KR102594747B1 - 알킬방향족 화합물의 제조 방법 - Google Patents

알킬방향족 화합물의 제조 방법 Download PDF

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인도라마 벤처스 옥사이즈 엘엘씨
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Abstract

본 발명은, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 도입하는 단계; 올레핀을 도입하는 단계; 촉매를 도입하는 단계; 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하는 단계; 임의로, 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정하는 단계; 임의로, 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정하는 단계; 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계; 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 혼합 및/또는 순환시키는 단계; 및 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지하는 단계를 포함하는, 루프 반응기를 사용하여 수행할 수 있는 알킬방향족 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

알킬방향족 화합물의 제조 방법
관련 특허원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 9월 22일자로 출원된 미국 가특허원 제62/561,924호에 대한 우선권을 주장하며 이 문헌의 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
해당 없음.
기술분야
본 발명은 일반적으로 알킬화 방법에 관한 것이고, 특히, 온도-제어된 조건을 사용하여 알킬방향족 화합물을 제조하는 알킬화 방법에 관한 것이다.
알킬벤젠과 같은 알킬방향족 화합물은, 가정용 및 산업용 세정 제품에서 사용될 수 있는 세제(detergent)로 유도체화되는 중간체로서 일반적으로 사용된다. 통상적으로, 알킬방향족 화합물은 회분식 또는 연속식 방법에서 프리델-크래프츠(Friedel-Crafts) 반응 조건을 사용하는 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀의 반응에 의해 생성된다. 이들 표준 방법은 일반적으로 우수한 온도 제어 및 혼합 균일성을 제공하지 않으며, 이로부터 생성된 알킬방향족 생성물은 일반적으로 넓은 이성체 분포 및 다양한 수율을 갖는다. 더 넓은 이성체 분포를 갖는 것은 세제의 성능에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 여겨진다. 게다가, 일반적으로 사용되는 방법에는 바람직한 이성체 분포 또는 수율을 달성하는데 필요한 장비의 크기와 양에 근거한 상당한 자본 비용이 수반된다.
따라서, 장비에서의 상당한 자본 지출 비용 없이도 이성체 분포가 더 좁고 수율이 더 높은 알킬방향족 화합물을 제공하는 개선된 알킬화 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다.
일양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 도입하는 단계를 포함하는 알킬화 방법이 기재된다. 추가로 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응(pre-reaction) 온도로 조정하는 단계 및 임의로 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정하는 단계를 포함하는 알킬화 방법이 기재된다. 임의로, 이 방법은 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 이 방법은 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키고; 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 혼합하고; 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 촉매는 산 촉매일 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 산 촉매는 불화수소산, 트리플산(triflic acid), 염화알루미늄, 삼불화붕소 및 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 벤젠, 자일렌, 톨루엔, 쿠멘, 에틸벤젠, 부틸벤젠, 나프탈렌, 알킬 나프탈렌 및 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 화학식 (여기서, R1은 수소이거나 탄소수 약 1 내지 4의 알킬 기이고; R2는 수소이거나 탄소수 약 1 내지 4의 알킬 기이고; R3은 탄소수 약 14 내지 약 60의 알킬 기이다)을 포함하는 치환된 방향족 화합물이다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 올레핀은 적어도 하나의 C8 또는 그 이상의 올레핀이다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 올레핀은 적어도 하나의 C14 내지 C60 올레핀이다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은 희석제를 도입하고, 임의로, 희석제를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계는 촉매와 올레핀이 열교환기를 통과하기 전 어느 시점에 촉매와 올레핀을 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계는 촉매와 올레핀을 1분 내지 120분의 기간에 걸쳐 점진적으로 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 사전-반응 온도, 제2 사전-반응 온도 및 제3 사전-반응 온도는 각각 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2 내지 약 60도 낮은 온도이다.
다른 양태에서, 반응 챔버와 열교환기를 포함하는 루프 반응기(loop reactor)를 제공하는 단계를 포함하는 알킬화 방법이 기재된다. 반응 챔버와 열교환기는 적어도 하나의 도관(conduit)을 통해 서로 유체 연통(fluid communication)하여 반응 챔버 내의 유체가 열교환기를 통해 순환하여 반응 챔버로 복귀될 수 있다. 추가로 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 루프 반응기로 도입한다. 추가로 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하고 임의로 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정한다. 이 방법은 임의로 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 이 방법은 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에서 촉매와 올레핀을 최초 접촉시킨다. 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 루프 반응기 내에서 순환시키고 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 루프 반응기 내에서 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 루프 반응기는 펌프를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 열교환기를 통해 순환시킴으로써, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 사전-반응 온도로 조정한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은, 올레핀을 열교환기를 통해 순환시킴으로써, 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은, 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에서 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키기 전에, 올레핀을 제2 사전-반응 온도로 조정한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은, 촉매를 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에 첨가함으로써, 촉매를 루프 반응기 내로 도입한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은, 올레핀을 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에 첨가함으로써 올레핀을 루프 반응기 내로 도입한다.
본 발명의 몇몇 양태에 따라, 알킬화 방법은 추가로 희석제를 루프 반응기 내로 도입하고, 임의로, 희석제를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 당업자에게 보다 잘 이해 될 수 있으며 이의 많은 특징 및 장점이 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 알킬화 방법에서 사용될 수 있는 예시적인 루프 반응기의 개략도이다.
본 명세서에 사용되는 경우, 용어 "포함하는" 및 이의 파생어는 본 명세서에 기재되어 있는지 여부에 관계없이 임의의 추가 구성요소, 단계 또는 절차의 존재를 배제하도록 의도되지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 본원에 청구된 모든 조성물은 달리 언급되지 않는 한 임의의 추가의 첨가제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 반면, 용어 "필수적으로 이루어지는"은, 본 명세서에 사용되는 경우, 조작성에 필수적이지 않은 것을 제외하고는, 임의의 다른 구성요소, 단계 또는 절차를 임의의 후속 설명의 범주로부터 배제하며, 사용되는 경우 "이루어지는"은 구체적으로 묘사되거나 명시되지 않은 임의의 구성요소, 단계 또는 절차는 배제한다. 달리 명시되지 않는 한, 용어 "또는"은 열거된 구성원을 개별적으로 그리고 조합하여 지칭한다.
본 명세서에서 "a" 및 "an"이라는 용어는 물품의 하나 이상의(즉, 적어도 하나의) 문법적 대상을 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들면 "올레핀"은 하나의 올레핀 또는 하나가 넘는 올레핀을 의미한다.
"일양태에서", "일양태에 따라", "본 발명의 양태에서", "일부 양태에 따라"등의 문구는 일반적으로 해당 문구에 이어지는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 양태에 포함되며 본 발명의 하나 이상의 양태에 포함될 수 있음을 의미한다. 중요하게는, 이러한 문구는 반드시 동일한 양태를 지칭하는 것은 아니다. 본 명세서에서 구성요소 또는 특징이 "할 수 있다(may)", "할 수 있다(can)", "할 수 있다(could)", 또는 "있을 수 있다(might)"는 것이 포함되거나 특성을 갖는 경우, 해당 특정 구성요소 또는 특징이 포함되거나 특성을 가질 필요는 없다.
