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L'invention se rapporte à un procédé de préparation
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de .,3,-tri..isopropylbenzène de grande pureté à partir de benzène et de propylène, et plus particulièrement à un pro- cédé dans lequel on fait réagir environ 2,5 à 3,5 moles de propylène.avec 1-mole de benzène en présence d'un cataly- seur d'alkylation Friedel-Crafts à réaction acide, par exemple du chlorure d'aluminium, pour produire un mélange
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de réaction contenant substantiellemem un 1:<:1#aii>é ou en majeure partie le tri-isopropylbensène ;14si,r.>, c< xljointe- ment avec du mono-isopropylbenzène, du ..U..-.-i?-pj'lbcn.sôu-e, et éventuellement des tétra- ou. 1#opr;;p.;.1,1#.-:xiz±:#ieà supéri- eurs, et on sépare 1 ' 1 s >pi. :> ç;yli; enz é;w :* >1 é :-. -l.== i .
Le tri-isop;.w=yl,;Jeniù±:;;: E;;;>. ;i;# :.:.. i. =.; =.é;:hei"chée au poin" de vue industriel, par exemple c<>#;;,iJ 1=" u ;=:i cosme com- posant de carburant pour moteur. Le trel..;: est particulièrement j.atéioesséi,it cousue ccR,'-.'-:.:. ire- pour la préparation d autres composés c.t#1 >.ii i:- :..# ; 'j-:-'.:. par exemple les ben&u&s triabo/l < =.;..ùii ,,,;.::.¯¯..-.:.= ¯..-; = .oe¯.=#.i,r.i.;.21#; de chaque groupe isopropyle en gr>JIJ,p;; ;: -= : ¯ --.;..],= ;=;.rrespon- deuil t ou le ....,.., -,y,,:: ()l correspondant .¯g..':: . : #>..
Fi:.ii:1=1 de chaque groupe isoproç/y-le en groupe hj.-<51-=J.;=:l..à -cr.rpodant en le convertiss:o,r;,t; en l'hydro?erc'..:y':'. :-." ...i=j=¯-#S,m;1=. ets en effectuant ensuite une sciscicn ei# :'.i3 ;'-.';.' .....:..;t '..-t.. -#ut confronté tecb:.iquE;,;.rn, a'Tee le p#;;bl.>=.-..., ¯-=:.¯.:'#.j,,;e àxzs ri-isopropylbenzènes, e spéci aLemen t .'. ? -i<.#= '=;.±. ±. µt , µ , suivant un r<?de convenable 3t écoi =# -..¯ =;=; ..";F.:? c Ra- tières premières ocnt L t a p-rovi s L >ni; + ;.;.#- , < e'.l"':.
La réaction du benzène avec le #,,1=-.., .. +. ''"':- rbence d'un catalyseur réaction aciàe, par..;.. -¯-:>;r ;'=" .:.#=±.;i:.i;zioe d'aluminium ou un. rai catalyser #j:¯ j=j.j;:¯ .=.¯j= =#¯ i;.=e:,;jraà'jg, est connue pour donner de# mélanges d-<, =lj#-.=.g;.s dérivés alkylès possibles, dont un bon nombre .c-T, rii."ìL>miie> à séparer par des C;2s ordinaires.
La résolution du problème ':!en':c'" =.=',#:.# l:*:i## , 1;s découvertes associées 1.- pré.G?. j;.., .¯.." ¯...¯= -:, j#.-;y ,,bjeBs atteints conformément à Il 4 cc:\''. -;'.:ri'i':i con:-. prennent : la réaction du benzène avec 1-. j.; ,¯.p;:.Yi:-c,io en
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présence de chlorure d'aluminium ou d'un autre catalyseur
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d'alkylation du type Friedel-Crafts à réaction acide, en utilisant environ 2,5 à 3, 5 moles de propylène par mole de benzène, obtenant un produit de réaction contenant une pro-
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portion majeure de .,,5-tr,...sopropylbenzène' la séparation de ce dernier par un fractionnement efficace et le recyclage des autres composants au stade d'alkylation, le 1,3,
5-tri- isopropylbenzène désiré étant substantiellement le seul pro- duit enlevé du système; dans le mode opératoire préféré on utilise approximativement 3 moles de propylène par mole de benzène. D'autres objets qui apparaîtront comme des détails ou des formes de mise en oeuvre de l'invention sont énoncés ci-après.
En vue de faciliter la bonne compréhension de l'inven- tion, on va décrire en détail les formes de réalisation spé- cifiques préférées suivantes.
