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DE3306110A1 - Verfahren zur selektiven alkylierung von monoalkylbenzolverbindungen - Google Patents

Verfahren zur selektiven alkylierung von monoalkylbenzolverbindungen

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Publication number
DE3306110A1
DE3306110A1 DE19833306110 DE3306110A DE3306110A1 DE 3306110 A1 DE3306110 A1 DE 3306110A1 DE 19833306110 DE19833306110 DE 19833306110 DE 3306110 A DE3306110 A DE 3306110A DE 3306110 A1 DE3306110 A1 DE 3306110A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
monoalkylbenzene
catalyst
silicalite
alkylating agent
para
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19833306110
Other languages
English (en)
Inventor
Gary D. 79720 Big Spring Tex. Branum
James R. Butler
Cleve H. Forward
James M. Watson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosden Technology Inc
Original Assignee
Cosden Technology Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of DE3306110A1 publication Critical patent/DE3306110A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/64Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C2/66Catalytic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/03Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dialkylbenzolen unter Verwendung von Katalysatoren vom Silikalit-Typ. Insbesondere wird ein Verfahren zur 5 selektiven Alkylierung von Monoalkylbenzolen wie z. B. Toluol und Ethylbenzol über einem Silikalit-Katalysator geschaffen, der eine katalytische Aktivität und insbesondere eine. Aktivität zur Alkylierung in Para-Stellung zu der vorhandenen Alkylgruppe an dem substituierten Benzol besitzt, um ein Dialkyl-10 benzol zu erhalten, in welchem das Para-Isomer in einer größeren Menge vorhanden ist,als es in einer Isomemischung im thermodynamisehen Gleichgewicht vorhanden wäre.
Verschiedene Dialkylbenzole wie z. B. Ethyltoluol und Dii5ethylbenzol werden als wichtige Vorverbindungen verwendet, aus denen die entsprechenden aromatischen Vinylmonomere hergestellt werden. Die entstehenden Monomere, d. h. Vinyltoluol und Divinylbenzol sind für die Herstellung einer Vielzahl von Styrolpolymer-Materialien wichtig. Darüber-20hinaus ist Xylol ein geeignetes Dialkylbenzol, das zur Herstellung von Terephthalsäure verwendet wird, die ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Synthese von Kunstfasern wie z. B. "Dacron" ist.
25lm Falle von Diethylbenzol und Ethyltoluol ist das Para-Isomer das geeignetste Zwischenprodukt, während das Ortho-Isomer höchst unerwünscht ist. Wegen der Unzweckmäßigkeit des Ortho-Isomeren müssen teure Destillationsverfahren vor der Dehydrierung des Ethyltoluols und Diethylbenzols
3oangewendet werden.
Derzeit umfassen viele Alkylbenzol-Umsetzungsverfahren Verfahrensstufen, bei denen die aromatischen Substrate, die umgesetzt werden sollen, unter Umsetzungsbedingungen 35in Anwesenheit von Katalysatormaterialien in Kontakt gebracht werden. Es sind auf dem Fachgebiet Verfahren mit einzelnen als auch mehreren Katalysatorbetten bekannt. Eine wichtige Eigenschaft, die bei der Auswahl des Katalysators in Betracht zu ziehen ist, ist die Selektivität des Katalysators zum erwünschten Produkt.
Eine spezielle Kategorie der Katalysatorselektivität zum gewünschten Produkt ist die Selektivität des Katalysators zum gewünschten Isomer des erwünschten Produkts, zum Beispiel die Para-Selektivität. Verschiedene Zeolit-Katalysatoren von Aluminosilikat-Typ einschließlich jener, die als "ZSM"-Katalysatoren bekannt sind, sind als geeignet bezüglich der Selektivität zur Herstellung von para-substituierten Benzolderivaten nach Modifizierung für diesen Zweck beschrieben worden. Ein Problem bei diesen Katalysatoren ist es jedoch, daß sie einer raschen Deaktivierung in Anwesenheit von selbst geringen Mengen Wasser unterliegen. Rasche Deaktivierung bedeutet, daß keine große Umsetzung von Reaktionsteilnehmern, zu Produkten über eine längere Zeitspanne aufrecht erhalten werden kann, so daß ein teurer Katalysatoraustausch oder Katalysatorregenerierungsverfahren erforderlich werden, welche die Effizienz des Gesamtverfahrens erheblich mindern. Es ist daher bei Verwendung solcher Katalysatoren manchmal notwendig, den Feuchtigkeitsgehalt der Beschickungsmaterialien vor deren Einführung in eine Umsetzungszone zu reduzieren.