전술된 바와 같이, 이성체 분포가 좁고 이성체 변동성이 적은 알킬방향족 화합물을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 알킬벤젠의 제조시, 생성물 내에 바람직한 양의 2-페닐 이성체를 얻는 것이 통상적으로 유리하다. 이러한 목적은, 알킬방향족 화합물의 제조를 위한 알킬화 방법이 우수한 온도 제어 및 균일한 혼합을 제공할 때 달성될 수 있다. 특히, 반응기에 걸쳐 균일한 온도와 조성을 갖는 것이 바람직하다.
일양태에 따라, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 도입하는 단계, 올레핀을 도입하는 단계, 촉매를 도입하는 단계, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하는 단계, 임의로, 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정하는 단계, 임의로, 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정하는 단계, 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 혼합 또는 순환시키는 단계, 및 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지하는 단계를 포함하는, 알킬방향족 화합물의 제조를 위한 알킬화 방법이 제공된다.
일양태에 따라, 알킬화 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 도입하는 단계를 포함한다. 일반적으로, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 알킬화 반응될 수 있는 임의의 방향족 화합물일 수 있다. 임의의 하나 이상의 유용한 방향족 화합물 및/또는 임의의 유용한 알킬 벤젠 또는 이들의 혼합물은 알킬화 가능한 방향족 화합물로서 제공될 수 있다. "알킬화 가능한 방향족 화합물"에서 용어 "방향족"은 당업계에서 인식되는 범주에 따라 이해되어야 한다. 이는 알킬 치환되고 알킬 치환되지 않은 단환식 및 다환식 화합물을 포함한다.
알킬화 가능한 방향족 화합물의 예는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 쿠멘, 에틸벤젠, 부틸벤젠, 나프탈렌, 알킬-나프탈렌 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 알킬화 가능한 방향족 화합물의 다른 예는 안트라센, 나프타센, 페릴렌, 코로넨, 페난트렌, 및 본원에 열거된 다른 알킬화 가능한 방향족 화합물들과의 조합을 포함하는, 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
알킬화 가능한 방향족 화합물은 치환된 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 본원에서 알킬화될 수 있는 치환된 방향족 화합물은 방향족 환에 직접 결합되어 있는 적어도 하나의 수소 원자를 가져야 한다. 방향족 환은 하나 이상의 알킬, 아릴, 알크아릴, 알콕시, 아릴옥시, 사이클로알킬, 할라이드, 및/또는 알킬화 반응을 방해하지 않는 다른 기들로 치환될 수 있다. 일반적으로, 방향족 화합물 상에 치환체로서 존재할 수 있는 알킬 기는 1 내지 약 22개의 탄소 원자, 일반적으로 약 1 내지 8개의 탄소 원자, 가장 일반적으로 약 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다. 치환된 방향족 화합물은 화학식 (여기서, R1은 수소이거나 탄소수 약 1 내지 4의 알킬 기이고; R2는 수소이거나 탄소수 약 1 내지 4의 알킬 기이고; R3은 탄소수 약 14 내지 약 60의 알킬 기이다)을 가질 수 있다.
적합한 알킬 치환된 방향족 화합물은 이소프로필벤젠, n-프로필벤젠, 알파-메틸나프탈렌, 메시틸렌, 듀렌, 사이멘, 슈도쿠멘, o-디에틸벤젠, m-디에틸벤젠, p-디에틸벤젠, 이소아밀벤젠, 이소헥실벤젠, 펜타에틸벤젠, 펜타메틸벤젠; 1,2,3,4-테트라에틸벤젠; 1,2,3,5-테트라메틸벤젠; 1,2,4-트리에틸벤젠; 1,2,3-트리메틸벤젠, m-부틸톨루엔; p-부틸톨루엔; 3,5-디에틸톨루엔; o-에틸톨루엔; p-에틸톨루엔; m-프로필톨루엔; 4-에틸-m-자일렌; 디메틸나프탈렌; 에틸나프탈렌; 2,3-디메틸안트라센; 9-에틸안트라센; 2-메틸안트라센; o-메틸안트라센; 9,10-디메틸페난트렌; 3-메틸-페난트렌; 헥실벤젠, 노닐벤젠, 도데실벤젠, 펜타데실벤젠, 헥실톨루엔, 노닐톨루엔, 도데실톨루엔, 펜타데실톨루엔 및 이들의 조합을 포함한다. 알킬 치환된 방향족 화합물은 상기 열거된 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 및 부틸벤젠을 또한 포함할 것이다.
상이한 알킬화 가능한 방향족 화합물들 및/또는 알킬화 가능한 방향족 화합물들의 조합은 이의 비용, 구조 및 원하는 최종 생성물에 따라 사용될 것이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 다른 알킬화 가능한 화합물은, 탄화수소 개질(reforming)의 산물인 개질물(reformate)을 포함한다. 개질물은 벤젠, 톨루엔 및/또는 자일렌의 혼합물을 함유한다.
본 발명의 양태는 하나 이상의 올레핀을 도입하는 단계를 포함한다. 유용할 수 있는 올레핀은, 일반적으로, 알킬화 가능한 방향족 화합물과 반응할 수 있는 하나 이상의 이용 가능한 불포화 결합을 갖는 임의의 탄화수소를 포함한다. 알켄 또는 올레핀으로도 불리는 올레핀은 불포화 탄화수소이다. 불포화는, 이중 결합 또는 삼중 결합에 의해 연결된 적어도 한 쌍의 탄소 원자가 존재함을 의미한다. 하나의 이중 결합을 갖는 비환식 올레핀은 화학식 CnH2n을 갖는다.
본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C5 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. C2 내지 C4 올레핀은 보통의 온도 및 압력에서 통상적으로 기체이다. 오히려, C5 또는 그 이상의 올레핀은 보통의 온도 및 압력에서 통상적으로 액체이다. 이러한 올레핀은 직쇄형 또는 분지쇄형일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C6 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C7 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C8 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C9 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C10 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C11 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 임의의 C12 또는 그 이상의 올레핀일 수 있다.
본 발명의 양태에서, 사용되는 올레핀은 C14 내지 C60 범위인 임의의 고급 올레핀일 수 있다. 이 범위의 올레핀은 통상 오일 가용성이므로, 이는 추후 오일 제품용 세제에 혼입될 수 있는 알킬방향족 화합물의 제조에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 양태에서, 올레핀에 대한 알킬화 가능한 방향족 화합물의 중량 비는 약 0.3 내지 약 10 범위일 수 있다.
적합한 시판용 올레핀은 Chevron Phillips Chemical Company로부터 입수 가능한 AlphaPlus® Normal Alpha Olefins 및 Shell Group의 회사들로부터 입수 가능한 NEODENE* 선형 알파 및 내부 올레핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 양태는 하나 이상의 촉매를 도입하는 단계를 포함한다. 일반적으로, 촉매는 올레핀 및 알킬화 가능한 방향족 화합물간의 반응을 촉진할 수 있는 임의의 촉매를 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 pH 약 3 미만의 임의의 적합한 산 촉매를 포함할 수 있다. 이러한 산 촉매는 불화수소산, 트리플산, 염화알루미늄, 삼불화붕소 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 산 촉매는 액체 또는 고체일 수 있다.
충분한 공극 개구부(pore opening)들을 갖는 제올라이트 및 알루미노실리케이트 화합물을 포함하는 것과 같은 유동화된 고체 촉매가 또한 사용될 수 있다. 이러한 반응에 고체 촉매를 사용하면, 도 1의 촉매 호퍼(224)에서 볼 수 있듯이 이 방법에 고체를 적절하게 전달하고 사용된 고체 촉매를 적절하게 여과 및 수집하기 위한 추가의 기계 및 장비가 필요할 수 있다. 고체 촉매의 사용은 바람직한 또는 목적하는 반응 온도에도 영향을 끼칠 수 있다.
