Friedel-Crafts type catalyst, for example A1 C13, at ordinary Temperature and preferably avoiding any increase in temperature by a careful dissipation of the heat released by the reaction, because the Realtion is strongly exothermic. After a certain amount of olefin is formed, it becomes the mixture is brought to the boil and, after hydrolysis of the aluminum chloride, the distillation subject. The excess of unreacted aromatic hydrocarbon is now recovered and the mono- and polyalkylated derivatives. If the amount added is polyalkylated Derivatives and the fixed amount of olefin in the equilibrium of the products At the end of the reaction, it can be seen that the whole bound Olefin is implemented as monoalkylated derivatives and the amount of polyalkylated Derivatives are found unchanged.
Eine abgeänderte Ausführungsform des Verfahrens, die auch gute Ergebnisse liefert, besteht darin, die Alkylierung in Abwesenheit polyalkylierter Derivate in der Kälte durchzuführen. Nach Absorption der gewünschten Menge Olefin werden die in den Kreislauf zu schickenden Polyalkylverbindungen zugesetzt und die Temperatur zum Sileden gesteigert. Unter diesen Bedingungen werden noch die in der ersten Phase gebildeten Polyalkylverbindungen in Monoalkylverhindungen umgesetzt, und man findet am Schluß der Reaktion ur die Polyalkylverbindungen, die in der zweiten Phase zugesetzt wurden und dazu bestimmt sind, von neuem in den Kreislauf geschickt zu werden. A modified embodiment of the method which also gives good results provides, consists in the alkylation in the absence of polyalkylated derivatives to perform in the cold. After the desired amount of olefin has been absorbed added the polyalkyl compounds to be sent into the circuit and the temperature increased to Sileden. Under these conditions, those in the first phase will still be available The polyalkyl compounds formed are converted into monoalkyl compounds, and one finds at the end of the reaction ur the polyalkyl compounds that were added in the second phase and are intended to be put back into the cycle.
Die Vorteile des Venfahrens werden aus der folgenden Tabelle 4 klar, in der die Ergebnisse der zahlreichen Versuche und Erfahrungen zum Vergleich gestellt sind, die sich gemäß den vorstehenden Ausführungen bei der Alkylierung von Benzol durch Butylen herausgestellt haben. In der. Tabelle sind eingetragen: In Spalte A das Verhältnis der gebildeten Polyalkyle zu den gebildeten Monoalkylen und in Spalte B der Verbrauch an AlCl3 auf 100 kg monoalkylierten Produktes. The advantages of the method are clear from the following table 4, in which the results of numerous tests and experiences are presented for comparison are, according to the above statements in the alkylation of benzene by butylene. In the. Table are entered: In column A is the ratio of the polyalkyls formed to the monoalkylenes formed and in Column B shows the consumption of AlCl3 per 100 kg of monoalkylated product.
Die Erfindung kann in diskontinuierlichem oder kontinuierlichem Verfahren
angewendet werden
Tabelle 4
Beispiel I In einem 300 1 fassenden Gefäß, das mit 109 kg Benzol, 20,1 kg Polybutylbenzol, aus einem vorangehenden Arbeitsgang stammend, und 1 kg wasserfreiem Aluminiumchlorid beschickt ist, läßt man bei gewöhnlicher Temperatur eine Menge von 24,9 kg Butylen absorbieren. Die Absorption ist in 35 Minuten beendet. Nun bringt man das Gemisch I5 Minuten lang zum Sieden, wäscht mit Wasser und trocknet das Produkt durch azeotropische Destilllation, der sich eine Rektifizierung anschließt. Example I In a 300 liter vessel filled with 109 kg of benzene, 20.1 kg of polybutylbenzene from a previous operation and 1 kg anhydrous aluminum chloride is charged, it is left at ordinary temperature absorb an amount of 24.9 kg of butylene. The absorption is complete in 35 minutes. The mixture is then brought to the boil for 15 minutes, washed with water and dried the product by azeotropic distillation followed by rectification.
Man erhält 74,3 kg nicht umgesetztes Benzol, 59,6 kg Monobutylbenzol, 20,1 kg Polybutylbenzol, das man in einen neuen Arbeitsgang im Kreislauf zurückschicken kann. 74.3 kg of unreacted benzene, 59.6 kg of monobutylbenzene are obtained, 20.1 kg of polybutylbenzene that you send back in a new cycle can.
Man erhält so eine quantitative Umsetzung des beteiligten Butylens und des zur Reaktion gekommenen Benzols in Monobutylbenzol. Der Verbrauch an Katalysator beträgt 1,68 kg AlCl3 auf Iookg erzeugtes Monobutylbenzol. This gives a quantitative conversion of the butylene involved and the reacted benzene in monobutylbenzene. The consumption of catalyst 1.68 kg of AlCl3 is monobutylbenzene produced on Iookg.
