DD148877A3 - Verfahren zur herstellung von isopropyl-benzol - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Isopropylbenzol durch Alkylierung von Benzol mit Propylen bei Temperaturen von 30 bis 130 Grad C in Gegenwart von Aluminiumchloridkomplex. Die Verluste an Aluminiumchloridkomplex sollen gesenkt werden durch Aufrechterhaltung einer hohen Aktivitaet. Dies geschieht durch mehrstufige mechanische Abschneidung und Rueckfuehrung im Gemisch mit frischem Aluminiumchloridkomplex.

Description

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VEB Leuna-Werke Merseburg, 28, 10. 1978

"Walter Ulbricht" DC. Hi/Rö

LP 785δ

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Isopropylbenzol Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Iso« propylbenzol durcn Alkylierung von Benzol mit Propylen bei Temperaturen von 50 bis 13O°C unter Verwendung von Aluminiumchloridkomplex als Katalysator. Die Alkylierungsreafcxion ist immer mit einem Verbrauch des Aluminiumchloridkomplexes verbunden. Da die Aktivität des Aluminiumchloridkomplexes einen entscheidenden Einfluß auf den Umsatz und die Selektivität der Alkylierungsreaktion ausübt, ist der Aluminiumchloridkomplex ständig zu reaktivieren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß die Aktivität des im Alkylierungsreaktor bei der Herstellung von Isopropylbensol aus Benzol und Propylen verwendeten Aluminiumchloridkomplexes durch Zusatz von metallischem Aluminium in Form von Spänen oder Folienstücken erhöht wird (DE-PS 494 505), Diese Methode ist weitestgehend an eine periodische Arbeitsweise gebunden.

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Y/eiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem der nach der Alkylierung abgeschiedene Katalysatorkomplex zersetzt wird und die dabei anfallenden Kohlenwasserstoffe mit metallischem Aluminium und wasserfreiem Chlorwasserstoff wieder in aktiven AIuminiurachloridkoraplex umgewandelt v/erden (DE-PS 901 168)· Dieses Verfahren ist umständlich und mit hohen. Aluminium- und Chlorwasserstoff Verlusten behaftet.

Die technologischen Nachteile der verschiedenen Verfahren sollen durch ein bekanntes Verfahren vermieden werden, bei dem die Alkylierungsreaktion in zwei hintereinandergeschalteten Alkylierungsreaktoren durchgeführt wird. Die Bildung des AIuminiumchloridkoBiplexes erfolgt in der zweiten Stufe während der Alkylierung durch Zugabe von metallischem Aluminium und Chlorwasserstoff· Danach wird der Aluminiurachloridkomplex in einem Abscheider von dem Reaktionsgemisch der Alkylierung getrennt und in den Alkylierungsreaktor zurückgeführt (DE-AS 1 275 037)· Die Uachteile des Verfahrens liegen in einer komplizierten Technologie und der Anwendung von metallischem Aluminium und Chlorwasserstoff ·

Außerdem ißt ein Verfahren zur Alkylierung von Benzol mit Propylen bekannt, bei dem der bei der Alkylierungsreaktion in der Aktivität geminderte Aluminiumchloridkomplex in einem der Abscheidung des Aluminiumchloridkoraplexes nachgeschalteten Reaktor aktiviert wird. Diese Reaktivierung erfolgt durch Zugabe von frischem Aluminiurachlorid in einer Menge von 20 bis 50 Masseprozent, bezogen auf den in der Aktivität geminderten Aluminiumchlorldkomplex, unter Einleitung von gasförmigem Propylen (DE-AS 2 141 431), Dieses Verfahren besitzt neben den Nachteilen eines hohen Aluminiumchloridverbrauches und einer komplizierten Technologie auch den Nachteil, daß erfahrungsgemäß in erhöhtem Maße Spaltreaktionen zu Äthylbenzol, Butylbenzol und Toluol auftreten.

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Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung alkylierter aromatischer Kohlenwasserstoffe bekannt, bei dem in einen Reaktor Aluminium, wasserfreier Chlorwasserstoff, Olefine und aromatische Kohlenwasserstoffe gemischt und in flüssiger Phase bei 130 bis 150⁰C unter ausreichendem Druck umgesetzt werden (DE-AS 2 340 064)» Den angegebenen Vorteilen der Umwandlung auch polyalkylierter Verbindungen und der hohen Katalysatoraktivität stehen die aufwendige Druckapparatur, die Anwendung von metallischem Aluminium, des Chlorwasserstoffes und die erfahrungsgemäß bei 130 bis 150⁰C eintretenden Spaltreaktionen des Isopropylbenzols gegenüber·

