DE2703445A1

DE2703445A1 - Catalytic alkylation of benzene to cumene using propylene - using Friedel-Crafts catalysts and partial effluent recycle

Info

Publication number: DE2703445A1
Application number: DE19772703445
Authority: DE
Inventors: Dennis John Ward
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1977-01-28
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DE2703445C2

Abstract

Cumene is prepd. by: (A) alkylating propylene with excess benzene in presence of an alkylation catalyst; (B) dividing the total liq. effluent into >=2 portions of like compsn. (C) recirculating one of the portions of the effluent to the reaction zone; (D) introducing another portion and a transalkylation effluent stream (defined below) into a sepn. zone; (E) sepg. from the admixed effluents streams rich in benzene, cumene and di- and triisopropylbenzene; (F) transalkylating the last-named stream in presence of a transalkylating catalyst to form additional cumene; (G) supplying the transalkylation effluent stream; (H) passing at least a portion of the benzene-rich stream from the sepn. zone to the alkylation reaction zone; and (I) recovering the cumene prod. stream from the sepn. zone. The process is applicable broadly to the prodn. of alkylated aromatic hydrocarbons and esp. to the prodn. in improved yields, of cumene.

Description

Verfahren zur erstellung von Cumol Process for the preparation of cumene

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Cumol aus Benzol und Propylen in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators. Sie betrifft auch die Umalkylierung von Di- und Triisopropylbenzol mit Benzol in Gegenwart eines Umalkylierungskatalysators unter Bildung von Cumol.The invention relates to an improved method of manufacture of cumene from benzene and propylene in the presence of an alkylation catalyst. she also relates to the transalkylation of di- and triisopropylbenzene with benzene in the presence a transalkylation catalyst with the formation of cumene.

Die vorliegende Erfindung ist breit anwendbar auf die Elerstellung von alkylierten aromatischen kohlenwasserstoffen. Diese Vcrbindungen sind als solche brauchbar und werden häufiger noch bei einer anschliessenden chemischen Synthese anderer Verbindungen verwendet. Die vorliegende erfindung ist besonders anwendbar auf die Herstellung von Cumol oder Isopropylbenzol, das als Reaktionspartner Anwendung bei der Herstellung von Phenol, Accton, dL -Methylstyrol und S.cetophenon findet. Eine andere Anwending des Verfahrens nach der Erfindung ist die erstellung von p-Cymol, welches zu p-Cresol oxidiert werden kann. Eine andere anwendung des Verfahrens ist die Alkylierung einer substituierten aromatischen Verbindung, wie Phenol, das beim Alkylieren mit Isobutylen o-Tertiarbutylphenol und p-Tertiärbutylphenol bildet, und diese beiden letzteren Verbindungen sind auf dem liarzsektor brauchbar.The present invention is broadly applicable to construction of alkylated aromatic hydrocarbons. These connections are as such useful and are more often used in a subsequent chemical synthesis other connections used. The present invention is particularly applicable to the production of cumene or isopropylbenzene, which is used as a reactant found in the production of phenol, acetone, dL -methylstyrene and S.cetophenon. Another application of the method according to the invention is the Creation of p-cymene, which can be oxidized to p-cresol. Another application of the process is the alkylation of a substituted aromatic compound, such as phenol, which, when alkylated with isobutylene, o-tertiary butylphenol and p-tertiary butylphenol forms, and these latter two compounds are useful in the resin sector.

Wie oben festgestellt wurde, ist die vorliegende Erfindung besonders bei der llerstellung von Cumol anwendbar. In dem üblichen industriellen Verfahren zur Elerstellung von Cumol ist es die Praxis, flüssiges Benzol und flüssiges Propylen in einen Reaktor einzuspeisen und sie darin in einer oder mehreren Alkylierungszonen in Kontakt mit einem Alkylierungskatalysator umzusetzen. Umdie Produktion von dialkylierten Produkten von Benzol auf ein Minimum herabzusetzen, war es die Praxis, einen molaren Uberschuss von Benzol in der gesamten Reaktionszone im Bereich von etwa 4 : 1 bis etwa 16 : 1 und stärker bevorzugt von etwa 8 : 1 von Benzol zu Propylen aufrecht zu erhalten. zwei mit der erwünschten Produktion von Isopropylbenzol konkurrierende Reaktionen ergaben Probleme bei den angewendeten bekannten Verfahren. Eine dieser Reaktionen war, wie oben diskutiert,die Bildung von dialkylierten Benzolen, wie Di- und Triisopropylbenzol, statt des erwünschten monoalkylierten Produktes. Diese Ronkurrenzreaktion wurde durch Verwendung großer molarer Überschüsse von Benzol eingedämmt, wie oben ausgeführt wurde. Die andere Konkurrenzreaktion, die Verluste hinsichtlich der Cumolausbeute, bezogen auf den einge- Speisen Propylenreaktionspartner verursacht, ist die Bildung von Propylenoligomeren, wie Propylendimer und Propylentrimer, die in begrenztem Umfang auftritt, selbst bei einem großen molaren Uberschuss an vorhandenem Benzol. Propylentrimere und etwas von den Propylentetrameren sieden mit Cumol. Da die Anwesenheit dieser Olefine die angewendete Oxidationsreaktion zur Ilerstellung von Phenol aus Cumol stört, muß diese Oligomerisierungsnebenreaktion auf ein Minimum herabgesetzt werden, um ein äußerst reines Produkt zu erzeugen.As stated above, the present invention is particular Applicable in the production of cumene. In the usual industrial process It is the practice to produce cumene, liquid benzene and liquid propylene fed into a reactor and therein in one or more alkylation zones to implement in contact with an alkylation catalyst. To the production of dialkylated To reduce products of benzene to a minimum, it was the practice to use a molar Excess benzene in the entire reaction zone in the range from about 4: 1 to about 16: 1 and more preferably about 8: 1 from benzene to propylene upright to obtain. two competing with the desired production of isopropylbenzene Reactions have posed problems with the known methods used. One of these Reactions, as discussed above, were the formation of dialkylated benzenes such as Di- and triisopropylbenzene instead of the desired monoalkylated product. These Competitive reaction was achieved by using large molar excesses of benzene contained as stated above. The other competitive reaction, the losses with regard to the cumene yield, based on the Food propylene reactants caused is the formation of propylene oligomers, such as propylene dimer and propylene trimer, which occurs to a limited extent, even with a large molar excess of the presence of benzene. Propylene trimers and some of the propylene tetramers boil with cumene. Because the presence of these olefins is the applied oxidation reaction interferes with the production of phenol from cumene, this oligomerization secondary reaction must can be minimized to produce an extremely pure product.

