FI89795B - Alkylation/transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds - Google Patents

Alkylation/transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds Download PDF

Info

Publication number
FI89795B
FI89795B FI884212A FI884212A FI89795B FI 89795 B FI89795 B FI 89795B FI 884212 A FI884212 A FI 884212A FI 884212 A FI884212 A FI 884212A FI 89795 B FI89795 B FI 89795B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
transalkylation
reaction zone
aromatic
catalyst
fraction
Prior art date
Application number
FI884212A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI884212A (en
FI884212A0 (en
FI89795C (en
Inventor
Paul Theron Barger
Gregory John Thompson
Raymond Russell Herber
Tamotsu Imai
Original Assignee
Uop Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uop Inc filed Critical Uop Inc
Priority to FI884212A priority Critical patent/FI89795C/en
Publication of FI884212A0 publication Critical patent/FI884212A0/en
Publication of FI884212A publication Critical patent/FI884212A/en
Publication of FI89795B publication Critical patent/FI89795B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI89795C publication Critical patent/FI89795C/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

f -·. ' · Γf - ·. '· Γ

il . , . Jil. ,. J

Alkylointi/transalkylointimenetelmä monoalkyloitujen aromaattisten yhdisteiden selektiivistä valmistusta varten Tämä keksintö koskee parannettua alkylointi/transalkylointime-netelmää, jossa käytetään kaksoisreaktorisysteemiä käyttäen erilaisia katalyyttejä monoalkyloidun aromaattisen tuotteen valmistamiseksi selektiivisesti. Tarkemmin sanottuna tässä keksinnössä käytetään jotakin kiinteätä fosforihappokatalyyt-tiä alkylointireaktion katalysoimiseen ja jotakin happoista kiteistä aluminosi1ikaattimateriaalia transalkyloint1reaktion katalysoimiseen. Keksinnössä käytetään myös kahden reaktio-vaiheen ja kahden erotusvaiheen synergiaa erittäin puhtaan mo-noalkyloidun aromaattisen tuotteen valmistamiseksi paremmilla saannoilla kuin mitkä saadaan käyttämällä vain yhtä alkyloin-t i reakt iovyöhykettä.This invention relates to an improved alkylation / transalkylation process using a dual reactor system using various catalysts to selectively prepare a monoalkylated aromatic product. More specifically, the present invention uses a solid phosphoric acid catalyst to catalyze the alkylation reaction and an acidic crystalline aluminosilicate material to catalyze the transalkylation reaction. The invention also uses the synergy of the two reaction steps and the two separation steps to produce a highly pure monoalkylated aromatic product in better yields than those obtained using only one alkylation reaction zone.

Aromaattisten yhdisteiden alkylointi jollakin alkylointiai-neella jonkin alkylointikatalyytin läsnäollessa on menetelmä, joka tunnetaan hyvin sen kyvystä tuottaa sellaisia monoalky-loituja aromaattisia tuotteita kuten etyy1ibentseeniä, kumee-nia, lineaarisia alkyy1ibentseenejä ja niin edelleen. Tällaiset monoalkyloidut aromaattiset yhdisteet ovat tärkeitä kemiallisia prekursoreita muun muassa pesuaineiden ja polymeerien valmistuksessa. Alkylointikatalyytteihi n, joilla tiedetään voitavan valmistaa alkyloituja aromaattisia yhdisteitä, kuuluvat hyvin tunnetut Friede1-Craftsin katalyytit, rikkihappo, fosforihappo, fluorihappo ja aluminiumkloridi joko nestemäisessä tai kiinteään kantajaan kiinnitetyssä muodossa. Kiinteitä rakeisia katalyyttejä, kuten savilaatuja, zeoliittejä ja amorfisia materiaaleja on myös käytetty alkylointikatalyyttei-nä sekä muunnetussa että luonnossa esiintyvässä muodossa.Alkylation of aromatic compounds with an alkylating agent in the presence of an alkylation catalyst is a method well known for its ability to produce monoalkylated aromatic products such as ethylbenzene, cumene, linear alkylbenzenes, and so on. Such monoalkylated aromatic compounds are important chemical precursors in the manufacture of detergents and polymers, among others. Alkylation catalysts known to be capable of preparing alkylated aromatic compounds include the well-known Friede1-Crafts catalysts, sulfuric acid, phosphoric acid, fluoric acid, and aluminum chloride in either liquid or solid support form. Solid granular catalysts such as clays, zeolites and amorphous materials have also been used as alkylation catalysts in both modified and natural forms.

Transalkylointireaktiovyöhykkeen käyttö alkylointireaktlovyo-hykkeen yhteydessä monoalky1 oitujen aromaattisten yhdisteiden valmistuksessa on myös tunnettua. Käyttämällä jossakin mene telmässä transalkylointireaktiovyöhykettä yhdessä alkylointi- 2The use of a transalkylation reaction zone in connection with an alkylation reaction zone in the preparation of monoalkylated aromatic compounds is also known. By using a transalkylation reaction zone in one method in combination with an alkylation 2

i>, > Ji>,> J

reaktiovyöhykkeen kanssa voidaan alkylointireaktiovyöhykettS. käyttää korkeamman asteen konversioon johtavissa olosuhteissa johtuen transalkylointireagenssin kyvystä muuttaa korkeamman asteen alkylointivyöhykeolosuhteissa muodostuneet ei-toivotut polyalkyloidut aromaattiset yhdisteet halutuiksi monoalkyloi-duiksi aromaattisiksi yhdisteiksi. Transalkylointikatalyytte-jä, joiden tiedetään olevan käyttökelpoisia alkyloitujen aromaattisten yhdisteiden valmistuksessa polyalkyloiduista aromaattisista yhdisteistä, kuuluvat Friede1-Craftsin katalyytit, kuten rikkihappo, fosforihappo, aluminiumkloridi joko nestemäisessä tai kiinteään kantajaan kiinnitetyssä muodossa, ja senkaltaiset. Kiinteitä rakeisia katalyyttejä, kuten saveja, zeoliittejä, ja amorfisia aineita on myös käytetty transalkyloint ikatalyytteinä.with the reaction zone can be alkylation reaction zones. use under conditions leading to a higher degree of conversion due to the ability of the transalkylation reagent to convert undesired polyalkylated aromatic compounds formed under higher degree of alkylation zone conditions to the desired monoalkylated aromatic compounds. Transalkylation catalysts known to be useful in the preparation of alkylated aromatics from polyalkylated aromatics include Friede1-Crafts catalysts such as sulfuric acid, phosphoric acid, aluminum chloride in either liquid or solid support form, and the like. Solid granular catalysts such as clays, zeolites, and amorphous materials have also been used as transalkylation catalysts.

Monoalkyloitujen aromaattisten tuotteiden valmistamiseksi tunnetaan lukemattomia menettelytapakaavoja, joissa käytetään alky loi nt i reakt iovyöhykettä , transalkylointireaktiovyöhykettä ja erotusvyöhykettä ja joissa käytetään erilaisia tuote-, syöttöjä välituotekierrätyksiä. Eräs haitta, joka koskee tunnettuja alkylointi/transalkylointimenetelmiä, on transalkylointikatalyyt in joskus nopea deaktivoituminen, joka johtuu aromaattisten trialkyyliyhdisteiden ja korkeammalla kiehuvien yhdisteiden läsnäolosta transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteessä. Tämä nopea deaktivoituminen vaatii katalyytin regeneroimista usein tai transalkylointikatalyytin uusimista usein. Deakti-voituneen transalkylointikatalyytin korvaaminen tai usein toistuva regenerointi voivat senvuoksi käydä aikaa vieviksi ja kalliiksi.Numerous process formulas are known for the preparation of monoalkylated aromatic products using an alkylation reaction zone, a transalkylation reaction zone and a separation zone, and using various product, feed intermediate intermediates. One disadvantage of known alkylation / transalkylation processes is the sometimes rapid deactivation of transalkylation catalysts due to the presence of aromatic trialkyl compounds and higher boiling compounds in the feed to the transalkylation reaction zone. This rapid deactivation requires frequent regeneration of the catalyst or frequent renewal of the transalkylation catalyst. Replacement or frequent regeneration of the deactivated transalkylation catalyst can therefore be time consuming and expensive.

Toinen ongelma, joka liittyy luonnostaan olemassa oleviin alkyloint imenetelmiin, joissa käytetään jotakin Friede1-Craft-sin katalyyttiä, kuten kiinteätä fosforihappoa tai fluorihap-poa, alkylointikatalyyttinä, on, että monet näistä katalyyteistä vaativat veden syöttämistä ja niissä syntyy sivutuotteena äärimmäisen syövyttävää lietettä. Tällaisia erittäin aktiivisia lietettä synnyttäviä katalyyttejä käytettäessä alky loint imenetelmässä prosessi joudutaan suorittamaan korkea- f- I -.f — ., , 3 asteiseen konversioon johtavissa kerta-ajo-olosuhteissa, joissa pyrkii muodostumaan suurehkoja määriä ei-toivottuja di- ja trialkyloituja aromaattisia yhdisteitä. Transalkylointireak-tiovyöhykkeen, joka sisältää jonkin stabiilin aktiivisen transalkyloint ikatalyyt in, lisääminen tällaiseen alkylointi-prosessiin mahdollistaa dialkyloitujen aromaattisten yhdisteiden muuttamisen monoalkyloiduiksi aromaattisiksi yhdisteiksi korkean asteen konversio-olosuhteita käyttäen ilman, että se vaikuttaa haitallisesti transalkylointikatalyytin käyttöikään.Another problem with inherently existing alkylation processes using a Friede1-Craft catalyst, such as solid phosphoric acid or fluoric acid, as the alkylation catalyst is that many of these catalysts require water feed and produce an extremely corrosive slurry as a by-product. When using such highly active slurry generating catalysts in the alky Loint process, the process has to be carried out under single run conditions leading to high-f-I -.f -., 3 degree conversion, which tends to form larger amounts of undesired di- and trialkylated aromatic compounds. The addition of a transalkylation reaction zone containing a stable active transalkylation catalyst to such an alkylation process allows the conversion of dialkylated aromatic compounds to monoalkylated aromatic compounds under high degree conversion conditions without adversely affecting the use of the transalkylate.

Uuden menetelmän, jossa käytetään alkylointireaktiovaiheen, ensimmäisen ja toisen erotusvaiheen ja transalkylointireaktiovyöhykkeen yhdistelmää ja jossa käytetään jotakin kiinteää fosforihappoaIkylointikatalyyttiä ja kiteistä aluminosi1ikaat-titransalkylointikatalyyttiä, on yllättävästi todettu olevan käyttökelpoinen monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen valmistuksessa erittäin korkeilla saannoilla. Lisäksi on keksitty, että erottamalla dialkyloidut aromaattiset yhdisteet osasta ei-toivottua heksyylibentseenituotetta ja jokseenkin kaikki trialkyloidut aromaattiset yhdisteet ja korkeammalla kiehuvat yhdisteet voidaan prosessi suorittaa paljon tehokkaammin vielä sillä lisäedulla, että transalkylointikatalyytin käyttöikä pi-tenee. Lopuksi vielä transalkylointikatalyytin, jonka on yllättävästi todettu tuottavan parhaat tulokset edellä mainitussa alkylointi/transalkylointimenetelmässä, lisäetuna on se, että se voidaan regeneroida pesemällä katalyytti kuumalla bentseeni1lä.A new process using a combination of an alkylation reaction step, a first and a second separation step and a transalkylation reaction zone and using a solid phosphoric acid alkylation catalyst and a crystalline aluminosilicate titranalkylation catalyst has been found to be very useful. In addition, it has been found that by separating the dialkylated aromatic compounds from a portion of the undesired hexylbenzene product and substantially all of the trialkylated aromatic compounds and higher boiling compounds, the process can be performed much more efficiently with the added benefit of prolonging the life of the transalkylation catalyst. Finally, a further advantage of the transalkylation catalyst, which has surprisingly been found to give the best results in the above-mentioned alkylation / transalkylation process, is that it can be regenerated by washing the catalyst with hot benzene.

Erään yleisen tunnusmerkkinsä mukaan tämä keksintö koskee parannettua alkylointi/transalkylointimenetelmää, joka käsittää a 1kylointireaktiovyöhykkeen, joka sisältää kiinteän fosfori -happokomponentin käsittävän alkylointikatalyytin, ensimmäisen erotusvyöhykkeen, toisen erotusvyöhykkeen ja jonkin kiteisen aluminosi1ikaatt itransalkyloint ikatalyyt in s i sä11ävän t ransaI * kylointireaktiovyöhykkeen ainutlaatuisen yhdistelmän, jossa alkylointiaine ja jokin aromaattinen substraatti reagoivat keskenään tuottaen monoalkyloidun aromaattisen tuotteen. En- 4 ^ ϋ simmäinen erotusvyöhyke on tunnettu siitä, että se erottaa kaksi fraktiota: (1) reagoimattoman aromaattisen substraatin käytettäväksi osana alkylointireaktiovyöhykkeen ja/tai tran-salkylointireaktiovyöhykkeen syötettä, (2) yhdisteet, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen, di- ja trialkyloidut aromaattiset yhdisteet mukaanluettuina, ja (3) monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen, joka otetaan talteen haluttuna tuotteena. Ei-toi-vottu tuotevirtaus, joka käsittää hiilivety-yhdisteitä, joiden molekyylipaino on pienempi kuin aromaattisen substraatin, otetaan myös talteen ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä. Toinen erotusvyöhyke on tunnettu siitä, että siihen syötetään ensimmäisestä erotusvyöhykkeestä tuleva fraktio, joka sisältää yhdisteet, joiden kiehumispiste on korkeampi kuin halutun mo-noalkyloidun aromaattisen yhdisteen, ja se erottaa tästä virtauksesta runsaasti dialkyloitua aromaattista yhdistettä sisältävän fraktion ja fraktiot, joiden kiehumispisteet ovat tämän runsaasti dialkyloitua aromaattista yhdistettä sisältävän fraktion kiehumispistettä korkeammat ja alhaisemmat.In one general aspect, the present invention relates to an improved alkylation / transalkylation process comprising an alkylation reaction zone comprising an alkylation catalyst comprising a solid phosphoric acid component, a first alkylation zone, a first separation zone, and a crystalline aluminic acid. an aromatic substrate reacts with each other to produce a monoalkylated aromatic product. The first separation zone is characterized by separating two fractions: (1) an unreacted aromatic substrate for use as part of the alkylation reaction zone and / or transalkylation reaction zone feed, (2) compounds having boiling points higher than the desired - and trialkylated aromatic compounds, and (3) a monoalkylated aromatic compound which is recovered as the desired product. An undesired product stream comprising hydrocarbon compounds having a lower molecular weight than the aromatic substrate is also recovered in the first separation zone. The second separation zone is characterized in that it is fed with a fraction from the first separation zone containing compounds having a higher boiling point than the desired monoalkylated aromatic compound, and separates from this stream a fraction rich in dialkylated aromatic compound and fractions having a boiling point of this. higher and lower than the boiling point of the aromatic compound-containing fraction.