시판용 촉매는 Honeywell International Inc.로부터 입수 가능한 불화수소산을 포함할 수 있다.
사용된 촉매의 양은 올레핀의 중량의 기준으로 약 0.1 내지 약 20 중량 비 범위일 수 있다. 일양태에서, 올레핀에 대한 촉매의 중량 비는 약 0.1 내지 약 20 범위일 수 있다. 촉매의 양은 목적하는 전환율(conversion) 및 분산성과 같은 특정 인자에 따라 조정될 수 있다. 사용된 촉매의 양이 지나치게 적으면, 알킬화 가능한 방향족 화합물의 목적하는 알킬방향족 화합물로의 전환율이 감소할 수 있고, 2-페닐 이성체의 존재와 같은 원치 않는 이성체 부산물의 양은 증가할 수 있다. 사용된 촉매의 양이 지나치게 많으면, 촉매를 유기 상 내에 분산시키는 것이 더욱 어려워져, 촉매가 희석제가 되어 반응 속도가 느려지게 된다. 유동화된 고체 촉매의 경우, 이상적인 촉매 접촉을 제공하기 위한 올레핀에 대한 촉매의 중량 비는 20을 초과하지 않아야 한다.
일양태에 따라, 알킬화 방법은 하나 이상의 희석제를 도입하는 임의의 단계를 포함한다. 일반적으로 희석제는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매에 반응하지 않는 임의의 화합물일 수 있다. 희석제를 갖는 것은 반응 속도를 늦추고 원하는 이성체의 형성을 촉진하는데 유용하다. 희석제의 일례는 파라핀이지만 이에 한정되지 않는다. 본원에서 사용되는 희석제는 하나 이상의 희석제를 포함할 수 있다. 본 개시의 이점을 가진 당업자는 반응에 사용된 반응물 및 촉매에 근거하여 다른 적합한 희석제를 알고 있을 것이다.
"알킬화 가능한 방향족 화합물의 도입"에서 용어 "도입"은 일반적으로 알킬화 가능한 방향족 화합물을 반응기에 첨가하는 것을 의미한다. 알킬화 가능한 방향족 화합물을 반응기에 첨가하는 것은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 반응 챔버 또는 반응기의 임의의 부분에 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 이는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 반응기에 "충전하는" 것으로도 지칭될 수 있다. 유사하게, 도입이라는 용어는 "알킬화 가능한 방향족 화합물의 도입"에서와 같이 "올레핀의 도입", "촉매의 도입" 및 "희석제의 도입"이라는 용어에서와 동일한 의미를 갖는다. 도 1을 참조하면, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 희석제를 루프 반응기(200)로 도입하기 위한 이러한 예시적인 입구는 라인(202A, 202B, 202C 및 202D)으로 도시되어 있다.
알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 희석제를 반응기로 도입하는 순서는 여러 가지가 있다. 일양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀이 먼저 반응기로 도입된다. 이어서 촉매가 반응기로 도입된다. 희석제가 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀 또는 촉매와 함께 도입될 수 있다.
일양태에서, 촉매가 먼저 반응기로 도입된 후 방향족 화합물 및 올레핀이 반응기로 도입될 수 있다. 다시 한번, 희석제가 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀 또는 촉매와 함께 도입될 수 있다.
일양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 촉매가 먼저 반응기로 도입된 후 올레핀이 반응기로 도입된다. 희석제는 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 촉매 또는 올레핀과 함께 도입될 수 있다.
본 발명의 일양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정된다. 이러한 조정은 반응기로 도입되기 전에 일어날 수 있거나 또는 반응기로의 도입 후에 일어날 수 있다. 이러한 조정은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 사전-반응 온도로 가열 또는 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 반응기로 도입하기 전에, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 설비에서 이용 가능한 수단에 의해 가열 또는 냉각될 수 있다. 반응기로 도입한 후, 알킬화 가능한 방향족 화합물을 열교환기(210)를 통해 운행시킴으로써 또는 도 1에 도시된 바와 같이 반응기 재킷(212)을 사용함으로써 이러한 조정이 이루어질 수 있다.
본 발명의 양태는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하는 것을 포함한다. 반응이 발열성인 경우 사전-반응 온도는 목적하는 반응 온도보다 낮을 것이고, 또는 반응이 흡열성인 경우 사전-반응 온도는 목적하는 반응 온도보다 높을 것이다. 사전-반응 온도와 목적하는 반응 온도간의 차이의 양은 반응물들의 반응에서 열의 발생량 또는 열의 손실량에 의존한다. 반응이 상당한 발열성 또는 흡열성이 아닌 경우, 사전-반응 온도 및 목적하는 반응 온도는 동일할 수 있다. 알킬벤젠 제조시, 촉매와 올레핀 사이의 최초 반응은 발열성이며 반응 온도에서 초기 스파이크(initial spike)를 초래한다. 사전-반응 온도가 목적하는 반응 온도보다 낮으면 전체 반응의 온도를 안정화시키는 데 도움이 되고 생성물 중의 2-페닐 이성체의 수가 감소하는 것으로 사료된다.
본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2 내지 약 60도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2, 4, 6, 또는 8도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 10, 12, 14, 16 또는 18도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 20, 22, 24, 26 또는 28도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 30, 32, 34, 36 또는 38도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 40, 42, 44, 46 또는 48도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 50, 52, 54, 56 또는 58도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 60도 낮게 조정된다. 본 개시의 목적을 위해, 상기 값들 사이의 범위도 포함된다. 예를 들면, 상기 개시내용은, 알킬화 가능한 방향족 화합물의 범위는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 6 내지 약 12도 낮게 조정되는 것으로 개시될 것이다.
본 발명의 양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물은, 이의 빙점보다 높고 목적하는 반응 온도보다 낮은 지점인 사전-반응 온도로 조정된다. 벤젠이 알킬화 가능한 방향족 화합물인 경우, 이는 섭씨 5.5도인 이의 빙점보다 높게 조정될 수 있다. 온도 조정은 이 화합물이 반응기로 도입되기 전에 일어날 수 있거나 또는 이 화합물이 반응기 내에 있으면, 예를 들면, 열교환기에 의해 일어날 수 있다. 이러한 온도 조정은 열교환기를 사용하여 또는 당업계에 공지된 다른 수단에 의해 발생할 수 있다.
목적하는 반응 온도는 반응물이 반응하여 목적하는 생성물을 생성하는데 이상적인 온도일 것이다. 목적하는 반응 온도를 안정하게 유지하면 이성체 및 원치 않는 부산물을 적게 갖는 더 균일한 생성물이 생성되는 것으로 사료된다. 균일한 혼합은 더 균일한 반응 온도를 촉진하는 데 도움이 될 수 있다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 8 내지 약 12도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 10도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 20 내지 약 24도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 33 내지 약 43도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 38도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 50 내지 약 60도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 55도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 22도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 60 내지 약 100도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 76 내지 약 82도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 77도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 95 내지 약 105도이다. 본 발명의 양태에서, 목적하는 반응 온도는 섭씨 약 100도이다. 본 발명의 이점을 갖는 당업자는 상이한 온도에서 제조된 생성물을 연구함으로써 반응에 대한 적절한 목적하는 반응 온도를 결정할 수 있을 것이다.
