JPH07233099A - Continuous production of monoalkyl aromatic hydrocarbon - Google Patents

Continuous production of monoalkyl aromatic hydrocarbon

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JPH07233099A
JPH07233099A JP2280794A JP2280794A JPH07233099A JP H07233099 A JPH07233099 A JP H07233099A JP 2280794 A JP2280794 A JP 2280794A JP 2280794 A JP2280794 A JP 2280794A JP H07233099 A JPH07233099 A JP H07233099A
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JP
Japan
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reaction
aromatic hydrocarbon
stage reaction
reactor
olefin
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Withdrawn
Application number
JP2280794A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Tsukajima
浩明 塚島
Kunihiko Yamashita
邦彦 山下
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/02Monocyclic hydrocarbons
    • C07C15/067C8H10 hydrocarbons
    • C07C15/073Ethylbenzene

Abstract

PURPOSE:To continuously produce a monoalkyl aromatic hydrocarbon in high yield and efficiency by introducing an aromatic hydrocarbon and an olefin into a former- stage reaction part to effect the alkylation reaction of the hydrocarbon and introducing the reaction product into the latter-stage reaction part together with a polyalkyl aromatic hydrocarbon formed in the latter-stage reaction part to effect the transalkylation reaction. CONSTITUTION:This process for the continuous production of a monoalkyl aromatic hydrocarbon comprises the use of a reactor composed of a former-stage reaction part and a latter-stage reaction part, the introduction of a Friedel-Crafts' catalyst, an aromatic hydrocarbon and an olefin into the former-stage reaction part to effect the alkylation reaction at an olefin conversion of 30-99% while concurrently flowing the components in mixed phase, the introduction of the effluent of the former-stage reaction part and a polyalkyl aromatic hydrocarbon separated from the effluent of the latter-stage reaction part into the latter-stage reaction part and the reaction of the components mainly by transalkylation at an olefin conversion of 100%. Preferably, the reactor is composed of a single vessel separated into the former-stage reaction part and the latter-stage reaction part with a porous partition member such as a perforated plate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は連続的なモノアルキル芳
香族炭化水素の製造方法に関するもので、特にオレフィ
ンと芳香族炭化水素化合物との反応によって、モノアル
キル芳香族炭化水素を製造する新規にして改良された方
法に関する。モノアルキル芳香族炭化水素、例えばエチ
ルベンゼンは、需要量の多いポリスチレンならびに多く
の共重合体のための原料であるスチレン単量体を製造す
るために大量に使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous process for producing monoalkyl aromatic hydrocarbons, and more particularly to a novel process for producing monoalkyl aromatic hydrocarbons by reacting an olefin with an aromatic hydrocarbon compound. And improved method. Monoalkyl aromatic hydrocarbons, such as ethylbenzene, have been used in large quantities to produce high-demand polystyrene as well as the styrene monomer that is the raw material for many copolymers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、芳香族炭化水素とオレフィンとの
反応によってモノアルキル芳香族炭化水素を製造する方
法の例として、アルキル化触媒として塩化アルミニウム
を用い、ベンゼンとエチレンのアルキル化反応によって
エチルベンゼンを製造する場合を説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of a method for producing a monoalkyl aromatic hydrocarbon by reacting an aromatic hydrocarbon with an olefin, aluminum chloride is used as an alkylation catalyst and ethylbenzene is converted by an alkylation reaction of benzene and ethylene. The case of manufacturing will be described.

【0003】最も一般的なエチルベンゼンの製造方法
は、図6に示すような1つの反応器21でアルキル化反
応およびトランスアルキル化反応を同時に行う方法であ
る。原料のベンゼン12Aを、後段の分離回収設備23
からのベンゼン14Aと共に、更に、ガス状のエチレン
11を反応器前部15に連続的に導入する。その際に、
塩化アルミニウムおよび塩酸(または塩化エチル)の触
媒(助触媒)20も同時に連続的に反応器21の下部1
5に導入する。反応は液相のベンゼン過剰の状態で行わ
れ、エチレンは実質的に反応器21内でアルキル化反応
を完結する。
The most general method for producing ethylbenzene is a method in which an alkylation reaction and a transalkylation reaction are carried out simultaneously in one reactor 21 as shown in FIG. Benzene 12A, which is the raw material, is separated and recovered in the subsequent stage 23.
Gaseous ethylene 11 is also continuously introduced into the reactor front part 15 together with benzene 14A from At that time,
Aluminum chloride and hydrochloric acid (or ethyl chloride) catalyst (co-catalyst) 20 is also continuously continuously at the bottom of reactor 21.
Introduce to 5. The reaction is carried out in the liquid phase in excess of benzene, and ethylene substantially completes the alkylation reaction in the reactor 21.

【0004】反応器へ供給されるエチル基とベンゼン環
のモル比率は重要な運転条件であり、アルキル化反応と
併行するトランスアルキル化反応での平衡組成に影響す
る。トランスアルキル化反応の平衡定数は以下の様に示
され、
The molar ratio of ethyl groups to the benzene ring fed to the reactor is an important operating condition and affects the equilibrium composition in the transalkylation reaction in parallel with the alkylation reaction. The equilibrium constant of the transalkylation reaction is shown as

【0005】[0005]

【化1】 [Chemical 1]

【0006】この平衡定数からエチル基とベンゼン環の
モル比率に対する平衡組成を示したものが図5である。
図5に示すようにモル比率を上げて行くと、ポリエチル
ベンゼンの生成量が増えるため分離回収設備23でのポ
リエチルベンゼンの分離エネルギーが増加する。その反
面、未反応ベンゼン量が低減するためベンゼンの分離エ
ネルギーが低減する。両者のバランス及び分離回収設備
23の状況から最適なモル比率が決められる。
FIG. 5 shows the equilibrium composition based on the equilibrium constant with respect to the molar ratio of ethyl group and benzene ring.
As shown in FIG. 5, when the molar ratio is increased, the amount of polyethylbenzene produced is increased, so that the separation energy of polyethylbenzene in the separation / recovery facility 23 is increased. On the other hand, since the amount of unreacted benzene is reduced, the separation energy of benzene is reduced. The optimum molar ratio is determined from the balance between the two and the condition of the separation and recovery facility 23.

【0007】主反応のアルキル化反応は約27(kca
l/mol−EB)の発熱反応である。この反応熱は反
応液中のベンゼンの蒸発に主に使用され、蒸発したベン
ゼンは反応器後部18に連結した凝縮器22によって凝
縮され液相のベンゼン13になり、反応器前部15に再
導入される。同時にこの凝縮熱は分離回収設備の蒸留分
離エネルギーや蒸気発生など有効に回収され使用され
る。
The main reaction alkylation reaction is about 27 (kca).
It is an exothermic reaction of 1 / mol-EB). This heat of reaction is mainly used for the evaporation of benzene in the reaction liquid, and the evaporated benzene is condensed into a liquid phase benzene 13 by a condenser 22 connected to the reactor rear part 18 and reintroduced into the reactor front part 15. To be done. At the same time, the heat of condensation is effectively recovered and used by the separation and separation energy of the separation and recovery equipment and steam generation.

【0008】触媒の塩化アルミニウム錯体は非常に強い
腐食性があるため、反応器21はハステロイなどの耐腐
食性材料や、耐酸れんがなどの内張りをしたものが使わ
れる。反応器後部18におけるガス以外の流出物17は
分離回収設備23で触媒分離後、溶解した塩化アルミニ
ウムや塩酸を除去するため中和、水洗される。さらにベ
ンゼン、エチルベンゼン、ポリエチルベンゼンの順番に
分離され、最後にポリエチルベンゼンとフラックスなど
の重質物が分離される。ここで、ポリエチルベンゼンと
はエチル基が2つ以上の高級アルキル化ベンゼンでジエ
チルベンゼン、トリエチルベンゼン、テトラエチルベン
ゼンなどのことである。分離された未反応のベンゼンと
同様にポリエチルベンゼン16Aも反応器前部15へ導
入され、トランスアルキル化反応によりエチルベンゼン
に転化される。その他の重質物は焼却処理する。このよ
うにしてエチルベンゼン19Aを連続的に製造してい
た。
Since the aluminum chloride complex of the catalyst has a very strong corrosive property, the reactor 21 is made of a corrosion resistant material such as hastelloy or an inner lining such as acid brick. The effluent 17 other than gas in the reactor rear part 18 is neutralized and washed with water in order to remove the dissolved aluminum chloride and hydrochloric acid after separating the catalyst in the separation / recovery facility 23. Further, benzene, ethylbenzene and polyethylbenzene are separated in this order, and finally polyethylbenzene and heavy substances such as flux are separated. Here, polyethylbenzene is a higher alkylated benzene having two or more ethyl groups, such as diethylbenzene, triethylbenzene, and tetraethylbenzene. Polyethylbenzene 16A as well as the separated unreacted benzene is introduced into the reactor front part 15 and converted into ethylbenzene by the transalkylation reaction. Incinerate other heavy materials. In this way, ethylbenzene 19A was continuously produced.

【0009】この従来方法では、アルキル化およびトラ
ンスアルキル化反応を1つの反応器21で行えるが、フ
ラックスなどの重質物の生成量が多く、エチルベンゼン
の収率または選択率が低い。また、反応生成液組成は、
反応平衡組成に近いほど、分離回収設備およびエネルギ
ーが小さくて済む。しかし反応器21は、反応平衡組成
に近づけるために、比較的大きな反応容積が必要とな
り、生産性は低い。
In this conventional method, the alkylation and transalkylation reactions can be carried out in one reactor 21, but the production amount of heavy substances such as flux is large and the yield or selectivity of ethylbenzene is low. The composition of the reaction product liquid is
The closer to the reaction equilibrium composition, the smaller the separation and recovery equipment and the energy required. However, the reactor 21 requires a relatively large reaction volume in order to approach the reaction equilibrium composition, and the productivity is low.

