BE602425A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  " Fabrication caalyttque<dâ1kyl-âry'drocarbures -.4 . 1 a,. à partir de beiisne et -d 'Ù"n'ê rYoliriéètnme le 0: ., ' ¯ .:; -:- ,. '1".:.. 7; of':'' dodégènê ou le pentad'ééène.'1t ., La présente invention a trait à un procédé 
 EMI1.2 
 amélioré de fabrication d'alkyl-aryl-bydrocarbures comportant l'alkylation d'un hydrocarbure aromatique au moyen d'une oléfine, grâce à quoi on obtient l'alkyl- aryl-hydrocarbure désiré avec des rendements élevés. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Jusqu'ici, dans les procédés d'alkylation, on a fait généralement réagir une oléfine avec un excès d'un hydrocarbure aromatique, en présence d'un catalyseur d'alkylation, et dans des conditions d'al- kylations en vue de former l'alkyl-aryl-hydrocarbure désiré. En plus du produit désiré, il se forme cer- tains sous-produits, ce qui provoque une perte de rendement. Ces soue-produits comprennent des hydro- carbures aliphatiques et une variété d'alkyl-aryl- hydrocarbures, dont les groupes alkyle contiennent un nombre d'atomes de carbone inférieur au nombre d'atomes de carbone désiré. 



   Bien que la demanderesse ne veuille pas être liée par une théorie concernant la nature exacte de la réaction entre l'oléfine et l'hydrocarbure aroma- tique et particulièrement sur ce qui concerne les réactions secondaires, elle pense que l'on peut ex- pliquer la réaction sensiblement de la manière sui- vante, dans le cas où l'on a recours au benzène et au dodécène comme réactifs particuliers : Dodécène Benzène Sous-produits 
 EMI2.1 
   Dodécylbenzène   R étant un groupe alkyle contenant de 4 à 8 atomes de carbone. 
 EMI2.2 
 



  1 #% abrégert la deffiaTIQ;T5e pz6fàre identi- fier les sous-produits énumérés ci-dessus, sous la dé- nomination générale d'intermédiaires du dodécylbenzène ou IDB. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Par conséquent, la présente invention se pro- pose principalement d'offrir un procédé de fabrication d'alkyl-aryl-hydrocarbures, procédé qui évite les in- convénients des procédés de la technique antérieure. 



  Elle a encore pour objet d'offrir un procédé grâce au- quel le rendement en sous-produits non désirés peut être maintenu à une valeur minimum. D'autres buts et avanta- ges de la présente invention ressortiront de la descrip- tion qui suit : 
D'une façon générale, la présente invention a pour objet un procédé par lequel on peut obtenir des 
 EMI3.1 
 rendements élevés en alkyl-ary2-hydrocarbures, grâce à une réaction qui comprend la mise en réaction d'une oléfine avec un hydrocarbure aromatique, en présence d'un catalyseur d'alkylation, et dans des conditions d'alkylation, la séparation de la bouillie qui se forme, puis le traitement du produit alkylé et des sous-pro- duits, en les soumettant à une distillation fractionnée. 



  Après avoir séparé les alkyl-aryl-hydrocarbures désirés et les sous-produits par distillation   fractionner,   on recycle les sous-produits en les renvoyant vers le stade d'alkylation. 



   Afin de révéler la nature de la présente inven- tion d'une manière encore plus claire, on décrira   n   détails les stades particuliers indiqués ci-dessus. en les illustrant par des exemples précis. Dans Les exemples, toutes les parties sont exprimées en   po@ds.   
 EMI3.2 
 



  I..Matières premières< A - hydrocarbure oléfinique. 



  Les hydrocarbures o14fini<ues au::aels '¯y" .!:'eu- avoir recours dans le procédé de la présente   invention   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 sont des polymères d'oléfines de faible poids molécu- laire comme par exemple le propyl¯ne pur ou aes mélanges , de propylène et d'éthylène avec d'autres hydrocarbures volatils tels que ceux qui sont présents dans les gaz craqués. Une oléfine préférée est un polymère de   propne   comme par exemple le dodécène ou le pentadécène. 
 EMI4.1 
 



  B - Hydrocarbure aromatique. L nyarocarbure aromatique peut être le benzène ou le toluène ; toutefois, on peut avoir recours, si on le désire, à d'autres hydrocarbures aromatiques. 



   C - Catalyseur. 



   Les catalyseurs qui conviennent sont ceux connus sous le nom de catalyseurs de Friedel-Crafts, tels que : -halogénure de métaux du groupe,II : chlorure de   zinc ;   -halogénure d'éléments du groupe III : fluorure de bore, chlorure de bore, bromure de bore, chlorure d'aluminium, bromure d'aluminium, iodure d'aluminium, chlorure de gallium, chlorure de scandium. 