nie Alkylierungsreaktion der alkylierbaren aromatischen Verbindung ist exothermer Natur, und die Temperatur in dem Reaktor neigt dazu, mit einer großen Geschwindigkeit anzusteigen. Dieser Temperaturanstieg, der durch die exotherme Reaktion verursacht wird, neigt gleichermaßen zur Erhöhung der Produktion von cumolbodenprodukten durch die Konkurrenzreaktionen. In der Vergangenheit war es üblich, den Temperaturanstieg durch Katalyse der Umsetzung in mehreren getrennten Zonen zu regeln und ein Abschreckmedium zwischen jeder der verschiedenen aufeinanderfolgenden Alkylierungszonen zu verwenden. Dieses Abschrecken diente der Regelung der Temperatur, bei der das Reaktionsgemisch in jede der aufeinanderfolgenden Zonen eintritt, und somit der Regelung des Temperaturanstiegs in jeder Zone. Der Temperaturanstieg vom Einlaß zum Auslaß des Reaktors wurde auch durch Regelung des molaren Überschusses des dem Reaktor zugeführten Benzols geregelt, wobei das Benzol als Wärmesenke dient, um von der Alkylierungsreaktion freigesetzte Wärme zu absorbieren. Demnach ergibt eine Erhöhung des molaren Uberschusses des dem Reaktor zugeführten Benzols mit einer entsprechenden Verdünnung des Propylenreaktionspartners darin nicht nur mehr aromatische Stellen, die einer Alkylierung unterliegen, und eine daraus resultierende Verminderung der Oligomeren und überalkylierten Nebenprodukte, sondern vermindert auch die Bildung unerwünschter Nebenprodukte, die aus einem übermäßigen Temperaturanstieg in einer Alkylierungszone oder in Alkylierungszonen resultieren.never alkylation reaction of the alkylatable aromatic compound is exothermic in nature, and the temperature in the reactor tends to be large To increase speed. This temperature rise caused by the exothermic reaction also tends to increase the production of cumene soil products through the competitive reactions. In the past it was common for the temperature to rise to regulate the reaction in several separate zones by catalysis and a quenching medium to be used between each of the various successive alkylation zones. This quenching was used to control the temperature at which the reaction mixture enters each of the successive zones, thus regulating the temperature rise in each zone. The temperature rise from the inlet to the outlet of the reactor was also regulated by regulating the molar excess of the benzene fed to the reactor, wherein the benzene acts as a heat sink to release from the alkylation reaction To absorb heat. Accordingly, there is an increase in the molar excess of the benzene fed to the reactor with an appropriate dilution of the propylene reactant in it not only more aromatic sites that are subject to alkylation, and a resulting reduction in oligomers and over-alkylated by-products, but also reduces the formation of undesirable by-products resulting from an excessive Rise in temperature in an alkylation zone or zones result.

Un den erwünschten hohen molaren Bezolüberschuß in der Reaktorbeschickung zu erhalten, war es die Praxis, den Reaktionszonenauslauf aufzutrennen, um einen für die Rückführung zu dem Reaktor geeigneten benzolreichen Strom zu bekommen. Da die beiden Hauptkomponenten des Reaktionszonenauslaufs Benzol und Cumol sind, ist es erforderlich, eine Trennung von Benzol und Cumol vorzunehmen, wobei letzteres die höher siedende Komponente ist.Un the desired high molar excess of Bezol in the reactor charge To obtain, it was the practice to separate the reaction zone outlet to one to get suitable benzene-rich stream for recycling to the reactor. There the two major components of the reaction zone effluent are benzene and cumene it is necessary to separate benzene and cumene, the latter is the higher boiling component.

Um einen gereinigten Benzolstrom, der relativ frei von Cumol und geeignet für die Rückführung zu der Reaktionszone ist, zu erhalten, wird folglich Benzol verdampft und fraktioniert, was den Verbrauch einer wesentlichen Wärmemenge zum Verdampfen von Benzol und zur Aufrechterhaltung eines geeigneten Rückflusses in einer Benzolfraktioniereinrichtung erfordert, wobei der Wärmebedarf im wesentlichen proportional zu dem Verhältnis von Benzol zu Propylen ist, das in der Beschickung zu dem Reaktor erwünscht ist. Derzeit erfordern relativ hohe Brennstoffkosten dne Überprüfung von Verfahren, die einen hohen Energieverbrauch haben, und zwar mit dem Ergebnis, daß Alternativ-Verfahrensschemata, die bisher als unattraktiv betrachtet wurden, stärker erwünscht werden, wenn der Energieverbrauch dadurch herabgesetzt wird.To a purified benzene stream that is relatively free of cumene and suitable for recycle to the reaction zone is to be obtained consequently benzene evaporated and fractionated, resulting in the consumption of a substantial amount of heat Evaporate benzene and maintain proper reflux in a benzene fractionation device, the heat requirement being essentially is proportional to the ratio of benzene to propylene that is in the feed to the reactor is desired. Currently require relatively high fuel costs thin Review of processes that have a high energy consumption, with the result that alternative process schemes previously viewed as unattractive would be more desirable if this reduces energy consumption will.

ELn Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Alkylierung von Benzol mit Propylen unter Bildung von Cumol in Gegenwart eines Alkylierungskaalysators zu bekommen. Ein spezielles Ziel der Erfindung besteht darin, den Energieverbrauch in einem Verfahren zur Alkylierung von Benzol mit Propylen unter Bildung von Cumol in Gegenwart eines Alkylierungskatalysatalysators zu senken. Ein spezielleres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Alkylierung von Benzol mit Propylen unter Bildung von Cumol in Gegenwart eines festen Phosphorsäurekatalysators, wobei das Verfahren einen relativ kleineren molaren Überschuß an Benzol gegenüber Propylen als bekannte Verfahren erfordert, indem man überschüssiges Benzol, das von dem Reaktionszonenauslauf abgetrennt wurde, zurückfflhrt.It is an object of the present invention to provide an improved method for the alkylation of benzene with propylene to form cumene in the presence of a To get alkylation analyzer. A specific aim of the invention is to the energy consumption in a process for the alkylation of benzene with propylene lower with the formation of cumene in the presence of an alkylation catalyst. A more specific object of the invention is a process for the alkylation of benzene with propylene to form cumene in the presence of a solid phosphoric acid catalyst, the process versus a relatively smaller molar excess of benzene Propylene as a known process requires by removing excess benzene, the was separated from the reaction zone outlet, recycled.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cumol und besteht darin, daß man (a) Propylen mit einem Überschuß an Benzol in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators bei Alkylierungsbedingungen in einer Alkylierungszone umsetzt, (bì den gesamten flüssigen Auslauf aus dieser Zone in wenigstens zwei Anteile gleicher Zusammensetzung aufteilt, (c) einen dieser Anteile des Auslaufes zu der Reaktionszone zurückführt, (d) einen anderen dieser Anteile des Auslaufs und einen Umalkylierungszonen-Auslaufstrom, der entsprechend den nachfolgenden Angaben gebildet wurde, in eine Trennzone einführt, (e) von den gemischten Ausläufen in der Trennzone einen benzolreichen Strom, einen Cumolproduktstrom und einen di- und triisopropylbenzolreichen Strom abtrennt, (f) den zuletzt genannten Strom mit Benzol in Gegenwart eines Umalkylierungskatalysators in einer Umalkylierungszone unter Bildung von weiterem Cumol umalkyliert, (g) den Auslauf der zuletzt erw4hnten Zone zu der Trennzone als den Umalkylierungszonen-Auslaufstrom überführt, (h) wenigstens einen Teil des benzolreichen Stromes aus der Trennzone zu der Alkylierungszone überführt und (i) den Cumolproduktstrom aus der Trennzone gewinnt.One embodiment of the present invention relates to a method for the production of cumene and consists in that (a) propylene with an excess on benzene in the presence of an alkylation catalyst under alkylation conditions converts in an alkylation zone, (bì the entire liquid discharge from this Zone in at least two parts of the same composition divides, (c) one of these portions of the effluent is returned to the reaction zone, (d) one other of these portions of the effluent and a transalkylation zone effluent stream, which was formed in accordance with the following information is introduced into a separation zone, (e) from the mixed effluents in the separation zone, a benzene-rich stream, a Separating cumene product stream and a di- and triisopropylbenzene-rich stream, (f) the last-mentioned stream with benzene in the presence of a transalkylation catalyst transalkylated in a transalkylation zone to form further cumene, (g) the The last-mentioned zone effluent to the separation zone as the transalkylation zone effluent stream transferred, (h) at least a portion of the benzene-rich stream from the separation zone transferred to the alkylation zone; and (i) the cumene product stream from the separation zone wins.