Tämän keksinnön tavoitteena on vielä käyttää alkylointireak-tiovyöhykkeen katalyyttinä kiinteää fosforihappokatalyyttiä ja transalkylointireaktiovyöhykkeen katalyyttinä johonkin epäorgaaniseen oksidiin sidottua kiteistä aluminosi1ikaattikata-lyyttiä. Huomattakoon lisäksi, että menetelmässä käytettävä alkylointiaine voi olla jokin aikeeni, alkoholi, alkyylihali-di, alkyy1isulfonaatti tai jokin niiden seos, jossa alkyloin-tiaineen hiiliatomien lukumäärä on alueella 2-18.It is a further object of the present invention to use a solid phosphoric acid catalyst as the catalyst for the alkylation reaction zone and a crystalline aluminosilicate catalyst bound to an inorganic oxide as the catalyst for the transalkylation reaction zone. It should be further noted that the alkylating agent used in the process may be an alkene, an alcohol, an alkyl halide, an alkyl sulfonate, or a mixture thereof, wherein the number of carbon atoms of the alkylating agent is in the range of 2 to 18.

Erään erityissuoritusmuodon mukaan tämä keksintö koskee menetelmää isopropyylibentseenin, jota seuraavassa nimitetään ku-meeniksi, valmistamiseksi aromaattisena substraattina käytetyn bentseenin alkylointireaktiosta alkylointiaineena olevan pro-pyleenin kanssa. Alkylointireaktio tapahtuu alkylointireak- tiovyöhykkeessä, joka sisältää jonkin fosforihappokomponentin käsittävän kiinteän katalyytin, joka katalyytti on palloina, ekstruusiotuotteina tai rakeisina partikkeleina. Alkylointi-reaktiovyöhyke on edelleen tunnettu kyvystään ottaa vastaan i 5 j ...... f, syötteenä kierrätetty osa reagoimatta jäänyttä aromaattista substraattia, joka on otettu talteen ensimmäisessä erotusvyö-hykkeessä. Nestemäiset fraktiot, jotka käsittävät koko alky-lointireaktiovyöhykkeen tuotevirtauksen ja koko transa1 ky 1 oin-tireaktiovyöhykkeen tuotevirtauksen, ohjataan ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen erotettavaksi fraktioiksi, jotka käsittävät runsaasti bentseeniä sisältävän fraktion, runsaasti kumee-nia sisältävän fraktion ja fraktion, joka sisältää runsaasti yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin ku-meenin. Nestemäinen fraktio, joka sisältää runsaasti yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin kumeenin ja joka otetaan talteen ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä, ohjataan senjälkeen toiseen erotusvyöhykkeeseen, jossa se erotetaan runsaasti di-isopropyylibentseeniä sisältäväksi fraktioksi ja fraktioiksi, jotka sisältävät runsaasti komponentteja, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat tai alhaisemmat kuin runsaaasti di-isopropyylibentseeniä sisältävän fraktion. Transalkylointireaktiovyöhyke sisältää jonkin kiteisen alumi-nosi1ikaattikatalyytin, joka on pallojen, ekstruusiotuotteiden tai rakeisten partikkeleiden muodossa. Transalkylointireak-tiovyöhykkeen katalyytti on mieluiten mordeniittia, joka on sidottu 5-95 paino-%:iin jotakin epäorgaanista oksidikantajaa, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat A^O^, SiC^, AlPO^ ja niiden seokset. Lisäksi kiteinen aluminosi1ikaattitransal-kylointikatalyytti voi olla modifioitu höyrystabiloinni1 la, happomodifioinni1 la, ioninvaihdolla, ja senkaltaisilla menetelmillä. Transalkylointivyöhykkeen syöte voi muodostua osasta erotettua reagoimatonta bentseenifraktiota ja runsaasti di-isopropyylibentseeniä sisältävästä fraktiosta, josta osa reagoimatonta bentseenifraktiota tai se kokonaan on otettu talteen erotusvyöhykkeessä. Nämä ja muita tämän keksinnön suoritusmuotoja selviää seuraavasta yksityiskohtaisemmasta se-1i tyksestä.In a particular embodiment, the present invention relates to a process for the preparation of isopropylbenzene, hereinafter referred to as cumene, from the alkylation reaction of benzene used as an aromatic substrate with propylene as an alkylating agent. The alkylation reaction takes place in an alkylation reaction zone containing a solid catalyst comprising a phosphoric acid component in the form of spheres, extrusion products or granular particles. The alkylation reaction zone is further known for its ability to receive i 5 j ...... f, the recycled portion of the unreacted aromatic substrate recovered in the first separation zone. Liquid fractions comprising the entire product stream of the alkylation reaction zone and the entire product stream of the trans-reaction zone are directed to the first separation zone into fractions to be separated, comprising a benzene-rich fraction, a compound containing higher than the ku-menen. The liquid fraction rich in compounds with a higher boiling point than cumene and recovered in the first separation zone is then directed to the second separation zone where it is separated into a diisopropylbenzene-rich fraction and fractions with a high boiling point or higher fractions. a diisopropylbenzene-rich fraction. The transalkylation reaction zone contains a crystalline aluminosilicate catalyst in the form of spheres, extrusion products or granular particles. The catalyst for the transalkylation reaction zone is preferably mordenite bound to 5-95% by weight of an inorganic oxide support selected from the group consisting of Al 2 O 4, SiO 2, AlPO 4 and mixtures thereof. In addition, the crystalline aluminosilicate transcylation catalyst may be modified by vapor stabilization, acid modification, ion exchange, and the like. The feed to the transalkylation zone may consist of a portion of the separated unreacted benzene fraction and a diisopropylbenzene-rich fraction from which part or all of the unreacted benzene fraction is recovered in the separation zone. These and other embodiments of the present invention will become apparent from the following more detailed description.

US-patentissa 4 008 290 kuvataan jonkin kiinteän fosforihap-poalkylointikatalyytin käyttöä menetelmässä, joka sisältää transalkylointireaktiovyöhykkeen, joka on samantapainen, mutta ei sama kuin tämän keksinnön. US-patentissa 4 008 290 kuvattu 6 0.7 7 ? 5 menetelmä eroaa tämän keksinnön mukaisesta menetelmästä siinä, että siinä kierrätetään alkylointireaktiovyöhykkeen ulosvirtausta alkylointireaktiovyöhykkeen syöttöön lämpötilan ja konversion säätelytarkoituksessa. Tämän hakemuksen mukaisessa menetelmässä ei nimenomaan käytetä suoraa alkylointireaktiovyöhykkeen tuotteen kierrätystä, koska kierrätetty aine sisältää happaman 1ietekomponentin, joka syntyy veden vaikuttaessa kiinteään fosforihappoon. Hapan liete kierrätysvirrassa vaikuttaa haitallisesti alkylointikatalyytin käyttöikään ja se on myös syövyttävä tyypillisessä prosessimetallurgiassa. Erottavana lisäpiirteenä on tämän keksinnön tunnusmerkki, jonka mukaan transalkylointireaktiovyöhykkeen syöte käsittää pääasiassa dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä ja aromaattisen substraatin, jotta transalkylointikatalyytin käyttöikä saadaan mahdollisimman pitkäksi ja samalla lisätään koko prosessin konversiotehoa. Toista erotusvyöhykettä käytetään tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä erittäin puhtaan dialkyloidun aromaattisen fraktion aikaansaamiseen. US-patentin 4 008 290 mukaan sensijaan käytetään koko raskas alkylaattivirtaus, joka sisältää di-, tri- ja polyalkyloidut aromaattiset yhdisteet ja joka on otettu talteen yhdessä ainoassa erotusvyöhykkeessä, transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteenä. Dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä raskaampien komponenttien sisällyttämisen transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteeseen on todettu aiheuttavan transalkylointikatalyytin haitallista nopeutunutta deakt ivoi tumista.U.S. Patent 4,008,290 describes the use of a solid phosphoric acid polyalkylation catalyst in a process comprising a transalkylation reaction zone similar to, but not identical to, the present invention. 6 0.7 7 described in U.S. Patent 4,008,290? Method 5 differs from the method of the present invention in that it circulates the effluent from the alkylation reaction zone to the feed to the alkylation reaction zone for temperature and conversion control purposes. The process of this application does not specifically use direct recycling of the product of the alkylation reaction zone because the recycled material contains an acidic slurry component formed by the action of water on solid phosphoric acid. The acid sludge in the recycle stream adversely affects the life of the alkylation catalyst and is also corrosive in typical process metallurgy. A further distinguishing feature is the feature of the present invention that the feed to the transalkylation reaction zone comprises mainly dialkylated aromatic compounds and an aromatic substrate in order to maximize the life of the transalkylation catalyst while increasing the conversion efficiency of the entire process. The second separation zone is used in the process of this invention to provide a highly pure dialkylated aromatic fraction. According to U.S. Patent 4,008,290, instead, the entire heavy alkylate stream containing di-, tri- and polyalkylated aromatic compounds and recovered in a single separation zone is used as the feed to the transalkylation reaction zone. The inclusion of components heavier than dialkylated aromatic compounds in the feed to the transalkylation reaction zone has been found to cause detrimental accelerated deactivation of the transalkylation catalyst.

Tämän keksinnön mukaisen ainutlaatuisen prosessikombinaation on todettu yllättävästi olevan erittäin hyödyllinen monoalky-loidun aromaattisen yhdisteen valmistuksessa syötteestä, joka käsittää jonkin aromaattisen yhdisteen ja jonkin alkylointiai-neen ja jossa haluttu monoalkyloitu aromaattinen tuote saadaan suurilla saannoilla menetelmässä, joka luonnehditaan tehokkaaksi ja katalyyttejä, joiden käyttöikä on pitempi, sisältä-väks i.The unique process combination of this invention has surprisingly been found to be very useful in the preparation of a monoalkylated aromatic compound from a feed comprising an aromatic compound and an alkylating agent and in which the desired monoalkylated aromatic product is obtained in high yields in a process characterized by efficient catalysts. , inside-väks i.

Keksintö selviää edelleen liitteenä olevasta piirustuksesta, jonka ainoa kuvio on keksintöä rajoittamaton virtauskaavio, J w' 7 joka on esimerkki keksinnön mukaisen menetelmän eräästä suoritusmuodosta .The invention will become more apparent from the accompanying drawing, the sole figure of which is a flow chart, not limited to the invention, which is an example of an embodiment of the method according to the invention.

Tämän keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäinen vaihe käsittää jonkin alkylointiaineen ja jonkin aromaattisen substraatin ohjaamisen sekoitettuna alkylointireaktiovyöhykkeeseen, joka sisältää jonkin alkylointikatalyytin. A1 ky lointiaine, joka voidaan syöttää alkylointireaktiovyöhykkeeseen, voidaan valita ryhmästä erilaisia aineita, joihin kuuluvat mono-o1efiinit, diolefiinit, polyolefiinit, asetyleeniä sisältävät hiilivedyt ja myös alkyylihalidit, alkoholit, eetterit, esterit, joihin viimeksi mainittuihin kuuluvat alkyylisulfaatit, alkyylifos-faatit ja erilaiset karboksyy1ihappojen esterit. Parhaimmiksi todettuja olef i iniyhdist.eitä ovat olef i inihi i 1 i vedyt , joihin kuuluvat mono-olefiinit, jotka sisältävät yhden kaksoissidok-sen molekyylissä. Mono-olefiinit, joita voidaan käyttää ole-fiiniyhdisteinä tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä, ovat joko normaalisti kaasumaisia tai normaalisti nestemäisiä ja niihin kuuluvat etyleeni, propyleeni, 1-buteeni, 2-buteeni, isobutyleeni, ja suuremman molekyy1ipainon omaavat, normaalisti nestemäiset olefiinit, kuten erilaiset penteenit, heksee-nit, hepteenit, okteenit ja niiden seokset, ja vielä suuremman molekyy1ipainon omaavat nestemäiset olefiinit, joihin viimeksi mainittuihin kuuluvat erilaiset olefiinipolymeerit, joiden molekyylissä on noin 9-18 hiiliatomia ja joita ovat propyleeni-trimeeri, propyleenitetrameeri, propyleenipentameeri, jne. Syklo-olefiineja, kuten syklopenteeniä, metyylisyklopenteeniä, syklohekseeniä, metyylisyklohekseeniä jne., voidaan käyttää, vaikkakaan ei välttämättä vastaavin tuloksin. Muita hiilivetyjä, kuten parafiineja, nafteeneja ja senkaltaisia, jotka sisältävät 2-18 hiiliatomia, voi myös olla läsnä alkylointiai-neessa.The first step of the process of this invention comprises directing an alkylating agent and an aromatic substrate mixed with an alkylation reaction zone containing an alkylation catalyst. The A1 alkylating agent which can be fed to the alkylation reaction zone can be selected from the group consisting of mono-olefins, diolefins, polyolefins, acetylene-containing hydrocarbons and also alkyl halides, alcohols, ethers, esters of various carboxylates and alkyl sulfates, alkyl sulfates, alkyl esters. The most preferred olefinic compounds are olefinic hydrogens, which include monoolefins containing one double bond in the molecule. The monoolefins that can be used as the olefin compounds in the process of this invention are either normally gaseous or normally liquid and include ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, and higher molecular weight, normally liquid olefins such as various pentenes, hexenes, heptenes, octenes and mixtures thereof, and even higher molecular weight liquid olefins, the latter including various olefin polymers having from about 9 to about 18 carbon atoms in the molecule, such as propylene trimer, propylene tetramer, propylene pentamer, etc. -olefins such as cyclopentene, methylcyclopentene, cyclohexene, methylcyclohexene, etc. may be used, although not necessarily with similar results. Other hydrocarbons such as paraffins, naphthenes and the like containing from 2 to 18 carbon atoms may also be present in the alkylating agent.

Tämän keksinnön parhaimmaksi todetun suoritusmuodon mukaan mo-no-olefiini sisältää vähintään 2 ja enintään 14 hiiliatomia. Tarkemmin sanottuna mono-olefiini on mieluiten propyleeni.According to a preferred embodiment of the present invention, the monoolefin contains at least 2 and at most 14 carbon atoms. More specifically, the monoolefin is preferably propylene.