【0010】そこで、生産性の改良を試みた特公昭61
−36729号公報では、反応器が一体的になり、その
頂部から間隔をあけてある中央軸周囲のアルキル化帯域
およびこの周囲をとりまくトランスアルキル化帯域から
なるアルキル化−トランスアルキル化一体型に構成され
ている。しかし、この方法でも、アルキル化帯域の出口
端で、本質的に全てのエチレンの反応を終了させなけれ
ばならないため、これに必要なアルキル化反応帯域の容
積は大きくなり、生産性が低い。
Therefore, Japanese Patent Publication No. Sho 61 has tried to improve productivity.
No. 3,67,29, the reactor is integrated and configured in an integrated alkylation-transalkylation type consisting of an alkylation zone around the central axis spaced from the top and a transalkylation zone surrounding this zone. Has been done. However, even in this method, essentially all the reaction of ethylene has to be completed at the outlet end of the alkylation zone, so that the volume of the alkylation reaction zone required for this is large and the productivity is low.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】そこで、収率および生
産性の向上対策を検討するとして、まず気液混相流の反
応について考える。アルキル化反応では、主に触媒、原
料ベンゼンおよびエチルベンゼンやポリエチルベンゼン
などのアルキル化反応生成物からなる液相と、主にエチ
レンガスからなる気相が存在しており、通常、液相が連
続相で気相が気泡の状態すなわち分散相として存在して
いる。アルキル化反応は気泡中のエチレンガスを液相に
吸収し液相で行われる。液相でのアルキル化反応は少量
の触媒でも非常に速い反応で、発熱反応であり、反応の
進行とともに反応熱によりヘンゼンが蒸発し気泡中に混
合する。エチレンを供給した瞬間には、気泡中のエチレ
ン濃度は高くエチレンガスの吸収が速やかに行われる
が、気泡の流れとともに反応が進むと、気泡中のエチレ
ンガスは液相に吸収され、ベンゼンは液相から蒸発して
気泡中に混合してくる。気泡中のエチレン濃度は低下
し、吸収のためのドライピングフォースが小さくなり、
気泡中のエチレンガスが完全に液相に吸収し終わるま
で、かなりの滞留時間を要する。
Therefore, as a measure for improving the yield and productivity, first, the reaction of a gas-liquid mixed phase flow will be considered. In the alkylation reaction, a liquid phase mainly composed of a catalyst, a raw material benzene and an alkylation reaction product such as ethylbenzene or polyethylbenzene, and a gas phase mainly composed of ethylene gas are present. Usually, the liquid phase is a continuous phase. The gas phase exists in the form of bubbles, that is, as a dispersed phase. The alkylation reaction is carried out in the liquid phase by absorbing ethylene gas in the bubbles into the liquid phase. The alkylation reaction in the liquid phase is a very fast reaction even with a small amount of catalyst and is an exothermic reaction. As the reaction progresses, Hensen evaporates and is mixed in the bubbles. At the moment when ethylene was supplied, the ethylene concentration in the bubbles was high and the ethylene gas was quickly absorbed.However, when the reaction proceeded along with the flow of bubbles, the ethylene gas in the bubbles was absorbed in the liquid phase, and benzene became liquid. The phases evaporate and mix into the bubbles. The ethylene concentration in the bubbles decreases, and the drying force for absorption decreases,
A considerable residence time is required until the ethylene gas in the bubbles is completely absorbed in the liquid phase.

【0012】すなわち、気相中のエチレンを液相に吸収
する速度が問題となり、滞留時間を小さくすると、エチ
レンガスの吸収が不十分となり、未反応ガスとしてエチ
レンはパージされて、供給した原料エチレン当りのエチ
ルベンゼンの収率が低下する。そこで、未反応エチレン
をリサイクルコンプレッサーなどの回収装置を用いて反
応器に戻すことも考えられるが、その回収装置には帯腐
食性材料でできた設備となることや、エチレンリサイク
ルコンプレッサーなどの駆動用エネルギーも必要になっ
てくるため、これも好ましくない。エチレンガスの吸収
が律速するアルキル化反応帯域でアルキル化反応を完結
させるためには、アルキル化反応帯域で滞留時間が大き
くなる。
That is, the rate at which ethylene in the gas phase is absorbed into the liquid phase becomes a problem, and when the residence time is shortened, the absorption of ethylene gas becomes insufficient and ethylene is purged as an unreacted gas, so that the raw material ethylene fed is supplied. The yield of ethylbenzene per unit decreases. Therefore, it is possible to return unreacted ethylene to the reactor by using a recovery device such as a recycle compressor. However, the recovery device will be a facility made of corrosive material and used for driving an ethylene recycle compressor. This is also undesirable because it requires energy. In order to complete the alkylation reaction in the alkylation reaction zone where the absorption of ethylene gas is rate-determining, the residence time becomes long in the alkylation reaction zone.

【0013】次に、液単相での反応においても、アルキ
ル化反応帯域でアルキル化反応を完結させるためには、
反応完結する直前は、液中のエチレン濃度は非常に低濃
度となり、やはりアルキル化反応帯域での滞留時間は大
きくなる。このように、アルキル化反応帯域での生産性
が低いという点については何も解決されていない。
Next, even in the reaction in the liquid single phase, in order to complete the alkylation reaction in the alkylation reaction zone,
Immediately before the completion of the reaction, the ethylene concentration in the liquid becomes very low, and the residence time in the alkylation reaction zone also becomes long. Thus, nothing has been solved about the low productivity in the alkylation reaction zone.

【0014】本発明は、重質物の生成量が少なくモノア
ルキル芳香族炭化水素の収率または選択率が高く、かつ
アルキル化反応およびトランスアルキル化反応における
生産性の高いモノアルキル芳香族炭化水素の製造方法を
提供するものである。
The present invention provides a monoalkyl aromatic hydrocarbon which produces a small amount of a heavy product and has a high yield or selectivity of a monoalkyl aromatic hydrocarbon and which has a high productivity in an alkylation reaction and a transalkylation reaction. A manufacturing method is provided.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、フリーデル・
クラフツ触媒の存在下で、芳香族炭化水素にオレフィン
を反応させてモノアルキル芳香族炭化水素を製造するに
あたり、前段反応部と後段反応部とからなる反応器を設
定し、フリーデル・クラフツ触媒、芳香族炭化水素およ
びオレフィンを該前段反応部に導入し、混相で並流せし
めてアルキル化反応させ、該前段反応部の後部における
オレフィン転化率を30〜99%に制御し、該前段反応
部からの流出物と、該後段反応部の後部からの流出物を
分離して得られるポリアルキル芳香族炭化水素とを該後
段反応部の前部に導入し、該後段反応部で、主にトラン
スアルキル化反応させ、且つアルキル化反応に依り該後
段反応部の後部におけるオレフィン転化率を100%に
することを特徴とするモノアルキル芳香族炭化水素の連
続製造方法である。
The present invention is based on the Friedel
When a monoalkyl aromatic hydrocarbon is produced by reacting an olefin with an aromatic hydrocarbon in the presence of a Krafts catalyst, a reactor consisting of a pre-reaction section and a post-reaction section is set, and a Friedel-Crafts catalyst, Aromatic hydrocarbons and olefins are introduced into the pre-stage reaction section, and they are co-flowed in a mixed phase to carry out an alkylation reaction, and the olefin conversion rate in the rear section of the pre-stage reaction section is controlled to 30 to 99%. And the polyalkylaromatic hydrocarbon obtained by separating the effluent from the rear part of the latter-stage reaction part are introduced into the front part of the latter-stage reaction part, and mainly in the trans-stage reaction part. And a olefin conversion in the rear part of the latter-stage reaction section is set to 100% by an alkylation reaction, and a continuous production method of a monoalkyl aromatic hydrocarbon is provided.

【0016】本発明における原料である、芳香族炭化水
素としてはベンゼン、トルエン、キシレン、フェノール
などの芳香族炭化水素が用いられる。オレフィンとして
はエチレン、プロピレン、ブチレンなどの炭素数が2〜
4のオレフィンがある。これらオレフィンの選択は製造
するモノアルキル芳香族炭化水素上に所望のアルキル基
を与えるように行われる。たとえば、モノアルキル芳香
族炭化水素としてはエチルベンゼンやクメンなどがあ
り、エチルベンゼンを製造する際にはベンゼンとエチレ
ンを原料とし、クメンの製造の際にはベンゼンとプロピ
レンを原料とする。また、原料のオレフィンは純度の高
い物が好ましいが、本発明では、必須の条件ではなく、
原料のオレフィン中に不活性ガスや標準状態でガス状の
パラフィンなどを含んだものでも、オレフィンを5容積
%以上含むものであれば使用できる。
As the aromatic hydrocarbon which is a raw material in the present invention, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and phenol are used. As an olefin, carbon numbers such as ethylene, propylene and butylene have 2 to 2
There are 4 olefins. The choice of these olefins is made to provide the desired alkyl group on the monoalkyl aromatic hydrocarbon produced. For example, there are ethylbenzene and cumene as monoalkyl aromatic hydrocarbons. When ethylbenzene is produced, benzene and ethylene are used as raw materials, and when cumene is produced, benzene and propylene are used as raw materials. Further, it is preferable that the raw material olefin has a high purity, but in the present invention, it is not an essential condition,
Even if the raw material olefin contains an inert gas or paraffin in a gaseous state in a standard state, any olefin containing 5% by volume or more can be used.

【0017】また、モノアルキル芳香族炭化水素を製造
する際、反応器に導入する芳香族炭化水素に対するオレ
フィンのモル比率(以下“E/B比”と略する。)は、
0.3〜1.0が好ましい。反応器の入口のE/Bは、
反応が平衡反応であり図5に示すように反応器出口での
反応平衡組成を決定するもので、反応や分離回収などの
設備全体および分離回収エネルギーに大きく影響してく
る。E/B比が小さい場合には、回収して導入するポリ
アルキル芳香族炭化水素量は少ないが、回収して導入す
る芳香族炭化水素量は大きい。E/B比が大きい場合は
この逆であり、それぞれの分離回収エネルギーの状況か
ら最適な値が存在する。
When the monoalkyl aromatic hydrocarbon is produced, the molar ratio of olefin to aromatic hydrocarbon introduced into the reactor (hereinafter abbreviated as "E / B ratio") is:
0.3 to 1.0 is preferable. E / B at the inlet of the reactor is
The reaction is an equilibrium reaction and determines the reaction equilibrium composition at the outlet of the reactor as shown in FIG. 5, which greatly affects the entire equipment such as reaction and separation / recovery and the separation / recovery energy. When the E / B ratio is small, the amount of polyalkyl aromatic hydrocarbons recovered and introduced is small, but the amount of aromatic hydrocarbons recovered and introduced is large. The opposite is true when the E / B ratio is large, and there is an optimum value from the situation of each separated and recovered energy.