ki dem Verfahrensschema der vorliegenden Erfindung werden Propylen und überschüssiges Benzol in einer Alkylierungszone, worin ein Alkylierungskatalysator verwendet wird, umgesetzt, und ein Teil des resultierenden Auslaufes wird ohne Trennung zu dem Einlaß der Reaktionszone zurückgeführt, Ein zweiter Teil des Reaktionszonenauslaufes, d. h. der Nettoauslauf , wird in eine Trennzone überführt, worin überschüssiges Benzol, Cumol, Di- und Triisopropylbenzol und andere Komponenten voneinander getrennt werden. Wie oben festgestellt wurde, ist es erwünscht, die Menge an überschüssigem Benzol, die von dem ettoauslaufstrom abgetrennt wird, zu vermindern, um den Energieverbrauch irabzusetzen, während es gleichzeitig erwünscht ist, eine ausreichende Menge an überschüssigem Benzol in der Reaktionszone zu halten, um eine übermäßige Bildung von Propylenoligomeren zu verhindern. Dies erreicht man durch Rückführung eines Teils des resultierenden Reaktionszonenauslaufes ohne Trennung. Die Hauptwirkungen eines Verfahrens in der oben beschriebenen Weise sind folgende: (1) Eine Verminderung des Energieverbrauches infolge einer Verminderung von überschüssigem Benzol, das von Cumol in dem Reaktionszonennettoauslaufstrom abgetrennt wird, und (2) Bildung von vergleichsweise mehr di- und trialkylierten Benzolprodukten als in Verfahren nach dem Stand der Technik.In the process scheme of the present invention, propylene and excess benzene in an alkylation zone wherein an alkylation catalyst is used, reacted, and part of the resulting effluent becomes without separation returned to the inlet of the reaction zone, a second part of the reaction zone outlet, d. H. the net outflow is transferred to a separation zone in which excess Benzene, cumene, di- and triisopropylbenzene and other components separated from one another will. As stated above, it is desirable to reduce the amount of excess Benzene, which is separated from the net effluent stream, to reduce energy consumption to sell while at the same time it is desirable to have a sufficient amount of excess Keep benzene in the reaction zone to avoid excessive formation of propylene oligomers to prevent. This is achieved by recycling some of the resulting Reaction zone outlet without separation. The main effects of a procedure in the The ways described above are as follows: (1) A reduction in energy consumption due to a reduction in excess benzene, that of cumene, in the reaction zone net effluent is separated, and (2) formation of comparatively more di- and trialkylated Benzene products than in prior art processes.

In der Trennzone des vorliegenden Verfahrens werden Di- und Triisopropylbenzole konzentriert und im Gemisch mit überschüssigem Benzol in eine Umalkylietungszone überführt, worin ein Umalkyllerungskatalysator in einer bevorzugten Ausführungsform verwendet wird. Der cumolrelche Auslauf der Umalkylierungszone wird zu der Trennzone zurückgeführt.In the separation zone of the present process, di- and triisopropylbenzenes are used concentrated and mixed with excess benzene in a Umalkylietungszone transferred, wherein a transalkylation catalyst in a preferred embodiment is used. The cumolrelche outlet from the transalkylation zone becomes the separation zone returned.

Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die Zeichnung klarer beschrieben und erläutert werden. Notwendigerweise muß man sich in einer solchen schematischen Beschreibung bestimmte Beschränkungen auferlegen, doch ist nicht daran gedac-ht, dadurch allgemein den Erfindungsgedanken einzuschränken. Wie oben festgestellt wurde, umfaßt die erste Stufe des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung die Alkylierung von Benzol mit Propylen in einer Alkylierungszone in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators. In der Zeichnung ist gezeigt, daß diese erste Stufe in der Alkylierungszone 1 stattfindet. Es muß jedoch ein Gemisch von Benzol und Propylen dieser Reaktionszone zugeführt werden. In der Zeichnung wird ein propylenreicher Beschickungsstrom der Alkylierungszone 1 über Leitung 2 zugeführt. Benzol wird als Rückführstrom, wie er nachfolgend beschrieben ist, bereitgestellt und der Alkylierungszone 1 über Leitung 3, welche in Verbindung mit der Leitung 2 steht, zugeführt, und ein Alkylierungszonenauslauf-Rückführstrom, der hauptsächlich Benzol und Cumol einschließt, wird entsprechend den nachfolgenden Angaben hergestellt und über die Leitungen 4 und 2 zu dem Einlaß der Alkylierungszone geführt. Der zuletzt erwähnte Strom liefert zusätzliches Benzol zum Zwecke einer Erhöhung des Molverhältnisses von Benzol zu Propylen in der Alkylierungszone. Das vereinigte Gemisch von Propyenreaktionspartner, Rückführbenzol und rückgeführtem Reaktionszonenauslauf wird dann über Leitung 2 in die Reaktionszone 1 eingeführt. Der Auslauf der Alkylierungszone 1 wird über Leitung 5 abgezogen, ein Teil hiervon wird über Leitung 4 zurückgeführt und liefert den oben beschriebenen Rückführstrom, und der restliche Anteil wird über Leitung 5 in eine Trennzone 6 eingeführt. Auch in die Trennzone 6 eingeführt wird ein Auslaufstrom aus einer Umalkylierungszone, der nachfolgend beschrieben wird, wobei der Auslaufstrom der Umalkylierungszone durch Leitung 7 geht. Ein Benzolbeschikkungsstrom wird über Leitung 8 auch in die Trennzone 6 des vorliegenden Verfahrens eingeführt.The invention can be described more clearly with reference to the drawing and explained. One must necessarily look at such a schematic Impose certain restrictions on the description, but it is not intended that thereby generally restricting the inventive idea. As stated above, the first stage of the process of the present invention comprises alkylation of benzene with propylene in an alkylation zone in the presence of an alkylation catalyst. In the drawing it is shown that this first stage in the alkylation zone 1 takes place. However, there must be a mixture of benzene and propylene in this reaction zone are fed. In the drawing, a propylene-rich feed stream is the Alkylation zone 1 fed via line 2. Benzene is used as the recycle stream, like it is described below, and provided to the alkylation zone 1 via conduit 3 in communication with line 2, and an alkylation zone effluent recycle stream, which mainly includes benzene and cumene will be according to the following Information prepared and via lines 4 and 2 to the inlet of the alkylation zone guided. The last mentioned stream provides additional benzene for the purpose of a Increase in the molar ratio of benzene to propylene in the alkylation zone. That combined mixture of propylene reactants, recycled benzene and recycled The reaction zone outlet is then introduced into reaction zone 1 via line 2. The outlet from the alkylation zone 1 is withdrawn via line 5, some of it is returned via line 4 and supplies the above-described recycle stream, and the remaining portion is introduced into a separation zone 6 via line 5. Even an effluent stream from a transalkylation zone is introduced into the separation zone 6, which is described below, the effluent stream of the transalkylation zone goes through line 7. A benzene feed stream is also fed into the line 8 via line 8 Separation zone 6 of the present process introduced.