  -halogénures de métaux du groupe IV : tétrachlorure de titane, tétrabromure de titane, chlorure stannique, bromure stanniaue ; -halogénures de métaux du groupe V : trichlorure d'anti- moine, pentachlorure d'antimoine, tribromure d'antimoine, trichlorure de bismuth,   -divers :   chlorure ferrique, acide fluorhydrique, acide sulfurique. 



  La demanderesse préfère généralement avoir recours au chlorure d'aluminium.      



  D - Séparation de la bouillie. 



   A la suite de la réaction entre l'hydrocarbure   arom@@ique   et l'oléfine en présence du catalyseur 

 <Desc/Clms Page number 5> 

   d'alkylation,   on laisse le mélange résultant décanter pendant approximativement 30 minutes après quoi, on retire   la   bouillie de catalyseur. Si on le désire, on peut ajouter une quantité supplémentaire du catalyseur, agiter le mélange résultant et laisser à nouveau repo- ser, après quoi on retire la bouillie de catalyseur. 
 EMI5.1 
 



  La bouillie a une certaine activité catalytique rési- - xm w ecyciee si on désire. 



  E - Traitement par un acide et neutralisation. 



   A la suite de la séparation de la bouillie, le produit restant peut être extrait au moyen d'acide sul- furique, en vue de l'élimination des précurseurs de couleur et d'odeur présents dans le produit alkylé brut. Ou peut faire varier à la fois la concentration et la quantité d'acide sulfurique à laquelle on a re- cours. Les quantités d'acide qui conviennent   e   celles que l'on préfère, peuvent varier   respectivement   entre environ 1 et 10 pour cent en poids ou plus et entre 1 et 4 pour cent en poids par rapport à la quantité de produit alkylé brut présent. 



   Les concentrations convenables de l'acide sul- furique peuvent varier entre 80 et 100 pour cent et les concentrations préférées entre 90 et   95   pour cent. 



  La température employée dans le stade   d'extraction   n'est pas critique : dans un but de commodité, on   pr-   fère une température d'environ 21 C. 



   Tout l'acide sulfurique contenu dans la couche d'hydrocarbure aromatique à la suite de l'extraction par l'acide sulfurique est neutralisé par lavage au moyen d'une solution aqueuse d'une base telle que 
 EMI5.2 
 l'hyaroxyde de sodium ou l'hydroxyde de paras#1.am. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



  Une concentration préférée pour la base est d'environ 5 pour cent ; toutefois, on peut avoir recours à des concentrations supérieures ou inférieures à cette valeur. 



  En ce qui concerne la quantité de solution alcaline à laquelle on a recours pour le lavage, on peut la faire varier entre environ 1 et environ 10 pour cent en poids, par rapport à la quantité du produit alkylé brut présent. 
 EMI6.1 
 *111- .il 
Etant donné que la condensation est réalisée en présence d'un excès du composé aromatique, le pro- duit résultant contiendra, après séparation de la bouil- lie, une quantité considérable d'hydrocarbure aromatique n'ayant pas réagi. De plus, comme on l'a indiqué ci- dessus, le produit contient des hydrocarbures alipha- tiques, des monoaryl-alcanes de faible poids molécu- laire, et certains produits de queue à points d'ébul- lition élevés.

   Après avoir séparé l'hydrocarbure aro- matique qui n'a pas réagi, par distillation à la pres- sion atmosphérique, on peut récupérer le produit dé- siré du sein des autres constituants se trouvant dans le mélange, en opérant par distillation fractionnée sous pression réduite. La température à laquelle on sépare les différents constituants par distillation dépend de l'identité du constituant et de la pression à laquelle on effectue la distillation. Après avoir séparé par distillation à la pression atmosphérique l'hydrocarbure aromatique qui n'a pas réagi, on réduit la pression généralement à une valeur   a'enviren   20 mm de mercure et on poursuit la distillation.

   A cette pression on sépare à une température inférieure à environ 100 C, les   monoaryl-alcanes   de faible poids moléculaire et certains autres constituante tels que   @   

 <Desc/Clms Page number 7> 

 les hydrocarbures aliphatiques. On obtient l'hydrocar- bure aromatique substitué par un groupe alkyle désiré, sur une gamme de températures s'étendant d'environ 100 à 230 C. 



   La demanderesse a constaté que si on mélange le benzène à alkyler avec le produit intermédiaire, puis que l'on alkyle le mélange résultant, on peut accroître 
 EMI7.1 
 sensiblement le rendement en produit désiré, tout en ,¯ ¯ ----+-.- .w..<bp nu<iue renaeuent en sous-produits non désirés. La demanderesse a constaté en outre que, par exemple, lorsque le benzène est alkylé en ayant recours au dodécène comme oléfine particulière, et en recyclant le produit intermédiaire du dodécylbenzène le rendement en dodécylbenzène ou en postdodécylbenzène peut être fortement amélioré, suivant la quantité de produit intermédiaire de dodécylbenzène recyclé.