Dans un réacteur approprié ayant une surface intérieure résistant à la corrosion (par exemple du verre, un matériau céramique ou un métal ou alliage résistant à la corrosion), muni d'un moyen d'agitation comme par exemple un dispositif à gaz ou mécanique, avec aussi un moyen pour chauffer ou re- froidir son contenu, par exemple un serpentin ou une jaquette d'un Condenseur à reflux, d'un tube d'admission de gaz et facultativement d'un tube d'évacuation pour éliminer les sub- stances à bas point d'ébullition, on introduit :
82,5 parties en poids de chlorure d'aluminium
1650 parties de benzène (chim. pur ou exempt de thiophène)
82,5 parties d'acide chlorhydrique anhydre(ajouté gra- duellement); ensuite
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2575 parties de propylène (par exemple du propylène gazeux à 95%) sont absorbées dans ce r, s 7 ., *, ...... - - , - a . période i. : #:.I Ci1 r heures "''''' c.;, vG. tandis .ç=::e la .1#1=z.à>À,- rature est siainteuuc dans l'intervalle d",'ir'r-:i ?0 à 1.QG " C , par exemple vers 75 C,. Or maintient cette ": "::=#px.i'i:;1:,#7c. s:l.t 011 faisant passer de l! 'J:2..1J. de !"irçi.ii,,::";Jç:'.:3:.-'t, -:<"'2.el± le noye échangeur de ..y...w.-.'s;¯'' indirect, c.a e##.
P..i.'sE.;- bouil- lir le mélnnga et en refluant le corcT8:1S:.:; si :2; '"=-=;#7é.:.i,- x- , . ;. = , "te!l.e.I1ce gaz 2.: éJ.,G'f15r t. ,.. j ::a1.-1."t, c- -3:" .l.'- "i::'.:::3:: >¯. >"1,. >^.1 i- . . Çn. v.: l .. ::. # .:, : -. - <.. -j u... *.. J,?, ''''"'':s.''r' I"<il.5.1".nC..) llEEiSC2tfl±Z'"t Z?.".?'¯]> %t.É, !"e:fr'J5.."':'.:¯.fv -:::-:1;¯:Lt ;c::' :':.:.s., :r:: -"":"'.:2'-;,-;:-"-: .- ¯3L::3':; ; . - ':iD.ct(:rl '...lI: yri !:?;çj?:I;':- (:::t.CJ,..:'. {1<:.'- = ; , , ,..-: :Ll"-:!<) i. t'r:2 J¯=J'.2::;-" :-:r(''i*::?,'--);,(); (';: :"'- ¯:; z:¯.:: .--- .¯:'.4.
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U } Le restant du fl2c-:.ic::rÁeen:t, :LV a k.Vû4 "r v ..... 4..Ra' p:;;:'!¯.t 5t.re recyclé à la réaction d. al::tla,1v1or.
Le procédé de 1''invention peut 41t> <aJ:fl.#i,c.l .#n r#rnt;iuu, et ce procédé est V i .¯.: 1r;?..Cti..i..c''ri"'t.âi.v souhaitable 'r-n':'" iï.s,:.-: opé- ration industrielle. On peut alir;.e2:1ter ri,..E.¯4..'.¯:...,s.. le réacteur avec la phase catalytique de recycla:;s) 2.YTr.. le complément de chlorure t'3üLCt3.?î:.üû nécessaire, d, r.12::':18
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qu'avec le complément de HC1 requis.
On y introduit de ma- nière continue du benzene et du propylène dans les propor- tions requises et on enlève continuellement du réacteur une partie du mélange de réaction, on laisse décanter la couche inférieure de catalyseur, que l'on recycle au réacteur, et on fait passer la couche hydrocarbure supérieure à travers une série de scrubbers ou laveurs, de préférence en contre- courant, en premier lieu avec un alcali caustique aqueux et ensuite avec de l'eau. On dirige ensuite l'hydrocarbure lavé vers un système de fractionnement dans lequel les frac- tions légères sont éliminées et recyclées, de préférence après séchage.
Le distillat de coeur est le produit désiré, le 1,3,5-tri-isopropylbenzène. On peut recycler les produits de queue du système de fractionnement au réacteur (au besoin, ces produits de queu peuvent être soumis à une distillation instantanée avant recyclage, dans le but d'éliminer les goudrons).
L'invention est associée à la découverte surprenante que le mélange issu du réacteur peut contenir jusqu'à environ 99% en poids de 1,3,5-isopropylbenzène. Ce maximum est appro- ché de très près ou obtenu dans des applications pratiques si le rapport du propylène (y compris l'équivalent des groupes isopropyle attachés au noyau benzénique dans toute matière recyclée) relativement au benzène total est dans l'intervalle d'environ 2,8 à environ 3,2 sur une base molaire. Toutdbis, un intervalle quelque peu plus étendu est efficace, le rapport pouvant s'abaisser jusqu'à 2,4 moles environ ou s'élever jusqu'à environ 3,5 moles de propylène par mole de benzène.