Der propylenreiche Deschickungsstrom, der der Alkylierungszone über Leitung 2 zugeführt wird, kann als ein Auslaufstrom aus verschiedenen Verfahren hergestellt werden, wie aus analytischen Fließmittelkrack- oder -pysrolyseverfahren, und enthält normalerweise nicht reaktive Paraffine, hauptsächlich Propan, doch auch wesentlich kleinere Mengen an Xthan und Butan.The propylene rich feed stream, that of the alkylation zone above Line 2 fed can be used as an effluent stream from various processes produced, such as from analytical fluid cracking or pysrolysis processes, and usually contains non-reactive paraffins, mainly propane, but also much smaller amounts of xthane and butane.

Andere Olefine als Propylen führen zu unerwünschten Produkten in der Alkylierung zur Produktion von Cumol, so daß das Propylen normalerweise wenigstens 99% des Olefingehaltes in diesem Strom ausmacht. Der in das Verfahren in Leitung 8 eingeführte Benzolbeschickungsstrom ist ein äußerst reiner Strom, der gewöhnlich wenigstens 99,5% Benzol enthält, welches häufig als ein Auslaufstrom aus einem Aromatenextraktionsverfahren verfügbar ist. Andere Aromaten sind in dem Sinne schädlich, daß aus ihrer Anwesenheit unerwünschte Nebenprodukte resultieren, und Nichtaromaten sind normalerweise unerwünscht wegen der Schwierigkeit der Abtrennung dieser Nichtaromaten von Benzol in der Trennzone 6. Demnach schliessen im vorliegenden Verfahren die in die Trennzone 6 eingeführten Ströme hauptsächlich Benzol, Cumol, Propan und Di- und Triisopropylbenzol mit relativ kleineren Mengen an leichten Paraffinen (Xthan und Butan), Aromaten (Toluol und Xylol), Butylbenzol und Propylenoligomeren ein.Olefins other than propylene lead to undesirable products in the Alkylation to produce cumene, so that the propylene usually at least Makes up 99% of the olefin content in this stream. The one in line in the proceedings 8 introduced benzene feed stream is an extremely pure stream that is ordinary Contains at least 99.5% benzene, which is often used as an effluent from an aromatics extraction process is available. Other aromatics are detrimental in the sense that from their presence undesirable by-products result and non-aromatics are usually undesirable because of the difficulty in separating these non-aromatics from benzene in the separation zone 6. Accordingly, those introduced into the separation zone 6 close in the present process Flows mainly benzene, cumene, propane and di- and triisopropylbenzene with relative smaller amounts of light paraffins (xthane and butane), aromatics (toluene and Xylene), butylbenzene and propylene oligomers.

> der Trennzone 6 werden durch geeignete Kombination von Schnellverdampfung, Fraktionierung, Absorption und Ausstreifung verschiedene Ströme voneinander getrennt, um die oben genannten Einlaßkomponenten abzuziehen. Ein propanreicher Produktstrom, dr andere leichte Paraffine einschließt, wird über Leitung 9 abgezogen, ein benzolreicher Produktabnahmestrom, der nichtaromatische Komponenten enthält, wird über Leitung 10 abgezogen, ein an überschüssigem Benzol reicher Strom wird über Leitung 3 abgezogen, ein Teil desselben wird zu der Alkylierungszone 1 über Leitung 3, wie oben beschrieben, zurückgeführt, und ein zweiter Teil wird über Leitung 11 zu einer Umalkylierungszone, wie nachfolgend beschrieben, überführt, ein butylbenzolreicher Produktstrom wird über Leitung 12 abgezogen, ein Cumolproduktstrom wird über Leitung 13 abgezogen, ein Propylenoligomerproduktstrom wird über Leitung 14 abgezogen, und ein di- und triisopropylbenzolreicher Strom wird über Leitung 15 abgezogen.> the separation zone 6 are separated by a suitable combination of flash evaporation, Fractionation, absorption and stripping of different streams separated from each other, to withdraw the above inlet components. A propane-rich product stream, dr includes other light paraffins is withdrawn via line 9, a benzene-rich one Product take-off stream, which contains non-aromatic components, is via conduit 10 withdrawn, a stream rich in excess benzene is withdrawn via line 3, part of this is sent to alkylation zone 1 via line 3, as described above, recycled, and a second part is via line 11 to a transalkylation zone, as described below, converted, a butylbenzene-rich product stream withdrawn via line 12, a cumene product stream is withdrawn via line 13, a propylene oligomer product stream is withdrawn via line 14, and a di- and Current rich in triisopropylbenzene is withdrawn via line 15.

Der di- und triisopropylbenzolreiche Strom, der über Leitung 15 aus der Trennzone abgezogen wurde, wird mit Rückführbenzol über Leitung 11 vermischt, und das Gemisch wird in eine Umalkylierungszone 16 eingeführt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform einen festen Phosphorsäurekatalysator enthält. Cumolreicher Auslauf aus der Umalkylierungszone wird über Leitung 7 in die Trennzone 6 geführt, wie oben beschrieben wurde.The di- and triisopropylbenzene-rich stream that exits via line 15 the separation zone was withdrawn, is mixed with recycle benzene via line 11, and the mixture is introduced into a transalkylation zone 16, which in a preferred one Embodiment contains a solid phosphoric acid catalyst. Cumene-rich spout from the transalkylation zone is passed via line 7 into the separation zone 6, as above has been described.

Geeignete Reaktionspartner in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Cumol sind Propylen und Benzol.Suitable reactants in the process of the present invention for the production of cumene are propylene and benzene.

Propylen wird normalerweise im Gemisch mit Propan in einem Auslaufstrom aus einer katalytischen Fließmittelkrackanlage, einer Pyrolyseanlage, einer thermischen Krackanlage oder einer anderen Raffinieranlage angeliefert. Andere leichte Paraffinkohlenwasserstoffe, wie ethan und Butan, können in begrenzter Menge in einem propylenreichen Beschickungsstrom zu dem vorliegenden Verfahren vorliegen, doch führen andere olefinische Verbindungen als Propylen zur Bildung von anderen Alkylaromaten als Cumol und sind demnach unerwünscht als Beschickungsmaterial. Ein typischer Propylenbeschickungsstrom ist durch die folgenden Mol-% erläutert: Äthan 0,10%, Propan 24,80%, Propylen 74,95%, Isobutan 0,11%, n-Butan 0,01% und Butylen 0,03%.Propylene is normally mixed with propane in an effluent stream from a catalytic flow cracking plant, a pyrolysis plant, a thermal one Cracking plant or one delivered to another refining plant. Other light paraffinic hydrocarbons such as ethane and butane can be used in limited quantities be in a propylene-rich feed stream to the present process, however, olefinic compounds other than propylene lead to the formation of others Alkyl aromatics as cumene and thus are undesirable as a feedstock. A typical propylene feed stream is illustrated by the following mole percent: Ethane 0.10%, propane 24.80%, propylene 74.95%, isobutane 0.11%, n-butane 0.01% and butylene 0.03%.