【0018】ポリアルキル芳香族炭化水素とは、アルキ
ル基が2つ以上の高級アルキル芳香族炭化水素のことで
あり、例えばエチルベンゼンの製造ではジエチルベンゼ
ン、トリエチルベンゼン、テトラエチルベンゼンなどが
ある。アルキル化反応とは、芳香族炭化水素にアルキル
側鎖を導入する反応のことである。たとえば、ベンゼン
とエチレンを原料としてエチルベンゼンを合成する反応
や、ベンゼンとプロピレンを原料としてクメンを合成す
る反応がある。
The polyalkyl aromatic hydrocarbon is a higher alkyl aromatic hydrocarbon having two or more alkyl groups, such as diethylbenzene, triethylbenzene and tetraethylbenzene in the production of ethylbenzene. The alkylation reaction is a reaction of introducing an alkyl side chain into an aromatic hydrocarbon. For example, there is a reaction of synthesizing ethylbenzene from benzene and ethylene as raw materials, and a reaction of synthesizing cumene from benzene and propylene as raw materials.

【0019】トランスアルキル化反応とは、主にポリア
ルキル芳香族炭化水素から芳香族炭化水素にアルキル基
を移動させモノアルキル芳香族炭化水素を合成する反応
のことである。たとえば、ポリエチルベンゼンとベンゼ
ンからエチルベンゼンを合成する反応がある。本発明に
おけるフリーデル・クラフツ触媒とは、アルキル化反応
及びトランスアルキル化反応を促進する触媒である。例
えばAlCl3 、SbCl5 、FeCl3 、TeC
2 、SnCl4 、TiCl4 、TeCl4 、BiCl
3 、ZnCl2 等のルイス酸触媒やシリカ、アルミナ、
ゼオライトなどの固体酸触媒がある。ゼオライト触媒と
しては、Y型ゼオライト、X型ゼオライト、ZSM−
5、ZSM−11、β型ゼオライト、Ω型ゼオライトな
どがある。
The transalkylation reaction is a reaction in which an alkyl group is mainly transferred from a polyalkyl aromatic hydrocarbon to an aromatic hydrocarbon to synthesize a monoalkyl aromatic hydrocarbon. For example, there is a reaction for synthesizing ethylbenzene from polyethylbenzene and benzene. The Friedel-Crafts catalyst in the present invention is a catalyst that promotes an alkylation reaction and a transalkylation reaction. For example, AlCl 3 , SbCl 5 , FeCl 3 , TeC
l 2 , SnCl 4 , TiCl 4 , TeCl 4 , BiCl
3 , Lewis acid catalysts such as ZnCl 2 , silica, alumina,
There are solid acid catalysts such as zeolites. Zeolite catalysts include Y-type zeolite, X-type zeolite, ZSM-
5, ZSM-11, β-type zeolite, Ω-type zeolite and the like.

【0020】反応器としては、容器状、チューブラー状
のどちらでも良い。容器状のものの場合には、単一のも
の又は複数を多段にしたもののどちらでも可能である。
前段反応部と後段反応部の設定はアルキル化触媒、芳香
族炭化水素およびオレフィンの供給、更に後段反応部か
ら流出するポリアルキル芳香族炭化水素の導入に依て行
われる。そして前段反応部でアルキル化反応が行われ、
後段反応部で主にトランスアルキル化反応が行われると
ともにアルキル化反応も進行する。
The reactor may be in the form of a container or tubular. In the case of a container, either a single one or a multi-tiered one is possible.
The setting of the first-stage reaction section and the second-stage reaction section is performed by supplying an alkylation catalyst, an aromatic hydrocarbon and an olefin, and further introducing a polyalkylaromatic hydrocarbon flowing out from the second-stage reaction section. And the alkylation reaction is carried out in the first-stage reaction section,
The transalkylation reaction is mainly performed in the latter-stage reaction section, and the alkylation reaction also proceeds.

【0021】反応器内は、主に芳香族炭化水素からなる
液相、液相または液相に懸濁した固相で存在する触媒、
および気相または液相に溶解したオレフィンからなり、
気液相、固液相または気液固相は並流で反応を行う。そ
れは特に気相の存在する系では、気相と液相または固液
相を向流とした場合には、芳香族炭化水素の少ない反応
液とオレフィンが接触することとなり、重質成分が生成
しやすくなりオレフィン収率を低下させる原因となるた
め本発明の適用が不可能であるからである。
In the reactor, a liquid phase mainly composed of aromatic hydrocarbons, a liquid phase or a catalyst existing in a solid phase suspended in the liquid phase,
And olefins dissolved in the gas or liquid phase,
The gas-liquid phase, the solid-liquid phase, or the gas-liquid solid phase reacts in parallel flow. Especially in a system in which a gas phase exists, when the gas phase and the liquid phase or the solid-liquid phase are countercurrent, the reaction liquid containing a small amount of aromatic hydrocarbons comes into contact with the olefin, and a heavy component is produced. This is because it becomes difficult to apply the present invention because it becomes easy and causes a decrease in olefin yield.

【0022】反応器を1つ容器にして、上向き並流の場
合には、反応器の下部すなわち原料供給側に前段反応部
41を設け、その上部すなわち反応生成物の取り出し側
に後段反応部42を設ける。反応容器内は、両者の境界
に細孔仕切具たとえば1枚以上の多孔板を設けたもの、
充填物を充填したもの、又はこれらのいくつかを組み合
わせたものを使用することができる。これにより簡単な
構造の反応器1つで、前段反応部41および後段反応部
42を容易に分割することができる。
In the case of an upward co-current flow with one reactor as a container, a pre-stage reaction section 41 is provided at the lower part of the reactor, that is, the raw material supply side, and a post-stage reaction section 42 is provided at the upper part, that is, the reaction product take-out side. To provide. Inside the reaction vessel, a pore partitioning tool, for example, one or more perforated plates provided at the boundary between the two,
Filled with packing, or some combination of these can be used. Thus, the one-stage reactor can easily divide the front-stage reaction section 41 and the rear-stage reaction section 42.

【0023】図1に示すように、反応器に多孔板を設け
た場合、反応器はポリアルキル芳香族炭化水素16の導
入の直下の1枚の多孔板34を隔てて下部に前段反応部
41、その上部に後段反応部42を形成する。各反応部
内には何も設置しなくても良いが、更に多孔板34を設
置した方が好ましい。気液相系での反応で前段反応部4
1内に多孔板34を設置した場合には、単位容積当りの
反応量は向上する。これは、アルキル化反応が主にオレ
フィンを含む気相から主に芳香族炭化水素を含む液相へ
のオレフィンの吸収が律速であるからである。気相は一
般に液相中で気泡として存在している。それが多孔板3
4を通過する際に、より直径の微細な気泡に分散して気
液相の接触する界面積が大きくなるため、オレフィンの
吸収速度が向上し、単位容積当りのアルキル化反応量が
向上する。また、後段反応部42内に多孔板34を設置
した場合には、単位容積当りのトランスアルキル化反応
量は向上し、出口の反応生成物を反応平衡状態の組成に
近づけることができる。これは、多孔板に依て系内の液
相逆混合に流れが抑制されるためである。
As shown in FIG. 1, when the reactor is provided with a perforated plate, the reactor is separated from one perforated plate 34 immediately below the introduction of the polyalkyl aromatic hydrocarbon 16 and the lower part of the pre-reaction part 41 is provided. Then, the latter-stage reaction section 42 is formed on the upper part thereof. Although it is not necessary to install anything in each reaction section, it is preferable to further install the perforated plate 34. In the gas-liquid phase reaction, the former reaction section 4
When the perforated plate 34 is installed in the unit 1, the reaction amount per unit volume is improved. This is because in the alkylation reaction, the absorption of olefins from the gas phase containing mainly olefins to the liquid phase containing mainly aromatic hydrocarbons is rate-determining. The gas phase generally exists as bubbles in the liquid phase. Perforated plate 3
When passing through No. 4, since the interfacial area where the gas-liquid phase contacts is increased by being dispersed in finer bubbles having a larger diameter, the absorption rate of olefin is improved and the amount of alkylation reaction per unit volume is improved. Further, when the perforated plate 34 is installed in the post-reaction section 42, the transalkylation reaction amount per unit volume is improved, and the reaction product at the outlet can be brought closer to the composition in the reaction equilibrium state. This is because the flow is suppressed by the liquid phase reverse mixing in the system due to the porous plate.

【0024】前段反応部41には、原料の芳香族炭化水
素12、とオレフィン11及びフリーデル・クラフツ触
媒20を連続的に供給する。前段反応部41からの送出
物すなわち触媒、芳香族炭化水素、モノアルキル芳香族
炭化水素、ポリアルキル芳香族炭化水素、フラックスな
どの高沸物および未反応オレフィンをすべて後段反応部
42に導入させる。後段反応部42からの流出物すなわ
ち触媒、芳香族炭化水素、モノアルキル芳香族炭化水
素、ポリアルキル芳香族炭化水素およびフラックスなど
の高沸物を含む流出物17をオーバーフローして、分離
回収設備23へ供給し、製品であるモノアルキル芳香族
炭化水素19を取り出す。
The raw material aromatic hydrocarbon 12, the olefin 11, and the Friedel-Crafts catalyst 20 are continuously supplied to the first-stage reaction section 41. High-boiling substances such as catalyst, aromatic hydrocarbons, monoalkyl aromatic hydrocarbons, polyalkyl aromatic hydrocarbons, fluxes, and unreacted olefins from the first-stage reaction section 41 are all introduced into the second-stage reaction section 42. The effluent from the latter-stage reaction section 42, that is, the effluent 17 containing high boiling substances such as catalyst, aromatic hydrocarbons, monoalkyl aromatic hydrocarbons, polyalkyl aromatic hydrocarbons, and flux is overflowed, and the separation and recovery facility 23 is provided. And the product, a monoalkyl aromatic hydrocarbon 19, is taken out.