On pourrait ajouter des rapports plus élevés, mais il est peu vraisemblable, comme le montre l'expérience, que beaucoup plus que 3 moles de propylène soient absorbées par mole de
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benzène. Si l'on utilise moins que 2,4 moles environ de propylène par mole de benzène, le procédé peut devenir inéconomique compte tenu de la grande quantité de matières à distiller et à recycler. Il convient évidemment d"±:.i"E-i?x des rapports excessifs de propylène ou autres conditions pouvant déterminer la formation dun isomère %à.Ji+a, <;z supé- rieur.
On peut utiliser des matières prenières e.i w- dis- ponibles contenant du propylée, mais qui de r4;8.i#-s#1>;# sont ex&Nptes d'autres c,::pcs.v non sature?. Qn p#.;.3 "';-!;<..'" lo sys- t>;,;l..:C de réaction de :;.â. .. d'ëvacuation ..ln:::::' .''::.::',2::32: 2.-s.s hydrocarbures à bas point d'ëbullition qui i:'/-1#1Js-;...:..?:-mei:t, pas dans cette reaction. On pe\}:, é2.:b.i!:,c:' 1#5z s. -' ¯¯a¯¯. r:e:(-:'-Lue ou une fraction c.:.ßnß ou encore 'U.!1(;..f::,:;--:..,}L -::1.- i.sopropylbenzene, f.,+ t :'0 fraction de r=É=..i li ±.i* les recycler au réacteur.
Le benzène luis à réagir doit être e::2n.-,;;. : f "'::."1:"f ex- posés aroMatiques (à 1' =z=a<eption de Ctl::1n3 ou 1,o t-1,-ig-;p#?- ....,.,-,.."1- ... le'" et il peut ccntenir certaines .--- c-':,¯.,("1 ..."..,....-- L':J# g-ei.;t séparer dans le :yta.'sa.'â j le benzène est. ê;¯:8.::::;:::..-:.--:';:1 à basse teneur en soufre et de préférence ;:-:3l1p-::' ( -::'J1-:'¯(;: \.
On obtient de:; résultats comparables 5. oo ';"L, ¯ y.v en apportant diverses modifications. Le :: :3.s",Fc,ß xa?." de réac- tion des hydrocarbures peut être un catalyseur i6;.'"j<:.c.a.a isi quelconque à réaction acide du type :Wiedelur .fr:, v ; lucide fluorhydrique, le trifluorure de bore, etc. La température de réaction peut être dans l f ir7;;.1l.'3 1#=B -0 à 15C3aî:, de préférence de 50 à 1100 pour le chlorure ¯ 1::::.n, comte catalyseur. La durée de réaction peut ê-:rs dans :'.:1,,--ter- valle de 0,1 à 10 heures, de préférence 0,5 à L,.., heures.
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Des températures plus élevées sont généralement associées à des durées plus courtes. On choisit le catalyseur et les condi- tions de température et de durée pour avoir la conversion voulue aux taux de production désirés.
On peut ajouter un supplément de chlorure d'aluminium comme catalyseur suivant les besoins (par exemple par détermination de l'activité catalytique au moyen d'une réaction d'alkylation de contrôle sur place, en utilisant comme catalyseur un échantillon de la suspension recy-clée). Le catalyseur usé est traité avec de l'eau contenant 15 à 30% d'acide chlorhydrique, en vue de rompre le complexe catalytique, et on sépare la phase hy- drocarbure résultante et la réutilise dans le système.
Une particularité très intéressante du procédé de l'in- vention est que le propylène et le benzène mis à réagir peuvent tre convertis en le 1,3,5-tri-isopropylbenzène dé- siré correspondant avec un rendement substantiellement théo- rique, sans obtenir des quantités économiquement indésira- bles de sous-produits. Du point de vue économique, ceci est hautement souhaitable étant donné que l'utilité industrielle du procédé est directement reliée pratiquement au produit désiré, le 1,3,5,-tri=isopropylbenzène.
Il est vraiment étonnant de pouvoir effectuer le procédé de l'invention d'une manière aussi commode et avec des conversions élevées pour avoir un rendement pratiquement théorique en le produit désiré.
Concernant ce qui est révélé plus haut, certaines va- riations et modifications de l'invention apparaîtront à l'homme de métier ; désire inclure dans l'invention toutes les variations et modifications de cette nature, à l'exception de celles qui ne sont pas à la portée des revendications ci- jointes.