일양태에서, 이 방법은, 임의로, 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 높거나 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정하는 단계를 포함한다. 조정은 올레핀을 바람직한 온도로 가열 또는 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2, 4, 6, 또는 8도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 10, 12, 14, 16 또는 18도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 20, 22, 24, 26 또는 28도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 30, 32, 34, 36 또는 38도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 40, 42, 44, 46 또는 48도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 50, 52, 54, 56 또는 58도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 올레핀은 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 60도 낮게 조정된다. 본 개시의 목적을 위해, 상기 값들 사이의 범위도 포함된다. 예를 들면, 상기 개시내용은 올레핀의 범위는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 24 내지 약 32도 낮게 조정되는 것으로 개시될 것이다.
올레핀에 대한 온도 조정은 올레핀이 반응기로 도입되기 전에 일어날 수 있거나 또는 올레핀이 반응기 내에 있으면, 예를 들면, 열교환기 또는 반응기 재킷에 의해 유사하게 일어날 수 있다. 올레핀에 대한 온도 조정은 전술된 알킬화 가능한 방향족 화합물을 조정하는 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀이 둘 다 반응기 내에 동시에 있는 경우, 촉매 도입 전에, 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀의 온도가 동시에 조정될 수 있다.
일양태에서, 이 방법은, 임의로, 촉매를 목적하는 반응 온도보다 높거나 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정하는 단계를 포함한다. 이는 촉매가 액체 촉매이거나 액체에 현탁된 고체 촉매인 경우에 바람직할 수 있다. 조정은 촉매를 바람직한 온도로 가열 또는 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2, 4, 6, 또는 8도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 10, 12, 14, 16 또는 18도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 20, 22, 24, 26 또는 28도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 30, 32, 34, 36 또는 38도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 40, 42, 44, 46 또는 48도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 50, 52, 54, 56 또는 58도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 촉매는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 60도 낮게 조정된다. 본 개시의 목적을 위해, 상기 값들 사이의 범위도 포함된다. 예를 들면, 상기 개시내용은, 촉매의 범위는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 38 내지 약 44도 낮게 조정되는 것으로 개시될 것이다.
촉매에 대한 온도 조정은 촉매가 반응기로 도입되기 전에 일어날 수 있거나 또는 촉매가 반응기 내에 있으면, 예를 들면, 열교환기 또는 반응기 재킷에 의해 유사하게 일어날 수 있다. 촉매에 대한 온도 조정은 전술된 알킬화 가능한 방향족 화합물을 조정하는 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
알킬화 가능한 방향족 화합물 및 촉매가 둘 다 반응기 내에 동시에 있는 경우, 올레핀 도입 전에, 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 촉매의 온도가 동시에 조정될 수 있다.
일양태에서, 이 방법은, 임의로, 희석제를 목적하는 반응 온도보다 높거나 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 2, 4, 6, 또는 8도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 10, 12, 14, 16 또는 18도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 20, 22, 24, 26 또는 28도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 30, 32, 34, 36 또는 38도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 40, 42, 44, 46 또는 48도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 50, 52, 54, 56 또는 58도 낮게 조정된다. 본 발명의 양태에서, 희석제는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 60도 낮게 조정된다. 본 개시의 목적을 위해, 상기 값들 사이의 범위도 포함된다. 예를 들면, 상기 개시내용은 촉매의 범위는 목적하는 반응 온도보다 섭씨 약 38 내지 약 44도 낮게 조정되는 것으로 개시될 것이다.
희석제에 대한 온도 조정은 희석제가 반응기로 도입되기 전에 일어날 수 있거나 또는 희석제가 반응기 내에 있으면, 예를 들면, 열교환기 또는 반응기 재킷에 의해 유사하게 일어날 수 있다. 희석제에 대한 온도 조정은 전술된 알킬화 가능한 방향족 화합물을 조정하는 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 희석제가 반응기 내에 동시에 있는 경우, 촉매 도입 전에, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 희석제의 온도가 동시에 조정될 수 있다. 유사하게, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 촉매 및 희석제가 반응기 내에 동시에 있는 경우, 올레핀의 도입 전에, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 촉매 및 희석제의 온도가 동시에 조정될 수 있다.
본 발명의 양태는 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 촉매와 올레핀간의 초기 반응은 발열성이므로, 이는 촉매와 올레핀의 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 수행된다. 반응 온도에서 이러한 초기 스파이크를 제어하면 이러한 반응에서 통상적으로 생성되는 이성체 분포가 감소하는 것으로 사료된다. 이러한 단계는 촉매와 올레핀이 둘 다 열교환기(210)를 통과하기 전의 시점에서 촉매 또는 올레핀을 함께 도입함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 올레핀이 이미 루프 반응기(200)에 있고 이어서 촉매가 라인(202C 또는 202B)을 통해 삽입된 경우, 촉매와 올레핀간의 초기 반응의 열은 열 교환기(210)에 의해 흡수되어 촉매와 올레핀의 반응 온도를 제어하는 조건하에 있을 것이다. 촉매가 루프 반응기(200)에 이미 있고 이어서 올레핀이 라인(202C 또는 202B)을 통해 삽입된 경우에도 동일한 결과가 달성될 수 있다. 다시 한번, 촉매와 올레핀 사이의 초기 반응의 열은 열교환기(210)에 의해 흡수되어 촉매와 올레핀의 반응 온도를 제어하는 조건하에 있을 것이다. 루프 반응기(200)의 라인(202A 및 202D)의 입구에서 촉매와 올레핀이 초기에 접촉하는 것은 열교환기(210)를 통과하기 전에 반응하는데 더 오랜 시간이 걸리기 때문에 덜 바람직하다. 그러나, 루프 반응기(200)의 회전율(turnover rate)이 높으면, 촉매와 올레핀은 생산된 최종 알킬방향족 생성물에서 큰 차이 없이 라인(202A 및 202D)의 입구에서 최초 접촉될 수 있다.
본 발명의 양태는 촉매와 올레핀을 서서히 또는 천천히 접촉시킴으로써 촉매와 올레핀의 반응 온도를 추가로 제어할 수 있다. 촉매 또는 올레핀의 전체를 반응기에 신속하게 첨가하는 대신, 촉매 또는 올레핀은 일정 기간에 걸쳐 점진적으로 첨가된다. 올레핀이 이미 반응기에 존재하는 경우, 이는 촉매를 1분 내지 180분의 기간에 걸쳐 반응기에 점진적으로 첨가함으로써 수행될 수 있다. 몇몇 양태에서, 촉매는 10분 내지 60분의 기간에 걸쳐 반응기에 점진적으로 첨가된다. 촉매가 이미 반응기에 존재하는 경우, 올레핀은 1분 내지 180분의 기간에 걸쳐 반응기에 점진적으로 첨가된다. 몇몇 양태에서, 올레핀은 10분 내지 60분의 기간에 걸쳐 반응기에 점진적으로 첨가된다.
본 발명의 양태에서, 촉매 또는 올레핀의 이와 같은 점진적인 첨가는 1분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분, 35분, 40분, 45분, 50분, 55분, 60분, 65분, 70분, 75분, 80분, 85분, 90분, 95분, 100분, 105분, 110분, 115분, 120분, 130분, 140분, 150분, 160분, 170분 또는 180분의 기간으로 수행될 수 있다.