【0025】分離回収方法としては、触媒は沈降または
フィルターなどにより分離され、未反応の芳香族炭化水
素や反応副生成物のポリアルキル芳香族炭化水素やフラ
ックスなどは蒸留分離される。このとき、分離回収され
た芳香族炭化水素14は前段反応部41の前部へ戻し、
ポリアルキル芳香族炭化水素16は後段反応部42の前
部へ導入する。後段反応部42は、前段反応部41の上
部にあり、前段反応部41からの未反応オレフィンおよ
びアルキル化反応の反応熱により蒸発した芳香族炭化水
素の蒸気などの気相と主に芳香族炭化水素からなる液相
がすべて後段反応部42に導入される。ここでは気液二
相流状態であるので、分離回収系からのポリアルキル芳
香族炭化水素は後段反応部42内で充分な分散、混合が
行われ、トランスアルキル化反応が促進される。
As a separation and recovery method, the catalyst is separated by sedimentation or a filter, and unreacted aromatic hydrocarbons and polyalkyl aromatic hydrocarbons and fluxes of reaction by-products are separated by distillation. At this time, the separated and recovered aromatic hydrocarbon 14 is returned to the front part of the front reaction part 41,
The polyalkyl aromatic hydrocarbon 16 is introduced into the front part of the rear reaction section 42. The post-reaction section 42 is located above the pre-reaction section 41 and is mainly used for aromatic carbonization such as a vapor phase of unreacted olefins from the pre-reaction section 41 and vapors of aromatic hydrocarbons evaporated by the reaction heat of the alkylation reaction. All of the liquid phase composed of hydrogen is introduced into the second-stage reaction section 42. Since it is in a gas-liquid two-phase flow here, the polyalkyl aromatic hydrocarbon from the separation and recovery system is sufficiently dispersed and mixed in the post-reaction section 42, and the transalkylation reaction is promoted.

【0026】多孔板は、通常、孔径1〜100mmで、
開口率1〜30%に選定される。ここで孔径および開口
率は、どちらも小さい方が液相の逆混合流れを抑制し
て、反応を効果的に行うことができる。しかし、あまり
小さすぎると固形物などの詰まりの問題や、圧力損失の
増大により多孔板34の強度を高めなければならなくな
る。このように使用する反応条件、反応系により選択さ
れるものである。
The perforated plate usually has a hole diameter of 1 to 100 mm,
The aperture ratio is selected to be 1 to 30%. Here, if the pore diameter and the opening ratio are both smaller, the reverse mixing flow of the liquid phase can be suppressed and the reaction can be effectively performed. However, if it is too small, the strength of the perforated plate 34 must be increased due to the problem of clogging of solids or the like and the increase in pressure loss. It is selected according to the reaction conditions and reaction system used in this way.

【0027】充填物を充填する場合は、図2に示すよう
に反応器21は、ポリアルキル芳香族炭化水素16導入
の直下の充填物35を隔てて下部に前段反応部41、そ
の上部に後段反応部42を形成する。各反応部には何も
設置しなくても良いが更に充填物35を充填した方が好
ましい。原料及び回収されたポリアルキル芳香族炭化水
素16は図1の多孔板34を設置した場合と同様に導入
される。ここで使用される充填物は、ラシヒリングやポ
ールリングなどの不規則充填物や、蒸留塔などに使用さ
れる規則充填物のどちらでも使用できる。
In the case of charging the packing, as shown in FIG. 2, the reactor 21 is divided into the packing 35 immediately below the introduction of the polyalkylaromatic hydrocarbon 16 and the reaction section 41 at the lower part and the rear part at the upper part. The reaction part 42 is formed. It is not necessary to install anything in each reaction part, but it is preferable to further fill the filling material 35. The raw material and the recovered polyalkyl aromatic hydrocarbon 16 are introduced in the same manner as when the porous plate 34 of FIG. 1 is installed. The packing used here can be either an irregular packing such as Raschig ring or pole ring, or an ordered packing used in a distillation column or the like.

【0028】複数の反応器を用いて行う場合には、図3
に示すように第一反応器を前段反応部41とし、その下
流の第二反応器を後段反応部42とする。両者は配管で
連結される。ここで、混相が並流であれば、上向きでも
下向きでも良い。原料供給は第一反応器の前部に、ポリ
アルキル芳香族炭化水素16の導入などは図1、図2の
場合と同様に行われる。
When using a plurality of reactors, FIG.
As shown in (1), the first reactor is the pre-reaction section 41, and the second reactor downstream thereof is the post-reaction section 42. Both are connected by piping. Here, if the mixed phase is cocurrent, it may be upward or downward. The raw materials are fed to the front part of the first reactor, and the introduction of the polyalkyl aromatic hydrocarbons 16 is carried out in the same manner as in the case of FIGS. 1 and 2.

【0029】チューブラー式反応器を用いて行う場合
は、図4に示すように前半を前段反応部41に設定し、
前段反応部41の前部に原料を導入し、その後半を後段
反応部42に設定する。原料及び回収したポリアルキル
芳香族炭化水素の導入などは図1、2、3は前述と同様
に行われる。本発明に用いられる反応器はこれらのみに
限定されるものではなく、例えばこれらのいくつかまた
は全部を組合せたものを用いることも可能である。
When using a tubular reactor, the first half is set in the front reaction section 41 as shown in FIG.
The raw material is introduced into the front part of the front reaction part 41, and the latter half is set in the back reaction part 42. Introduction of the raw material and the recovered polyalkyl aromatic hydrocarbon is performed in the same manner as in FIGS. The reactor used in the present invention is not limited to these, and it is also possible to use, for example, a combination of some or all of them.

【0030】オレフィン転化率は、導入したオレフィン
当りのアルキル化反応に寄与したオレフィンの比率であ
る。導入したオレフィンがxモル/時間、反応したオレ
フインがyモル/時間である場合、オレフィン転化率は
(y/x)×100%で示される。これらはガスクロマ
トグラフィなどに依る反応液の組成分析およびマスバラ
ンスから計算される。
The olefin conversion rate is the ratio of olefins that contributed to the alkylation reaction per olefin introduced. When the introduced olefin is x mol / hour and the reacted olefin is y mol / hour, the olefin conversion rate is represented by (y / x) × 100%. These are calculated from the composition analysis and mass balance of the reaction solution by gas chromatography and the like.

【0031】オレフィン転化率の制御は次のように行わ
れる。反応器を設計する際に、反応温度、流量、触媒濃
度条件が決まれば、前段反応部での反応時間すなわち反
応容積を大きくすることによりオレフィン転化率を上げ
られる。また逆に、滞留時間を小さくすることによりオ
レフィン転化率を下げられる。また運転条件に依てオレ
フィン転化率を上げる場合には、触媒濃度を上げるか、
反応温度を上げることに依り達成される。また逆に、オ
レフィン転化率を下げる場合には、触媒濃度を下げる
か、反応温度を下げる。
Control of the olefin conversion rate is performed as follows. When the reaction temperature, the flow rate, and the catalyst concentration conditions are determined when designing the reactor, the olefin conversion rate can be increased by increasing the reaction time, that is, the reaction volume in the first-stage reaction section. On the contrary, the olefin conversion rate can be lowered by shortening the residence time. When increasing the olefin conversion rate depending on the operating conditions, increase the catalyst concentration,
This is achieved by raising the reaction temperature. On the contrary, when lowering the olefin conversion rate, the catalyst concentration is lowered or the reaction temperature is lowered.

【0032】この他、本発明の反応に関連する因子は次
のように設定される。アルキル化およびトランスアルキ
ル化反応の反応温度は100〜350℃が好ましい。反
応温度は低すぎると反応速度は低下し生産性が著しく低
下するとともに反応熱の熱回収温度が低下し、有効な利
用ができなくなる。逆に高すぎると触媒の劣化や収率の
低下などの問題がある。ここで、アルキル化反応とトラ
ンスアルキル化反応の反応温度は同一である必要はな
く、この温度範囲であればいずれの温度も取り得る。
Besides, the factors related to the reaction of the present invention are set as follows. The reaction temperature of the alkylation and transalkylation reaction is preferably 100 to 350 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is lowered, the productivity is remarkably lowered, and the heat recovery temperature of the reaction heat is lowered, so that it cannot be effectively used. On the contrary, if it is too high, there are problems such as deterioration of the catalyst and reduction of yield. Here, the reaction temperatures of the alkylation reaction and the transalkylation reaction do not have to be the same, and any temperature can be used within this temperature range.

【0033】反応圧力は0〜50kg/cm2 ゲージが
好ましい。反応圧力は液相または気液相が形成する圧力
が好ましい。本発明は気液相で反応することを基本とす
るが、オレフィンを完全に芳香族炭化水素に吸収した液
相や、芳香族炭化水素の液相中に未反応のオレフィンが
溶解している場合も問題ない。フリーデル・クラフツ触
媒として、ルイス酸触媒を使用した場合には、反応器
や、熱交換器などの設備は耐腐食性材料で作る必要があ
るため、主にオレフィンが気相で存在するような比較的
低圧で反応を行うことが好ましい。これに対し、固体酸
性触媒を使用した場合には、設備は耐腐食性材料で作る
必要がないため、ルイス酸触媒よりも高温、高圧で反応
を行える。このため反応率は気液固相、固液相のどちら
でも良く、反応熱の回収も高温で効率良く行うことがで
きる。
The reaction pressure is preferably 0 to 50 kg / cm 2 gauge. The reaction pressure is preferably a pressure at which a liquid phase or a gas-liquid phase is formed. The present invention is basically based on the reaction in a gas-liquid phase. However, when an unreacted olefin is dissolved in a liquid phase in which an olefin is completely absorbed by an aromatic hydrocarbon or in a liquid phase of an aromatic hydrocarbon. Is no problem. When a Lewis acid catalyst is used as the Friedel-Crafts catalyst, it is necessary to make equipment such as a reactor and a heat exchanger with a corrosion-resistant material, so that olefin is mainly present in the gas phase. It is preferred to carry out the reaction at relatively low pressure. On the other hand, when the solid acid catalyst is used, the equipment does not need to be made of a corrosion resistant material, and therefore the reaction can be performed at a higher temperature and pressure than the Lewis acid catalyst. Therefore, the reaction rate may be either a gas-liquid solid phase or a solid-liquid phase, and the reaction heat can be recovered efficiently at a high temperature.