Beispiel 2 100 kg Benzol werden in Gegenwart von 0,92 kg Al Cl3 bei gewöhnlicher Temperatur mit 22,7 kg Butylen alkyliert. Dann setzt man 18,4 kg von in den Kreislauf zu schickendem Polybutylbenzol hinzu und erhitzt 15 Minuten lang zum Sieden. Example 2 100 kg of benzene are added in the presence of 0.92 kg of Al Cl3 ordinary temperature with 22.7 kg of butylene alkylated. Then you put 18.4 kg of add polybutylbenzene to be recycled and heat for 15 minutes to simmer.
Nach dem Waschen und Trocknen erhält man bei der Rektifizierung 68,9 kg nicht umgesetztes Benzol, 53,8 kg Monobutylbenzol, 18,4 kg Polybutylbenzol, das wieder in den Kreislauf geschickt werden kann.After washing and drying, rectification gives 68.9 kg unreacted benzene, 53.8 kg monobutylbenzene, 18.4 kg polybutylbenzene, the can be sent back into the cycle.
Beispiel 3 Ein Reaktionsgefäß von 100 1 Nutzinhalt, das an einem Butylengasometer angeschlossen ist, wird in fortlaufendem Arbeitsgang gespeist mit 96 kg/ Stunde eines Gemisches aus 84,50/0 Benzol und 15,5% zum Kreislauf bestimmtem Polybutylbenzol, das 740 g wasserfreies Aluminiumchlorid suspendiert enthält. Während das Reaktionsgefäß auf gewöhnlicher Temperatur gehalten wird, erfolgt eine Absorption von I8,5 kg/Stunde Butylen. Example 3 A reaction vessel with a useful capacity of 100 liters, which is attached to a Butylene gasometer is connected, is fed with in a continuous operation 96 kg / hour of a mixture of 84.50 / 0 benzene and 15.5% intended for circulation Polybutylbenzene containing 740 g of anhydrous aluminum chloride in suspension. While the reaction vessel is kept at ordinary temperature, absorption occurs of 18.5 kg / hour butylene.
Das Reaktionsgemisch wird fortlaufend abgezogen und 15 Minuten lang in einem einfachen Dampfschlangenierhitzer auf 930 erhitzt, anschließend in kontinuierlichem Arbeitsgang mit Wasser gewaschen und destilliert.The reaction mixture is continuously withdrawn and continued for 15 minutes heated to 930 in a simple steam coil heater, then in continuous Operation washed with water and distilled.
Man erhält so pro Stunde 44 kg Monobutylbenzol, 15 kg Polybutylbenzol, 55,5 kg Benzol; die beiden l'etzten Derivate werden nach Zusatz von 25,5 kg/Stunde frischen Benzols wieder in den Kreislauf geschickt. This gives 44 kg of monobutylbenzene, 15 kg of polybutylbenzene per hour, 55.5 kg of benzene; the last two derivatives are after addition of 25.5 kg / hour fresh benzene sent back into the cycle.
Beispiel 4 Dies Verfahren arbeitet ia zwei Phasen; Beide Reaktionsstufen werden in der Kolonne B durchgeführt, die natürlich eine etwas größere Anzahl von Zwischenböden enthält. Im wesentlichen entspricht die Apparatur zwar derjenigen des einstufigen Verfahrens, jedoch sind gewisse, den Unterschieden in den Behandlungsschritten angepaßte Abweichungen auch in der Apparatur erforderlich. Diese Unterschiede und Abweichungen werden im folgenden an Hand der Abb. 3 näher beschrieben, wobei die gegenüber de-r Abb. I unverändert gebliebenen Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind, soweit sich nicht eine Bezeich.nung der gleichen Teile überhaupt erübrigte. Example 4 This procedure generally works in two phases; Both reaction stages are carried out in column B, which of course has a slightly larger number of Contains intermediate floors. The apparatus essentially corresponds to that of the one-step process, however, there are certain differences in the treatment steps adapted deviations also required in the apparatus. These differences and Deviations are described in more detail below with reference to Fig. 3, with the parts that have remained unchanged compared to Fig. I have the same reference numerals are designated, unless there is a designation of the same parts at all unnecessary.
Es werden zwei Reaktionszonen dadurch gebildet, daß das Olefin, gegebenenfalls in Mischung mit HCl, anstatt in den unteren Teil der Kolonne einzutreten, in den mittleren Teil durch die Rohrleitung dz mit dem Schieber el eingeführt wird. There are two reaction zones formed in that the olefin, optionally in a mixture with HCl, instead of entering the lower part of the column, into the middle part is introduced through the pipeline dz with the slide el.
Das Benzol tritt zum Teil in die Kolonne B durch die Leitung, wie im Falle der Abb. I, aber es kann auch zum Teil in den mittleren Teil der Kolonne B durch di'e Zuleitung kl eingeführt werden.Some of the benzene enters column B through line such as in the case of Fig. I, but it can also be partly in the middle part of the column B are introduced through the supply line kl.