Ein anderes Problem mit Katalysatoren vom Aluminosilikat-Typ ist es, daß diese oftmals mit "Promotoren" modifiziert werden müssen, um eine wesentlich verbesserte Para-Selekti-
vität zu erzielen. Mit anderen Worten, diese Katalysator- · Typen besitzen wenig oder keine eigene ParaSelektivität, d. h. die Kataly.satoren müssen modifiziert werden, ehe sie ein Produkt hervorbringen, bei welchem das Para-Isomer in größeren Mengen vorhanden ist als in
einem thermodynamischen Gleichgewicht. Bei thermodynamischem Gleichgewicht beträgt die Isomerkonzentration von Ethyltoluol etwa 31,5 % para, etwa 50,2 % meta und etwa 18,3 % ortho bei normalen Verfahrensbedingungen für Dampfphasenalkylierung.
Wie bereits erwähnt, ist das Para-Isomer des Dialkylbenzols das zweckmäßigste Zwischenprodukt, während das Ortho-Isomer sehr unerwünscht ist. Es besteht daher ein dringender Bedarf für ein Verfahren zur selektiven
Herstellung von para-Dialkylbenzolen in größeren Mengen, als diese in einer thermodynamischen Gleichgewichtsmischung vorhanden sind.
Vor kurzem ist gefunden worden, daß Katalysatoren, die als kristalline, polymorphe Siliziumoxidverbindungen charakterisiert und nach besonderen Verfahren hergestellt wurden, und die allgemein als "Silikalit-"-Katalysatoren bekannt sind, für aromatische Umsetzungsverfahren geeignet sind. Diese Katalysatoren unterliegen in Anwesenheit von Dampf keiner Deaktivierung; in einigen Fällen wird durch Dampf die Stabilität dieser Materialien während der Alkylierung sogar erhöht.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur selektiven Alkylierung von Monoalkylbenzolen geschaffen, um ein Dialkylbenzol-Produkt zu erhalten, bei welchem das para-Isomer in größeren Mengen vorhanden
2Q ■ ist als in einem thermodynamischen Gleichgewicht.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt sowohl zu ausgezeichneter Produkt- und Isomer-Selektivität als auch zu hohen Umsetzungsmengen und einer geringen Geschwindigkeit der Deaktivierung. Ferner besitzen die erfindungsgemäßen Katalysatoren vom Silikalit-Typ eigene para-selektive Eigenschaften und können daher ohne besondere Behandlung oder Modifikation vor deren Verwendung angewendet werden. Es wurde weiterhin gefunden, daß durch Regelung der Temperatur während des Umsetzungs-
„ Verfahrens, bei dem Silikalit-Katalysatoren verwendet werden, innerhalb eines Bereiches von etwa 350° C bis 500° C eine bessere para-Selektivität und erhöhte Stabilität erzielt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt das Inkontakt-
bringen der umzusetzenden Reaktionsteilnehmer in Anwesenheit eines kristallinen, polymorphen Siliziumoxidkatalysators vom Silikalit-Typ unter Umsetzungsbedingungen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden aromatische Substrate wie z. B. Toluol und Ethylbenzol mit einem Alkylierungsmittel wie z. B. Ethylen alkyliert, indem das aromatische Substrat in Anwesenheit eines kristallinen, polymorphen Siliziumoxid-Silikalit-Katalysatorsmit dem Alkylierungsmittel unter Alkylierungsbedingungen in Kontakt gebracht wird. Das Silikalit-Katalysatormaterial braucht in keiner Weise modifiziert zu werden, und es kann Wasser in Dampfform gegebenenfalls der Beschickung beigefügt werden. Wird innerhalb des oben angebenenen Temperaturbereichs verfahren, kann die para-Selektivität des nicht-modifizierte ι Silikalit-Katalysators ohne rasche Katalysatordeaktivierung aufrecht erhalten werden. - ·