Schließlich ist ein Verfahren bekannt geworden, die katalytische Komplexmasse außerhalb des Alkylator3 bei einem Alkyl/ Phenylverhältnis von 0,2 bis 0,6, Temperaturen von 65 bis 100⁰C und Drücken von 1 bis 3 atü 15 bis 60 Minuten lang kontinuierlich mit Benzol zu behandeln (DE-OS 2 259 500), Die Verbesserungen durch dieses Verfahren führen jedoch nicht zu einer entscheidenden Verminderung des spezifischen Verbrauches an Aluminiumchlorid bezogen auf Isopropylbenzol»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die auftretenden Verluste an AIuminiumchlorid herabzusetzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» den Aluminiumchloridverbrauch durch die Aufrechterhaltung einer hohen Aktivität des Aluminiumchloridkoraplexes mittels einer geeigneten Verfahrensführung zu senken·

Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelöst, daß man die mechanische Abscheidung des Aluminiumchloridkomplexes aus dem Reaktionsgemisch mehrstufig, vorzugsweise zwei- oder

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dreistufig, durchführt, den abgeschiedenen Aluminiumchloridkomplex der ersten bei Reaktortemperatur betriebenen Abscheiderstufe mit dem Reaktionsgemisch der Alkylierung bei einer Temperatur oberhalb von 10O⁰C in einem Verhältnis von 3:1 bis 1:2 intensiv mischt, in den Reaktor zurückführt, den in den nachgeschalteten Abscheiderstufen, bei 20 bis 60°C abgeschiedenen Aluniiniumchloridkomplex zusammen mit frischbereitetem Aluminiumchloridkomplex in den Reaktor zurückführt, von dem in der ersten Abscheiderstufe abgeschiedenen Aluminiumchloridkomplex vor der Mischung und Rückführung in den Reaktor Aluminiumchloridkomplex in einer Menge abzieht, die 40 bis 60 Masseprozent des frischbereiteten Aluminiumchloridkomplexes entspricht, und das erhaltene Reaktionsprodukt der Alkylierung zusammen mit dem abgezogenen Aluminiumchloridkomplex in an sich bekannter Weise mit ?/asser behandelt, neutralisiert und destillativ zu Isopropylbenzol aufarbeitet·

Ausführungsbeispiel Beispiel 1

In einer Anlage zur Alkylierung von Benzol mit Propylen werden 3,65 Teile Propylen mit 32,55 Teilen Benzol in Gegenwart von Aluminiumchloridkomplex bei 105⁰C umgesetzt. In den Alkylator werden 3,8 Teile eines Polyalkylbenzolgemisch.es eingespeist, das bei der destillativen Aufarbeitung als nutzbares und zurückführbares Zwischenprodukt der Alkylierung erhalten wird· Das eingesetzte Propylen wird vollständig durch die Alkylierungsreaktion verbraucht· Den Reaktor verläßt ein Gemisch aus 48 Teilen Reaktionsprodukt der Alkylierung und 5,2 Teilen Aluminiumchloridkomplex· Dieses Gemisch wird bei einer Temperatur von 103⁰C in einem als Schwerkraftabscheider wirkenden Behälter in zwei Phasen getrennt, wobei als untere Phase 5 Teile Aluminiumchloridkomplex anfallen· Die obere Phase, 48,2 Teile Reaktionsgemisch der Alkylierung und gelöste untere Phase, wird über einen Kühler, der das Reaktionsgemische der Alkylierung auf 45°C abkühlt, und einen zweiten Schwerkraftabscheider mit nachgeschaltetem Zentrifugalabscheider

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gelextet, wobei sich nochmals 0,16 Teile Alurainiurachloridkomplex abscheiden* Von den als untere Phase des ersten Abscheiders erhaltenen 5 Teilen v/erden 0,07 Teile abgezogen· Die im ersten Abscheider erhaltene untere Phase wird mit 8 Teilen Reaktionsprodukt der Alkylierung, das aus der leichteren Phase vor deren Abkühlung entnommen wird, bei einer Temperatur von 102⁰C intensiv gemischt» Die Mischung wird zum Alkylator zu~ rückgeführt. Die schwereren Phasen des zweiten und dritten Abscheiders werden zusammen mit 0,13 Teilen eines in bekannter V/eise aus wasserfreiem Aluminiumchloride Polyalkylbenzol und Benzol hergeatellten frischen Aluminiumchloridkomplexes mittels einer Pumpe zum Alkylator geführt« Auf diese V/eise wird der hochaktive Aluminiumchloridkomplex, der im zweiten und dritten Abscheider getrennt wird, wieder genutzt. Der im Kreislauf geführte und mit Reaktionsprodukt der Alkylierung bei einer Temperatur von 102⁰C gemischte Aluminiumchloridkom« plex erhält seine volle Aktivität zurück« Die leichtere Phase nach dem letzten Abscheider enthält noch 0,06 Teile Aluminiumchloridkomplex bzw. 0,02 Teile Aluminiumchlorid. Sie wird zusammen mit dem aus dem ersten Abscheider abgezogenen inakti~ ven Aluminiumchloridkomplex mit V/asser behandelt, neutralisiert und anschließend durch Destillation zu 9,9 Teilen reinem Ißopropylbenzol, 3,8 Teilen rückführbarem Polyalkylbenzol, Benzol sowie leicht- und hochsiedenden Nebenprodukten aufgearbeitet. Der Aluminiumchloridverbrauch beträgt 4,4 kg pro Tonne Isopropylbenzol, die Ausbeute bezogen auf Benzol 96,3 % der Theorie.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