   Par exemple, au fur et à mesure que le rapport entre produit intermédiaire du dodécylbenzène recyclé et dodécène utilisé augmente et passe de   0,2   C,5, l'amélioration de rendement obtenue concerne principalement la frac- tion de dodécylbenzène, avec un maximum correspondant à un rapport d'enviion   0,4.   Par fraction de dodécyl- benzène, la demanderesse entend la fraction qui a un point   d'ébullition   initial d'environ 279 C et un point d'ébullition final d'environ 317 c, ces peints étant obtenus au moyen d'un essai A.S.TM de distillation du type D-158 Engler.

   Si, toutefois, le rapport entre produit intermédiaire du dodécylbenzène   recycla et     dodécèn@     s'accroît   au-delà ue 0,5,   l'amélioration,   ae rendement se trouve principalement dans   @     fr@ction   ue 
 EMI7.2 
 ¯ostd, déc.-¯ne=zène.

   Cette frac-c-on, qui ;;iz -= fraction de dodécylbenzène, a une gamme a'4bulltio= co=prise 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 entre environ   341 C   et environ 415 C, ces températures étant déterminées par le   mène   mode opératoirc d'essai   ASTI...   Le dodécylbenzène et le postdodécylbenzène sont disponibles dans le commerce et sont décrits plus en détails dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N  2 80S 372 du 1er Octobre 1957 et N  2 807 590 du 24 Septembre 1957 respectivement. 



   Il convient de comprendre que ce qui précède   @   n'est donné qu'à titre d'explication. La demanderesse a constaté que l'on peut augmenter les rendements en autres alkyl-aryl-hydrocarbures, lorsqu'on a recours à d'autres oléfines et que les produits intermédiaires sont recyclés, conformément au procédé décrit ci-dessus. 



   En ce qui concerne la quantité d'intermédiaire   recyclé   et renvoyé au stade d'alkylation, on peut la faire varier beaucoup, suivant, comme on l'a indiqué ci-dessus, le produit particulier que l'on désire. La demanderesse a constaté que de bons résultats peuvent être obtenus dans le cas où le rapport entre l'inter- médiaire recyclé et l'oléfine varie entre environ 0,2 et 1,5. Les rapports indiqués ci-dessus sont exprimés en poids. De préférence, on recycle tout l'intermé- diaire formé, de telle sorte que la production nette d'intermédiaire soit nulle. 



   Pour révéler encore plus clairement la nature de la présente invention, on donne les exemples suivants 
 EMI8.1 
 à Lit-re iîîu5 i,ra, tii . On comprendra que l'invention m' e5 pas limitée aux conditions ou aux détails exposés dans ces exemples, et que l'on pourrait leur apporter un cer- 
 EMI8.2 
 tain nJ:..or(; 8 :..1Oji-:icatio!:9 sans sortir du cadre ae   l'invention,   

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
EXEMPLE 1. 



  Alkylation du benzène. 



   Dans un récipient réactionnel équipé d'un agitateur mécanique et d'un thermomètre, on ajoute un mélange formé de benzène et d'intermédiaire de dodécyl- benzène. En l'espace de 16 minutes, on ajoute le dodécènc, le chlorure d'aluminium, dans une proportion correspon- dant à 5 % sur la base du poids de dodécène, et 4   %   d'eau, sur la base du poids de AlCl3. On a recours à une proportion molaire du benzène à l'oléfine égale à 
7,5. La température de réaction varie entre 40 et 45 C. 



  A la suite de la réaction, on agite le produit réaction- nel pendant 30 minutes encore et on sépare la bouillie en la laissant déposer par gravité. On lave le produit réactionnel brut avec de l'acide sulfurique concentré, puis avec une solution aqueuse d'hydroxyde de   sodium,   après quoi, on sépare le benzène en excès, par distil- lation à la pression atmosphérique.Après la séparation      du benzène, on soumet le produit à une distillation fractionnée en vue de séparer l'intermédiaire de dodé- cylbenzène des fractions dérivées d'alkyl-benzène et de post-alkyl-benzène. Dans le tableau I annexé, sont résumés les résultats obtenus lorsque différentes quan- tités d'internédiaire de dodécylbenzène sont recyclées et envoyées au stade d'alkylation. 



   EXEMPLE 2. 