Benzol wird dem vorliegenden Verfahren in hoher Reinheit, größer als 99,5%, zugeführt, um unerwünschte Nebenreaktionen zu verhindern und zusätzliche Fraktioniererfordernisse zur Trennung von Benzol und nahe dabei siedender nichtaromatischer Komponenten in dem vorliegenden Verfahren auszuschalten. Ein typischer Benzolbeschickungsstrom wird in einer Aromatenextraktionsanlage hergestellt und enthAlt die folgenden Komponenten in den angegebenen Molprozentsätzen: Benzol 99,90%, Toluol 0,05% und Nichtaromaten 0,05%. Obwohl in der beiliegenden Zeichnung der Benzolbeschickungsstrom in die Trennzone des vorliegenden Verfahrens eingeführt wird, kann dieser Strom auch in die Alkylierungszone oder die Umalkylierungszone eingeführt werden.Benzene is used in the present process in high purity, greater than 99.5%, added to prevent unwanted side reactions and additional Fractionation requirements to separate benzene and near boiling non-aromatic Switch off components in the present procedure. A typical benzene feed stream is produced in an aromatic extraction plant and contains the following components in the specified mol percentages: benzene 99.90%, toluene 0.05% and non-aromatics 0.05%. Although in the accompanying drawing the benzene feed stream to the separation zone of the present process is introduced, this stream can also enter the alkylation zone or the transalkylation zone can be introduced.

Der Einlaßstrom zu der Alkylierungszone des vorliegenden Verfahrens umfaßt im Gemisch 3 Ströme: den frischen propylenreichen Beschickungsstrom, einen rückgeführten Anteil des resultierenden Auslaufs aus der Alkylierungszone, wie er nachfolgena beschrieben wird, und einen benzolreichen Strom, der dem vorliegenden Verfahren als frischer Beschickungsstrom oder stärker bevorzugt als benzolreicher Rückführstrom, wie er nachfolgend beschrieben wird, zugeführt werden kann.The inlet stream to the alkylation zone of the present process comprises 3 streams in mixture: the fresh propylene rich feed stream, one recirculated portion of the resulting Outlet from the alkylation zone, as described below, and a benzene-rich stream corresponding to the present Process as a fresh feed stream or, more preferably, as a rich benzene feed stream Recycle stream, as described below, can be fed.

Die Betriebsbedingungen in der Alkylierungszone schliessen eine Einlaßtemperatur von etwa 150 bis 260°C, wobei bevorzugte Temperaturen bei etwa 195 bis 215°C liegen, einen Druck von etwa 20 bis 60 at, etwa 0,2 bis 2,0 Volumenteile Katalysator je Volumenteil des Nettoreaktionszonenauslaufs, wie er nachfolgend definiert ist, je Stunde, etwa 2 bis 6 Mol Benzol in dem benzolreichen Rückführstrom je Mol Propylen in dem Einlaßstrom zu der Alkylierungszone, wobei das bevorzugte Molverhältnis von Rückführbenzol zu Propylen in dem Einlaßstrom etwa 3 beträgt, und etwa 1 bis 100 Mol Benzol in dem zurückgeführten Auslaufstrom je Mol Propylen in dem Einlaßstrom zu der Alkylierungszone, wobei ein bevorzugtes Molverhältnis von rückgeführtem Benzol zu Propylen in diesem Einlaßstrom 3 bis 20 beträgt, ein.The operating conditions in the alkylation zone include an inlet temperature from about 150 to 260 ° C, with preferred temperatures being about 195 to 215 ° C, a pressure of about 20 to 60 atmospheres, about 0.2 to 2.0 parts by volume of catalyst each Volume part of the net reaction zone outlet, as defined below, depending Hour, about 2 to 6 moles of benzene in the benzene-rich recycle stream per mole of propylene in the inlet stream to the alkylation zone, the preferred molar ratio being Recycle benzene to propylene in the inlet stream is about 3, and about 1 to 100 Moles of benzene in the recycled effluent stream per mole of propylene in the inlet stream to the alkylation zone, a preferred molar ratio of recycled benzene to propylene in this inlet stream is 3 to 20.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann einen einzelnen Reaktor oder mehrere Reaktoren in Reihe geschaltet oder parallel geschaltet umfassen, der Fluß durch jeden Reaktor kann abwärts, aufwärts oder radial oder anderweitig erfolgen, und es gibt keine Beschränkung des Erfindungskonzeptes des vorliegenden Verfahrens hinsichtlich der Ausbildung und Konstruktion der Reaktionszone.The process of the present invention can be a single reactor or several reactors connected in series or in parallel comprise the Flow through each reactor can be downward, upward, or radial, or otherwise, and there is no limitation on the inventive concept of the present method with regard to the formation and construction of the reaction zone.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann unter Benutzung irgendeines herkömmlichen oder anderweitig verfügbaren Alkylierungskatalysators durchgeführt werden. Solche Katalysatoren werden typischerweise als sauer wirkende Katalysatoren beschrieben und können homogen oder heterogen sein. So kann der Katalysator ein Friedel-Crafts-Metallhalogenid auf einem Träger oder ohne Träger, wie beispielsweise wasserfreies Aluminiumchlorid, Eisen-III-chlorid, Zinn-IV-chlorid, Borfluorid, Zinkchlorid und dergleichen sein. Bestimmte Mineralsäuren, besonders Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure und Phosphorsäure, sind für ihre Fähigkeit, die Alkylierung zu katalysieren, bekannt. Schwefelsäure mit einem Gehalt von weniger als etwa 10 Gew.-% Wasser, Fluorwasserstoffsä.ure mit wenigstens etwa 83%iger Konzentration oder verflüssigte wasserfreie Fluorwasserstoffsäure werden zweckmäßig verwendet. Sauer wirkende anorganische Oxide einschließlich Phosphorpentoxid, amorpher Kieselsäure-Tonerde und bestimmter kristalliner Aluminosilikate oder Zeolithe, besonders mit Säure extrahierter Mordenit und Zeolith vom Typ Y, sind brauchbar als Katalysatoren in dem Verfahren nach der Erfindung.The method of the present invention can be performed using any of conventional or otherwise available alkylation catalyst carried out will. Such catalysts are typically called acidic catalysts and can be homogeneous or heterogeneous. So can the catalyst one Friedel-Crafts metal halide on a support or unsupported, such as anhydrous aluminum chloride, ferric chloride, tin IV chloride, boron fluoride, zinc chloride and the like. Certain mineral acids, especially sulfuric acid, hydrofluoric acid and phosphoric acid, are known for their ability to catalyze alkylation. Sulfuric acid with a content of less than about 10 wt .-% water, hydrofluoric acid at least about 83% concentration or liquefied anhydrous hydrofluoric acid are used appropriately. Acidic inorganic oxides including phosphorus pentoxide, amorphous silica-alumina and certain crystalline aluminosilicates or zeolites, especially acid extracted mordenite and Y-type zeolite are useful as catalysts in the process according to the invention.