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur selektiven Alkylierung von Monoalkylbenzolen zur Herstellung eines Dialkylbenzol-Produktes, bei dem das para-Isomer in größeren Mengen vorhanden ist als dies im.thermodynamischen Gleichgewichtszustand der Fall ist. Das Verfahren umfaßt im wesentlichen die Beschickung einer Reaktionszone, die einen kristallinen, polymorphen Siliziumoxidkatalysator vom Silikalit-Typ enthält, mit Monoalkylbenol und einem Alkylierungsmittel unter geregelten Umsetzungsbedingungen. Das Monoalkylbenzol ist entwed.e Toluol oder Ethylbenzol, und als Alkylierungsmittel kann jedes Alkylierungsmittel verwendet werden, das die Methylierung oder Ethylierung unter 'Umsetzungsbedingungen bewirkt. Die erwünschten, so hergestellten Produkte sind entweder Xylol, Diethylbenzol oder Ethyltoluol. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Monoalkylbenzol Toluol, das Alkylierungsmittel Ethylen und das Dialkylprodukt ist dementsprechend Ethyltoluol.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahrensausstattungen durchgeführt werden, welche ein Reaktionsgefäß umfassen, das die Kohlenwasserstoffumsetzungszone aufweist und das Silikalitkatalysatormaterial enthält.In der Reaktionszone können sowohl einzelne wie auch mehrere Katalysatorbetten verwendet werden.
Die Reaktionsteilnehraer können vor dem Einfuhren in die Reaktionszone vermischt und vorerhitzt werden, wo sie dann mit den Katalysatorbetten unter nachstehend beschriebenen Umsetzungsbedingungen in Kontakt kommen. Gegebenenfalls kann kurz vor dem Einführen in die Reaktionszone den Reaktionsteilnehmern Dampf zugemischt werden. Nach einer geregelten Verweilzeit in der Reaktionszone verläßt die umgesetzte Kohlenwasserstoffcharge den Reaktor und die gewünschten Produkte werden durch Kühlen oder andere Standard-Gewinnungsverfahren gewonnen.
• D.as Molverhältnis der Kohlenwasserstoff-Reaktionsteilnehmer wird entsprechend den gewünschten Umsetzungsprodukten geregelt. Druck und Gewicht/Raum-Geschwindigkeit pro Stunde*
der die Umsetzungszone durchlaufenden Reaktionsteilnehmer sind die Hauptfaktoren, die die Verweilzeit (und damit die Kontaktzeit mit dem Silikalit-Katalysatormaterial) innerhalb der Zone beeinflussen. Die hier angegebenen Temperaturen werden als durchschnittliche Einlaßtemperaturen in die Umsetzungszone unter Gleichgewichtsbedingungen gemessen.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysatormaterial ist ein echtes kristallines Siliziumoxidmaterial im Gegensatz zu einem Zeolit-Material, welches definitionsgemäß ein Silikat von Aluminium und entweder Natrium oder Calcium oder von beidem ist und eine Ionenaustauschkapazität zeigt. Die kristallinen Siliziumoxidmaterialien, die erfindungsgemäß als Katalsatoren verwendet werden, sind polyraorphe Siliziumoxidmaterialien, deren Strukturen als "Silikalit" bezeichnet werden. Diese Materialien zeigen - im Gegensatz zu Alumino-Silikat-Zeoliten - keine nennenswerten Ionenaustauscheigenschaften, da AlO,""- tetraeder keinen Teil der Kristallstruktur bilden. Aluminium kann in diesen Silikalit-Katalysatormaterialien als ein Ergebnis von Verunreinigungen der Siliziumoxidquelle, die verwendet wurde, um den Katalysator herzustellen, vorhanden sein; jedoch kann Silikalit, das solches Aluminium oder andere Oxid-Verunreinigungen enthält, keineswegs als
ein Metallsilikat angesehen werden. Weitere Einzelheiten * WHSV-Wert
und Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren vom Silikalit-Typ sind in US-PS A 061 724 beschrieben worden, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich verwiesen wird.