【0034】固体酸性触媒を使用した製法例として、微
粒化したゼオライト触媒を用いる場合は、前段反応部で
直接反応液中に微粒化ゼオライトを懸濁させて、反応に
供し、次いで後段反応部にアルキル化反応生成物と同伴
して導入し、その流出液は、通常の分離装置にて、例え
ば沈降分離槽や濾過装置を用いて分離し、反応器に再循
環される。ここで、固体酸性触媒の二次粒子径は5ミリ
メートル以下とし、好ましくは0.1ミクロン以上50
0ミクロン以下とする。この粒子径は小さい方が触媒単
位体積当りの表面積が大きくなるため反応速度は向上す
るが、あまり小さいと沈降分離装置を使用する場合には
粒子の沈降速度が小さくなるため分離設備が大きくな
る。ただし、特開平5−68869号公報にあるような
濾過設備を用いれば問題はない。
In the case of using a finely divided zeolite catalyst as an example of the production method using a solid acidic catalyst, the finely divided zeolite is suspended directly in the reaction solution in the pre-reaction section and subjected to the reaction, and then in the post-reaction section. It is introduced together with the alkylation reaction product, and the effluent thereof is separated by an ordinary separation device, for example, using a sedimentation separation tank or a filtration device, and is recycled to the reactor. Here, the secondary particle diameter of the solid acidic catalyst is 5 mm or less, preferably 0.1 micron or more and 50
It is 0 micron or less. The smaller the particle size is, the larger the surface area per unit volume of the catalyst is, so that the reaction rate is improved. However, there is no problem if the filtration equipment as disclosed in JP-A-5-68869 is used.

【0035】次に、本発明に到達した着眼点を説明す
る。塩化アルミニウムを触媒とし、エクレンとベンゼン
を原料とするエチルベンゼン合成反応を例として、その
反応機構について説明する。本反応は代表的なFrie
del−Clafts反応である。まず、アルキル化反
応は、塩化アルミニウムおよび助触媒の塩酸(または塩
化エチル)の存在下、液相ベンゼン中にエチレンガスが
吹き込まれる。この反応はHancockの反応機構に
よれば、まずエチレンと塩化アルミニウム、塩酸により
σ−BEAT(Sigma−bonded ethyl
e alminumtetrachloride)を作
る。
Next, the focus of the present invention will be described. The reaction mechanism will be described by taking an ethylbenzene synthesis reaction using aluminum chloride as a catalyst and using Ekrene and benzene as raw materials. This reaction is a typical Free
It is a del-Crafts reaction. First, in the alkylation reaction, ethylene gas is blown into liquid-phase benzene in the presence of aluminum chloride and a co-catalyst hydrochloric acid (or ethyl chloride). According to Hancock's reaction mechanism, this reaction is carried out by first using σ-BEAT (Sigma-bonded ethyl) with ethylene, aluminum chloride and hydrochloric acid.
e aluminum tetrachloride).

【0036】[0036]

【化2】 [Chemical 2]

【0037】この、σ−BEATはベンゼンと反応して
π−BPCAT(π−bondedphenyleth
yl carbonium aluminum tet
rachloride)を形成する。
This σ-BEAT reacts with benzene to give π-BPCAT (π-bonded phenyleth).
yl carbonium aluminum tet
form a lacloride).

【0038】[0038]

【化3】 [Chemical 3]

【0039】これを経てエチルベンゼンにいたる。Through this, ethylbenzene is obtained.

【0040】[0040]

【化4】 [Chemical 4]

【0041】次に、トランスアルキル化反応はポリエチ
ルベンゼンとベンゼンによる脱アルキル化あるいは、ポ
リエチルベンゼンの不均化反応によりエチルベンゼンを
可逆的に生成する。
Next, the transalkylation reaction reversibly produces ethylbenzene by dealkylation with polyethylbenzene and benzene or disproportionation reaction of polyethylbenzene.

【0042】[0042]

【化5】 [Chemical 5]

【0043】最後に、副反応生成物はブチルベンゼンや
フラックスなどである。ブチルベンゼンは、まずエチレ
ンが二量化してブテンを生成し、これとベンゼンが反応
してできる。このときエチレンからブテンを生成する際
に寄与するのがσ−BEATである。
Finally, the side reaction products are butylbenzene, flux and the like. Butylbenzene is formed by the dimerization of ethylene to form butene, which then reacts with benzene. At this time, it is σ-BEAT that contributes to the production of butene from ethylene.

【0044】[0044]

【化6】 [Chemical 6]

【0045】さらに、ブチルベンゼンなどがエチレン、
ブテン、エチルベンゼンなどと反応し、重縮合してフラ
ックスという重質物となる。
Further, butylbenzene or the like is ethylene,
It reacts with butene, ethylbenzene, etc. and undergoes polycondensation to form a heavy substance called flux.

【0046】[0046]

【化7】 [Chemical 7]

【0047】上記反応機構を明確にすることにより、エ
チルベンゼンの収率を向上させるため、すなわち重質物
の生成量を低減させるための方策は以下の二点であるこ
とがわかった。 (1)ブチルベンゼンなどからのフラックスなどの重質
物生成の抑制。具体的にはアルキル化反応と主にトラン
スアルキル化反応との2つの反応に分割することにより
達成される。ここで、前者を前段反応部で、後者を後段
反応部で行う。これにより重質物生成の抑制が達成され
る理由は、分離回収系で回収されたポリエチルベンゼン
は後段反応部の前部に戻すが、ブチルベンゼンなどはポ
リエチルベンゼンと沸点が近いためポリエチルベンゼン
と同伴して後段反応部の前部に戻される。これらは、エ
チレンなどの多く存在する系で反応し、重縮合してフラ
ックスを生成する。そこで、エチレンの多い前段反応部
とエチレンの少ない、後段反応部に分割し、エチレンの
少ない系すなわち後段反応部にポリエチルベンゼンを戻
すことにより重質物の生成を抑制するためである。 (2)エチレンの二量化の防止。具体的には前段反応部
のようなエチレンの多い部分での過剰な触媒を減らすこ
とにより達成される。その理由は、一般にアルキル化の
反応速度は、エチレンガスの主にベンゼンからなる液相
へのガス吸収速度に比べ非常に速いのでアルキル化反応
に必要な触媒量は少ない。そこで過剰な触媒を減らしσ
−BEATの量を低減しベンゼンとの反応を優先的に行
う。これによりエチレンの二量化によるブテンの生成が
少なくなりブチルベンゼンの生成を抑制するためであ
る。
By clarifying the above reaction mechanism, it was found that there are the following two measures to improve the yield of ethylbenzene, that is, to reduce the production amount of heavy substances. (1) Suppression of heavy substances such as flux from butylbenzene. Specifically, it is achieved by dividing into two reactions, an alkylation reaction and mainly a transalkylation reaction. Here, the former is performed in the former reaction section and the latter is performed in the latter reaction section. The reason for suppressing the formation of heavy substances by this is that the polyethylbenzene recovered in the separation / recovery system is returned to the front part of the latter-stage reaction section, but butylbenzene and the like have a boiling point close to that of polyethylbenzene, so they are entrained with polyethylbenzene. It is returned to the front part of the rear reaction section. These react in a system in which a large amount of ethylene and the like are present, and polycondensate to generate a flux. Therefore, the formation of heavy substances is suppressed by dividing the reaction into a front reaction part containing a large amount of ethylene and a rear reaction part containing a small amount of ethylene, and returning polyethylbenzene to a system containing less ethylene, that is, a rear reaction part. (2) Prevention of ethylene dimerization. Specifically, it is achieved by reducing the excess catalyst in the ethylene-rich portion such as the first-stage reaction section. The reason is that the reaction rate of alkylation is generally much faster than the gas absorption rate of ethylene gas into a liquid phase mainly composed of benzene, so that the amount of catalyst required for the alkylation reaction is small. Therefore, reduce excess catalyst σ
-Reduce the amount of BEAT and preferentially react with benzene. This is because the production of butene due to the dimerization of ethylene is reduced and the production of butylbenzene is suppressed.

【0048】[0048]

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これら実施例のみに限定される
ものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0049】[0049]

【実施例1】フリーデル・クラフツ触媒として塩化アル
ミニウム、助触媒として塩化水素を使用し、エチレンお
よびベンゼンを原料として、連続的アルキル化反応およ
び回収したポリエチルベンゼンの再導入によるトランス
アルキル化反応による連続的なエチルベンゼン合成の実
験を行った。
Example 1 Aluminum chloride was used as a Friedel-Crafts catalyst, hydrogen chloride was used as a co-catalyst, ethylene and benzene were used as raw materials, and a continuous alkylation reaction and a continuous transalkylation reaction by re-introduction of recovered polyethylbenzene were used. An experimental experiment of synthetic ethylbenzene was performed.