Tämän keksinnön mukainen aromaattinen substraatti, joka syöte- 8 r, ; ~ ~ tään alkyΙοintireaktiovyöhykkeeseen seoksena alkylointiaineen kanssa, voidaan valita aromaattisista yhdisteistä, joihin kuuluvat yksinään tai seoksena bentseeni ja monosyklinen alkyyli-substituoitu bentseeni, joka sisältää 7-12 hiiliatomia ja jolla on rakenne G--Rn jossa R on metyyli, etyyli tai niiden yhdistelmä, ja n on jokin kokonaisluku 1-5. Toisin sanoen syötteen aromaattinen substraattiosa voi olla bentseeni, jokin aromaattinen alkyyli-radikaali, joka sisältää 1-5 metyyli- ja/tai etyyliryhmäsubs-tituenttia, ja jokin niiden seos. Rajoittamattomia esimerkkejä sellaisista raaka-aineyhdisteistä ovat bentseeni, tolueeni, ksyleeni, etyylibentseeni, mesityleeni (1,3,5-trimetyylibent-seeni) ja niiden seokset. Erityisen hyväksi on todettu, että aromaattinen substraatti on bentseeni.The aromatic substrate of the present invention which feeds 8 r,; the alkylation reaction zone in admixture with an alkylating agent may be selected from aromatic compounds, alone or in admixture, with benzene and monocyclic alkyl-substituted benzene having from 7 to 12 carbon atoms and having the structure G to R 11 wherein R is methyl, ethyl or a combination thereof, and n is an integer from 1 to 5. That is, the aromatic substrate portion of the feed may be benzene, an aromatic alkyl radical containing 1 to 5 methyl and / or ethyl group substituents, and a mixture thereof. Non-limiting examples of such raw material compounds include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene (1,3,5-trimethylbenzene) and mixtures thereof. It has been found to be particularly advantageous that the aromatic substrate is benzene.

Alkylointireaktiovyöhyke sisältää jonkin alkylointikatalyytin. Eräs erityisen hyväksi todettu alkylointikatalyytti käsittää jonkin kiinteän fosforihappoa sisältävän komposiittiyhdisteen. Fosforihappoa sisältävä komposiittiyhdiste voidaan valmistaa yhdistämällä jokin fosforin happo, kuten pyro- tai tetrafosfo-rihappo, kiinteään kantajaan. Tarkoituksena ei ole osoittaa, että fosforin eri hapoilla, joita voidaan käyttää, saadaan katalyyttejä, joilla on samanlaiset vaikutukset mihin tahansa annettuun ai ky lointireaktioon, koska kullakin katalyytillä, joka on valmistettu eri hapoista ja hieman muutetuilla menettelytavoilla, on oma karakteristinen vaikutuksensa.The alkylation reaction zone contains an alkylation catalyst. One particularly preferred alkylation catalyst comprises a solid phosphoric acid-containing composite compound. A phosphoric acid-containing composite compound can be prepared by combining a phosphoric acid, such as pyro- or tetraphosphoric acid, with a solid support. It is not intended to show that the different phosphoric acids that can be used provide catalysts that have similar effects to any given reaction reaction, since each catalyst prepared from different acids and with slightly modified procedures has its own characteristic effect.

Trifosforihappoa, joka voidaan esittää kaavalla H^P^O^q, voidaan myös käyttää yhtenä lähtöaineena fosforihappoa sisältävän komposiittiyhdisteen, jota käytetään tämän keksinnön mukaisessa alkylointireaktiovyöhykkkeessä, valmistukseen.Triphosphoric acid, which can be represented by the formula H 2 P 2 O 2, can also be used as one starting material for the preparation of a phosphoric acid-containing composite compound used in the alkylation reaction zone of this invention.

Fosforihapposeosta, jota yleensä nimitetään polyfosforihapok- 9 '"· · ' si, voidaan myös käyttää komposiittiyhdisteen valmistukseen. Polyfosforihappo valmistetaan kuumentamalla ortofosforihappoa tai pyrofosforihappoa tai niiden seoksia sopivassa laitteistossa, kuten hii1ivuoratussa laitteessa, jota kuumennetaan happovirtauksi1 la tai muilla sopivilla tavoilla, jolloin saadaan fosforihapposeos, jonka yleensä todetaan sisältävän noin 79 paino-%:sta noin 85 paino-%:iin P^O^.A mixture of phosphoric acid, commonly referred to as polyphosphoric acid, can also be used to prepare a composite compound. Polyphosphoric acid is prepared by heating orthophosphoric acid or pyrophosphoric acid or mixtures thereof with which is generally found to contain from about 79% to about 85% by weight P 2 O 2.

Tetrafosforihappo, jolla on yleinen kaava HgP^O^> joka vastaa kaksoisoksidikavaa 3H_0.2PnO,_ , voidaan katsoa hapoksi, jokaTetrafosphoric acid of the general formula HgP 2 O 3> corresponding to the double oxide formula 3H_0.2PnO, _ can be considered as an acid which

Z Δ OZ Δ O

saadaan, kun ortofosforihapon, H^PO^, neljä molekyyliä menettää kolme vesimo 1ekyy1iä. Tetrafosforihappo voidaan valmistaa vähitellen tai kontrolloidusti poistamalla vettä tai kuumentamalla ortofosforihappoa ja pyrofosforihappoa tai lisäämällä fosforipentoksidia näihin happoihin oikeina määrinä.is obtained when four molecules of orthophosphoric acid, H 2 PO 4, lose three hydrogens. Tetraphosphoric acid can be prepared gradually or in a controlled manner by removing water or heating orthophosphoric acid and pyrophosphoric acid, or by adding phosphorus pentoxide to these acids in appropriate amounts.

Fosforihappoa sisältävä komposiittiyhdiste voi käsittää jonkin suuren pinta-alan omaavan kiinteän kantaja-aineen. Termillä "suuri pinta-ala" tarkoitetaan pinta-alaa, joka pinnan absorp- 2 tiomenetelmi11ä mitattuna on alueella noin 25 m /g - vähintään 2 noin 500 m /g, ja mieluiten kantajaa, jonka pinta-ala on noin 2 100-300 m /g. Senvuoksi tyydyttäviä kantaja-aineita tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien katalyyttien valmistuksessa ovat suuren pinta-alan omaavat kiteiset alumii-nioksidimuunnelmat, kuten gamma-, eta- ja theta-alumiinioksi-dit, vaikkakaan ne eivät ole välttämättä sopivuudeltaan yhtäläisiä. Edellä mainittujen gamma-, eta- ja theta-alumiiniok-sidien, joita voidaan käyttää kiinteinä kantajina, lisäksi muitakin tulenkestäviä oksideja ja niiden seoksia, kuten piidioksidia, zirkoniumoksidia , magnesiumoksidia, toriumoksidia, jne., piidioksidi-ai urn iniumoksidia, piidioksidi-magnesiumoksi-dia, alumiinioksidi-piidioksidi-magnesiumoksidi, a 1umiinioksi-di-toriumoksidi, alumiinioksidi-zirkoniumoksidia, jne. voidaan myös harkita käytettäväksi kiinteinä kantajina tämän keksinnön mukaisen menetelmän alkylointikatalyyteissä.The phosphoric acid-containing composite compound may comprise a large surface area solid carrier. The term "large surface area" means an area measured by a surface absorption method in the range of about 25 m / g to at least 2 about 500 m / g, and preferably a carrier having a surface area of about 2,100-300 m / g. Therefore, satisfactory supports for the preparation of the catalysts used in the process of this invention include high surface area crystalline alumina variants such as gamma, etha- and theta-aluminas, although they may not be of uniform suitability. In addition to the above-mentioned gamma, etha- and theta-aluminas which can be used as solid supports, other refractory oxides and mixtures thereof, such as silica, zirconia, magnesium oxide, thorium oxide, etc., silica-alumina, silica-magnesium oxide dia, alumina-silica-magnesium oxide, alumina-dithium oxide, alumina-zirconia, etc. may also be considered for use as solid supports in the alkylation catalysts of the process of this invention.

Alkylointireaktiovyöhykkeessä käytettävä fosforihappoa sisältävä komposiittiyhdiste voi sisältää noin 8 paino-% tai vähem 10 ' -· män - noin 80 paino-% tai enemmän fosforihappoa ja mieluiten noin 10 paino-%:sta noin 75 paino-%:iin fosforihappoa.The phosphoric acid-containing composite compound used in the alkylation reaction zone may contain from about 8% by weight or less to about 80% by weight or more of phosphoric acid, and preferably from about 10% to about 75% by weight of phosphoric acid.

Kiinteän fosforihappoalkylointikatalyytin, jota voidaan käyttää aikylointi reaktiovyöhykkeessä, lisäksi voidaan ajatella käytettävän muitakin alkylointikatalyyttejä, kuten jotakin boorihalidimodifioitua tulenkestävää epäorgaanista oksidikata-lyyttiä samoin kuin erilaisia kiteisiä aluminosi1ikaattialky-lointikatalyyttejä esillä olevassa alkylointi-transalkylointi-menetelmässä.In addition to the solid phosphoric acid alkylation catalyst that can be used in the alkylation reaction zone, it is contemplated to use other alkylation catalysts, such as a borohalide-modified refractory inorganic oxide catalyst, as well as various crystalline aluminosilicate catalysts.

Jatkuvatoimisessa menetelmässä aromaattisten hiilivetyjen al-kyloimiseksi olefiineillä edellä kuvatut reagenssit syötetään jatkuvatoimisesti paineastiaan, joka sisältää mieluiten edellä kuvatun kiinteän fosforihappokatalyytin. Tämä syöteseos voidaan syöttää alkylointireaktiovyöhykkeeseen, joka sisältää al-kylointikatalyytin, vakionopeudella tai vaihtoehtoisesti vaih-televalla nopeudella. Normaalisti aromaattinen substraatti ja olefiinia sisältävä alkylointiaine saatetaan kosketukseen toistensa kanssa moolisuhteessa noin 1:1 - 20:1 ja mieluiten moolisuhteessa noin 2:1 - 8:1. Syöttäminen näillä hyväksi todetuilla moolisuhtei1 la auttaa saamaan katalyytin käyttöiän mahdollisimman pitkäksi minimoimalla katalyytin deaktivoitumi-sen, jonka aiheuttaa koksin ja raskaiden materiaalien kerääntyminen katalyytille. Katalyytti voi olla yhdessä kerroksessa reaktori astiassa tai se voi olla jaettuna useisiin kerroksiin samassa reaktorissa. Alkylointireaktiosysteemi voi sisältää yhden reaktioastiän tai useita reaktoriasiioita sarjassa. Syöttö reaktiovyöhykkeeseen voi tapahtua pystysuoralla ylös-päinvirtauksella tai alaspäinvirtauksella katalyyttikerroksen läpi tyypillisessä tulppavirtausreaktorissa tai vaakasuoraan katalyyttikerroksen läpi radiaalivirtausreaktorissa.In a continuous process for the alkylation of aromatic hydrocarbons with olefins, the reagents described above are fed continuously to a pressure vessel, preferably containing the solid phosphoric acid catalyst described above. This feed mixture can be fed to the alkylation reaction zone containing the alkylation catalyst at a constant rate or alternatively at a variable rate. Normally, the aromatic substrate and the olefin-containing alkylating agent are contacted with each other in a molar ratio of about 1: 1 to 20: 1, and preferably in a molar ratio of about 2: 1 to 8: 1. Feeding at these well-established molar ratios helps to maximize the life of the catalyst by minimizing catalyst deactivation caused by the accumulation of coke and heavy materials on the catalyst. The catalyst may be in one layer in the reactor vessel or it may be divided into several layers in the same reactor. The alkylation reaction system may contain one reaction vessel or several reactor vessels in series. The feed to the reaction zone can take place vertically upstream or downstream through the catalyst bed in a typical plug flow reactor or horizontally through the catalyst bed in a radial flow reactor.

Eräissä tapauksissa reaktiolämpöti1 an pitämiseksi hyväksi todetulla alueella ja siten ei-toivottujen polyalkyloitujen aromaattisten yhdisteiden muodostumisen vähentämiseksi saattaa olla suotavaa jäähdyttää reagensseja reaktion aiheuttaman lämmön johtamiseksi pois. Jäähdytysvirta, joka muodostuu alky- 11 r ·~\ * * " j . · -' lointiaineolefiinistä tai osasta hapanta siirappia sisältämätöntä monoa1kyloitua aromaattista fraktiota tai aromaattisesta substraatista, joka on otettu talteen ensimmäisessä erotusvyö-hykkeessä, tai niiden seoksista, voidaan ruiskuttaa alkyloin-tireaktiosysteemiin lämmön poisjohtamiseksi ja syöttää lisämääriä olefiinialkylointiainetta ja reagoimatonta aromaattista substraattia eri kohdista reaktiovyöhykettä. Tämä suoritetaan esimerkiksi yksivaiheisessa reaktorissa ruiskuttamalla useita kertoja edellä mainittuja jäähdytysvirtakomponentteja reaktio-vyöhykkeeseen strategisesti sijoitetuista syöttöputkista, jotka johtavat mainittuun reaktiovyöhykkeeseen. Jäähdytysmate-riaalin, joka ruiskutetaan joko yksivaiheiseen reaktiosysteemi in tai monivaiheiseen reaktiosysteemiin, määrä ja koostumus voi vaihdella tarpeen mukaan. Etuja, jotka saadaan useilla ruiskutuksilla, ovat kalliin jäähdytyslaitteiston eliminoituminen prosessissa, parempi selektiivisyys halutun alkyloidun aromaattisen yhdisteen muodostumisessa, suuremman lämmönalene-misen aikaansaaminen ja olefiinin ja aromaattisen yhdisteen moolisuhteen saaminen optimaaliseksi koko reaktiovyöhykkeessä, jolloin halutusta monoalkyloidusta aromaattisesta yhdisteestä saadaan parempi saanto.In some cases, in order to maintain the reaction temperature in the preferred range and thus reduce the formation of undesired polyalkylated aromatic compounds, it may be desirable to cool the reagents to dissipate the heat generated by the reaction. A cooling stream consisting of an alkyl olefin or a portion of an acid syrup-free monoylated aromatic fraction or aromatic substrate recovered from the first separation zone, or mixtures thereof, can be injected by alkylation. to dissipate heat and to make additional quantities of olefiinialkylointiainetta and unreacted aromatic substrate at different points of the reaction zones. This is accomplished, for example, a single-stage reactor by injecting several times in the above cooling stream components into the reaction zone of strategically placed feed pipes leading to said reaction zone. Jäähdytysmate-als, which is injected into either a single stage reaction system in or multi-stage reaction system , quantity and composition may vary as required.The advantages of multiple injections are the cost of expensive refrigeration equipment. elimination of the process in the process, better selectivity in the formation of the desired alkylated aromatic compound, providing greater heat reduction and optimizing the molar ratio of olefin to aromatic compound throughout the reaction zone, resulting in a better yield of the desired monoalkylated aromatic compound.