본 발명의 양태는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 혼합하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 단계는 촉매에 의해 활성화된 올레핀이 알킬화 가능한 방향족 화합물과 접촉하고 반응하여 알킬방향족 생성물을 생성시킨다. 혼합은 당업계에 공지된 수단에 의해 수행될 수 있다. 루프 반응기(200)에서, 루프 반응기를 통해 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 순환시켜 혼합이 제공될 것이다. 반응물의 회전율 또는 순환율(circulation rate)이 높은, 바람직하게는 (반응 용기의 유형 및 반응물 양에 기초하여) 1분당 0.1 내지 20의 반응기 체적 범위인의 회전율 또는 순환율을 갖는 루프 반응기에 의해 우수하게 혼합될 것이다.
알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제가 펌프(216) 및 열교환기(210)를 통과하는 동안 추가의 혼합이 발생하는 것으로 사료된다.
혼합을 증가시키기 위한 특정 성분이 루프 반응기(200)의 부품일 수 있다. 예를 들면, 노즐(214), 가스 재순환 라인(226) 및 기계식 믹서(220)는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제의 추가 혼합을 제공하기 위한, 루프 반응기(200)의 부품일 수 있다. 노즐(214)은 바람직하게는 난류를 생성함으로써 혼합물을 추가로 확산시키는 스프레이 노즐이다. 노즐(214)은 가스 재순환 라인(226)과 추가로 조합될 수 있다. 가스 재순환 라인(226)은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 추가로 혼합하기 위해 가스를 반응 챔버(208)로부터 도관(218) 또는 노즐(214)로 순환시킨다. 또한, 반응 챔버(208)는 기계식 믹서(220)를 포함할 수 있다. 기계식 믹서(220)는 반응 챔버(208)에서 프로펠러 믹서 또는 교반기(agitator)와 같은 혼합 메커니즘일 수 있다. 기계식 믹서(220)는 반응물의 균일한 혼합의 촉진을 돕는다.
본 발명의 양태는 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지하는 단계를 포함한다. 올레핀과 촉매의 계속되는 반응 및 알킬화 가능한 방향족 화합물과 활성화된 올레핀의 반응은 발열성이여서, 반응 혼합물의 온도가 계속 상승할 것이다. 본 발명의 양태에서, 반응 온도는 열교환기(210)를 사용하는 것과 같은 수단에 의해 목적하는 반응 온도로 유지된다. 반응물, 촉매, 희석제 및 생성물을 열교환기(210)를 통해 순환시킴으로써 목적하는 반응 온도가 유지된다. 반응기 재킷(212)은 목적하는 반응 온도를 유지하는데에 사용될 수도 있다. 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀의 균일한 혼합은 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지하는 것을 돕는 것으로도 여겨진다.
본원에 기재된 알킬화 방법은 -20℃ 내지 300℃ 범위의 온도 및 -14.696psig 내지 2000psig 범위의 압력에서 수행될 수 있다. 사용된 촉매와 올레핀의 유형 및 얻어지는 알킬방향족 생성물의 종류에 따라, 반응을 위한 목적으로 하는 또는 목적하는 반응 온도는 약 100℃, 약 77℃, 약 55℃, 약 38℃, 약 22℃, 약 20℃, 약 10℃, 또는 전술된 온도일 수 있다.
본 발명의 양태는 반응 챔버 및 열교환기를 갖는 루프 반응기를 제공하는 알킬화 방법을 추가로 포함하며, 여기서, 반응 챔버와 열교환기는 적어도 하나의 도관을 통해 서로 유체 연통하여, 반응 챔버 내의 유체는 열교환기를 통해 순환하여 반응 챔버로 복귀될 수 있다. 이 방법은, 반드시 동시에는 아니지만, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 및 촉매를 루프 반응기 내로 도입한다. 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하고, 임의로, 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정한다. 이 방법은 임의로 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정한다. 촉매와 올레핀은 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에서 최초 접촉한다. 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 루프 반응기 내에서 순환시키고 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀을 목적하는 반응 온도에 유지시킨다. 본 발명의 일양태에서, 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매를 루프 반응기 내에서 혼합한다.
본 발명의 알킬화 방법에서 사용될 수 있는 예시적인 루프 반응기(200)가 도 1에 나타나 있다. 도 1을 참조하면, 루프 반응기(200)는 반응 챔버(208), 열교환기(210), 반응기 재킷(212), 도관(218), 라인(202A, 202B, 202C 및 202D), 펌프(216), 노즐(214), 온도 센서(222a, 222b, 222c, 222d, 222e), 가스 재순환 라인(226), 기계식 믹서(220) 및 고체 촉매 호퍼(224)를 포함한다. 이러한 구성 요소가 모두 필요한 것은 아니며, 예를 들면, 혼합을 개선하기 위해 가스 재순환 라인(226) 및 기계식 믹서(220)가 추가될 수 있다. 또한, 액체 촉매가 사용되는 경우 고체 촉매 호퍼(224)가 필요하지 않을 수 있다.
루프 반응기(200)는 반응 챔버(208)를 갖는다. 반응은 루프 반응기(200) 전체에서 발생하지만, 이 챔버는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매가 반응하기 위한 주요 챔버이다. 반응 챔버(208)는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및/또는 희석제를 반응 챔버(208)로 도입하는 라인(202A)을 포함할 수 있다. 또한 라인(202A)은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매, 희석제 및/또는 알킬방향족 생성물("반응기 내용물")을 반응 챔버(208)로부터 제거하는 기능을 할 수 있다. 반응 챔버(208)는 기계식 믹서(220), 노즐(214) 및 가스 재순환 라인(226)과 같은 추가의 혼합 수단을 포함할 수 있다. 반응 챔버(208)는 알킬화 가능한 방향족 화합물의 사전-반응 온도, 올레핀의 제2 사전-반응 온도, 촉매의 제3 사전-반응 온도, 및 희석제의 제4 사전-반응 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(222a)를 또한 포함할 수 있다. 온도 센서(222a)는 반응 온도의 모니터링에도 사용될 수 있다.
루프 반응기(200)는 열교환기(210)를 갖는다. 열교환기(210)는 열을 전달하는데 사용되는 임의의 장치일 수 있다. 열교환기(210)는, 염수가 열교환기(210)의 쉘을 통과하여, 열교환기(210)의 튜브 부분에 걸쳐 유동하는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 냉각 또는 가열시키는 표준 쉘-앤-튜브(shell-and-tube) 열교환기일 수 있다.
열교환기(210)는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및/또는 희석제로부터 열을 추가 또는 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들면 열교환기(210)는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 이는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 가열 또는 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 열교환기(210)는 올레핀의 온도를 제2 사전-반응 온도로 조정하고, 촉매를 제3 사전-반응 온도로 조정하고, 희석제를 제4 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀이 촉매 및 임의의 희석제와 함께 루프 반응기(200)에 있을 때, 열교환기(210)는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제의 온도를 목적하는 반응 온도로 유지하는 역할을 할 수 있다. 당업자는 본 발명의 양태에 사용하기에 적합한 열교환기를 알고 있을 것이다.
반응 챔버(208)와 열교환기(210)는 도관(218)을 통해 서로 유체 연통하여 반응기 챔버(208) 내의 유체가 열교환기(210)를 통해 순환하여 반응 챔버(208)로 복귀될 수 있게 한다. 도관(218)은 유체 및 유체 중의 임의의 고체 촉매를 전달하는 역할을 하는 라인이다. 도관(218)은 열 교환기(210)를 통해 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 개별적으로 또는 함께 순환시키고 이를 반응 챔버(208)로 재전달하는 목적으로 작용한다. 이러한 방식에서 도관(218)은 루프 반응기(200)에 걸쳐 반응기 내용물을 순환시킨다.