【0050】使用した装置は、図1に示すように1個の
反応器21に多孔板34を設置したものを用いた。反応
器21は、内容積約500リットルの垂直円筒形で、内
部に多孔板34の装脱着ができるようにしておき、多孔
板34の枚数、開口率、孔径、間隔などの変更が可能な
ようにした。装置下部には原料のオレフィン11、芳香
族炭化水素12、触媒20の供給ノズル、上部にはオレ
フィンや芳香族炭化水素のガス抜き出しノズルなどを前
記のように設置し、反応は上向き並流で行った。回収し
たポリアルキルベンゼンの再導入ノズル、反応生成物の
取り出しノズルおよびサンプリングノズルを数カ所設置
し、前段反応部41および後段反応部42の滞留時間を
別々に設定できるようにし、各地点でのガスおよび液組
成を分析した。また、圧力計および温度計を設置し、反
応温度、圧力を測定した。また、上部からのガスの凝縮
器22を設置し、ガスを凝縮して前段反応部41に戻し
た。流出物17の分離回収は、まず冷却器で冷却の後、
触媒と反応液をフィルターなどで分離し、反応液中のベ
ンゼン、エチルベンゼン、ポリアルキルベンゼンおよび
フラックスなどの高沸物を通常の蒸留装置によって分離
し、ベンゼンは前段反応部41の前部へ、ポリアルキル
ベンゼンは後段反応部42へ再導入した。その際に原料
やポリアルキルベンゼンなどをスパージャーに依てでき
るだけ均一に分散した。これら触媒および助触媒の接す
る反応器、凝縮器から触媒分離装置まではすべて耐腐食
性金属で構成した。
As the apparatus used, one having a perforated plate 34 installed in one reactor 21 as shown in FIG. The reactor 21 has a vertical cylindrical shape with an internal volume of about 500 liters, and the perforated plates 34 can be attached and detached inside the reactor 21 so that the number of perforated plates 34, the aperture ratio, the hole diameter, the interval, etc. can be changed. I chose The raw material olefin 11, aromatic hydrocarbon 12, catalyst 20 supply nozzle are installed in the lower part of the apparatus, and the olefin and aromatic hydrocarbon gas extraction nozzles are installed in the upper part as described above, and the reaction is carried out in an upward parallel flow. It was Several nozzles for re-introducing the collected polyalkylbenzene, a nozzle for taking out reaction products and a sampling nozzle are installed so that the residence times of the pre-reaction part 41 and the post-reaction part 42 can be set separately, and gas and liquid at each point can be set. The composition was analyzed. Further, a pressure gauge and a thermometer were installed to measure reaction temperature and pressure. Also, a condenser 22 for gas from the upper part was installed to condense the gas and return it to the pre-stage reaction section 41. Separation and recovery of the effluent 17 is performed by first cooling with a cooler,
The catalyst and the reaction solution are separated by a filter, etc., and high boiling substances such as benzene, ethylbenzene, polyalkylbenzene and flux in the reaction solution are separated by an ordinary distillation apparatus. Was reintroduced into the second reaction section 42. At that time, the raw material and polyalkylbenzene were dispersed as uniformly as possible by using a sparger. All the reactors and condensers in contact with these catalysts and cocatalysts to the catalyst separator were made of corrosion-resistant metal.

【0051】原料のエチレンは流量計を用いて連続して
定量的に供給した。ベンゼンは蒸留装置で共沸的に乾燥
(脱水)したものをポンプで連続して定量的に導入し
た。塩化アルミ触媒は、エチルベンゼン溶液として連続
して定量的にポンプで供給した。実験の反応条件および
結果を表1に示す。
The raw material ethylene was continuously and quantitatively supplied using a flow meter. Benzene was azeotropically dried (dehydrated) with a distillation apparatus and continuously quantitatively introduced with a pump. The aluminum chloride catalyst was continuously and quantitatively pumped as an ethylbenzene solution. The reaction conditions and results of the experiment are shown in Table 1.

【0052】この実験結果および、比較例1の表4に示
す実験結果から、以下のことが言える。 (1)本発明の方法による単位容積当たりのアルキル化
反応およびトランスアルキル化反応の反応成績すなわち
エチルベンゼン収率と反応平衡到達率は向上している。 (2)前段反応部41の後部でエチレン転化率をある程
度以上あげることによりエチルベンゼン選択率は向上し
ている。 (3)前段反応部41内に多孔板を設置することで、エ
チレン転化率は向上している。 (4)後段反応部42内に多孔板を設置することで、反
応平衡到達率の向上すなわち循環ベンゼン量および循環
ポリエチルベンゼン量が低減している。
From the experimental results and the experimental results shown in Table 4 of Comparative Example 1, the following can be said. (1) The reaction results of the alkylation reaction and the transalkylation reaction per unit volume by the method of the present invention, that is, the ethylbenzene yield and the reaction equilibrium arrival rate are improved. (2) The ethylbenzene selectivity is improved by increasing the ethylene conversion rate to a certain degree or more in the rear part of the front reaction section 41. (3) The ethylene conversion rate is improved by installing the perforated plate in the front reaction section 41. (4) By installing the perforated plate in the latter-stage reaction section 42, the reaction equilibrium arrival rate is improved, that is, the circulating benzene amount and the circulating polyethylbenzene amount are reduced.

【0053】[0053]

【実施例2】多孔板のかわりに充填物を充填した反応器
で行った以外は、実施例1と同様な反応実験を行った。
ここで、充填物は呼称寸法1インチのポールリングを用
い、図2に示すように2段にし、1段当り150リット
ルづつ設置した。この実験条件および結果を表2に示
す。これより、実施例1と同様に、高い反応成績を得る
ことができた。
[Example 2] The same reaction experiment as in Example 1 was carried out except that a reactor filled with a packing material was used instead of the porous plate.
Here, as the filling material, a pole ring having a nominal size of 1 inch was used, and as shown in FIG. Table 2 shows the experimental conditions and results. From this, as in Example 1, high reaction results could be obtained.

【0054】[0054]

【実施例3】触媒にゼオライト触媒を用いた以外は、実
施例1と同様な反応実験を行った。この実験条件および
結果を表3に示す。これより、実施例1と同様に、高い
反応成績を得ることができた。
Example 3 The same reaction experiment as in Example 1 was carried out except that a zeolite catalyst was used as the catalyst. The experimental conditions and results are shown in Table 3. From this, as in Example 1, high reaction results could be obtained.

【0055】[0055]

【比較例1】図6に示すように反応器21内に多孔板を
設置せず、反応器21の前部にポリエチルベンゼンを接
続した。その他は実施例1と同様にして、反応実験を行
った。この実験条件および結果を表4に示す。
Comparative Example 1 As shown in FIG. 6, a porous plate was not installed in the reactor 21, and polyethylbenzene was connected to the front of the reactor 21. Others were the same as in Example 1, and a reaction experiment was performed. The experimental conditions and results are shown in Table 4.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】[0059]

【表4】 [Table 4]

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によるモノアルキル芳香族炭化水
素の製造方法は、分離回収系で分離されたポリアルキル
芳香族炭化水素を後段反応部42の前部に戻すことによ
り、モノアルキル芳香族炭化水素の収率を向上する。こ
の際、前段反応部41において、その後部のオレフィン
の転化率を30〜99%にコントロールし、気相中のオ
レフィン濃度が高い領域でアルキル化反応を効率良く行
う。さらに、後段反応部42において、トランスアルキ
ル化反応を行うと、同時にアルキル化反応帯域からの未
反応のオレフィンのアルキル化反応を実質的に完結する
ことにより、オレフィンの損失を無くす。このようにし
てモノアルキル芳香族炭化水素の収率と生産性を同時に
向上することができる。
The method for producing a monoalkylaromatic hydrocarbon according to the present invention returns the polyalkylaromatic hydrocarbon separated in the separation / recovery system to the front part of the second-stage reaction section 42 to thereby obtain a monoalkylaromatic hydrocarbon. Improve the yield of hydrogen. At this time, in the first-stage reaction section 41, the conversion rate of the olefin in the rear part is controlled to 30 to 99%, and the alkylation reaction is efficiently performed in the region where the olefin concentration in the gas phase is high. Further, when the transalkylation reaction is carried out in the latter-stage reaction section 42, at the same time, the alkylation reaction of the unreacted olefin from the alkylation reaction zone is substantially completed, thereby eliminating the loss of olefin. In this way, the yield and productivity of monoalkyl aromatic hydrocarbons can be improved at the same time.

【0061】さらに、アルキル化反応は、気相の存在す
る系では、通常、オレフィンの吸収律速であるため、前
段反応部41内に多孔板や充填物を設置した場合には、
主にオレフィンを含む気泡の微粒化、分散が行われ気液
の接触界面積が大きくなりオレフィンの吸収速度が向上
し、アルキル化反応を効率よく行うことができる。ま
た、後段反応部42内に多孔板や充填物を設置した場合
には、液相の逆混合流れを抑制するため、容易に反応平
衡状態に近づける事ができる。このように、各反応部内
に多孔板や充填物を設置することにより生産性はさらに
向上できる。
Further, the alkylation reaction is usually the rate-limiting absorption of olefins in a system in which a gas phase exists. Therefore, when a porous plate or a packing is installed in the pre-reaction section 41,
Bubbles mainly containing olefin are atomized and dispersed, the contact interface area of gas and liquid is increased, the absorption rate of olefin is improved, and the alkylation reaction can be efficiently performed. Further, when a perforated plate or a packing material is installed in the latter-stage reaction section 42, since the reverse mixing flow of the liquid phase is suppressed, it is possible to easily approach the reaction equilibrium state. As described above, the productivity can be further improved by installing the perforated plate or the filler in each reaction section.

【0062】本発明においては、触媒は、ルイス酸触媒
や、粒子状の固体酸触媒のどちらでも用いることが可能
となり、例えばゼオライト触媒などを使用した場合はル
イス酸触媒に比べ反応器の材質がマイルドにできる。ま
た、1つの反応器においても前段反応部41および後段
反応部42の2つの反応部を設定しているので運転性、
メンテナンス性も良く、その設置および改造なども容易
に行うことができるなどの効果もある。
In the present invention, the catalyst may be either a Lewis acid catalyst or a particulate solid acid catalyst. For example, when a zeolite catalyst is used, the material of the reactor is smaller than that of the Lewis acid catalyst. Can be mild. In addition, since the two reaction sections of the front reaction section 41 and the rear reaction section 42 are set in one reactor, the operability is
It has good maintainability and can be installed and modified easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】反応器内に多孔板を設置した反応器を用いた製
造方法。(多孔板4枚の場合)
FIG. 1 is a manufacturing method using a reactor in which a perforated plate is installed in the reactor. (For 4 perforated plates)

【図2】反応器内に充填物を充填した反応器を用いた製
造方法。(充填物を2段に分割して設置した場合)
FIG. 2 is a production method using a reactor in which a reactor is filled with a packing. (When the packing is installed in two stages)

【図3】二つの反応器を用いた製造方法。FIG. 3 is a production method using two reactors.

【図4】チューブラー式反応器を用いた製造方法。FIG. 4 is a production method using a tubular reactor.