Lämpötiloja, jotka ovat sopivia käytettäviksi tässä menetelmässä, ovat lämpötilat, jotka käynnistävät reaktion aromaattisen substraatin ja sen nimenomaisen olefiinin, jota käytetään halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen valmistamiseen selektiivisesti. Yleensä sopivia lämpötiloja ovat noin 100° C:sta noin 390°C:een, erityisesti noin 150°C:sta noin 275° C:een. Paineet, jotka ovat sopivia käytettäviksi tässä, ovat mieluiten korkeampia kuin noin 1 atm, mutta ne eivät saisi olla korkeampia kuin noin 130 atm. Erityisen suotuisa painealue on noin 10 atm:sta noin 40 atm:iin; bentseenin syöttönopeu-teen perustuva, katalyytin läpi menevän nesteen nopeus tunnissa (LHSV) on noin 0,5 h~1 _ noin 50 h-1 ja erityisesti noin -1 -1 1 h - noin 10 h . Huomattakoon, että tässä käytetyn lämpötila- ja paineyhdistelmän tulee olla sellainen, että alkyloin-ti- ja transalkylointireaktiot tapahtuvat olennaisesti neste-faasissa. Nestefaasissa tapahtuvassa alkyloitujen aromaattis- 12 . · - .- ' s' ten yhdisteiden valmistusmenetelmässä katalyytti pestään jatkuvasti reagenssei1 la, millä estetään hii1ikarstaprekursorien kerääntymistä katalyytille. Tämän seurauksena mainitulle katalyytille muodostuu vähemmän hiiltä, jolloin katalyytin käyttöikä pitenee verrattuna kaasutaasialky1 ointimenete1mään, jossa hiilikarstan muodostuminen ja katalyytin deaktivoituminen on suuri ongelma. Katalyytin deaktivoiturnisnopeuden hidastamiseksi edelleen voidaan alky 1ointireaktiovyöhykkeen syötteeseen ja transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteeseen lisätä ^2:a riittävänä määränä kysymyksessä olevan reaktiovyöhykkeen nestesyötteen kyllästämiseksi. a2:n lisääminen tasapainomää-rinä kysymyksessä oleviin nestefaasisyötevirtoihin auttaa vähentämään katalyytin deaktivoitumisnopeutta estämällä prosessissa syntyvien huokosia tukkivien polymeroituvien yhdisteiden potentiaalisen polymeroitumisen.Temperatures suitable for use in this process include temperatures that initiate the reaction of the aromatic substrate and its particular olefin, which is used to selectively prepare the desired monoalkylated aromatic compound. In general, suitable temperatures are from about 100 ° C to about 390 ° C, especially from about 150 ° C to about 275 ° C. Pressures suitable for use herein are preferably higher than about 1 atm, but should not be higher than about 130 atm. A particularly favorable pressure range is from about 10 atm to about 40 atm; the rate of liquid passing through the catalyst per hour (LHSV) based on the feed rate of benzene is about 0.5 h ~ 1 _ about 50 h-1 and especially about -1 -1 1 h - about 10 h. It should be noted that the combination of temperature and pressure used herein should be such that the alkylation and transalkylation reactions occur substantially in the liquid phase. In the liquid phase, alkylated aromatic 12. In the process for the preparation of compounds, the catalyst is continuously washed with reagents, which prevents the accumulation of carbonaceous precursors on the catalyst. As a result, less carbon is formed on said catalyst, which prolongs the life of the catalyst compared to the gasase alkylation process, where carbon scaling and catalyst deactivation are a major problem. In order to further slow down the rate of deactivation of the catalyst, a sufficient amount of ^ 2 can be added to the feed of the alkylation reaction zone and to the feed of the transalkylation reaction zone to saturate the liquid feed of the reaction zone in question. The addition of α2 in equilibrium amounts to the liquid phase feed streams in question helps to reduce the rate of catalyst deactivation by preventing the potential polymerization of the pore-clogging polymerizable compounds formed in the process.

Lisäksi alkylointireaktiovyöhykkeeseen lisätään mielellään säädelty määrä vettä. Jotta veden hukka saadaan olennaisesti estetyksi katalyytistä ja sen seurauksena tapahtuva katalyytin aktiivisuuden heikkeneminen estetyksi, jokin määrä vettä tai vesihöyryä, kuten höyryä, syötetään 2. panokseen pääasiassa aikylointi katalyytin H20-höyryn paineen tasapainottamiseksi. Tämä vesimäärä vaihtelee noin 0,01 %:sta 6 %:iin alkylointi-reaktiovyöhykkeeseen syötetyn orgaanisen materiaalin tilavuudesta. Vesi poistuu sitten tyypillisesti kevyiden sivutuotteiden virtauksen mukana, joka otetaan talteen ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä.In addition, a controlled amount of water is preferably added to the alkylation reaction zone. In order to substantially prevent the loss of water from the catalyst and the consequent deterioration of the activity of the catalyst, an amount of water or water vapor, such as steam, is fed to the 2nd charge mainly to equilibrate the H 2 O vapor pressure of the catalyst. This amount of water ranges from about 0.01% to 6% by volume of the organic material fed to the alkylation reaction zone. The water is then typically removed with a stream of light by-products that is recovered in the first separation zone.

Olennainen osa aromaattisena substraattina käytetystä hiilivedystä ja koko alkylointiaineena käytetty olefiini reagoi alky-loint i reakt iovyöhykkeessä kiinteän fosforihappokatalyytin läsnäollessa, jolloin muodostuu halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen lisäksi ei-toivottuja polyalkyloituja aromaattisia yhdisteitä ja ei-toivottuja monoalkyloituja aromaattisia yhdisteitä. Ei-toivotut polyalkyloidut aromaattiset hiilivedyt sisältävät tyypillisesti kaksi tai useampia alkyyliryhmiä, joissa on 1-18 hiiliatomia, esimerkiksi di-, tri- ja tetrai-sopropyylibentseenihii1ivedyt. Ei-toivotut monoalkyloidut 13 " aromaattiset yhdisteet sisältävät tyypillisesti alkyyliryhmiä, joissa hiiliatomeja on enemmän tai vähemmän kuin toivotun mo-noalkyloidun aromaattisen tuotteen alkyyliyhdisteessä.A substantial portion of the hydrocarbon used as the aromatic substrate and the entire olefin used as the alkylating agent reacts in the alkylation reaction zone in the presence of a solid phosphoric acid catalyst to form undesired polyoylated aromatic compounds in addition to the desired monoalkylated aromatic compound. Unwanted polyalkylated aromatic hydrocarbons typically contain two or more alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, for example, di-, tri-, and tetrasopropylbenzene hydrocarbons. Unwanted monoalkylated 13 "aromatic compounds typically contain alkyl groups having more or fewer carbon atoms than the alkyl compound of the desired monoalkylated aromatic product.

Lisäksi kun toivottuna monoalkyloi tuna aromaattisena tuotteena on jokin alkyloitu aromaattinen yhdiste, jossa on tyydyttymä-tön alkyylisivuketju, ei-toivottu monoalkyloitu aromaattinen yhdiste voi olla myös sellainen monoalkyloitu aromaattinen yhdiste, joka sisältää tyydyttyneitä alkyylisivuketjuja. joissa on sama määrä hiiliatomeja kuin toivotuissa tyydy t tymä t torn i sr.a alkyylisivuketjuissa. Tämän keksinnön eräs tärkeä tunnusmerkki on ottaa talteen ja transalkyloida dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä prosessissa syntyvien toivottujen monoalkyloi-tujen aromaattisten hiilivetyjen määrän maksimoimiseksi samalla kun transalkylointikatalyytin deaktivoituminen sadaan mahdollisimman vähäiseksi.In addition, when the desired monoalkylated aromatic product is an alkylated aromatic compound having an unsaturated alkyl side chain, the undesired monoalkylated aromatic compound may also be a monoalkylated aromatic compound containing saturated alkyl side chains. having the same number of carbon atoms as the desired saturated t torn i sr.a alkyl side chains. An important feature of this invention is the recovery and transalkylation of dialkylated aromatic compounds to maximize the amount of desired monoalkylated aromatic hydrocarbons generated in the process while minimizing deactivation of the transalkylation catalyst.

Alkylointireaktiovyöhykkeestä tuleva ulosvirtaus ohjataan kokonaisuudessaan ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen. Ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä alkylointireaktiovyöhykkeestä ulostu-leva virta erotetaan vähintään kolmeksi fraktioksi käyttäen saatavilla olevia konventionaalisia erotusmenetelmiä, joista saadaan olennaisen puhtaat fraktiot: (1) aromaattista subst raattia, (2) monoalkyloitua aromaattista yhdistetuotetta ja (3) yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin toivotun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen. Ensimmäisen erotusvyöhykkeen fraktio, joka sisältää yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin halutun monoa1 kyloidun aromaattisen yhdisteen kiehumispiste, johdetaan sitten toiseen erotusvyöhykkeeseen. Toisessa erotusvyöhykkeessä syöte, joka käsittää yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen kiehumispiste, erotetaan käyttäen mitä tahansa saatavilla olevaa konventionaalista erotustekniikkaa, jolloin talteen saadaan runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävä fraktio ja fraktiot, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat tai alhaisemmat kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä 14 , , ,- ,.The effluent from the alkylation reaction zone is directed in its entirety to the first separation zone. In the first separation zone, the stream leaving the alkylation reaction zone is separated into at least three fractions using available conventional separation methods to obtain substantially pure fractions: (1) an aromatic substrate, (2) compound. The fraction of the first separation zone containing compounds having a boiling point higher than the boiling point of the desired mono-alkylated aromatic compound is then passed to the second separation zone. In the second separation zone, a feed comprising compounds having a boiling point higher than the boiling point of the desired monoalkylated aromatic compound is separated using any available conventional separation technique to recover a fraction rich in dialkylated aromatics and fractions having a higher boiling point. compounds 14,,, -,.

- O- O

sisältävän fraktion.fraction.

Ottamalla talteen ja poistamalla trialkyloidut aromaattiset yhdisteet ja korkeammalla kiehuvat yhdisteet prosessista toisessa erotusvaiheessa fraktiona, jonka kiehumispiste on korkeammalla kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion kiehumispiste, ennen niiden syöttämistä transalkylointireaktiovyöhykkeeseen, onnistutaan eliminoimaan potentiaalisesta transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteestä yhdisteet, jotka muutoin saattaisivat nopeuttaa transalkyloin-tikatalyytin deaktivoitumista. Kuten edellä mainittiin, toisessa erotusvyöhykkeessä otetaan talteen myös välifraktio, joka sisältää komponentteja, joiden kiehumispisteet ovat alempana kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion kiehumispiste. Välifraktion komponentit ovat tyypillisesti alkyloituja aromaattisia yhdisteitä, joissa on lyhyitä tyydyttyneitä sivuketjuja, kuten metyy1ibentseeni, etyylibentseeni, butyy1ibentseeni, propyy1ibentseeni ja senkaltaiset. Ottamalla talteen ja poistamalla välituotteena syntyvät aromaattiset yhdisteet prosessista ennen niiden syöttämistä transalkylointireaktiovyöhykkeeseen onnistutaan vähentämään prosessista sellaisten yhdisteiden määrää, jotka saattaisivat muutoin muuttua transalkylointireaktiovyöhykkeessä haitallisiksi tuotteiksi, jotka saattaisivat kumuloitua prosessissa tulenkestävän tuotteen laimentimeksi. Tällaiset lai-mentimet poistetaan yleensä prosessista ei-toivottuina epäpuhtauksina tai osana jonkin halutun välikomponentin käyttökelvotonta laahausvirtausta, kuten aromaattisen substraatin laa-hausvirtauksena. Laimentimet tulee poistaa prosessista, jotta niiden kasaantuminen prosessissa saadaan estetyksi. Poistamalla enin osa potentiaalisista 1 aimentimista toisessa erotus-vyöhykkeessä prosessi saadaan paremmaksi, koska halutun tuotteen puhtaus paranee ja laahausvirtausnopeudet hidastuvat.The recovery and removal of the trialkylated aromatics and a higher boiling compounds the process in the second separation stage a fraction having a boiling point higher than the fraction rich dialkylated aromatic compounds boiling point, prior to introduction into the transalkylointireaktiovyöhykkeeseen, succeed in eliminating the potential transalkylointireaktiovyöhykkeen feed compounds, which could otherwise accelerate transalkyloin-polymerization catalysts deactivation. As mentioned above, an intermediate fraction containing components having boiling points lower than the boiling point of the fraction rich in dialkylated aromatic compounds is also recovered in the second separation zone. The components of the intermediate fraction are typically alkylated aromatic compounds having short saturated side chains, such as methylbenzene, ethylbenzene, butylbenzene, propylbenzene, and the like. By recovering and removing the aromatic compounds formed as intermediates from the process before feeding them to the transalkylation reaction zone, it is possible to reduce from the process the amount of compounds that could otherwise be converted in the transalkylation reaction zone into harmful products that could accumulate in the process. Such diluents are generally removed from the process as unwanted impurities or as part of an unusable drag stream of a desired intermediate component, such as an aromatic substrate drawing stream. Diluents should be removed from the process to prevent them from accumulating in the process. By removing most of the potential 1 diluents in the second separation zone, the process is improved because the purity of the desired product is improved and the drag flow rates are slowed down.