Zusätzlich zu den physikalischen Unterschieden zwischen den kristallinen, polymorphen Siliziumoxidkatalysatoren vom Silikalit-Typ und den herkömmlicheren Aluminosilikat-Zeoliten zeigen sich auch verschiedene funktionale Unterschiede bezüglich der Verwendung dieser Materialien als Kohlenwasserstoffumsetzungskatalysatoren. Zum Beispiel ist es bekannt, daß Aluminosilikat-Zeoliten. vom ZSM-Ti7P rasch ihre katalytische Aktivität in Anwesenheit von selbst geringen Mengen an Wasser verlieren. Wie vorstehend beschrieben, sind die kristallinen, polymorphen Siliziumoxid-Silikalitmaterialien der vorliegenden Erfindung selbst in Anwesenheit von Dampf als Katalysatoren zur Kohlenwasserstoff umsetzung geeignet, und in einigen Fällen kann sogar die Wirksamkeit des Verfahrens durch die Verwendung von Dampf als Zusatzbeschickung verbessert werden. Weiterhin besitzen die kristallinen, polymorphen Siliziumoxidkatalysatoren vom Silikalit-Typ. bei erfindungsgemäßer Verwendung eigene para-selektive Eigenschaften und brauchen nicht modifiziert zu werden, um ein Dialkylprodukt herzustellen, bei dem das para-Isomer in größeren Mengen vorhanden ist
als bei thermodynamischem Gleichgewicht. Die erfindungsgemäß geeigneten Katalysatoren sind daher nicht-modifiziert in dem Sinne,als keine besondere chemische, thermische oder Dampfvorbehandlung des synthetisierten Katalysators erforderlich ist,bevor er in dem beschriebenen Verfahren
30 .
verwendet wird. .- ,
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Toluolbeschickung alkyliert, indem diese mit Ehtylen in Anwesenheit von Silikalitkatalysatormaterialien vunter Umsetzungsbedingungen in Kontakt gebracht wird. Die Einführungsumsetzungstemperaturen sollten zwischen etwa 300° C und 600° C betragen, wobei Temperaturen zwischen etwa 370° C und 45O°C bevorzugt werden.
überraschenderweise wurde gefunden, daß die para-Selektivitä des Silikalitkatlaysators mit absinkender Temperatur ansteigt. Dies ist im Hinblick auf den Stand der Technik in der Tat überraschend, denn dort wird bezüglich der Aluminosilikat-Zeoliten beschrieben, daß die para-Selektivität anwächst, wenn die Temperatur steigt. Bei Anwendung dieser Bedingungen erhält man eine erhöhte Aktivität, gemessen als Prozentsatz der Monolalkylbenzolbeschickung, die zu gewünschten, Dialkyl-substituierten Benzolprdukt umgesetzt worden ist, und man erhält eine verbesserte Stabilität. Gegebenenfalls kann auch Dampf der Beschickung zugegeben werden.