In einer Anlage zur Alkylierung von Benzol mit Propylen, die bezüglich des Alkylierungsreaktors und des ersten Abscheiders der Anlage dem Ausführungsbeispiel 1 entspricht, werden 4,0 Teile Propylen mit 33,4 Teilen Benzol in Gegenwart von Aluminiumchloridkomplex bei einer Temperatur von 105 C umgesetzt.

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In den Alkylator werden auch 4,4 Teile eines Polyalkylbenzolgemisches eingespeist, das bei der destillativen Aufarbeitung als nutzbares und zurückführbares Zwischenprodukt erhalten wird. Dem Alkylator werden zusammen mit dem Polyalkylbenzol 0,2 Teile eines aus wasserfreiem Aluminiumchlorid, Polyalkylbenzol und Benzol frisch hergestellten Aluminiumchloridkomplexes zugeführt, der 0,07 Teile Aluminiunichlorid enthält· Das eingesetzte Propylen wird durch Alkylierungsreaktionen vollständig umgesetzt. Aus dem Alkylator fließt ein Gemisch aus 41,6 Teilen Reaktionsprodukt der Alkylierung und 8,1 Teile Aluminiumchloridkomplex ab. Es gelangt in einen Schwerkraftabscheider, in dem 7,9 Teile als schwerere Phase abgeschieden werden» Dieses Produkt wird mittels Kreiselpumpe direkt in den Alkylator zurückgeführt. Aus dem Abscheider laufen 41,8 Teile leichte Phase des Reaktionsgemisches der Alkylierung ab, die noch 0,2 Teile Aluminiumchloridkomplex enthalten, die 0,07 Teile Aluminiumchlorid entsprechen. Dieses Produkt wird anschließend mit Wasser behandelt, neutralisiert und dann durch Destillation zu 10,7 Teilen reinem Isopropylbenzol, 4,4 Teilen rückführbarem Polyalkylbenzol, Benzol sowie leicht- und hochsiedenden Nebenprodukten aufgearbeitet. Der .Aluminiumchloridverbrauch beträgt 6,6>"pro Tonne Isopropylbenzol, die Ausbeute, bezogen auf Benzol, 96,1 % der Theorie.

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch (Neufassung)

   Verfahren zur Herstellung von Isopropylbenzol durch Alkylierung von Benzol mit Propylen bei Temperaturen von 30 bis 130 ⁰C in Gegenwart von Aluminiumkomplexen als Katalysator, mechanische mehrstufige Abscheidung des Aluminiumchloridkomplexes aus dem Reaktionsgemisch der Alkylierung außerhalb des Reaktors, teilweiser Rückführung des Aluminiumchloridkomplexes in den Reaktor und Zuführung von frischem Aluminiumchloridkomplex, dadurch gekennzeichnet, daß man den abgeschiedenen Aluminiumchloridkomplex der ersten bei Reaktionstemperatur der Alkylierung betriebenen Abscheidestufe mit dem Reaktionsgemisch der Alkylierung bei einer Temperatur oberhalb 100 · C in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 1:2 intensiv mi-scht, in den Reaktor zurückführt und den in den nachgeschalteten Abscheidestufen bei 40 bis 60 ⁰C abgeschiedenen Aluminiumchloridkomplex zusammen mit dem in bekannter ?/eise frisch bereiteten Aluminiumchloridkomplex in den Reaktor zurückführt, von dem in der ersten Abscheidestufe abgeschiedenen Aluminiumchloridkomplex vor der Mischung und Rückfüh-» rung in den Reaktor Aluminiumchloridkomplex in einer Menge abzieht, die 40 bis 60 llasse-% des frisch bereiteten Komplexes entspricht, und das erhaltene Reaktionsprodukt der Alkylierung zusammen mit dem abgezogenen Aluminiumchloridkomplex in an sich bekannter V/eise mit Wasser behandelt, neutralisiert und destillativ zu Isopropylbenzol aufarbeitet.