Esimerkkejä eräistä erotusmenetelmistä, joita voidaan käyttää yksinään tai yhdessä ensimmäisessä ja toisessa erotusvyöhykkeessä olennaisesti puhtaiden edellä mainittujen erotusvyöhyk-keestä saatavien fraktioiden aikaansaamiseksi, ovat: tislaus, i 15 V' ' ' ' tyhjötislaus mukaanluettuna, ilmakehänpaineessa ja ilmakehän-painetta korkeammassa paineessa suoritettu tislaus, uuttomene-telmät, joihin kuuluvat esimerkiksi neste-nesteuutot, höyry-nesteuutot, superkriittiset uutot ja muut, absorptiomenetel-mät, adsorptiomenetelmät ja mitkä tahansa muut tunnetut mas-sansiirtotekniikat, joissa saadaan talteen halutut ensimmäisen ja toisen erotusvaiheen tuotteet olennaisesti puhtaina fraktioina. Edellä mainitut erotusmenetelmät ovat esimerkkejä monista tekniikoista, joita voitaisiin käyttää tarvittavan erotuksen, puhdistuksen ja alkylointi- ja transalkylointireaktio-vyöhykkeiden tuotteiden talteenottamisen suorittamiseen. Sen-tähden erotusvyöhykkeen käyttöolosuhteita ei tässä kuvata, koska ne riippuvat käytettävän erotustekniikan valinnasta ja edelleen erotusvyöhykelaitteiston konfiguraatiosta. Jatkuvan tislauksen uskotaan olevan ensisijainen erotusvyöhykkeissä käytettävä erotusmenetelmä. Optimaaliset tislausolosuhteet riippuvat jälleen tarkasta menettelytavasta, joka valitaan halutun erotuksen suorittamiseksi.Examples of some separation methods that can be used alone or in one of the first and second separation zones to obtain substantially pure fractions from the above separation zone include: distillation, including 15 V '' '' vacuum distillation, at atmospheric pressure and at atmospheric pressure, above pressure processes, including, for example, liquid-liquid extractions, steam-liquid extractions, supercritical extractions, and the like, absorption methods, adsorption methods, and any other known mass transfer techniques to recover the desired first and second separation product products in substantially pure fractions. The above separation methods are examples of many techniques that could be used to perform the necessary separation, purification, and recovery of products from the alkylation and transalkylation reaction zones. Therefore, the operating conditions of the separation zone are not described here because they depend on the choice of the separation technique to be used and further on the configuration of the separation zone equipment. Continuous distillation is believed to be the primary separation method used in the separation zones. Again, the optimal distillation conditions depend on the exact procedure chosen to perform the desired separation.

Kuten edellä mainittiin, transalkylointireaktiovyöhykkeestä saatava tuote, kuten tuonnempana tullaan kuvaamaan, ohjataan kokonaisuudessaan ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen. Lisäksi osa tuoreesta aromaattisesta substraattisyötevirrasta tai se kokonaisuudessaan voidaan ohjata alunperin ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen. Ohjaamalla aromaattinen substraattisyöte ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen mahdollistetaan aromaattisten substraattisyötteiden, jotka käsittävät pääasiassa halutun aromaattisen substraattisyötekomponentin, mutta joka voi sisältää haitallisia määriä ei-toivottuja komponentteja, prosessointi. Ohjaamalla raaka-aineena syötettävä aromaattinen substraatti ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen voidaan saada olennaisesti puhdas aromaattinen substraattisyötevirta osana syötettävästä raaka-aineesta tai koko syötettävänä raaka-aineena sekä alkylointireaktiovyöhykkeeseen että transalkyloin-tireaktiovyöhykkeeseen aikaisemmin likaantuneesta tai laimentuneesta aromaattisesta substraattisyötteestä.As mentioned above, the product from the transalkylation reaction zone, as will be described below, is directed in its entirety to the first separation zone. In addition, part or all of the fresh aromatic substrate feed stream may be initially directed to the first separation zone. By directing the aromatic substrate feed to the first separation zone, it is possible to process aromatic substrate feeds which mainly comprise the desired aromatic substrate feed component, but which may contain harmful amounts of undesired components. By directing the aromatic substrate fed as feedstock to the first separation zone, a substantially pure aromatic substrate feed stream can be obtained as part of the feedstock or as the entire feedstock from both the alkylation reaction zone and the transalkylation reaction zone.

Toistettakoon, että ensimmäisestä erotusvyöhykkeestä saatavatRepeat that the receivables from the first separation zone

16 . : J16. : J

fraktiot ovat olennaisesti puhtaita halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen, reagoimatta jääneen aromaattisen substraattisyöteyhdisteen ja yhdisteiden, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla kuin halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen kiehumispiste, virtauksia. Lisäksi ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä erotetaan prosessista ja otetaan talteen ensimmäisen erotusvyöhykkeen tuotteena fraktio, joka muodostuu hii1ivetymateriaaleista, joiden molekyylipaino on pienempi kuin aromaattisen substraattisyöteyhdisteen, alkylointivyö-hykkeen ja transalkylointivyöhykkeen reaktioiden ei-toivottuna tuotteena. Muita ei-toivottuja sivutuotefraktioita, jotka voidaan erottaa alkylointi- ja transalkylointireaktiotuotteis-ta ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä, ovat bentseeni1aahausvir-ta ja propyleenioligomeerit. Toisesta erotusvyöhykkeestä tulee runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävä fraktio ja fraktioita, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla ja matalammalla kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion. Toisesta erotusvyöhykkeestä saatava fraktio, joka käsittää hiilivetyjä, joiden kiehumispisteet ovat alhaisemmat kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion, käsittävät normaalisti ei-toivottuja tyydyttyneitä alkyloituja aromaattisia yhdisteitä, kun taas mainitussa korkeammalla kiehuvassa fraktiossa on tyypillisesti runsaasti trialkyloituja aromaattisia yhdisteitä ja korkeammalla kiehuvia hiilivetyjä. Fraktiot, jotka käsittävät halutun monoalkyloidun aromaattisen tuotteen, kevyitä hiilivetyjä sisältävät sivutuotteet, bentseeni1aahausvirtauk-sen, propyleenioligomeerit ja hiilivedyt, joiden kiehumispisteet ovat korkeammalla ja matalammalla kuin halutun runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion, poistuvat prosessista ja otetaan erikseen talteen. Fraktio, joka käsittää aromaattisen syötesubstraatin, voidaan kierrättää takaisin osaksi alkylointireaktiovyöhykkeeseen ja osaksi transalkylointireaktiovyöhykkeeseen. Normaalisti noin 25 paino-% - noin 90 paino-% ja mieluiten noin 30 paino-% - 85 pa i -no-% aromaattisesta substraattifraktiosta siirretään alkylointi vyöhykkeeseen. Loput aromaattisesta substraattisyötefrak-tiosta ja koko dialkyloitu aromaattinen fraktio siirretään f . j 17 transalkyloint ireakt iovyöhykkeeseen transalkyloint ireakt iovyö-hykkeen syötteenä.the fractions are substantially pure streams of the desired monoalkylated aromatic compound, unreacted aromatic substrate feed compound, and compounds having boiling points higher than the boiling point of the desired monoalkylated aromatic compound. In addition, in the first separation zone, a fraction of hydrocarbon materials having a lower molecular weight than the undesired products of the reactions of the aromatic substrate feed compound, the alkylation zone, and the transalkylation zone is separated from the process and recovered as the product of the first separation zone. Other undesirable by-product fractions that can be separated from the alkylation and transalkylation reaction products in the first separation zone are benzene draw stream and propylene oligomers. The second separation zone becomes a fraction rich in dialkylated aromatic compounds and fractions with boiling points higher and lower than the fraction rich in dialkylated aromatic compounds. The fraction from the second separation zone comprising hydrocarbons having boiling points lower than the fraction rich in dialkylated aromatic compounds normally comprises undesired saturated alkylated aromatic compounds, whereas said higher boiling aromatic compound typically has a high boiling aromatic fraction. Fractions comprising the desired monoalkylated aromatic product, light hydrocarbon-containing by-products, benzene effluent, propylene oligomers, and hydrocarbons having boiling points higher and lower than the desired fraction rich in dialkylated aromatics are taken from the process. The fraction comprising the aromatic feed substrate can be recycled partly to the alkylation reaction zone and partly to the transalkylation reaction zone. Normally about 25% to about 90% by weight and preferably about 30% to 85% by weight of the aromatic substrate fraction is transferred to the alkylation zone. The remainder of the aromatic substrate feed fraction and the entire dialkylated aromatic fraction are transferred f. j 17 to the transalkylation zone as a feed to the transalkylation zone.

Transalky lointireaktiovyöhyke vastaanottaa syötteenä koko runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion, joka saadaan toisesta erotusvyöhykkeestä, ja se voi vastaanottaa syötteenä osan erotusvyöhykkeessä ta 1teenotetusta aromaattisesta substraatt. i f rakt iosta . Virtausta, joka muodostuu aromaattisesta substraattisyötteestä, jota ei ole otettu talteen erotusvyöhykkeessä, vaan joka on peräisin prosessin ulkopuolisesta lähteestä, voidaan käyttää osana aromaattista substraattisyötettä tai koko aromaattisena substraattisyottee-nä, joka on määrä ohjata transalkylointireaktiovyöhykkeeseen.The transalkylation reaction zone receives as feed the entire fraction rich in dialkylated aromatic compounds obtained from the second separation zone, and may receive as feed a portion of the aromatic substrate taken up in the separation zone. i f rakt iosta. The stream formed from the aromatic substrate feed not recovered in the separation zone but from an off-process source can be used as part of the aromatic substrate feed or as the entire aromatic substrate feed to be directed to the transalkylation reaction zone.

Dialkyloitu aromaattinen virtaus, jota käytetään osana transalky lointireaktiovyöhykkeeseen syötettävästä aineesta, muodostuu aromaattisista yhdisteistä, joiden luonnehditaan käsittävän johonkin aromaattiseen substraattiin perustuvan molekyylin, jossa on kaksi oiefiiniai ky1 ointiaineyhdistettä, jotka ottavat kahden vetyatomin paikan aromaattisen substraatin ren-gasrakenteen ympärillä. Dialkyloitu aromaattinen virtaus sisältää myös pieniä määriä aromaattisia yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat samanlaiset kuin dialkyloidun aromaattisen yhdisteen, kuten heksyylibentseeniä, kun kysymyksessä on ku-meenin valmistus.The dialkylated aromatic stream used as part of the material to be fed to the transalkylation reaction zone consists of aromatic compounds characterized as comprising a molecule based on an aromatic substrate with two olefinic acid compounds which take the place of two hydrogen atoms in the aromatic substrate. The dialkylated aromatic stream also contains small amounts of aromatic compounds having boiling points similar to those of a dialkylated aromatic compound such as hexylbenzene when it comes to making cumene.

Transalkylointireaktiovyöhykkettä käytetään poistamaan olefii-nialkylointiaineyhdisteistä yli yhden oleva ylimäärä dialky-loitujen aromaattisten yhdisteiden rengasrakenteesta ja siirtämään poistettu alkylointiaineyhdiste johonkin aromaattiseen substraattimolekyy1iin, joka ei ole aikaisemmin ai ky1 oitunut, lisäten tällä tavoin prosessissa valmistettavien monoalkyloi-tujen aromaattisten yhdisteiden määrää. Dia 1 ky 1 oitujen aromaattisten yhdisteiden transa1 ky loi miseksi jollakin aromaattisella substraatilla syöteseos, joka sisältää jonkin aromaattisen substraatin ja dialkyloidun aromaattisen yhdisteen mooli-suhteena, joka on alueella 1:1 - 50:1 ja mieluiten 4:1 10:1.The transalkylation reaction zone is used to remove more than one of the olefinic alkylating agent compounds from the ring structure of the dialkylated aromatic compounds and to transfer the removed alkylating agent compound to one of the aromatic substrate molecules not previously prepared, thus adding. To translate the aromatized compounds on an aromatic substrate, a feed mixture containing a molar ratio of an aromatic substrate to a dialkylated aromatic compound in the range of 1: 1 to 50: 1 and preferably 4: 1 to 10: 1.

syötetään jatkuvasti tai jaksottaisesti transalkyloint ii'>ak 18fed continuously or intermittently transalkylation ii '> ak 18

w Jw J

tiovyöhykkeeseen, joka sisältää jonkin transalkylointikatalyy-tin, transalkylointiolosuhteissa. Transalkylointikatalyytti, jota käytetään tämän keksinnön mukaisessa transalkylointireak-tiovyöhykkeessä, on jokin hapan kiteinen ai urninosi1ikaattimateriaali, joka on sidottu johonkin tulenkestävään epäorgaaniseen oksidimateriaaliin.to a thio zone containing a transalkylation catalyst under transalkylation conditions. The transalkylation catalyst used in the transalkylation reaction zone of this invention is an acidic crystalline urinosilicate material bonded to a refractory inorganic oxide material.

Tämän keksinnön mukaisen transalky1 ointikatalyytin kiteinen aluminosi1ikaattimateriaali on jokin piidioksidi-aluminiumok-sidimateriaali, jolla on joko kolmiulotteinen tai kanavahuo-kosrakenteinen kideverkkohi1 a. Kolmiulotteisiin aluminosili-kaatteihin kuuluu sekä synteettisiä että luonnossa esiintyviä piidioksidi-aluminiumoksideja, kuten faujasiitit, joihin kuuluu X-tyyppi, Y-tyyppi, ultrastabii1i Y-tyyppi ja senkaltaiset. L-tyyppi, omega-tyyppi ja mordeniitti ovat esimerkkejä kanavahuokosrakenteisista kiteisistä aluminosi1ikaateista.The crystalline aluminosilicate material of the transalkylation catalyst of the present invention is a silica-alumina material having either a three-dimensional or channel-pore crystalline mesh size. type, ultrastabii1i Y-type and the like. L-type, omega-type and mordenite are examples of crystalline aluminosilicates with a channel pore structure.

Aluminosi1ikaattimateriaali, jota mieluiten käytetään tämän keksinnön mukaisessa katalyyttiseoksessa, on aiuminosi1ikaat-timateriaalin erityismuoto, joka tunnetaan mordeniittina. Vaikka mordeniittia esiintyy luonnossakin, erilaisia synteet-tisiäkin mordeniitteja on saatavilla kauppatavarana, tavallisesti jauheena. Näitä synteettisiä mordeniitteja voidaan saada sekä natriummuodossa että vetymuodossa ja erilaisilla piidioksidi :aluminiumoksidi-suhtei1 la. Tämän keksinnön erään hyväksi todetun suoritusmuodon mukaan mordeniitti on vetymuodossa ja piidioksidin ja aluminiumoksidin suhde on vähintään 8:1, tarkemmin sanottuna alueella 8:1 - 25:1.The aluminosilicate material preferably used in the catalyst composition of this invention is a special form of aluminosilicate material known as mordenite. Although mordenite occurs in nature, various synthetic mordenites are also available as a commodity, usually in powder form. These synthetic mordenites can be obtained in both sodium and hydrogen forms and at various silica: alumina ratios. According to a preferred embodiment of the present invention, the mordenite is in the hydrogen form and the ratio of silica to alumina is at least 8: 1, more specifically in the range of 8: 1 to 25: 1.

Vetymuodossa oleva aluminosi1ikaatti liitetään johonkin tulenkestävään epäorgaaniseen oksidiin ja muodostetaan katalyytti -komposiittiyhdisteeksi. Muodostettu katalyyttikomposiitti voidaan valmistaa millä tahansa alalla tunnetulla menetelmällä mukaanluettuina hyvin tunnetut öljytippa- ja ekstruusiomene-telmät. Vetymuodossa olevaa aluminosi1ikaattia voi olla läsnä määränä, joka on alueelta 5 paino-% - noin 99,5 paino-%, mieluiten alueelta 60 paino-% - noin 95 paino-%, ja tulenkestävää epäorgaanista oksidia voi olla läsnä määränä, joka on alueelta 19 , , .The aluminosilicate in hydrogen form is coupled to a refractory inorganic oxide and formed into a catalyst composite compound. The formed catalyst composite can be prepared by any method known in the art, including well-known oil droplet and extrusion methods. The aluminosilicate in the hydrogen form may be present in an amount ranging from 5% to about 99.5% by weight, preferably from 60% to about 95% by weight, and the refractory inorganic oxide may be present in an amount ranging from ,,.