Im allgemeinen erfolgt die Umsetzung von Monoalkylbenzol-■ beschickungen mit Alkylierungsmittels mit einem beträchtlichen molaren Überschuß an Monoalkylbenzol, um das Auftreten einer Polyalkylierung zu verhindern. Das bevorzugte Molverhältnis der Umsetzungsteilnehmer Monoalkylbenzol :
2JJ Alkylierungsmittel beträgt zwischen etwa 2 : 1- und etwa 20 : 1. Der angewendete Verfahrensdruck kann zwischen etwa atmosphärischem Druck und etwa 25 at liegen, wobei die bevorzugten WHSV-Werte von Monoalkylbenzol zwischen etwa 50 bis etwa 200 betragen. Es können auch größere WHSV-Werte zweckmäßig sein, da sie eine größere kinetische Regelung des Verfahrens ermöglichen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, bei welchem Katalysatoren von Silikalit-Typ verwendet werden, schafft "ein besonders effizientes Verfahren zur Herstellung von para-Ethyltoluol, para-Diethylbenzol und para-Xylol. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Ethyltoluol aus aromatischer Toluol-Beschickung sind die bevorzugten Silikalit-Katalysatoren solche, die eine Kristallitgröße von weniger als etwa 8 μ aufweisen sowie ein Verhältnis von Siliziumoxid zu Aluminiumoxid von wenigstens etwa 200. Die Kristallitgröße der Silikalitkatalysatoren beträgt vorzugsweise weniger als etwa 2 μ. Bevorzugte Anteile der Reaktionsteilnehmer betragen zwischen etwa 7 : 1 und 18 : 1, wobei der bevorzugte Monoalkylbenzol-
WHSV-Wert zwischen etwa 100 und etwa 150 beträgt. Die weiteren Verfahrensbedingungen umfassen einen Druck z.B. im Bereich von etwa 10 bis vorzugsweise 15 at. Es werden Einlaßtemperaturen innerhalb des bevorzugten Bereichs von etwa 350° C bis etwa 450° C angewendet.
Bei etwaiger zusätzlicher Dampfbeschickung beträgt die bevorzugte Menge von etwa 20 000 bis etwa 60 000 TpM, bezogen auf die die Menge der aromatischen Verbindung, wobei 40 000 TpM als zusätzliche Dampfbeschickung besonders bevorzugt werden.
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Toluol und Ethylen werden in eine Reaktionszone eingeführt, die ein Katalysatorbett aus Silikalitmaterial mit einer Teilchengröße zwischen 0,84 mm und 1,68 mn und einer Tiefe des Bettes von etwa 8,25 cm enthält. . Das molare Beschickungsverhältnis von Toluol zu Ethylen beträgt etwa 18 : 1. Es werden drei separate Betriebsläufe gefahren, bei denen die Einlaß-Reaktionstemperatur zwischen etwa 475° bis 460° C und schließlich bis zu etwa 450° C
variiert. In jedem Falle beträgt der Druck etwa 11 at, der WHSV-Wert an Toluol beträgt 130, und Dampf wird in einer Menge von 40 000 TpM, bezogen auf das Toluolgewicht, verwendet. Der Produktestrom aus der Alkylierungs-Reaktionszone wird mit Hilfe der Gaschromatographie analysiert.
Die Katalysatoraktivität wird sowohl am Anfang als auch am Ende des Versuchs nach der folgenden Formel bestimmt:
% Umsetzung = Molzahl der gewünschten aromatischen Alkylverbindung
χ 100 %
Molzahl der umgesetzten Alkylenbeschickung zum Reaktor
Die Selektivität wird nach der folgenden Formel bestimmt:
Os)UO I
Selektivität = Gtwicht dir erwünschten aromatischen Alkylverbindung
X 100 %
Gesamtgewicht Produkt
s , J1
Der in diesem Beispiel verwendete s'ilikalit-Katalysator hat ein AlgOg-Bindemittel, eine Kristallitgröße von etwa 2 μ und ein Verhältnis von Siliziumoxid'zu Aluminiumoxid von etwa 250.