【図5】塩化アルミニウム触媒を用い、エチレンとベン
ゼンのアルキル化反応によるエチルベンゼンの合成にお
ける反応器内のエチル基/ベンゼン核モル比率に対する
平衡組成。
FIG. 5 shows the equilibrium composition with respect to the molar ratio of ethyl group / benzene nucleus in the reactor in the synthesis of ethylbenzene by the alkylation reaction of ethylene and benzene using an aluminum chloride catalyst.

【図6】従来型の反応器を用いた製造方法。FIG. 6 is a manufacturing method using a conventional reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11: 原料オレフィン供給 11A:エチレン 12: 原料芳香族炭化水素供給 12A:ベンゼン 13: 凝縮液循環(主に芳香族炭化水素) 13A:ベンゼン 14: 芳香族炭化水素 14A:ベンゼン 15: 反応器前部 16: ポリアルキル芳香族炭化水素 16A:ポリエチルベンゼン 17: 流出物 18: 反応器後部 19: モノアルキル芳香族炭化水素 19A:エチルベンゼン 20: 触媒(助触媒) 21: 反応器 22: 凝縮器 23: 分離回収設備 31: スパージャー 32: スパージャー 33: スパージャー 34: 多孔板 35: 充填物 41: 前段反応部 42: 後段反応部 11: Raw material olefin supply 11A: Ethylene 12: Raw material aromatic hydrocarbon supply 12A: Benzene 13: Condensate circulation (mainly aromatic hydrocarbon) 13A: Benzene 14: Aromatic hydrocarbon 14A: Benzene 15: Reactor front part 16: Polyalkyl aromatic hydrocarbon 16A: Polyethylbenzene 17: Effluent 18: Reactor rear part 19: Monoalkyl aromatic hydrocarbon 19A: Ethylbenzene 20: Catalyst (co-catalyst) 21: Reactor 22: Condenser 23: Separation Recovery equipment 31: sparger 32: sparger 33: sparger 34: perforated plate 35: packing 41: pre-reaction section 42: post-reaction section

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年3月25日[Submission date] March 25, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は連続的なモノアルキル芳
香族炭化水素の製造方法に関するもので、特にオレフィ
ンと芳香族炭化水素との反応によって、モノアルキル芳
香族炭化水素を製造する新規にして改良された方法に関
する。モノアルキル芳香族炭化水素、例えばエチルベン
ゼンは、需要量の多いポリスチレンならびに多くの共重
合体のための原料であるスチレン単量体を製造するため
に大量に使用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous process for producing a monoalkyl aromatic hydrocarbon, and more particularly to a novel process for producing a monoalkyl aromatic hydrocarbon by reacting an olefin with an aromatic hydrocarbon. Regarding an improved method. Monoalkyl aromatic hydrocarbons, such as ethylbenzene, have been used in large quantities to produce high-demand polystyrene as well as the styrene monomer that is the raw material for many copolymers.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】触媒の塩化アルミニウム錯体は非常に強い
腐食性があるため、反応器21はハステロイなどの耐腐
食性材料や、耐酸れんがなどの内張りをしたものが使わ
れる。反応器後部18におけるガス以外の流出物17は
分離回収設備23で触媒分離後、溶解した塩化アルミニ
ウムや塩酸を除去するため中和、水洗される。さらにベ
ンゼン、エチルベンゼンの順番に分離され、最後にポリ
エチルベンゼンとフラックスなどの重質物が分離され
る。ここで、ポリエチルベンゼンとはエチル基が2つ以
上の高級アルキル化ベンゼンでジエチルベンゼン、トリ
エチルベンゼン、テトラエチルベンゼンなどのことであ
る。分離された未反応のベンゼンと同様にポリエチルベ
ンゼン16Aも反応器前部15へ導入され、トランスア
ルキル化反応によりエチルベンゼンに転化される。その
他の重質物は焼却処理する。このようにしてエチルベン
ゼン19Aを連続的に製造していた。
Since the aluminum chloride complex of the catalyst has a very strong corrosive property, the reactor 21 is made of a corrosion resistant material such as hastelloy or an inner lining such as acid brick. The effluent 17 other than gas in the reactor rear part 18 is neutralized and washed with water in order to remove the dissolved aluminum chloride and hydrochloric acid after separating the catalyst in the separation / recovery facility 23. Furthermore, benzene and ethylbenzene are separated in this order, and finally polyethylbenzene and heavy substances such as flux are separated. Here, polyethylbenzene is a higher alkylated benzene having two or more ethyl groups, such as diethylbenzene, triethylbenzene, and tetraethylbenzene. Polyethylbenzene 16A as well as the separated unreacted benzene is introduced into the reactor front part 15 and converted into ethylbenzene by the transalkylation reaction. Incinerate other heavy materials. In this way, ethylbenzene 19A was continuously produced.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】すなわち、気相中のエチレンを液相に吸収
する速度が問題となり、滞留時間を小さくすると、エチ
レンガスの吸収が不十分となり、未反応ガスとしてエチ
レンはパージされて、供給した原料エチレン当りのエチ
ルベンゼンの収率が低下する。そこで、未反応エチレン
をリサイクルコンプレッサーなどの回収装置を用いて反
応器に戻すことも考えられるが、その回収装置には耐腐
食性材料でできた設備となることや、エチレンリサイク
ルコンプレッサーなどの駆動用エネルギーも必要になっ
てくるため、これも好ましくない。エチレンガスの吸収
が律速するアルキル化帯域でアルキル化反応を完結させ
るためには、アルキル化帯域で滞留時間が大きくなる。
That is, the rate at which ethylene in the gas phase is absorbed into the liquid phase becomes a problem, and when the residence time is shortened, the absorption of ethylene gas becomes insufficient and ethylene is purged as an unreacted gas, so that the raw material ethylene fed is supplied. The yield of ethylbenzene per unit decreases. Therefore, it is possible to return unreacted ethylene to the reactor by using a recovery device such as a recycle compressor. However, the recovery device will be a facility made of corrosion-resistant material and will be used for driving an ethylene recycle compressor or the like. This is also undesirable because it requires energy. In order to complete the alkylation reaction in the alkylation zone where the absorption of ethylene gas is rate-determining, the residence time becomes long in the alkylation zone.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】次に液単相での反応においても、アルキル
化帯域でアルキル化反応を完結させるためには、反応完
結する直前は、液中のエチレン濃度は非常に低濃度とな
り、やはりアルキル化帯域での滞留時間は大きくなる。
このように、アルキル化帯域での生産性が低いという点
については何も解決されていない。
Next, even in the reaction in the liquid single phase, in order to complete the alkylation reaction in the alkylation zone, the ethylene concentration in the solution becomes very low immediately before the reaction is completed, and the alkylation zone is also reduced. The residence time at is longer.
Thus, nothing has been solved about the low productivity in the alkylation zone.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】本発明は、重質物の生成量が少なくモノア
ルキル芳香族炭化水素の収率または選択率が高く、かつ
アルキル化反応およびトランスアルキル化反応における
生産性の高いモノアルキル芳香族炭化水素の連続製造方
法を提供するものである。
The present invention provides a monoalkyl aromatic hydrocarbon which produces a small amount of a heavy product and has a high yield or selectivity of a monoalkyl aromatic hydrocarbon and which has a high productivity in an alkylation reaction and a transalkylation reaction. A continuous manufacturing method is provided.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】また、モノアルキル芳香族炭化水素を製造
する際、反応器に導入する芳香族炭化水素に対するオレ
フィンのモル比率(以下“E/B比”と略する。)は、
0.3〜1.0が好ましい。反応器の入口のE/B比
は、図5に示すように反応器出口での反応平衡組成を決
定するもので、反応や分離回収などの設備全体および分
離回収エネルギーに大きく影響してくる。E/B比が小
さい場合には、回収して導入するポリアルキル芳香族炭
化水素量は少ないが、回収して導入する芳香族炭化水素
量は大きい。E/B比が大きい場合はこの逆であり、そ
れぞれの分離回収エネルギーの状況から最適な値が選ば
れる。
When the monoalkyl aromatic hydrocarbon is produced, the molar ratio of olefin to aromatic hydrocarbon introduced into the reactor (hereinafter abbreviated as "E / B ratio") is:
0.3 to 1.0 is preferable. The E / B ratio at the inlet of the reactor determines the reaction equilibrium composition at the outlet of the reactor as shown in FIG. 5, and has a great influence on the entire equipment such as reaction and separation / recovery and the separation / recovery energy. When the E / B ratio is small, the amount of polyalkyl aromatic hydrocarbons recovered and introduced is small, but the amount of aromatic hydrocarbons recovered and introduced is large. The opposite is true when the E / B ratio is large, and the optimum value is selected from the situation of each separation and recovery energy.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】図1に示すように、反応器に多孔板を設け
た場合、反応器はポリアルキル芳香族炭化水素16の導
入の直下の1枚の多孔板34を隔てて下部に前段反応部
41、その上部に後段反応部42を形成する。各反応部
内には何も設置しなくても良いが、更に多孔板34を設
置した方が好ましい。気液相系での反応で前段反応部4
1内に多孔板34を設置した場合には、単位容積当りの
反応量は向上する。これは、アルキル化反応が主にオレ
フィンを含む気相から主に芳香族炭化水素を含む液相へ
のオレフィンの吸収が律速であるからである。気相は一
般に液相中で気泡として存在している。それが多孔板3
4を通過する際に、より直径の微細な気泡に分散して気
液相の接触する界面積が大きくなるため、オレフィンの
吸収速度が向上し、単位容積当りのアルキル化反応量が
向上する。また、後段反応部42内に多孔板34を設置
した場合には、単位容積当りのトランスアルキル化反応
量は向上し、出口の反応生成物を反応平衡状態の組成に
近づけることができる。これは、多孔板に依て系内の液
相の逆混合流れが抑制されるためである。
As shown in FIG. 1, when the reactor is provided with a perforated plate, the reactor is separated from one perforated plate 34 immediately below the introduction of the polyalkyl aromatic hydrocarbon 16 and the lower part of the pre-reaction part 41 is provided. Then, the latter-stage reaction section 42 is formed on the upper part thereof. Although it is not necessary to install anything in each reaction section, it is preferable to further install the perforated plate 34. In the gas-liquid phase reaction, the former reaction section 4
When the perforated plate 34 is installed in the unit 1, the reaction amount per unit volume is improved. This is because in the alkylation reaction, the absorption of olefins from the gas phase containing mainly olefins to the liquid phase containing mainly aromatic hydrocarbons is rate-determining. The gas phase generally exists as bubbles in the liquid phase. Perforated plate 3
When passing through No. 4, since the interfacial area where the gas-liquid phase contacts is increased by being dispersed in finer bubbles having a larger diameter, the absorption rate of olefin is improved and the amount of alkylation reaction per unit volume is improved. Further, when the perforated plate 34 is installed in the post-reaction section 42, the transalkylation reaction amount per unit volume is improved, and the reaction product at the outlet can be brought closer to the composition in the reaction equilibrium state. This is because the reverse mixing flow of the liquid phase in the system is suppressed by the porous plate.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】チューブラー式反応器を用いて行う場合
は、図4に示すように前半を前段反応部41に設定し、
前段反応部41の前部に原料を導入し、その後半を後段
反応部42に設定する。原料及び回収したポリアルキル
芳香族炭化水素の導入などは図1、2、3の場合と同様
に行われる。本発明に用いられる反応器はこれらのみに
限定されるものではなく、例えばこれらのいくつかまた
は全部を組合せたものを用いることも可能である。
When using a tubular reactor, the first half is set in the front reaction section 41 as shown in FIG.
The raw material is introduced into the front part of the front reaction part 41, and the latter half is set in the back reaction part 42. The introduction of the raw material and the recovered polyalkyl aromatic hydrocarbon is carried out in the same manner as in FIGS. The reactor used in the present invention is not limited to these, and it is also possible to use, for example, a combination of some or all of them.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0033】反応圧力は0〜50kg/cm2 ゲージが
好ましい。反応圧力は液相または気液相が形成する圧力
が好ましい。本発明は気液相で反応することを基本とす
るが、オレフィンを完全に芳香族炭化水素に吸収した液
相や、芳香族炭化水素の液相中に未反応のオレフィンが
溶解している場合も問題ない。フリーデル・クラフツ触
媒として、ルイス酸触媒を使用した場合には、反応器
や、熱交換器などの設備は耐腐食性材料で作る必要があ
るため、主にオレフィンが気相で存在するような比較的
低圧で反応を行うことが好ましい。これに対し、固体酸
性触媒を使用した場合には、設備は耐腐食性材料で作る
必要がないため、ルイス酸触媒よりも高温、高圧で反応
を行える。このため反応系は気液固相、固液相のどちら
でも良く、反応熱の回収も高温で効率良く行うことがで
きる。
The reaction pressure is preferably 0 to 50 kg / cm 2 gauge. The reaction pressure is preferably a pressure at which a liquid phase or a gas-liquid phase is formed. The present invention is basically based on the reaction in a gas-liquid phase. However, when an unreacted olefin is dissolved in a liquid phase in which an olefin is completely absorbed by an aromatic hydrocarbon or in a liquid phase of an aromatic hydrocarbon. Is no problem. When a Lewis acid catalyst is used as the Friedel-Crafts catalyst, it is necessary to make equipment such as a reactor and a heat exchanger with a corrosion-resistant material, so that olefin is mainly present in the gas phase. It is preferred to carry out the reaction at relatively low pressure. On the other hand, when the solid acid catalyst is used, the equipment does not need to be made of a corrosion resistant material, and therefore the reaction can be performed at a higher temperature and pressure than the Lewis acid catalyst. Therefore, the reaction system may be either a gas-liquid solid phase or a solid-liquid phase, and the reaction heat can be recovered efficiently at high temperature.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0040[Correction target item name] 0040