   On suit le mode opératoire de l'exemple   1 ,   à l'exception ou fait que l'on substitue le   pentadécèn   
 EMI9.1 
 vu uodecëne =z g.;w la quantité ae chlorure à'alu.ini.: --s-- égle z la quantité de pentadécène utiliJ.0#. 



  Dans le table-u 2 annexé, sont résumés les résultats :.::';1:; ?'.. ¯ ":':::'J ( 2.:.. uif'<]=-w#z;5 1: anti=c= 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 d'intermédiaire de pentadécylbenzène en les renvoyant au stade d'alkylation. 



   Bien que l'on ait décrit des modes de mise en oeuvre particuliers de la présente invention, on compren- dra évidemment que l'invention n'est pas limitée à ces modes de mise 3n oeuvre et que l'on pourrait leur apporter un grand nombre de modifications, sans sortir du cadre de la présente invention. La demanderesse n'a pas décrit en détail les modes opératoires de la sulfonation ou de l'en- lèvement de la bouillie, car ces modes opératoires sont bien connus des hommes de l'art.   

Claims (1)

1. RESUME Perfectionnement à un procédé de production d'al- kyl-aryl-hydrocarbures dans lequel on fait réagir une oléfine avec un hydrocarbure aromatique en présence d'un catalyseur d'alkylation et dans des conditions d'alkyla- tion pour former un mélange constitué d'alkyl-aryl-hydro- carbures, de catalyseur usagé et de produits réactionnels ayant un poids moléculaire inférieur à celui desdits alkyl-aryl-hydrocarbures ; on sépare la bouillie de ca- talyseur du produit réactionnel, on soumet ce produit réactionnel à une distillation fractionnée pour séparer lesdits alkyl-aryl-hydrocarbures d'avec lesdits produits réactionnels à bas poids moléculaire, le perfectionnement étant caractérisé par les points suivants, pris isolément ou en combinaisons :

   1) On renvoie les produits réactionnels à bas poias moléculaire vers la réaction d'alkylation et on fait varier la quantité de matière ainsi recyclée en fonction de la composition de ce produit réactionnel racyclé. <Desc/Clms Page number 11>

   2) L'oléfine est le dodécène ou le pentadécène et l'hydrocarbure aromatique est le benzène.

   3) Le catalyseur d'alkylation est le chlorure d'aluainium.

   4) Le rapport entre l'intermédiaire recyclé et l'oléfine vaiie entre (a) 0,2 et 1,5 ou (b) entre 0,2 et 0,5 ou (c) entre 0,5 et 1,5.

   TABLEAU I Rendements obtenus dans la distillation du dodécylbe @ène sous 20 mm de Hg.

   Rapport entre 1'intermédiaire l'oléfine EMI12.1 2.-- 1'9 0.257 0.351 9. M 0.715 9.993 Rapport en p<da 1,)B net/2 0,267- o,157 0.124 0#062 oxo76 076 ,074 0,026 -0.078 Rapport .en pn1ds DB/C12 0,972 IeOO3 C,9992 1,074 1,0El4 rO57 1,008 0,895 Rapport E'n po1de PDJ3/CÜ 0,211 0,169 Orl75 0,159 Opl33 9170 00223 0,408 Rapport enpgiàs Iv3nofl/ben>én 0,468 0,222 0,200 0,154 0,126 tffl 0,047 -0,24 Rapport en po1da D!,lbensbne 1J1 1,42 1,60 2,06 1,78 930 1,84 2,45 Rapport en poids PDB/**oem5ène Ou371 0,239 0,282 0,304 0,219 z.211 0,407 1,12 DB = dodécylbenzène PDB = postdodéoylbenzène IDB = intermédiaire de dodécylbenzène EMI12.2 !DB .

   iritarmédiaire de dod6cylbenzâae <Desc/Clms Page number 13> TABLEAU II # EMI13.1 Rendement obtenu par distillation du peataci benabme sous 20 ma de Hg Rapport entre 1'intarrdâ,3..sire rest Zal:..e EMI13.2 #a 08 0.64 0.66 083 16 1.

   Bappoc en -po1.da IPB D81;/ 0,578 0.433 0,365- 0,J70 0,358 0,202 0,157 Rapport en o1d8 PIJ/C.aS O: 3.fi 0,764. Or33t? 0,672 0,742 o,8di 0, ol 1lsppatrt en poids IPB aet/bensène 0,993 0,7(1'( 0,660 0,652 0,426 0,554 EMI13.3 <tb> Rapport <SEP> en <SEP> poids <SEP> PB/bensène <SEP> 1,06 <SEP> 1,13 <SEP> 1,28 <SEP> 1,19 <SEP> 1,42 <SEP> 1,69 <SEP> 2,82 <tb> EMI13.4 rrrrsrrr é EMI13.5 '8 PB = pentadécylbensène PB = intermédiaire de