Die vorliegende Erfindung ist besonders auf eine Alkylierung in Gegenwart eines festen Phosphorsäurekatalysators gerichtet. So kann fester Phosphorsäurekatalysator, der in dem Verfahren nach der Erfindung benutzt werden kann, in der Weise hergestellt werden, daß man eine Säure von Phosphor, wie Ortho-, Pyro- oder Tetraphosphorsäure, und ein feinteiliges, allgemein kieselsdurehaltiges festes Trägermaterial (wie Diatomeenerde, künstlich bereitete Kieselsäure formen, reaktivierte Tone und dergleicllen) unter Bildung einer feuchten Paste miteinander vermischt. Die Paste wird dann bei Temperaturen allgemein unterhalb etwa 5000C calciniert, um einen festen Kuchen zu produzieren, der danach gemahlen und klassiert wird, um Teilchen einer brauchbaren Maschengröße zu bekommen. Wenn die Calcinierung bei Temperaturen oberhalb etwa 4000C durchgeführt wird, kann es erwünscht sein, die Katalysatorgranalien bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 3500C, typischerweise bei etwa 2600C wieder zu hydratisieren, um eine Säure zusammensetzung entsprechend hochalkylierender Aktivität zu erzeugen. Das Verfahren zur Katalysatorherstellung kann variiert werden, indem man Teilchen der ursprünglichen Paste extrudiert oder pelletisiert, wonach die gebildeten Teilchen calciniert und, wenn erforderlich, wieder hydratisiert werden.The present invention is particularly directed to alkylation in the presence of a solid phosphoric acid catalyst. So can solid phosphoric acid catalyst, which can be used in the method according to the invention, prepared in the manner be that an acid of phosphorus, such as ortho-, pyro- or tetraphosphoric acid, and a finely divided, generally siliceous solid carrier material (such as diatomaceous earth, artificially prepared silica molds, reactivated clays and dergleicllen) mixed together to form a moist paste. The paste is then calcined at temperatures generally below about 5000C to give a solid To produce cake, which is then ground and classified to form particles of a to get usable mesh size. When calcining at temperatures above about 4000C, it may be desirable to add the catalyst granules a temperature between about 200 and 3500C, typically at about 2600C again to hydrate to an acid composition corresponding to highly alkylating activity to create. The method of catalyst preparation can be varied by particles of the original paste are extruded or pelletized, after which those formed Particles are calcined and rehydrated when necessary.

Ein fester Phosphorsäurekatalysator, der aus einem größeren Gewichtsanteil Phosphorsäure mit wenigstens so großem Wassergehalt wie derer Pyrosäure und einem kleineren Anteil des kieselsaurehaltigen Trägers, wie Kieselgur, hergestellt wurde, ist für die Verwendung in dem vorliegenden Verfahren bevorzugt.A solid phosphoric acid catalyst made up of a larger percentage by weight Phosphoric acid with at least as great a water content as their pyroic acid and one smaller proportion of the silica-containing carrier, such as kieselguhr, was produced, is preferred for use in the present method.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Alkylierungskatalysator etwa 50 bis 75 Gew.-% Phosphorsäure. Eine weitere Beschreibung eines zufriedenstellenden festen Phosphorsäurekatalysators findet sich in der US-PS 1 993 513.In a preferred embodiment of the present invention contains the alkylation catalyst about 50 to 75 weight percent phosphoric acid. Another description a satisfactory solid phosphoric acid catalyst is found in U.S. Patent 1 993 513.

Der resultierende Auslauf der Alkylierungszone wird in zwei Ströme unterteilt, wobei der erste ein rückzirkulierter Auslaufstrom und der zweite ein Nettoreaktionszonenauslaufstrom ist. Ein wichtiger Teil des Erfindungskonzeptes des vorliegenden Verfahrens betrifft die Rezirkulierung oder Rückführung eines Teils des Auslaufs der Alkylierungszone zu dem Einlaß der Alkylierungszone, um ihn mit dem frischen propylenreichen Beschickungsstrom und dem benzolreichen Rückführstrom zu vermischen und so den Einlaßstrom zu der Alkylierungszone, wie oben beschrieben, zu bilden. Die Zusammensetzung des Alkylierungszonenauslaufs besteht hauptsächlich aus Benzol mit relativ kleineren Mengen an Propan, Cumol und Di- und Triisopropylbenzol und relativ kleineren Mengen an Butylbenzol, Prppylen, Oligomeren, Nichtaromaten usw. Propylen wird im wesentlichen zu 100% in der Alkylierungszone umgesetzt, während Benzol wenigstens 50 Mol.-% und vorzugsweise 60 bis 80 Mol.-% des Auslaufes bildet. Demnach steigert eine Rezirkulierung oder Rückführung eines Teils des Auslaufes zu dem Einlaß der Alkylierungszone das Verhältnis von Benzol zu Propylen in der Alkylierungszone.The resulting alkylation zone effluent is in two streams divided, the first being a recirculated effluent stream and the second being a Is net reaction zone effluent. An important part of the invention concept of the present method concerns the recirculation or recirculation of a part the outlet of the alkylation zone to the inlet of the alkylation zone in order to bring it with the fresh propylene-rich feed stream and the benzene-rich recycle stream to mix and so the inlet stream to the alkylation zone, as described above, to build. The composition of the alkylation zone effluent consists mainly from benzene with relatively smaller amounts of propane, cumene and di- and triisopropylbenzene and relatively smaller amounts of butylbenzene, propylene, oligomers, non-aromatics etc. Propylene is essentially 100% converted in the alkylation zone during Benzene forms at least 50 mole percent and preferably 60 to 80 mole percent of the effluent. Accordingly, a recirculation or return of part of the discharge increases to the inlet of the alkylation zone the ratio of benzene to propylene in the Alkylation zone.

Ubrschiedene Vorteile ergeben sich aus der Steigerung des Verhältnisses von Benzol zu Propylen in der Alkylierungszone, wie (1) eine Verdünnung von Propylenmolekülen mit Benzolmolekülen, welche die Bildung von Isopropylbenzol (Cumol) begünstigt und die Bildung von Propylenoligomeren begrenzt, und (2) ein grösseres Verhältnis von Benzol zu Propylen als ein solches, das das Vorhandensein von überschüssigem Benzol anzeigt und als Wärmesenke wirkt, um durch die exotherme Alkylierung erzeugte Warme zu absorbieren und die Bildung von Propylenoligomeren und festen Kohlenwasserstoffablagerungen auf dem Katalysator zu begrenzen, wobei beides mit höherer Temperatur in der Alkylierungszone gesteigert wird. In bekannten Verfahren ist eine Temperatursteigerung vom Einlaß zum Auslaß der Alkylierungszone von etwa 20 bis 400C ohne Abkühlung oder Abschrekkung typisch, und in dem vorliegenden Verfahren ist eine ähnliche oder geringere Temperatursteigerung erwünscht und wird durch geeignete Erhöhung der Fließgeschwindigkeit des rezirkulierten oder rückgeführten Auslaufs erreicht.Various advantages result from increasing the ratio from benzene to propylene in the alkylation zone, such as (1) a dilution of propylene molecules with benzene molecules, which favors the formation of isopropylbenzene (cumene) and limits the formation of propylene oligomers, and (2) a larger one relationship from benzene to propylene as such, showing the presence of excess Indicates benzene and acts as a heat sink to generated by the exothermic alkylation Absorb heat and the formation of propylene oligomers and solid hydrocarbon deposits on the catalyst, both with a higher temperature in the alkylation zone is increased. In known methods there is an increase in temperature from the inlet to exit the alkylation zone from about 20 to 40 ° C without cooling or quenching typical and in the present process is a similar or less temperature increase desired and is achieved by appropriately increasing the flow rate of the recirculated or returned run-out.