루프 반응기(200)는 펌프(216)를 추가로 가질 수 있다. 펌프(216)는 루프 반응기(200)에서 반응기 내용물을 순환시키는 수단을 제공하는 역할을 한다. 그렇게 함으로써, 반응기 내용물을 순환시켜 열교환기(210)를 통과시킴으로써 시스템의 온도를 조절하는 것을 돕는다. 또한 펌프(216)는 루프 반응기(200)에서 회전율을 증가시킴으로써 혼합을 증가시킬 수 있다.
도관(218)을 따라 루프 반응기(200)의 입구 또는 출구로 작용하는 다양한 라인이 존재할 수 있다. 도 1은 반응 챔버(208)와 열교환기(210) 사이의 라인(202B, 202C 및 202D)을 포함한다. 사용자는 이들 입구에서 루프 반응기(200)로부터 반응기 내용물을 추가하거나 제거할 수 있다.
또한 도관(218)을 따라 추가의 온도 센서(222b, 222c, 222d 및 222e)가 존재할 수 있다. 반응기 내용물의 온도를 모니터링하기 위해 라인(202B, 202C 및 202D) 뒤에 그리고 열교환기(210) 뒤에 이들 온도 센서를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
반응 챔버(208)는 반응기 재킷(212)을 가질 수 있다. 반응기 재킷(212)은 반응 챔버(208)에서 내용물의 온도를 조절 또는 유지하는 역할을 한다. 반응기 재킷(212)은 열교환기(210)와 유사한 기능을 한다. 반응기 재킷(212)은 반응 챔버(208)를 둘러싸는 외부 재킷일 수 있다. 반응기 재킷(212)은 열 전달 유체로 채워진 튜브 및/또는 코일을 가질 수 있다. 열 전달 유체는 재킷을 통과하여 반응 챔버(208)로 열을 가하거나 반응 챔버(208)로부터 열을 제거한다.
본 발명의 일양태에서, 고체 촉매가 사용될 수 있다. 고체 촉매가 사용되는 경우, 루프 반응기(200)는 고체 촉매 호퍼(224)를 포함할 수 있다. 고체 촉매 호퍼(224)는 루프 반응기(200)로 고체 촉매를 첨가하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 루프 반응기(200)로부터 고체 촉매를 제거하기 위한 수단을 또한 포함할 수 있다.
루프 반응기(200)는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 도관(218)을 통해 열교환기(210)로 순환시킴으로써 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 유사하게, 루프 반응기(200)는 올레핀을 도관(218)을 통해 열교환기(210)로 순환시킴으로써 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 또한 루프 반응기(200)는 촉매를 도관(218)을 통해 열교환기(210)로 순환시킴으로써 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 마지막으로, 루프 반응기(200)는 올레핀을 도관(218)을 통해 열교환기(210)로 순환시킴으로써 희석제를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정할 수 있다.
루프 반응기(200)로 도입된 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제의 온도는 하나 이상의 온도 센서(222a, 222b, 222c, 222d 및 222e)를 사용하여 모니터링될 수 있다.
본 발명의 일양태에서, 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제의 온도를 조정하는 단계는 이들 성분이 루프 반응기(200)로 도입되기 전에 루프 반응기(200) 외부에서 수행될 수 있다. 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제는 라인(202A, 202B, 202C 및 202D)에서 다양한 상이한 입구에서 루프 반응기(200)로 도입될 수 있다.
본 발명의 양태에서, 루프 반응기(200)는 알킬화 가능한 방향족 화합물을 라인(202A)을 통해 반응 챔버(208)로 도입함으로써 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 반응기 재킷(212)을 사용하여 알킬화 가능한 방향족 화합물을 사전-반응 온도로 조정함에 따라 알킬화 가능한 방향족 화합물은 반응 챔버(208)에 남게 된다. 온도 센서(222a)를 사용하여 온도를 모니터링할 수 있다. 유사하게, 루프 반응기(200)는 올레핀을 라인(202A)을 통해 반응 챔버(208)로 도입하고 반응기 재킷(212)으로 온도를 조정함으로써 올레핀을 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 또한 루프 반응기(200)는 촉매를 라인(202A)을 통해 반응 챔버(208)로 도입하고 반응기 재킷(212)으로 온도를 조정함으로써 촉매를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정할 수 있다. 마지막으로, 루프 반응기(200)는 희석제를 라인(202A)을 통해 반응 챔버(208)로 도입하고 반응기 재킷(212)으로 온도를 조정함으로써 희석제를 목적하는 반응 온도보다 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정할 수 있다.
본 발명의 양태에서, 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에서 촉매와 올레핀이 최초 접촉한다. 일양태에서, 라인(202B 및/또는 202C)에서, 반응 챔버로부터 열교환기로 유체 순환하는 도관(218)으로 촉매를 첨가함으로써, 촉매가 루프 반응기(200)로 도입된다. 이는 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀이 루프 반응기(200)에 이미 첨가된 경우에 바람직하다. 이는, 촉매와 접촉된 올레핀으로부터 발생하는 열 스파이크(heat spike)를 열교환기(210)가 완충하는 것을 돕게 한다. 본 발명의 다른 양태에서, 라인(202D)에서 촉매를 첨가함으로써 촉매가 루프 반응기(200)로 도입된다.
일양태에서, 라인(202B 및/또는 202C)에서, 반응 챔버로부터 열교환기로 유체 순환하는 도관(218)으로 올레핀을 첨가하여, 올레핀을 루프 반응기(200)로 도입함으로써, 반응 챔버로부터 열교환기로의 도관 순환 유체 내에서 촉매와 올레핀이 최초 접촉한다. 이는 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 촉매가 루프 반응기(200)에 이미 첨가된 경우에 바람직하다. 본 발명의 다른 양태에서, 라인(202D)에서 올레핀을 첨가함으로써 올레핀은 루프 반응기(200)로 도입된다.
이 방법의 양태는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 루프 반응기(200) 내에서 순환시키는 단계를 포함한다. 일양태에서 순환은 (펌프(216)를 사용하여) 도관(218)을 통해 반응기 내용물을 반응 챔버(208)로부터 열교환기(210)로 순환시키고 다시 반응 챔버(208)로 전달함으로써 수행될 수 있다. 반응기 내용물의 순환은 루프 반응기(200) 내에서 높은 순환율 또는 회전율로 수행될 수 있으며, 루프 반응기(200) 내에서의 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제의 혼합에 기여한다. 몇몇 양태에서, 회전율 또는 순환율은 1분당 1 내지 20인 루프 반응기 체적의 범위일 수 있다.
본 발명의 양태에서, 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 루프 반응기(200) 내에서 혼합하는 단계를 추가로 포함한다. 반응기 내용물들의 혼합은 반응기 내용물들의 난류를 제공하는 노즐(214)(예를 들면 스프레이 노즐)을 사용하여 수행될 수 있다. 노즐(214) 이외에도, 가스 재순환 라인(226)이 루프 반응기(200)에 추가될 수 있다. 가스 재순환 라인(226)은 반응 챔버(208) 및 노즐(214) 또는 도관(218) 사이에 연결될 수 있다. 가스 재순환 라인(226)은 노즐(214)로 배출되기 전에 증기 및 가스를 액체에 첨가한다. 노즐(214) 및 가스 재순환 라인(226)은 버블링(bubbling)에 의해 반응기(208)에서 가스 유동 혼합을 생성하도록 설계될 수 있다. 이러한 버블링 작용은 루프 반응기(200)에서 균일한 혼합 및 온도를 촉진하는 것을 돕는다.