0,5 paino-% - noin 95 paino-%. Hyväksi todettu aluminosili-kaatti voidaan modifioida millä tahansa alalla tunnetulla menetelmällä joko ennen sen valmistamista katalyyttipartikkelik-si, valmistuksen aikana tai sen jälkeen. Esimerkkejä potentiaalisista modi fiointimenetelmistä ovat höyrydeaktivointi, ioninvaihto aluminosi1ikaatin pelkistämiseksi vetymuotoon, metal 1 imodi f ioint laineiden tai muiden kemiallisten modifioin-tiaineiden lisääminen, esikoksaaminen ja niin edelleen.0.5% to about 95% by weight. The proven aluminosilicate can be modified by any method known in the art, either before, during or after preparation as a catalyst particle. Examples of potential modification methods include steam deactivation, ion exchange to reduce aluminosilicate to the hydrogen form, addition of metal 1 imodium waves or other chemical modifiers, pre-coking, and so on.

Parhaimmaksi todettu epäorgaaninen oksidi käytettäväksi tämän keksinnön mukaisessa transalkylointikatalyytissä on aluminium-oksidi. Aluminiumoksidi valitaan mieluiten ryhmästä, jonka muodostavat gamma-aluminiumoksidi, eta-aluminiumoksidi ja niiden seokset. Muita tulenkestäviä epäorgaanisia oksideja, joita voidaan ajatella käytettävän, ovat esimerkiksi piidioksidi-geeli, piidioksidi-aluminiumoksidi, magnesiumoksidi-aluminiumoksidi, zirkoniumoksidi-aluminiumoksidi, aluminiumfosfaatιt ja senkaltäiset.The most preferred inorganic oxide for use in the transalkylation catalyst of this invention is Alumina. The alumina is preferably selected from the group consisting of gamma alumina, eta alumina and mixtures thereof. Other refractory inorganic oxides that may be considered include silica gel, silica-alumina, magnesium-alumina, zirconia-alumina, aluminum phosphates, and the like.

On todettu, että tämän keksinnön mukaisen katalyyttikomposiit-tiyhdisteen transalkylointisuorituskyvyn ja mainitun kompo-siittiyhdisteen pinta-alan välillä on voimakas korrelaatio. Jotta päästäisiin mahdollisimman suureen transalkylointlkata-lyytin suorituskykyyn, muodostetulla katalyyttikomposiιttiyhdisteellä tulisi olla mahdollisimman suuri pinta-ala. Pinta-ala, johon tässä viitataan, määritetään käyttämällä Langmuirin menetelmää, jossa määritetään adsorptio/desorptioisotermien korrelaatit. Langmuirin menetelmä on erityisen sopiva kata-lyyttikomposiittiyhdistei1 le, jotka sisältävät suuria prosentuaalisia osuuksia kiteisiä aluminosi1ikaatteja, kun taas muita laskentamenetelmiä käytetään ensisijaisesti amorfisten, vähemmän tarkkarajaisten kiinteiden aineiden pinta-alojen määrittämiseen. Tiedot, jotka tarvitaan Langmuirin menetelmää varten, saadaan hyvin tunnetuilla adsorptio/desorptiolaittei1 -la, mieluiten jollakin typpiadsorptio/desorptiolaittee11 a.It has been found that there is a strong correlation between the transalkylation performance of the catalyst composite compound of this invention and the surface area of said composite compound. In order to achieve the highest possible performance of the transalkylation catalyst, the catalyst composite compound formed should have the largest possible surface area. The area referred to herein is determined using Langmuir's method for determining correlates of adsorption / desorption isotherms. The Langmuir method is particularly suitable for catalyst composite compounds containing high percentages of crystalline aluminosilicates, while other calculation methods are used primarily to determine the areas of amorphous, less well-defined solids. The information required for the Langmuir method is obtained by well-known adsorption / desorption devices1, preferably by a nitrogen adsorption / desorption device11a.

Kata 1yyttikomposiitteihin, joilla on suuri pinta-ala, päästään monilla tavoilla, kuten esimerkiksi käyttämällä kiteistä aluminosi 1ikaattijauhetta, jolla jo luonnostaan on erittäin suuri 20 f, "Τ> pinta-ala, tai käyttämällä jotakin komposiittiyhdisteen komponenttia, jolla on suuri pinta-ala, muihin komponentteihin verrattuna suurena määränä.Coating composites with a large surface area can be obtained in many ways, such as by using crystalline aluminosilicate powder, which already has a very large surface area of 20 ° C, or by using a component of the composite compound with a large surface area. compared to other components in large quantities.

Jatkuvatoimisessa menetelmässä, joka käsittää osaksi transal-kylointivyöhykkeen dialkyloitujen aromaattisten yhdisteiden transalkyloimiseksi jonkin aromaattisen substraatin kanssa, edellä mainitut transalky1ointireagenssit syötetään sekoituksena paineastiaan, joka sisältää edellä kuvatun kiteisen aluni inosi 1ikaatt i transalky1oint ikatalyyt in. Transalkyloint ikata-lyytti voi sisältyä yhteen kerrokseen yhdessä reaktoriastiassa tai se voi olla jaettuna useampaan kerrokseen samassa reaktorissa. Alkylointireaktiosysteemi voi sisältää yhden tai useamman reaktioastian sarjassa. Syöttö transalkylointireak-tiovyöhykkeeseen voi tapahtua pystysuoraan ylöspäin tai alaspäin katalyyttikerroksen läpi jossakin tyypillisessä tulppa-virtausreaktorissa tai vaakasuoraan katalyyttikerroksen poikki radiaalivirtaustyyppisessä reaktorissa.In a continuous process comprising a partially transalkylation zone for transalkylation of dialkylated aromatic compounds with an aromatic substrate, the above-mentioned transalkylation reagents are fed in admixture to a pressure vessel containing the above-described crystalline aluminosilicate transalkylation catalysts. The transalkylating catalyst may be contained in one layer in one reactor vessel or may be divided into several layers in the same reactor. The alkylation reaction system may contain one or more reaction vessels in series. The feed to the transalkylation reaction zone can take place vertically upwards or downwards through the catalyst bed in a typical plug-flow reactor or horizontally across the catalyst bed in a radial flow type reactor.

Lämpötiloja, jotka ovat sopivia käytettäviksi tässä menetelmässä, ovat lämpötilat, jotka käynnistävät reaktion aromaattisen substraattiyhdisteen ja ensimmäisessä ja toisessa erotus-vyöhykkeessä talteenotettujen dialkyloitujen aromaattisten yhdisteiden välillä halutun monoalkyloidun aromaattisen yhdisteen valmistamiseksi selektiivisesti. Yleensä sopivia lämpötiloja transalkylointireaktioiden käynnistämiseksi ovat lämpötilat noin 100°C:sta noin 390°C:een, ja erityisesti noin 125° C:sta noin 275°C:een. Paineet, jotka ovat sopivia käyettävik-si tässä, ovat mieluiten korkeampia kuin noin 1 atm, mutta ne eivät saisi olla korkeampia kuin noin 130 atm. Erityisen suotuisa painealue on noin 10 atmrsta noin 40 atm:iin. Katalyytin läpi menevän nesteen nopeus tunnissa (LHSV) on mieluiten -1 -1 noin 0,1 - noin 50 h ja erityisesti noin 0,5 - noin 5 h , perustuen yhdistettyyn aromaattisen substraatin ja dialkyloitujen aromaattisten yhdisteiden syöttönopeuteen. Huomattakoon, että transalkylointireaktiovyöhykkeessä käytetyn lämpötila- ja paineyhdistelmän tulee olla sellainen, että transalkyloint ireakt iot tapahtuvat olennaisesti nestefaasissa. Nes-Temperatures suitable for use in this process include temperatures that initiate a reaction between an aromatic substrate compound and dialkylated aromatic compounds recovered in the first and second separation zones to selectively produce the desired monoalkylated aromatic compound. In general, suitable temperatures for initiating transalkylation reactions are from about 100 ° C to about 390 ° C, and especially from about 125 ° C to about 275 ° C. Pressures suitable for use herein are preferably higher than about 1 atm, but should not be higher than about 130 atm. A particularly favorable pressure range is from about 10 atm to about 40 atm. The rate of liquid passing through the catalyst per hour (LHSV) is preferably -1 to about 0.1 to about 50 hours, and especially about 0.5 to about 5 hours, based on the combined feed rate of the aromatic substrate and dialkylated aromatic compounds. It should be noted that the combination of temperature and pressure used in the transalkylation reaction zone should be such that the transalkylation reactions occur substantially in the liquid phase. The liquid

k Ik I

21 tefaasissa tapahtuvassa transalkylointiprosessissa alkyloitu-jen aromaattisten yhdisteiden valmistamiseksi katalyytti pestään jatkuvasti reagenssei1 la, jolloin hii1ikarstaprekursorien muodostuminen katalyytille estyy.In the 21-phase transalkylation process to prepare alkylated aromatic compounds, the catalyst is continuously washed with reagents, thereby preventing the formation of carbon black precursors on the catalyst.

Ainoastaan dialkyyliaromaattisten polyalkyloitujen komponenttien käyttö vastakohtana di-, tri- ja tetra-a1 ky 1 oitujen aromaattisten aineiden käytölle osana transalkylointireaktorin syötteestä, kuten myös reaktion suorittaminen nestefaasissa, auttaa osaltaan saamaan hiilikarstan muodostuminen transalkyloint i kat ai yyt i 1 1 e mahdollisimman vähäiseksi. Uskotaan, että jos trialkyloidut aromaattiset komponentit ja raskaammat aromaattiset komponentit, jotka poistetaan transalkylointireak-tiovyöhykkeen syötteestä tämän keksinnön mukaisessa toisessa erotusvyöhykkeessä, päästettäisiin kosketukseen transa!kyloin-tikatalyytin kanssa, ne akkumuloituisivat katalyytin huokosiin ja tulisivat mahdottomiksi desorboida reaktorin normaaleissa käyttöolosuhteissa, jolloin ne mitätöisivät tukkeutuneiden huokosten katalyyttiaktiivisuuden. Tämä raskaiden yhdisteiden akkumuloiturninen transalkylointikatalyytin huokosiin johtaisi sitten katalyytin aktiivisuuden menetykseen. Siten käyttämällä ainoastaan dialkyyliaromaattisiä polyalkyloituja komponentteja osana transalkylointireaktiovyöhykkeen syötteestä ja toimimalla transalkylointireaktiovyöhykkeessä nestefaasissa saadaan hiilen muodostuminen mainitun katalyytin pintaan vähäisemmäksi, jolloin katalyytin käyttöikä pitenee verrattuna kaa-sufaasissa suoritettavaan transalkylointiprosessiin ja neste-faasia käyttäviin transalkylointiprosesseihin, joissa transal-kyloidaan trialkyloituja aromaattisia yhdisteitä ja raskaampia yhdisteitä, jolloin hiilikarstan muodostuminen ja katalyytin deaktivoi turninen ovat suuri ongelma.The use of only dialkyl aromatic polyalkylated components, as opposed to the use of di-, tri- and tetra-α1 aromatics as part of the feed to the transalkylation reactor, as well as the reaction in the liquid phase, helps to minimize the formation of carbon scaling during transalkylation. It is believed that if the trialkylated aromatic components and heavier aromatic components removed from the feed to the transalkylation reaction zone in the second separation zone of this invention catalyst activity. This accumulation of heavy compounds in the pores of the transalkylation catalyst would then lead to a loss of catalyst activity. Thus, using only dialkyyliaromaattisiä polyalkylated components as part of transalkylointireaktiovyöhykkeen input and acting transalkylointireaktiovyöhykkeessä the liquid phase of a coal formation to the surface of said catalyst unfavorable, whereby the catalyst life is prolonged in comparison with Priva-gas phase executable transalkylointiprosessiin and the liquid phase using transalkylointiprosesseihin with Transall-kyloidaan trialkylated aromatic compounds and heavier compounds wherein carbon scaling and catalyst deactivating turnstiles are a major problem.

On todettu, että edellä kuvattu transalkylointireaktiovyöhykkeen katalyytti voidaan regeneroida pesemällä deaktivoitunut transalkylointikatalyytti kuumalla nestemäisellä bentseeni1lä. On todettu hyväksi, että deaktivoituneen transalkylointikato-lyytin peseminen bentseenillä tapahtuu lämpötiloissa, jotka - ovat 250°C ja sitä korkeampia. Yli 250°C:n lämpötiloissa bentseenin on todettu tehokkaimin desorboivan suuria aromaattisia molekyylejä, jotka tukkivat ja deaktivoivat transalky-lointikatalyytin katalyyttihuokosia, palauttaen siten transal-kylointikatalyytin olennaisesti tuoreen katalyytin aktiivi-suustilaan. On odotettavissa, että haluttu aromaattinen substraati ja muut aromaattiset komponentit kuin haluttu aromaattinen substraatti voivat olla yhtä tehokkaita transalky-lointikatalyytin regeneroimisessa kuumalla nestemäisellä hiilivedyllä pesemällä. Bentseeni mainitaan tässä parhaimmaksi todettuna hii1ivetykomponenttina, koska se on luultavasti saatavilla tämän keksinnön mukaisessa prosessissa.It has been found that the catalyst of the transalkylation reaction zone described above can be regenerated by washing the deactivated transalkylation catalyst with hot liquid benzene. It has been found that the washing of the deactivated transalkylation catalyst with benzene takes place at temperatures of - 250 ° C and higher. At temperatures above 250 ° C, benzene has been found to be most effective in desorbing large aromatic molecules that clog and deactivate the catalyst pores of the transalkylation catalyst, thereby restoring the transalkylation catalyst to a substantially fresh catalyst activity state. It is expected that the desired aromatic substrate and aromatic components other than the desired aromatic substrate may be equally effective in regenerating the transalkylation catalyst by washing with hot liquid hydrocarbon. Benzene is mentioned herein as the most preferred hydrocarbon component because it is probably available in the process of this invention.