Der rezirkulierte Auslaufstrom kann durch Kühleinrichtngen, wie einen wassergekühlten Austauscher, einen luftgekühlten Austauscher oder einen Austauscher, worin eiii anderer Kohlenwasserstoffstrom als Kühlmittel verwendet wird, indirekt auf eine Temperatur von etwa 150 bis 2600C, d.h. auf eine Temperatur im wesentlichen äquivalent der Temperatur des Reaktionszoneneinlaßstromes gekühlt werden, oder er kann ohne Kühlung mit einem Gemisch des Propylenbeschickungsstromes und des Benzolrückführstromes vermischt werden, wobei das Gemisch eine geeignete Temperatur hat, um eine Alkylierungszoneneinlaßtemperatur von etwa 150 bis 260°C und vorzugsweise von etwa 195 bis 2150C zu liefern. Außerdem kann ein dritter Anteil des Reaktionszonenauslaufstromes indirekt durch ähnliche Kühleinrichtungen, wie sie oben genannt wurden, auf eine Temperatur von etwa 35 bis 1500C gekühlt und an geeigneten Punkten in die Reaktionszone eingeführt werden, um als Kühl-oder Abschreckmittel zu dienen und die Reaktionspartner zu kühlen und eine übermäßige Temperatursteigerung vom Einlaß zum Auslaß der Alkylierungszone zu verhindern. Wenn der verwendete Alkylierungskatalysator ein Trägerkatalysator ist, wie beispielsweise feste Phosphorsäure, können geeignete Abkühl- oder Abschreckpunkte ausgewählt werden, um die Katalysatorschicht in mehrere aufeinanderfolgende getrennte Schichten zu unterteilen und einen Teil des Abkühl- oder Abschreckmediums zwischen jeder der aufeinanderfolgenden Schichten einzuführen. Bei einer bevorzugten Betriebsweise wird ein Teil des Alkylierungszonenauslaufs auf etwa 35 bis 950C gekühlt und in das Reaktionsgemisch als Abkühl- oder Abschreckmedium zwischen wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Katalysatorbetten in ausreichender Menge eingeführt, um die Temperatur des Reaktionsgemisches auf eine Temperatur bis etwa 4 0C weniger als die Temperatur des Reaktionsgemisches, das in die letztvorausgehende Katalysatorschicht eintritt, zu vermindern.The recirculated effluent stream can be supplied by cooling means such as a water-cooled exchanger, an air-cooled exchanger or an exchanger, wherein another hydrocarbon stream is used as a coolant, indirect at a temperature of about 150 to 2600C, i.e. at a temperature substantially equivalent to the temperature of the reaction zone inlet stream, or he can with a mixture of the propylene feed stream and the benzene recycle stream without cooling the mixture being at a suitable temperature, around an alkylation zone inlet temperature from about 150 to 260 ° C and preferably from about 195 to 2150C. aside from that can be a third part of the reaction zone effluent stream indirectly by similar cooling devices as mentioned above to a temperature cooled from about 35 to 1500C and introduced into the reaction zone at suitable points to serve as a coolant or quenchant and to cool the reactants and an excessive increase in temperature from the inlet to the outlet of the alkylation zone to prevent. When the alkylation catalyst used is a supported catalyst such as solid phosphoric acid, may be suitable cooling or quenching points selected to separate the catalyst layer into several successive ones To subdivide layers and a portion of the cooling or quenching medium between introduce each of the successive layers. In a preferred mode of operation a portion of the alkylation zone effluent is cooled to about 35 to 950C and in the reaction mixture as a cooling or quenching medium between at least two successive ones Catalyst beds introduced in sufficient quantity to maintain the temperature of the reaction mixture to a temperature up to about 4 0C less than the temperature of the reaction mixture, that enters the last preceding catalyst layer to reduce.

Wenn die Rezirkulation des Alkylierungszonenauslaufs zu dem Einlaß der Reaktionszone steigt, steigt auch die Cumolkonzentration in der Alkylierungszone und ergibt so mehr potentielle Stellen für polyalkylierte Benzolprodukte und führt zu einer erhöhten Prociuktion an Di- und Triisopropylbenzol gegenüber bekannten Verfahren. Während die Di- und Triisopropylbenzolproduktion bei bekannten Verfahren typischerweise geringer als 5 Mol.-% im Vergleich mit der Cumolproduktion ist, führt das vorliegende Verfahren zu 5 bis 20 Mol.-% oder mehr.When the recirculation of the alkylation zone outlet to the inlet As the reaction zone increases, the cumene concentration in the alkylation zone also increases thus giving more potential sites for polyalkylated benzene products and leading to an increased Prociuktion of di- and triisopropylbenzene compared known Procedure. While the di- and triisopropylbenzene production in known processes typically less than 5 mole percent compared to cumene production the present process to 5 to 20 mol% or more.

Propan oder Butan, Benzol und Cumol umfassen etwa 90 bis 95 Mol.-% des Auslaufes der Alkylierungszone, und Toluol, Butylbenzol, Di- und Triisopropylbenzol, Propylenoligomere und andere Komponenten in Spurenmengen umfassen 10 bis 5 Mol.-%.Propane or butane, benzene and cumene comprise about 90 to 95 mol% the outlet of the alkylation zone, and toluene, butylbenzene, di- and triisopropylbenzene, Propylene oligomers and other components in trace amounts comprise 10 to 5 mole percent.

Der Alkylierungszonennettoauslaufstrom, der von der Alkylierungszone abgezogen wird, wird getrennt oder im Gemisch mit einem Auslaufstrom einer Umalkylierungszone, der nachfolgend noch beschrieben wird, in eine Trennzone eingeführt, worin mit 1hilfe einer Kombination von fraktionierter Destillation, Absorption, Ausstreifung und Schnellverdampfung die erwünschten Komponenten bei derart ausgewählten Trennbedingungen aufgetrennt werden, daß man einen minimalen Lnergieverbrauch bekommt. Aus der Trennzone abgezogene Produktströme enthalten einen propanreichen Strom, einen Cumolstrom, einen butylbenzolreichen Strom, einen Propylenoligomerstrom und einen Benzolabnallmestrom, wobei der zuletzt erwähnte Strom dazu dient, Spurenmengen nichtaronlatischer Komponenten, die zwischen Propan und Cumol sieden, zu entfernen.The net alkylation zone effluent stream from the alkylation zone is withdrawn, is separated or mixed with an effluent from a transalkylation zone, which will be described below, introduced into a separation zone, in which with 1hilfe a combination of fractional distillation, absorption, stripping and Flash evaporation of the desired components under such selected separation conditions be separated so that one gets a minimal energy consumption. From the separation zone withdrawn product streams contain a propane-rich stream, a cumene stream, a butylbenzene rich stream, a propylene oligomer stream, and a benzene waste stream, where the last-mentioned stream serves to remove trace amounts of non-Aronatal components, boiling between propane and cumene.