본 발명의 양태에서, 교반기와 같은 기계식 믹서(220)가 반응기 내용물의 혼합을 돕기 위한 또 다른 도구로서 반응 챔버(208)에 첨가될 수 있다.
본 발명의 양태에서, 이 방법은 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 목적하는 반응 온도에서 유지하는 단계를 추가로 포함한다. 이 단계는 열 교환기(210)를 갖는 루프 반응기(200)를 통해 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀을 순환시켜 알킬화 가능한 방향족 화합물 및 올레핀의 온도를 조절하고 하나 이상의 온도 센서(222a, 222b, 222c, 222d 및/또는 222e)(또는 다른 온도 센서)를 사용하여 목적하는 반응 온도가 유지될 수 있도록 반응 온도를 모니터링함으로써 달성될 수 있다. 본 발명의 일양태에서, 반응 챔버(208)는 목적하는 반응 온도에서 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀 및 촉매의 온도를 조절하는데 사용될 수도 있는 반응기 재킷(212)을 갖는다. 당업자는 목적하는 반응 온도에서 반응을 유지하기 위한 다른 적절한 방법을 인지할 것이다
본 발명의 루프 반응기는 회분 형식 또는 연속 형식으로 작동하도록 설정될 수 있다. 도 1은 가능한 회분 형식을 보여준다. 그러나, 이 방법은 연속 형식으로 수행할 수도 있다. 연속 형식은 다수의 루프 반응기를 직렬 또는 병렬로 포함할 수 있다.
본 발명의 양태는 단일 포트 회분식 반응기에서 발생하는 알킬화 방법을 포함한다. 단일 포트 회분식 반응기 방법은 반응기 재킷(212)과 같은 반응 챔버의 온도를 조절하기 위한 수단을 갖는 반응 챔버를 가질 것이다. 또한 반응 챔버는 혼합을 증가시키기 위한 기계식 믹서(220)를 가질 수 있다.
반응이 완료되면, 알킬방향족 생성물은 단리를 위해 분리 용기로 배출되거나 전달될 수 있고, 추가로 분석하여 올레핀의 전환율 및 이성체 분포를 판정할 수 있다. 라인(202A, 202B, 202C 및 202D)을 사용하여 알킬방향족 생성물 및 남아 있는 알킬화 가능한 방향족 화합물, 올레핀, 촉매 및 임의의 희석제를 제거할 수 있다.
본 발명의 양태에서, 알킬화 방법은 증가된 올레핀 전환율을 가질 수 있고, 알킬방향족 생성물은 더 좁은 이성체 분포를 가질 수 있고, 알킬화 방법의 반응 시간은 단축될 수 있고, 반응기 유출물은 덜 가치있는 부산물을 더 적게 함유할 수 있다.
본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 16%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 15%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 14%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 13%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 12%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 11%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다. 본 발명의 양태에서, 알킬방향족 생성물은 10%가 넘는 2-페닐 이성체를 함유하지 않는다.
개시된 알킬화 방법의 장점은 하기 실시예에 의해 추가로 설명된다. 그러나, 이하의 비제한적인 예는 모든 것을 포함하도록 의도된 것이 아니며 본 명세서에 기재된 양태의 범주를 제한하려는 것이 아니다.
실시예 1
도 1에 나타낸 루프 반응기와 유사한 루프 반응기에서 하기 반응의 4회 런(Run)을 완료하였다: 트리플산 촉매의 존재하의 올레핀 + 벤젠 → 알킬벤젠.
바람직한 반응 온도 목표는 섭씨 10도(℃)였으며, 이는 반응 챔버 상에 위치한 온도 센서(이는 온도 센서(222a)와 유사한 위치이다)를 사용하여 측정하였다. 4.895킬로그램(kg)의 올레핀과 6.364kg의 벤젠을 루프 반응기에 충전하고, 열교환기에서 8℃ 온도로 냉각시키면서 순환에 의해 혼합하였다. 이어서, 2.741kg의 트리플산 촉매를 반응 챔버와 펌프 사이의 지점(라인(202B))에서 루프 반응기에 첨가하였다. 촉매 첨가 시간은 런 1에서 152분, 런 2에서 38분, 런 3에서 37분, 런 4에서 27분이었다. 촉매, 올레핀 및 벤젠을 루프 반응기에서 순환시켜 반응을 완결하였다. 런 1을 40분 동안 순환시켰다. 런 2는 30분 동안 순환시키고, 런 3은 61분 동안 순환시켰다. 런 4는 77분 동안 순환시켰다. 반응 동안, 온도는 10℃를 목표로 하여 8℃ 내지 12.4℃ 사이로 유지하였다. 반응 완결 후, 생성물을 분리 용기로 옮기고 유기 상을 분리하였다. 유기 상을 0.5kg의 산화칼슘(CaO)으로 처리하고 1시간 동안 혼합하였다. 과량의 벤젠을 제거한 후, 남은 생성물을 분석하였다. 생성물 분석 결과는 표 1에 반영되어 있다.
Figure 112020040840473-pct00003
표 1에 반영된 측정치는 윤활제 또는 세제로서 사용하기 위해 추가로 유도될 수 있는 중간체로서의 알킬벤젠의 성능에 중요한 측정치이다. 경질물(lights)은 반응에서 형성된 더 가벼운(lighter) 알킬벤젠이다. 이 경질물은 값이 낮으며 수율 손실을 나타낸다. 비중(specific gravity)(SPGR)은 이성체 분포의 분자량의 척도이다. 요오드 #는 올레핀의 전환의 척도이다. 마지막으로, 수율은 반응의 수율을 의미한다.
표 1의 결과는 4회 런에 대한 우수한 결과를 보여준다. 경질물은 반응에서 형성된 적은 퍼센티지의 원치 않는 더 가벼운 알킬벤젠 (6.4 내지 6.7%)을 나타낸다. 현재의 비교용 상용 알킬화 방법에서 경질물이 10%로부터 45%까지 변하는 것은 비정형적인 것이 아니다. 런 1 내지 4에 대한 SPGR 값은 런들 사이에 거의 변동이 없는 이성체 분포에 대한 매우 우수한 제어를 나타낸다. SPGR이 현재의 비교 상용 알킬화 방법에서 런들 사이에서 0.005 이상으로 변하는 것은 비정형적인 것이 아니다. 또한 요오드 # 값이 런 1 내지 4에서 거의 변하지 않는다. 현재의 비교 상용 알킬화 방법에서 요오드 #가 0.75 내지 1.5 이상으로 변하는 것은 비정형적인 것이 아니다. 런 1 내지 4에서 수행된 알킬화 방법의 수율은 각각의 런당 약 92% 이상이으로 매우 우수하다. 현재의 비교 상용 알킬화 방법에서 약 55% 내지 90%로 낮은 수율을 갖는 것은 비정형적인 것이 아니다.
실시예 2: 이성체 분포
도 1에 나타낸 루프 반응기와 유사한 루프 반응기에서 하기 반응의 6회 런을 완료하였다: 트리플산 촉매의 존재하의 올레핀 + 벤젠 → 알킬벤젠.