Tämän keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi viitataan kuvioon, joka on tämän keksinnön mukaisen menetelmän virtauskaa-vio. Selityksen selventämiseksi siinä käsitellään kumeenin valmistusta bentseenistä ja propyleenistä. Selitys ei ole kuitenkaan tarkoitettu rajaamaan keksinnön alaa millään tavoin. Kuten edellä mainittiin, tämän keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäinen vaihe käsittää sekoitetun syöttövirtauksen 4 ohjaamisen jonkin alkylointikatalyytin sisältävään alkyloin-tireaktiovyöhykkeeseen 1, jossa sekoitettu syöttövirtaus 4 koostuu aromaattisen bentseenisubstraatin syöttövirtauksesta 3 ja propyleenia olevan olefiinialkylointlaineen syöttövirtauksesta 2. Alkylointireaktiovyöhykkeen poistovirtaus 5 ohjataan sitten ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen 6.To facilitate an understanding of the present invention, reference is made to the figure, which is a flow chart of the method of the present invention. To clarify the explanation, it deals with the preparation of cumene from benzene and propylene. However, the description is not intended to limit the scope of the invention in any way. As mentioned above, the first step of the process of this invention comprises directing a mixed feed stream 4 to an alkylation catalyst-containing reaction zone 1 containing an alkylation catalyst, wherein the mixed feed stream 4 consists of an aromatic benzene substrate feed stream 3 and a propylene olefin alkylation

Ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen 6 tulee koko alkylointireak-tiovyöhykkeen poistovirtaus 5 ja koko transalkylointireaktiovyöhykkeen poistovirtaus 20. Lisäksi osa tai koko bentseeniä oleva aromaattinen substraatti, jota käytetään alkylointi- ja transalkylointireaktiovyöhykkeiden syötteenä, voidaan alunperin syöttää ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen 6 johdon 13 kautta aromaattisen substraattisyötteen puhdistusta varten. Ensimmäinen erotusvyöhyke 6 tuottaa vähintään neljä tuotevir-tausta 8, 10, 11 ja 12 ja kaksi vaiivirtausta 7 ja 9. Tuot teet, jotka erotetaan ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä f>, ovat haluttu aromaattinen monoalkyloitu kumeenituotevirtaus 8, al- ' ·· _ t 23 kylointiaine-oligomeerivirtaus 11, kevyt parafiini-sivutuote-virtaus 12 ja runsaasti bentseeniä olevaa aromaattista substraattia sisältävä laahausvirtaus 10. Välivirtaukset, jotka otetaan talteen ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä, ovat runsaasti bentseeniä sisältävä aromaattinen substraattivirtaus 7, josta ensimmäinen osa voidaan käyttää alkylointireaktiovyöhyk-keeseen syötettävänä bentseeniä olevana aromaattisena subst-raattisyöttovirtauksena 3. Lisäksi toinen osa taiteenotetusta runsaasti bentseeniä sisältävästä aromaattisesta substraatti-virtauksesta 7 voidaan käyttää bentseeniä olevana aromaattisena substraattisyötteenä transalkylointireaktiovyöhykkeeseen johdon 19 kautta. Komponentit, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat kuin halutun kumeenia olevan aromaattisen monoalky-loidun yhdisteen, otetaan talteen ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä 6 ja ohjataan kokonaisuudessaan johdon 9 kautta toiseen erotusvyöhykkeeseen 14.The first separation zone 6 enters the entire alkylation reaction zone effluent 5 and the entire transalkylation reaction zone effluent 20. In addition, some or all of the benzene aromatic substrate used as feed for the alkylation and transalkylation reaction zone The first separation zone 6 produces at least four product streams 8, 10, 11 and 12 and two silent streams 7 and 9. The products separated in the first separation zone f> are the desired aromatic monoalkylated cumene product stream 8, al- '·· _ t 23 oligomer stream 11, light paraffin by-product stream 12, and benzene-rich aromatic substrate-containing drag stream 10. The intermediate streams recovered in the first separation zone are the benzene-rich aromatic substrate stream 7, the first portion of which can be used for the alkylation reaction. in addition, the second part of the art-taken benzene-rich aromatic substrate stream 7 can be used as the benzene aromatic substrate feed to the transalkylation reaction zone via line 19. Components with boiling points higher than the desired cumene aromatic monoalkylated compound are recovered in the first separation zone 6 and directed entirely via line 9 to the second separation zone 14.

Toiseen erotusvyöhykkeeseen 14 syötetään virtaus 9, joka sisältää komponentit, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat kuin halutun kumeenia olevan aromaattisen monoa1kyloidun komponentin. Toinen erotusvyöhyke tuottaa vähintään kaksi tuote-virtausta, 16 ja 17, ja yhden välivirtauksen 15. Toisesta erotusvyöhykkeestä 14 tulevat tuotevirtaukset ovat aromaattisen välituotteen virtaus 16, joka koostuu hiilivedyistä, joiden kiehumispisteet ovat alemmat kuin halutun runsaasti di-isopropyylibentseeniä olevaa dialkyloitua aromaattista yhdistettä sisältävän virtauksen 15 ja tuotevirtauksen 17, joka käsittää hiilivetyjä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat kuin runsaasti di-isopropyy1ibentseeniä olevaa dialkyloitua aromaattista yhdistettä sisältävän virtauksen 15. Välituote-virtaus 15, joka tulee toisesta erotusvyöhykkeestä 14, käsittää di-isopropyylibentseeniä olevia dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä ja pienen määrän aromaattisia komponentteja, joiden kiehumispiste on samanlainen ja se ohjataan transalky 1 ointi-reaktiovyöhykkeeseen 18.A flow 9 is fed to the second separation zone 14, which contains components having boiling points higher than the desired cumene-containing aromatic mono-alkylated component. The second separation zone produces at least two product streams, 16 and 17, and one intermediate stream 15. The product streams from the second separation zone 14 are an aromatic intermediate stream 16 consisting of hydrocarbons boiling below the desired diisopropylbenzene-rich dialkylated combined aromatic 15 and a product stream 17 comprising hydrocarbons having boiling points higher than a stream 15 containing a dialkylated aromatic compound rich in diisopropylbenzene. having a similar boiling point and being directed to the transalkylation reaction zone 18.

Transalkylointireaktiovyöhykkeeseen 18 syötetään di-isopn >pyy-libentseeniä olevia di alky1 oituja aromaattisia yhdisteitä, 24 ,: ' j jotka otetaan talteen toisessa erotusvyöhykkeessä 14 ja syötetään transalkylointireaktiovyöhykkeeseen 18 virtauksen 15 kautta. Bentseeniä olevaa aromaattista substraattia käytetään myös transalkylointireaktiovyöhykkeeseen 18 syötettävänä raaka-aineena. Aromaattinen substraatti voidaan syöttää suoraan vyöhykkeeseen 18 jostakin prosessin ulkopuolisesta lähteestä tai se voidaan saada osana ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä 6 talteenotetun aromaattisen substraatin kierrätysvirtausta johtojen 7 ja 19 kautta tai näiden kahden seoksena.Dialkylated alkylbenzylated aromatic compounds 24 are fed to the transalkylation reaction zone 18 and recovered in the second separation zone 14 and fed to the transalkylation reaction zone 18 via stream 15. The aromatic substrate in benzene is also used as a feedstock to the transalkylation reaction zone 18. The aromatic substrate may be fed directly to zone 18 from some non-process source or may be obtained as part of the recycle flow of the aromatic substrate recovered in the first separation zone 6 via lines 7 and 19 or a mixture of the two.

Esimerkki 1Example 1

Katalyytti A valmistettiin tässä keksinnössä käytetyn transalkyloint ikatalyyt in parhaaksi todetun valmistusmenetelmän mukaisesti. Lähtöaineena katalyytissä A oli vetymuotoinen, vähän natriumia sisältävä, osaksi dealuminoitu synteettinen mor-deniittijauhe (jota myy Union Carbide kauppanimellä LZ-M-8), jota tästedes nimitetään kauppatavara-mordeniitiksi.Catalyst A was prepared according to the best method for preparing the transalkylation catalyst used in this invention. The starting material for Catalyst A was a hydrogen-containing, low-sodium, partially dealuminized synthetic mordenite powder (sold by Union Carbide under the tradename LZ-M-8), hereinafter referred to as commercial mordenite.

Kauppatavara-mordeniittijauhe sekoitettiin aiuminiumoksidijau -heeseen painosuhteessa 9:1, minkä jälkeen siihen lisättiin ha-potettu peptisoimisliuos. Sitten tämä seos valmistettiin ekstruusiomenetelmällä alalla tunnetuin välinein. Ekstruusion jälkeen ekstruusiotuote kuivattiin ja kai sinoitiin.The commercial mordenite powder was mixed with the alumina powder in a weight ratio of 9: 1, after which an acidified peptizing solution was added. This mixture was then prepared by an extrusion method using means known in the art. After extrusion, the extrusion product was dried and sintered.

Kuivaus- ja kalsinointivaiheiden jälkeen ekstruusiotuotetta pestiin vesiliuoksessa, joka sisälsi 10 paino-% HC1 ja 10 pai-no-% NH^Cl, 50°C:ssa 150 minuuttia liuotettuna zeoliittiin tilavuussuhteen ollessa 5:1. Pesuvaiheen jälkeen katalyytti kuivattiin ja kalsinoitiin uudestaan. Katalyytti A on tämän keksinnön mukainen kiteinen transalkylointireaktiovyöhykkeen aluminosi1ikaattikatalyytti. Tämän katalyytin tällä tavoin 2 saatu pinta-ala oli 620 m /g.After the drying and calcination steps, the extrusion product was washed in an aqueous solution containing 10% by weight of HCl and 10% by weight of NH 4 Cl at 50 ° C for 150 minutes dissolved in zeolite in a volume ratio of 5: 1. After the washing step, the catalyst was dried and recalculated. Catalyst A is a crystalline aluminosilicate catalyst of the transalkylation reaction zone of this invention. The surface area of this catalyst 2 thus obtained was 620 m / g.

Transalkylointikatalyytti A testattiin koetehtaassa katalyytin stabiiliuden määrittämiseksi ajan kuluessa prosessoimalla raaka-ainetta, joka tuotettiin SPA-alkylointikatalyytistä. Sta-bii1iuskokeen aikana tämän keksinnön mukaisen transalkylointi-katalyytin deaktivoi tumista ajan kuluessa verrattiin tulok- i 25 .' „ t siin, jotka saatiin kun käytettiin raaka-ainetta, joka käsitti di-isopropyylibentseeniä ja bentseeniä, jotka saatiin fraktioimalla alkylointireaktiovyöhykkeestä saatua raskasta tuotetta toisessa fraktiointivyöhykkeessä, jolloin saatiin olennaisesti puhdas di-isopropyylibentseenisyöt tovirtaus, tämän keksinnön mukaisesti, ja kun käytettiin raaka-ainetta, joka käsitti di-isopropyylibentseeniä, bentseeniä ja raskaampia ja kevyempiä aromaattisia yhdisteitä eli toisin sanoen alkylointireakt iovyöhykkeestä saatua raskasta tuotetta. Koetehdas, jota käytettiin tämän keksinnön mukaisen transalky1 ointikata - lyytin katalyyttisen stabiiliuden arvioimiseen, muodostui put- 3 kimaisesta reaktorista, jossa oli 55 cm transalkylointikata- lyyttiä ja joka oli kytketty tuotteen ta 1teenottovyöhykkee- seen. Reaktorin paine pidettiin 34 atm:ssa, lämpötila 150°The transalkylation catalyst A was tested in a pilot plant to determine the stability of the catalyst over time by processing the feedstock produced from the SPA alkylation catalyst. During the stability test, the deactivation of the transalkylation catalyst of this invention over time was compared to 25. Obtained by using a feedstock comprising diisopropylbenzene and benzene obtained by fractionating a heavy product from the alkylation reaction zone in another fractionation zone to give a substantially pure diisopropylbenzene feed when a feed stream was used in accordance with this invention. comprising diisopropylbenzene, benzene and heavier and lighter aromatic compounds, i.e. a heavy product obtained from the alkylation reaction zone. The pilot plant used to evaluate the catalytic stability of the transalkylation catalyst of this invention consisted of a tubular reactor with a 55 cm transalkylation catalyst connected to a product recovery zone. The reactor pressure was maintained at 34 atm, temperature 150 °

Crssa ja yhdistetty nesteen virtausnopeus tunnissa arvossa 1,3 -1 h . Syötetyn transalkylointiraaka-aineseoksen vaikutuksen transa 1 ky lointikata1yytin deaktivoitumiseen vertailu näkyy alla olevasta taulukosta 1. Tapaus I edustaa tuloksia, jotka saatiin di-isopropyylibentseeni-bentseeniraaka-ainee 11 a, joka vastaa tämän keksinnön mukaista transalkylointireaktiovyöhyk-keeseen syötettävää raaka-ainetta, kun taas tapaus II edustaa tuloksia, jotka saatiin käyttämällä raaka-ainetta, joka sisälsi di-isopropyylibentseeniä ja raskaampia ja kevyempiä aromaattisia yhdisteitä ja bentseeniä tunnetun tekniikan mukai-sest i.Crssa and the combined fluid flow rate per hour at 1.3 -1 h. A comparison of the effect of the fed transalkylation feedstock mixture on deactivation of the transaxle catalyst is shown in Table 1 below. Case I represents the results obtained for diisopropylbenzene-benzene feedstock 11a corresponding to the transalkylation reaction feedstock of the present invention when fed to the feedstock feed zone. II represents the results obtained using a raw material containing diisopropylbenzene and heavier and lighter aromatic compounds and benzene according to the prior art i.