Beispiel II
In diesem Beispiel wird Ethyltoluol hergestellt aus einer Beschickung von Toluol und Ethylen in eine Reaktionszone, die ein Katalysatorbett aus Silikalitmaterial mit einer Teilchengröße von zwischen 0,84 mm und 1,68 mm und einer Tiefe des Bettes von etwa 7,62 cm enthält. Das Molverhältnis von Toluol zu Ethylen beträgt etwa 15 : Es werden sechs separate Betriebsläufe gefahren, bei denen die Einlaß-Reaktionstemperatur zwischen etwa 49O0C bis 445° C variiert. Bei jedem Versuch wird ein Druck von etwa 11 at, ein Toluol-WHSV-Wert von 130 und Dampf in einer Menge von etwa 40 000 TpM, bezogen auf das Toluolgewicht, verwendet. Der in jedem Versuch verwendete SiIikalitkatalysator besitzt eine Kristallitgröße von etwa 1 - 2 u. ein Al0O-. Bindemittel und ein Verhältnis von Siliziumoxid zu Aluminiumoxid von etwa 320.
Beispiel III
Bei diesem Beispiel wird Ethyltoluol aus einer Beschickung von Toluol und Ethylen hergestellt, die in einem Mol-
verhältnis von etwa 7 : 1 in eine Reaktionszone eingeführt wird. Die Katalysatorbett-Tiefe beträgt etwa 7,62 cm, die Teilchengröße zwischen etwa 0,84 mm und 1,68 mm, Der Katalysator hat eine KristallitgrÖße von etwa 1 - 2 μ , ein SiO~-Bindemittel und ein Verhältnis von Siliziumoxid
35 2
zu Aluminiumoxid von etwa 320. Ein Betriebslauf wird mit einer Einlaß-Reaktionstemperatur von etwa 445° C gefahren. Der Druck beträgt etwa 11 at, WHSV-Wert = 130, jedoch wird kein Dampf verwendet.
Die Ergebnisse aller dieser Versuche sind in der Tabelle I
Betriebs g IO
cn
Dampf Tab to
O
cn ο cn 24 I I
lauf TpM % Um e 1 1 e I 49 -72 |u°
Beispiel 1 Temp. 40 000 setzung % Selekti para/meta/ Alter des Katalysators - 71 ' t 1
- 96
2 °C 11 94,5 vität ortho Std. 24 - 121
I 3 474 M 97,1 97,9 - 89,7 75,5/22/2,5 0 - - 141
I 1 462 M 97,9 89,7 - 82,3 82/16/2 24- 12
I 2 455 11 94,5 79,4 - 78,0 85,4/13/1,6 49 -
II 3 492 11 98,5 88,8 6o/39,7/0,3 0 -
II 4 479 ti 101 93,4 64,8/34,9/0,3 24 -
II 5 465 11 100 95,3 68,2/31,7/0,1 48 ■
II 6 454 11 101 96,4 71,3/28,5/0,2 72 -
II 1 443 keiner ■ 98,7 97,63 76,1/23,8/0,1 96 ■
II 492 89-52 94 66,9/33/0,3 121
III 446 92,3 - 97,6 88,45/11,53/0,02 0 -
33061111
- Ab -
Die Daten der Tabelle I zeigen, daß der Silikalit-Katalysator beträchtliche eigene pära-Selektivitätseigenschaften besitzt, die sich als eine Funktion der Zeit und mit absinkender Temperatur erhöht. Der Anteil an para-Toluol, der in dem hergestellten Produkt vorhanden ist, ist wesentlich größer als beim thermodynamischen Gleichgewicht einer Mischung aus E'thyltoluolisomeren, welche 31,A % beträgt. Darüberhinaus zeigt die para-Selektivität ίο dieser Katalysatoren bei geringem katalysatoralter, daß die Selektivität nicht auf Kohlenstoffablagerungen beruht, sondern eine Grundeigenschaft dieser Materialien ist.