바람직한 반응 온도 목표는 20℃였으며, 이는 반응 챔버 상에 위치한 온도 센서(이는 온도 센서(222a)와 유사한 위치이다)를 사용하여 측정하였다. 16.4kg의 올레핀과 21.3kg의 벤젠을 루프 반응기에 충전하고, 열교환기에서 8℃ 온도로 냉각시키면서 순환에 의해 혼합하였다. 이어서, 9.2kg의 트리플산 촉매를 반응 챔버와 펌프 사이의 지점(라인(202B))에서 루프 반응기에 첨가하였다. 촉매를 5분의 시간 기간 동안 루프 반응기에 점진적으로 첨가하였다. 촉매, 올레핀 및 벤젠을 루프 반응기에서 40분 동안 순환시켜 반응을 완결하였다. 반응 동안, 온도는 20℃를 목표로 하여 18℃ 내지 22℃ 사이로 유지하였다. 반응 완결 후, 생성물을 분리 용기로 옮기고 유기 상을 분리하였다. 유기 상을 2.3kg의 CaO로 처리하고 1시간 동안 혼합하였다. 과량의 벤젠을 제거한 후, 남은 생성물을 분석하였다. 생성물 분석 결과는 표 2에 반영되어 있다.
Figure 112020040840473-pct00004
표 2의 결과는 원치 않는 더 가벼운 알킬벤젠의 퍼센티지가 6.1 내지 7.2%인 것으로 측정되었음을 보여준다. 이들 런은 바람직한 알킬벤젠 반응 생성물들의 일관되고 좁은 이성체 분포를 보여준다.
실시예 3: % 2-페닐 이성체
회분 반응기에서 하기 반응의 4회 런을 완료하였다: 불화수소산 촉매의 존재하의 올레핀 + 파라핀 + 벤젠 → 알킬벤젠.
우선, 70.4그램(g)의 불화수소산 촉매를 반응 챔버에 충전하였다. 이어서, 66.8g의 벤젠과 66.8g의 파라핀을 반응 챔버에 충전하였다. 불화수소산 촉매, 벤젠 및 파라핀(희석제)을 기계적으로 교반하고 55℃ 내지 60℃의 사전-반응 온도로 가열하였다. 이어서, 70.4g의 올레핀을 급속 첨가하였고, 이때 바람직한 반응 온도 목표는 77℃였으며, 이는 반응 챔버 상에 위치한 온도 센서(이는 반응 챔버(208) 상의 온도 센서(222a)와 유사한 위치이다)를 사용하여 측정하였다. 이어서, 촉매, 파라핀, 벤젠 및 올레핀을 40분 동안 기계적으로 교반하여 반응을 완결하였다. 반응 동안, 온도는 77℃를 목표로 하여 76℃ 내지 82℃ 사이로 유지하였다. 반응 완결 후, 생성물을 분리 용기로 옮기고 유기 상을 분리하였다. 유기상을 20그램의 CaO로 처리하고 1시간 동안 혼합하였다. 과량의 벤젠을 제거한 후, 남은 생성물을 분석하였다. 생성물 분석 결과는 표 3에 반영되어 있다.
Figure 112020040840473-pct00005
표 3의 결과는 생성된 2-페닐 이성체의 제어된 퍼센티지가 낮음을 보여준다. 런 13의 결과는 충전 과정에서 올레핀 공급이 막혔기 때문일 수 있다. 그러나, 런 11에서, 올레핀 공급물은 또한 충전 과정에서 막혔다.

Claims (24)

  1. 알킬화 방법으로서,
    반응 챔버와 열교환기를 포함하는 루프 반응기(loop reactor)를 제공하는 단계로서, 상기 반응 챔버와 상기 열교환기가 적어도 하나의 도관을 통해 서로 유체 연통하여, 상기 반응 챔버 내의 유체가 상기 열교환기를 통해 순환하여 상기 반응 챔버로 복귀될 수 있는, 단계;
    알킬화 가능한 방향족 화합물을 상기 루프 반응기로 도입하는 단계;
    올레핀을 상기 루프 반응기로 도입하는 단계;
    촉매를 상기 루프 반응기로 도입하는 단계;
    상기 알킬화 가능한 방향족 화합물을 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하는 단계;
    임의로, 상기 올레핀을 상기 목적하는 반응 온도보다 낮은 제2 사전-반응 온도로 조정하는 단계;
    임의로, 상기 촉매를 상기 목적하는 반응 온도보다 낮은 제3 사전-반응 온도로 조정하는 단계;
    상기 반응 챔버로부터 상기 열교환기로의 상기 도관 순환 유체 내에서 상기 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계;
    상기 알킬화 가능한 방향족 화합물, 상기 올레핀 및 상기 촉매를 상기 루프 반응기 내에서 순환시키는 단계; 및
    상기 알킬화 가능한 방향족 화합물과 올레핀을 상기 목적하는 반응 온도에서 유지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 알킬화 가능한 방향족 화합물은 화학식 (여기서, R1은 수소이거나 탄소수 1 내지 4의 알킬 기이고; R2는 수소이거나 탄소수 1 내지 4의 알킬 기이고; R3은 탄소수 14 내지 60의 알킬 기이다)을 포함하는 치환된 방향족 화합물을 포함하고,
    상기 올레핀은 적어도 하나의 C8 또는 그 이상의 올레핀인, 알킬화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉매는 산 촉매인, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산 촉매는 불화수소산, 트리플산, 염화알루미늄, 삼불화붕소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알킬화 가능한 방향족 화합물은 벤젠, 자일렌, 톨루엔, 쿠멘, 에틸벤젠, 부틸벤젠, 나프탈렌, 알킬-나프탈렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 올레핀은 적어도 하나의 C14 내지 C60 올레핀인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    희석제를 도입하는 단계;
    임의로, 상기 희석제를 상기 목적하는 반응 온도보다 낮은 제4 사전-반응 온도로 조정하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 촉매와 올레핀의 상기 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 상기 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계는, 상기 열교환기가 상기 촉매와 올레핀 사이의 초기 반응의 열을 흡수하도록 상기 촉매와 올레핀이 열교환기를 통과하기 전 어느 시점에 상기 촉매와 올레핀을 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 촉매와 올레핀의 상기 반응의 온도를 제어하기 위한 조건하에 상기 촉매와 올레핀을 최초 접촉시키는 단계는, 상기 촉매와 올레핀을 1분 내지 120분의 기간에 걸쳐 점진적으로 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 사전-반응 온도, 제2 사전-반응 온도 및 제3 사전-반응 온도는 각각 상기 목적하는 반응 온도보다 섭씨 2 내지 60도 낮은 온도를 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 알킬화 가능한 방향족 화합물을 상기 목적하는 반응 온도보다 낮은 사전-반응 온도로 조정하는 단계는 상기 알킬화 가능한 방향족 화합물을 상기 열교환기를 통해 순환시키는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 촉매를 상기 루프 반응기 내에 도입하는 단계는, 상기 촉매를 상기 반응 챔버로부터 상기 열교환기로의 상기 도관 순환 유체 내에 첨가하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 올레핀을 상기 루프 반응기 내에 도입하는 단계는, 상기 올레핀을 상기 반응 챔버로부터 상기 열교환기로의 상기 도관 순환 유체 내에 첨가하는 단계를 포함하는, 방법.
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