2626

Taulukko 1table 1

Eri transalkylointiraaka-aineiden vaikutusten vertailu - Tapaus IComparison of the effects of different transalkylation feedstocks - Case I

Tapaus I Taj5aus_ 11Case I Taj5aus_ 11

Syötetty raaka-aine (paino-%)Raw material fed (% by weight)

Kumeeni 0,0 0,1Cumene 0.0 0.1

Butyyli-, pentyy1ibentseenit 0,3 0,6 DIPB 20,0 21,1Butyl, pentylbenzenes 0.3 0.6 DIPB 20.0 21.1

Heksyy1ibentseenit 4,8 6,0Hexylbenzenes 4.8 6.0

Raskaat aromaattiset yhdisteet 0,0 1,1Heavy aromatic compounds

Bentseeni 74,9 71,1Benzene 74.9 71.1

Yhteensä 100,0 100,0Total 100.0 100.0

Bentseeni/DIPB-moolisuhde 7,8/1 7,0/1Benzene / DIPB molar ratio 7.8 / 1 7.0 / 1

Virtaustunteja 360 100 Lähtö-DIPB-konversio 50% 35%Flow hours 360 100 Output DIPB conversion 50% 35%

Loppu-DIPB-konversio 50% 28% DIPB-konversiohävikki 0% 7% DIPB-konversiohävikkinopeus 0%/100 h 7%/100 hFinal DIPB conversion 50% 28% DIPB conversion loss 0% 7% DIPB conversion loss rate 0% / 100 h 7% / 100 h

Edellä olevat tulokset osoittavat huomiota herättävän vaikutuksen, joka syötettävän raaka-aineen koostumuksella on tämän keksinnön mukaisen transalkylointikatalyytin deaktivoiturnisno-peuteen. Tämän keksinnön mukaisen transalkylointikatalyytin deaktivoitumisnopeus käytettäessä bentseeni- ja dipropyyli-bentseenisyötettä tapauksessa I on merkittävästi hitaampi kuin samalla katalyytillä käytettäessä raskaita aromaattisia yhdisteitä sisältävää raaka-ainetta tapauksessa II. Kuten mainittiin, tapauksen I mukainen raaka-aine edustaa transalkylointi-reaktiovyöhykkeeseen syötettävää raaka-ainetta, joka on peräisin tämän keksinnön mukaisen menetelmän toisesta erotusvyöhyk-keestä. Tapauksen II raaka-aine edustaa transalkylointireak-tiovyöhykkeeseen syötettävää raaka-ainetta, joka on peräisin alkylointi-transalkylointimenetelmästä, jossa ei ole toista erotusvyöhykkettä. Siten toisen erotusvyöhykkeen käyttö olen- 27 naisesti kaikkien raskaampien aromaattisten yhdisteiden ja osan kevyistä aromaattisista yhdisteistä erottamiseksi runsaasti di-isopropyy1ibentseeniä sisältävästä fraktiosta, joka syötetään transalkylointireaktiovyöhykkeeseen, parantaa selvästi ja dramaattisesti transalkylointikatalyytin aktiivista käyttöikää.The above results show the remarkable effect of the composition of the feedstock on the deactivation rate of the transalkylation catalyst of the present invention. The rate of deactivation of the transalkylation catalyst of this invention using benzene and dipropylbenzene feed in case I is significantly slower than when using the same catalyst as feedstock containing heavy aromatic compounds in case II. As mentioned, the feedstock of Case I represents the feedstock to be fed to the transalkylation reaction zone from the second separation zone of the process of this invention. The feedstock in Case II represents the feedstock to be fed to the transalkylation reaction zone from an alkylation-transalkylation process that does not have a second separation zone. Thus, the use of a second separation zone to separate substantially all of the heavier aromatics and some of the light aromatics from the diisopropylbenzene-rich fraction fed to the transalkylation reaction zone clearly and dramatically improves the active use of the transalkylation catalyst.

Esimerkki 2 Tämä esimerkki osoittaa todeksi tämän keksinnön mukaisen transalkylointikatalyytin regeneroitavuuden. 1200 tunnin käyttöajan jälkeen koetehtaassa olosuhteissa, jotka olivat samanlaiset kuin esimerkissä 1, tapauksessa I, transalkylointi-katalyytissä todettiin noin 30 % di-isopropyylibentseenin konversio. Tämä oli paljon alle tuoreen katalyytin di-isopropyy-libentseenin konversioarvon 49-50 %. Deaktivoitunut transalkyloint ikatalyytti regeneroitiin sitten kuumalla bentseenipe-suvaiheella. Transalkylointikatalyytin kuumalla bentseenillä regeneroimisvaihe suoritettiin: - pysäyttämällä transalky1ointireaktori, - huuhte1 emä 11 a reaktori bentseenillä ja nesteen virtausnopeu- -1 della tunnissa 1,3 h 12 tunnin ajan, - nostamalla reaktorin lämpötila 150°C:sta 250°C:een, sitten pitämällä reaktori 250°C:ssa 12 tunnin ajan ja pitämällä bent-seenin 1äpikiertonopeus arvossa, joka vastasi LHSV-arvoa 1.3 h"1 , - alentamalla reaktorin lämpötila 250°C:sta 150°C:een 12 tunnin kuluessa bentseenin läpikiertonopeuden ollessa arvossa 1.3 h 1 , ja - käynnistämällä transalkylointireaktori uudelleen.Example 2 This example demonstrates the regenerability of the transalkylation catalyst of this invention. After 1200 hours of operation in a pilot plant under conditions similar to Example 1, Case I, about 30% conversion of diisopropylbenzene was observed in the transalkylation catalyst. This was well below the diisopropylbenzene conversion value of the fresh catalyst of 49-50%. The deactivated transalkylation catalyst was then regenerated by a hot benzene step. The step of regenerating the transalkylation catalyst with hot benzene was carried out: - by stopping the transalkylation reactor, - rinsing the reactor 11a with benzene and at a liquid flow rate of 1.3 h per hour for 12 hours, - raising the reactor temperature from 150 ° C to 250 ° C, then holding reactor at 250 ° C for 12 hours and maintaining the Bentene 1 throughput at a value corresponding to LHSV of 1.3 h "1, - by lowering the reactor temperature from 250 ° C to 150 ° C within 12 hours at a benzene throughput of 1.3 h 1, and - restarting the transalkylation reactor.

Kun transalkylointikatalyytin regeneroimismenettely oli suoritettu ja reaktori käynnistetty uudelleen, transalkylointikata-lyytin di-isopropyylibentseenin konversio oli parantunut arvoon 51 %. Tämä esimerkki osoittaa kuumalla bentseenillä suoritetun pesuvaiheen käytöstä saatavan hyödyn tämän keksinnön mukaisen aikaisemmin deaktivoituneen transa1 ky 1 ointik ata 1 yyI i n aktiivisuuden palauttamiseksi. Tämä esimerkki osoittaa myös 28 selvästi tämän keksinnön mukaisen happopestyn transalkylointi-katalyytin regeneroitavuuden.After the transalkylation catalyst regeneration procedure was completed and the reactor was restarted, the conversion of the transalkylation catalyst to diisopropylbenzene was improved to 51%. This example demonstrates the benefit of using a hot benzene wash step to restore the activity of a previously deactivated transceiver of this invention. This example also clearly demonstrates the regenerability of the acid washed transalkylation catalyst of this invention.

Claims (10)

2929 1. Menetelmä monoalkyloitujen aromaattisten yhdisteiden valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet : (a) ohjataan syöttövirtaus (4), joka käsittää jonkin alkyloin-tiaineen (2) ja jonkin aromaattisen substraatin (3), alkyloin-tireaktiovyöhykkeeseen (1), joka sisältää kiinteän fosforihap-pokatalyytin ja jossa pidetään yllä sellaiset olosuhteet, että mainitun aromaattisen substraatin alkylointi tapahtuu neste -faasissa; (b) erotetaan alkylointireaktiovyöhykkeestä (1) saatu tuote (5) ja tuonnempana kuvattavasta transalkylointireaktiovyöhyk-keestä saatu tuote (20) ensimmäisessä erotusvyöhykkeessä (6) fraktioiksi, jotka käsittävät 1) aromaattisen substraatin käsittävän fraktion (7), 2) olennaisesti puhtaan monoalkyloidun aromaattisen tuotteen käsittävän fraktion (8) ja 3) fraktion (9), joka käsittää yhdisteitä, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat kuin halutun monoalkyloidun aromaattisen tuotteen; (c) erotetaan toisessa erotusvyöhykkeessä (14) korkeammalla kiehuva fraktio (9) runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä käsittäväksi fraktioksi (15) ja fraktioiksi, joiden kiehumispisteet ovat korkeammat (17) ja alhaisemmat (16) kuin runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävän fraktion (15); (d) syötetään syöttövirtaus, joka käsittää aromaattisen substraatin (19) ja erotetun runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä käsittävän hiilivetyfraktion (15) transalkylointi-reaktiovyöhykkeeseen (18), joka sisältää kiteisen aluminosili-kaattikatalyytin ja jossa pidetään yllä olosuhteita, joissa mainittu runsaasti dialkyloituja aromaattisia yhdisteitä sisältävä hiilivetyfraktio transalkyloituu, jolloin saadaan transalkylointireaktiovyöhykkeen tuote (20); ja (e) syötetään transalkylointireaktiovyöhykkeen tuote (20) vaiheesta (d) ensimmäiseen erotusvyöhykkeeseen (6).A process for the preparation of monoalkylated aromatic compounds, characterized in that it comprises the steps of: (a) directing a feed stream (4) comprising an alkylating agent (2) and an aromatic substrate (3) to an alkylation reaction zone (1); containing a solid phosphoric acid cocatalyst and maintaining conditions such that alkylation of said aromatic substrate occurs in the liquid phase; (b) separating the product (5) obtained from the alkylation reaction zone (1) and the product (20) obtained from the transalkylation reaction zone described below in the first separation zone (6) into fractions comprising 1) a substantially aromatic substrate fraction (7), 2) a substantially pure product a fraction (8) and 3) a fraction (9) comprising compounds having boiling points higher than the desired monoalkylated aromatic product; (c) separating in the second separation zone (14) the higher boiling fraction (9) into a fraction rich in dialkylated aromatic compounds (15) and fractions having higher (17) and lower (16) boiling points than the fraction rich in dialkylated aromatic compounds (15); (d) feeding a feed stream comprising an aromatic substrate (19) and a separated hydrocarbon fraction (15) comprising richly dialkylated aromatic compounds to a transalkylation reaction zone (18) containing a crystalline aluminosilicate catalyst and maintaining conditions with said richly dialkylated the hydrocarbon fraction is transalkylated to give the product of the transalkylation reaction zone (20); and (e) feeding the product (20) of the transalkylation reaction zone from step (d) to the first separation zone (6). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin ensimmäinen osa vaiheen (b) aromaattisen sub- 30 straatin käsittävästä fraktiosta (7) kierrätetään takaisin alkylointireaktiovyöhykkeeseen ja että ainakin toinen osa vaiheen (b) aromaattisen substraatin käsittävästä fraktiosta (7) kierrätetään takaisin transalkylointireaktiovyöhykkeeseen.Process according to claim 1, characterized in that at least a first part of the fraction (7) comprising the aromatic substrate of step (b) is recycled to the alkylation reaction zone and at least a second part of the fraction (7) comprising the aromatic substrate of step (b) is recycled to the transalkylation reaction zone . 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkylointiaineeksi valitaan jokin aikeeni, alkoholi, al-kyylihalidi, alkyylisulfonaatti tai jokin niiden seos.Process according to Claim 1, characterized in that the alkylating agent is selected from an alkene, an alcohol, an alkyl halide, an alkyl sulphonate or a mixture thereof. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkylointiaineena on jokin mono-olefiini ja sen hiiliatomien lukumäärä on 2-14.Process according to Claim 1, characterized in that the alkylating agent is a monoolefin and has from 2 to 14 carbon atoms. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (d) käytetty transalkylointikatalyytti muodostuu 5-99 paino-%:sta jotakin kiteistä aluminosilikaattimate-riaalia, jolle on tunnusomaista, että sen huokosten keskiläpi-mitta on 6 ängströmiä tai suurempi.Process according to Claim 1, characterized in that the transalkylation catalyst used in step (d) consists of 5 to 99% by weight of a crystalline aluminosilicate material, characterized in that it has a mean pore diameter of 6 angstroms or more. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että transalkylointikatalyytin sisältämä kiteinen aluminosili-kaattimateriaali on mordeniitti.Process according to Claim 5, characterized in that the crystalline aluminosilicate material contained in the transalkylation catalyst is mordenite. 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mono-olefiinialkylointiaine on etyleeni tai propyleeni.Process according to Claim 4, characterized in that the monoolefin alkylating agent is ethylene or propylene. 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mono-olefiinialkylointiaine käsittää jonkin C9-C14-olefii-nin.Process according to Claim 4, characterized in that the monoolefin alkylating agent comprises a C 9 -C 14 olefin. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkylointireaktiovyöhykkeen syöttö kyllästetään H2:lla.Process according to Claim 1, characterized in that the feed to the alkylation reaction zone is saturated with H 2. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että transalkylointireaktiovyöhykkeen syöttö kyllästetään H2:lla. 31 c: :::.Process according to Claim 1, characterized in that the feed to the transalkylation reaction zone is saturated with H 2. 31 c: :::.
FI884212A 1988-09-13 1988-09-13 Alkylation / transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds FI89795C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI884212A FI89795C (en) 1988-09-13 1988-09-13 Alkylation / transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI884212A FI89795C (en) 1988-09-13 1988-09-13 Alkylation / transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds
FI884212 1988-09-13

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI884212A0 FI884212A0 (en) 1988-09-13
FI884212A FI884212A (en) 1990-03-14
FI89795B true FI89795B (en) 1993-08-13
FI89795C FI89795C (en) 1993-11-25

Family

ID=8527035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI884212A FI89795C (en) 1988-09-13 1988-09-13 Alkylation / transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI89795C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI884212A (en) 1990-03-14
FI884212A0 (en) 1988-09-13
FI89795C (en) 1993-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0358792B1 (en) Alkylation/transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatics
US4857666A (en) Alkylation/transalkylation process
US4861935A (en) Catalytic composition and process for the transalkylation of aromatic hydrocarbons
CA2262661C (en) Process for the production of alkylated benzenes
EP0929502B1 (en) Alkylation process using zeolite beta
KR101428827B1 (en) Processes for producing alkylbenzenes over solid acid catalyst at low benzene to olefin ratios and low heavies make
EP0920404B1 (en) A zeolite-based ethylbenzene process adaptable to an aluminum chloride-based ethylbenzene plant
US20040242404A1 (en) Production of alkyl aromatic compounds with catalyst reactivation
EP0467007B1 (en) Transalkylation process
WO2008100806A1 (en) Processes for making detergent range alkylbenzenes
US7652182B2 (en) Energy integrated processes including alkylation and transalkylation for making detergent range alkylbenzenes
US7642389B2 (en) Energy integrated processes including alkylation and transalkylation for making detergent range alkylbenzenes
KR100186839B1 (en) Alkylation of aromatic compounds
FI89795B (en) Alkylation/transalkylation process for selective production of monoalkylated aromatic compounds
KR100683509B1 (en) Alkylaromatic process using a solid alkylation catalyst
CS273188B2 (en) Method of cumene's selective production
KR920009117B1 (en) Porous solid phosphoric acid catalyst system and process using same
CA2022982C (en) Transalkylation process
Bellussi et al. New catalysts and new processes in the industrial alkylation of aromatics
JPH0491039A (en) Transalkylation method
MXPA99001708A (en) Process for the production of alkylated benzenes
KR19980042528A (en) Alkylation process with enhanced catalyst stability.
WO2008097313A1 (en) Staged process for producing linear 2-phenyl-alkanes

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
FG Patent granted

Owner name: UOP

MA Patent expired