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0040】[0040]

【化4】 [Chemical 4]

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0060[Correction target item name] 0060

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によるモノアルキル芳香族炭化水
素の製造方法は、分離回収系で分離されたポリアルキル
芳香族炭化水素を後段反応部42の前部に戻すことによ
り、モノアルキル芳香族炭化水素の収率を向上する。こ
の際、前段反応部41において、その後部のオレフィン
の転化率を30〜99%にコントロールし、オレフィン
濃度が高い領域でアルキル化反応を効率良く行う。さら
に、後段反応部42において、トランスアルキル化反応
を行うと同時にアルキル化反応帯域からの未反応のオレ
フィンのアルキル化反応を実質的に完結することによ
り、オレフィンの損失を無くす。このようにしてモノア
ルキル芳香族炭化水素の収率と生産性を同時に向上する
ことができる。
The method for producing a monoalkylaromatic hydrocarbon according to the present invention returns the polyalkylaromatic hydrocarbon separated in the separation / recovery system to the front part of the second-stage reaction section 42 to thereby obtain a monoalkylaromatic hydrocarbon. Improve the yield of hydrogen. At this time, in the first-stage reaction part 41, the conversion rate of the olefin in the rear part is controlled to 30 to 99%, and the alkylation reaction is efficiently performed in the region where the olefin concentration is high. Further, in the latter-stage reaction section 42, the transalkylation reaction is performed, and at the same time, the alkylation reaction of the unreacted olefin from the alkylation reaction zone is substantially completed, thereby eliminating the loss of olefin. In this way, the yield and productivity of monoalkyl aromatic hydrocarbons can be improved at the same time.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フリーデル・クラフツ触媒の存在下で、
芳香族炭化水素にオレフィンを反応させてモノアルキル
芳香族炭化水素を製造するにあたり、前段反応部と後段
反応部とからなる反応器を設定し、フリーデル・クラフ
ツ触媒、芳香族炭化水素およびオレフィンを該前段反応
部に導入し混相で並流せしめてアルキル反応させ、該前
段反応部の後部におけるオレフィン転化率を30〜99
%に制御し、該前段反応部からの流出物と、該後段反応
部の後部からの流出物を分離して得られるポリアルキル
芳香族炭化水素とを該後段反応部の前部に導入し、該後
段反応部で、主にトランスアルキル化反応させ、且つア
ルキル化反応に依り該後段反応部の後部におけるオレフ
ィン転化率を100%にすることを特徴とするモノアル
キル芳香族炭化水素の連続製造方法。
1. In the presence of Friedel-Crafts catalyst,
When a monoalkyl aromatic hydrocarbon is produced by reacting an aromatic hydrocarbon with an olefin, a reactor consisting of a pre-reaction section and a post-reaction section is set to remove Friedel-Crafts catalyst, aromatic hydrocarbon and olefin. The mixture was introduced into the front-stage reaction section and allowed to flow in parallel in a mixed phase to carry out an alkyl reaction, and the olefin conversion rate in the rear section of the front-stage reaction section was 30 to 99.
%, And a polyalkyl aromatic hydrocarbon obtained by separating the effluent from the former reaction part and the effluent from the latter part of the latter reaction part is introduced into the latter part of the latter part reaction part, A method for continuously producing a monoalkylaromatic hydrocarbon characterized in that a transalkylation reaction is mainly carried out in the latter-stage reaction section, and the olefin conversion rate in the latter-half section of the latter-stage reaction section is 100% depending on the alkylation reaction. .
【請求項2】 細孔仕切具で1つの容器を前段反応部と
後段反応部に設定することを特徴とする請求項1のモノ
アルキル芳香族炭化水素の連続製造方法。
2. The continuous production method for monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 1, wherein one container is set in the front reaction section and the rear reaction section by means of the pore partitioning tool.
【請求項3】 前記の細孔仕切具が多孔板であることを
特徴とする請求項2のモノアルキル芳香族炭化水素の連
続製造方法。
3. The continuous production method for monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 2, wherein the pore partitioning tool is a porous plate.
【請求項4】 前記の細孔仕切具が充填物であることを
特徴とする請求項2のモノアルキル芳香族炭化水素の連
続製造方法。
4. The method for continuously producing a monoalkyl aromatic hydrocarbon according to claim 2, wherein the pore partitioning member is a filling material.
【請求項5】 配管で連結した複数の容器で前段反応部
と後段反応部を設定することを特徴とする請求項1のモ
ノアルキル芳香族炭化水素の連続製造方法。
5. The continuous production method for monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 1, wherein the front-stage reaction section and the rear-stage reaction section are set by a plurality of vessels connected by piping.
【請求項6】 前記の反応器をチューブラーとし、その
途中に前記のポリアルキル芳香族炭化水素を導入して該
チューブラーの前部を前段反応部とし、後部を後段反応
部とすることを特徴とする請求項1のモノアルキル芳香
族炭化水素の連続製造方法。
6. The reactor is tubular, and the polyalkyl aromatic hydrocarbon is introduced in the middle of the tubular to make the front part of the tubular part a front stage reaction part and the rear part of the tubular part a back stage reaction part. The method for continuously producing monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 1.
【請求項7】 フリーデル・クラフツ触媒としてルイス
酸触媒を用い、気液の混相で反応させることを特徴とす
る請求項1〜6のモノアルキル芳香族炭化水素の連続製
造方法。
7. The continuous production method of monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 1, wherein a Lewis acid catalyst is used as the Friedel-Crafts catalyst and the reaction is carried out in a mixed phase of gas and liquid.
【請求項8】 フリーデル・クラフツ触媒として固体酸
触媒を用い固液または固気液の混相で反応させることを
特徴とする請求項1〜6のモノアルキル芳香族炭化水素
の連続製造方法。
8. The method for continuously producing monoalkyl aromatic hydrocarbons according to claim 1, wherein a solid acid catalyst is used as the Friedel-Crafts catalyst and the reaction is carried out in a solid-liquid or solid-gas mixed phase.
JP2280794A 1994-02-21 1994-02-21 Continuous production of monoalkyl aromatic hydrocarbon Withdrawn JPH07233099A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009084176A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Nippon Zeon Co Ltd Method for continuously producing 2-alkyl-2-cycloalkenone
JP2014015466A (en) * 2005-03-31 2014-01-30 Exxonmobile Chemical Patents Inc Multiphase alkylaromatics production
WO2020054679A1 (en) * 2018-09-11 2020-03-19 株式会社キャタラー Reaction device and reaction method using fine bubbles

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