Wie oben ausgeführt, erhöht sich die para-Selektivität des Silikalitkatalysators mit sinkender Temperatur. Es sei festgestellt, daß die erhöhte para-Selektivität bei sinkender Temperatur weitaus jenen Beitrag zur paraSelektivität übersteigt, der lediglich auf dem Katalysatoralter beruht, obwohl ein Teil des Zuwaches der para- Selektivität dem höheren Alter des Katalysators zuzuschreibe ist. Während des Testlaufes 6 nach Beispiel II zum Beispiel wurde die Temperatur auf die ursprüngliche Betriebstemperatur von 492° C von der 121. bis zur 141. Stunde zurückgenommen. Das Ansteigen der para-Selektivität dieses speziellen Katalysators, das lediglich dem Katalysatoralter zuzurechnen ist, beträgt etwa 7 % (von 60 % bis zu 66,9 %) über einen Zeitraum von 14"1 Stunden. Während bei den anderen 5 Betriebsläufen die Temperatur gleichmäßig reduziert wurde, beträgt der Anstieg der para-Selektivität etwa 16 % (von 60 % bis 76,1 %) über eine Zeitspanne von nur 121 Stunden.Obwohl also ein erhöhtes Katalysatoralter die para-Selektivität verstärkt, erhielt man bei dem Temperaturbereich nach Versuch 6 des Beispiels II tatsächlich einen Rückgang der para-Selektivität, im Gegensatz zu den Betriebsläufen 3-5, bei denen Katalysatoren geringeren Alters und niedrigere Temperaturen verwendet wurden.

Claims (8)

  1. Patentansprüche :
    ''l/Verfahren zur selektiven Alkylierung von Monoalkyl- -- benzol, dadurch gekennzeichnet, daß das Monoalkylbenzol und ein Methylierungs- oder Ethylierungsmittel unter Umsetzungsbedingungen durch eine Reaktionszone geleitet wird, die einen nicht-modifizierten kristallinen, polymorphen Siliziuraoxidkatalysator
    vom Silikalit-Typ enthält. 10
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß als zusätzliche Beschickung mit dem Monoalkylbenzol und dem Alkylierungsmittel Dampf durch die Reaktionszone geleitet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkylierungsmittel Ethylen verwendet wird.
  4. A. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Monoalkylbenzol Toluol verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Umsetzungsbedingungen angewendet werden: Temperaturen im Bereich von etwa 300° C bis etwa 600 C, ein molares Beschickungsverhältnis von Monoalkylbenzol zu Alkylierungsmittel zwischen etwa 2 : 1 und etwa 20 : 1, ein WHSV-Wert von Monoalkylbenzol von etwa 50 bis etwa 200 und ein Druck im Bereich von etwa atmosphärischem Druck bis etwa 25 at.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Umsetzungsbedingungen angewendet werden: ein Temperaturbereich von etwa 350° C bis etwa 45O°C, ein molares Beschickungsverhältnis von etwa 7 : 1 bis etwa 18 : 1 , ein Druck im Bereich von etwa 11 at bis etwa 13 at und ein WHSV-Wert von Monoalkylbenzol von etwa 120 bis etwa 200.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet,
    ' Ofr·
    daß Dampf in einer Menge von etwa 20 000 TpM bis etwa 60 000 TpM, vorzugsweise von etwa 40 000 TpM, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Monoalkylbenzols. verwendet wird.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung von Dialkylbenzolverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Maßnahmen umfaßt:
    a) Einführen einer Monoalkylbenzolverbindung und eines Alkylierungsmittels in eine Reaktorzone, die ein Bett aus kristallinem, polymorphem Siliziumoxidkatalysator vom Silikalit-Typ enthält,
    b) In Kontaktbringen der Monoalkylbenzolverbindung
    und des Alkylierungsmittels mit dem Silikalit-Katalysatormaterial unter Umsetzungsbedingungen und
    c) Gewinnung der Isomermischung der Dialkylbenzolverbindung aus der Reaktionszone.
DE19833306110 1982-02-22 1983-02-22 Verfahren zur selektiven alkylierung von monoalkylbenzolverbindungen Withdrawn DE3306110A1 (de)

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DE (1) DE3306110A1 (de)
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