Der obere Teil dieser Kolonne B wird ein für allemal mit einem dritten Körper von sehr niedrigem Siedepunkt, beispielsweise Butan, beschickt. The upper part of this column B becomes once and for all with a third Body of very low boiling point, for example butane, charged.
Die Wirkung dieses dritten Körpers tritt besonders in Erscheinung, wenn es sich um das Alkylieren aromatischer Kohlenwasserstoffe durch Umsetzung mit Olefinen längerer Ketten als Äthylen handelt. Die Gegenwart des dritten Körpers gestattet eine einwandfreile Überwachung der langsamer und stetig verlaufenden Reaktion und vermeidet das Auftreten von Wärmestauungen besonders zu Beginn der Behandlung.The effect of this third body is particularly evident, when it is the alkylation of aromatic hydrocarbons by reaction with Olefins longer chains than ethylene. The presence of the third body allows a perfect monitoring of the slow and steady reaction and avoids the occurrence of heat build-up, especially at the beginning of the treatment.
Der Umlauf des vor Ingangsetzen des Verfahrens in die Kolonne B gegebenen dritten Körpers wird so eingeregelt, daß er sich, sobald sich. ein gewisses Reaktionsgleichgewicht eingestellt hat, in der Höhe der Zwischenböden des oberen Teiles der Kolonne hält, wo sich z. B. eine Temperatur von 300 einstellt. Unter diesen Bedingungen geht die Alkylierung im oberen Teil der Kolonne B bei gewöhnlicher Temperatur vor sich, und die Umsetzung der polyalkylierten Produkte in monoalkylierte Produkte erfolgt dagegen im unteren Teil der Kolonne, die auf einer Temperatur von etwa 90° gehalten wird. Die Polyalkylbenzole werden in ihrer Gesamtheit durch die Rohrleitung t in die Kolonne B zurückgefü'hrt, von wo aus sie entweder in den Kopf oder mittels der Rohrleitung tl in den mittleren Teil der Kolonne zuru..dgeführt werden können. The circulation of the given in the column B before starting the process third body is regulated in such a way that, as soon as it is. a certain Reaction equilibrium has established, at the level of the intermediate floors of the upper Part of the column holds where z. B. sets a temperature of 300. Under under these conditions, the alkylation in the upper part of column B goes under normal conditions Temperature in front of you, and the conversion of the polyalkylated products into monoalkylated ones Products, however, takes place in the lower part of the column, which is at a temperature of is held at about 90 °. The polyalkylbenzenes are in their entirety by the Pipeline t is fed back into column B, from where it either goes into the head or fed back into the middle part of the column by means of the pipeline tl can be.
In gewissen Anwendungsfällen, besonders wenn das umgesetzte Olefin Butylen ist kann der dritte Körper schon von vornherein in einem zur Beschickung der alkylierungsanlage vorgesehenen Olefingeisch enthalten sein. Das ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Fall, wo zur Beschickung Gemische von Butylen und Butan dienen, wie sie aus den Raffinerien kommen. Hier ist der dritte Körper, also das Butan, dann gleich automatisch in der Beschickungsmenge enthalten. Diese Mischungen werden dann unmittelbar in den Mittelabschnitt der Kolonne B durch die Leitung dl eingeführt. In certain applications, especially when the converted olefin Butylene is the third body that can be used for charging from the outset the alkylation plant provided olefin mixture be included. This is with one particularly advantageous embodiment of the method of the case where for loading Mixtures of butylene and butane are used as they come from the refineries. here if the third body, i.e. the butane, is automatically included in the charge contain. These mixtures are then immediately put into the central section of the column B introduced through line dl.
Während der Behandlung sammelt sich das Butan im oberen Teil der Kolonne B an, wo es die Rolle des erwähnten dritten Körpers spielt Es ist jedoch notwendig, fortlaufend eine Menge von Butan abzuziehen, die gleich ist derjenigen Menge, die in dem Ausgangsgeisch enthalten ist, so daß das Gleichgewicht nicht gestört wird. Dieser Überschuß von Butan wird fortlaufend in dampfförmigem Zustand abgezogen, beispielsweise durch die Rohrleitung i. During the treatment, the butane collects in the upper part of the Column B at where it plays the role of the third body mentioned It is however necessary to continuously withdraw an amount of butane equal to that Amount contained in the starting mixture so that the equilibrium is not disturbed will. This excess of butane is continuously withdrawn in a vaporous state, for example through the pipeline i.
Claims (4)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1114805B (en) * | 1952-02-28 | 1961-10-12 | Dow Chemical Co | Process for the production of m- and p-methylstyrene |
EP0475687A1 (en) * | 1990-09-10 | 1992-03-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Catalytic process for production of sec-butylbenzene |
-
1948
- 1948-12-31 DE DEP28374A patent/DE945326C/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
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US5191136A (en) * | 1990-09-10 | 1993-03-02 | Sumitomo Chemical Co., Ltd. | Process for production of sec-butylbenzene |
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