Das vorliegende Erfindungscnzept ist nicht durch eine spezielle Kombination von Trennstufen beschränkt, doch erfolgt die Trennung von uberschüssigerl benzol und Cumol derzeit am wirtschaftlichsten durch fraktionierte Destillation, bei der Benzol und leichtere Komponenten in einer Kopffraktion und Cumol und schwerere Komponenten in einer Bodenfraktion abgetrennt werden. Die Abtrennung von überschüssigem Benzol bei bekannten Verfahren erfordert relativ große Investitionen und großen Energieverbrauch, was auf die größere Menge an überschüssigem Benzol zurückzuführen ist, das im Vergleich mit dem vorliegenden Verfahren vom Cumol abgetrennt wird. Wäirend die Molverhältnisse von Benzol zu Cumol in dem Nettoauslauf der Reaktionszone der bekannten Verfahren etwa 6,5 betragen, liegt dieses Verhältnis bei dem vorliegenden Verfahren bei etwa 2 bis 5 bei konstantem Molverhältnis von Benzol zu Cumol in der Alkylierungszone. Von dem Auslauf der Alkylierungszone abgetrenntes überschüssiges Benzol kann aus dem Verfahren als Produktstrom abgezogen werden, doch wird vorzugsweise ein erster Anteil zu dem Einlaß der Alkylierungszone als benzolreicher Rückführstrom geführt und ein zweiter Anteil in eine Umalkylierungszone im Gemisch mit einem di- und triisopropylbenzolreichen Strom, der auch von der Trennzone abgetrennt und abgezogen wurde, geführt. Das Gemisch von Benzol und Di- und Triisopropylbenzol wird in eine Umalkylierungszone überführt, worin die Reaktionspartner unter Bildung von Cumol sich vereinigen.The present inventive concept is not limited by any particular combination limited by separation stages, but the separation of excess benzene takes place and cumene currently on most economical through fractional distillation, at the benzene and lighter components in a head fraction and cumene and heavier ones Components are separated in a soil fraction. The separation of excess Benzene in known processes requires relatively large investments and large Energy consumption, which can be attributed to the larger amount of excess benzene which is separated from cumene in comparison with the present process. Wherein the molar ratios of benzene to cumene in the net outlet of the reaction zone of the known methods are about 6.5, this ratio is in the present one Process at about 2 to 5 at a constant molar ratio of benzene to cumene in the Alkylation zone. Excess separated from the outlet of the alkylation zone Benzene can be withdrawn from the process as a product stream, but is preferred a first portion to the alkylation zone inlet as a benzene-rich recycle stream out and a second portion in a transalkylation zone in a mixture with a di- and triisopropylbenzene-rich stream, which is also separated and withdrawn from the separation zone was leaded. The mixture of benzene and di- and triisopropylbenzene is in a Transalkylation zone converted, wherein the reactants with the formation of cumene unite.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist nicht durch den in der Umalkylierungszone enthaltenen Katalysator beschränkt. Verschiedene Katalysatoren sind dem Fachmann bekannt, wLe der Katalysator mit bortrifluoridmodifiziertem anorganischem Oxid gemäß der US-PS 3 200 163 und der Katalysator aus säureextrahiertem kristallinem Aluminosilikat gemäß der US-PS 3 551 510 oder ein fluorhaltiger Katalysator aus hitzebeständigem anorganischem Oxid gemäß der US-PS 3 205 277. Bevorzugt als Umalkylierungskatalysator in der vorliegenden Erfindung ist ein fester Phosphorsäurekatalysator, den man in ähnlicher Weise wie einen solchen herstelt, der oben in der Alkylierungszone verwendet wurde, und speziell bevorzugt ist ein fester Phosphorsäurekatalysator, der 70 bis 90 Gew.-% Phosphor enthält. Die Umalkylierungszone kann mit Wärmeüberführungseinrichtungen, Leitblechen, Böden, Heizeinrichtungen, Pumpeinrichtungen usw. ausgestattet sein. Die Reaktionszone ist vorzugsweise vom adiabatischen Typ und ist nicht durch irgendeine Reaktorgestaltung oder -konstruktion begrenzt. Die in der Umalkylierungszone benutzten Bedingungen können weitgehend variiert werden. Die Umalkylierung kann bei Temperaturenvon 35 bis 3700C, bei Drücken von etwa 15 bis 200 at, bei Molverhältnissen von Benzol zu Polyisopropylbenzol von etwa 4 :16 und bei stündlichen Flüssigkeitsraumgeschwindigkeiten, bezogen auf den Reaktionszonenauslauf, von 0,1 bis 20 durchgeführt werden. Mit dem bevorzugten festen Phosphorsäurekatalysator schliessen die Umalkylierungsbedingungen eine Temperatur von etwa 175 bis 2900C, einen Druck von etwa 20 bis 40 at , ein Molverhältnis von Benzol zu Polypropylbenzol von etwa 4 : 16 und eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindlgkeit, bezogen auf den Reaktionszonenauslauf, von 0,5 bis 5,0 ein. Wie oben beschrieben, wird der Auslauf aus der Umalkylierungszone in die Trennzone geführt. The method of the present invention is not by the limited catalyst contained in the transalkylation zone. Different catalysts are known to the person skilled in the art, wLe the catalyst with boron trifluoride modified inorganic oxide according to US Pat. No. 3,200,163 and the acid extracted catalyst crystalline aluminosilicate according to US Pat. No. 3,551,510 or a fluorine-containing catalyst of heat-resistant inorganic oxide according to US Pat. No. 3,205,277. Preferred as Transalkylation catalyst in the present invention is a solid phosphoric acid catalyst, which is made in a manner similar to the one up in the alkylation zone was used, and especially preferred is a solid phosphoric acid catalyst, which contains 70 to 90% by weight of phosphorus. The transalkylation zone can be equipped with heat transfer devices, Baffles, floors, heating devices, pumping devices, etc. The reaction zone is preferably of the adiabatic type and is not through any Reactor design or construction limited. Those used in the transalkylation zone Conditions can be varied widely. The transalkylation can be carried out at temperatures of 35 to 3700C, at pressures of about 15 to 200 at, at molar ratios of benzene to polyisopropylbenzene at about 4:16 and at liquid hourly space velocities, based on the reaction zone outlet, from 0.1 to 20 are carried out. With the preferred solid phosphoric acid catalyst include the transalkylation conditions a temperature of about 175 to 2900C, a pressure of about 20 to 40 atm Benzene to polypropylbenzene molar ratio of about 4:16 and an hourly rate Liquid space velocity, based on the reaction zone outlet, of 0.5 to 5.0 a. As above is described, the outlet from the transalkylation zone led into the separation zone.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

A process for the production of cumene, characterized in that that (a) propylene with an excess of benzene in the presence of an alkylation catalyst under alkylation conditions in an alkylation zone, (b) the entire liquid discharge of this zone in at least two parts of the same composition divides, (c) returns one of these parts of the outlet to the reaction zone, (d) another of these portions of the effluent and a transalkylation zone effluent stream, which was according to (g) gebilc.et, introduced into a separation zone, (e) from the mixed Outflows in the separation zone are a benzene-rich stream, a cumene product stream and separating a di- and triisopropylbenzene-rich stream, (f) the latter Stream with benzene in the presence of a transalkylation catalyst in a transalkylation zone under Formation of further cumene is transalkylated, (g) the outlet of the last-mentioned zone to the separation zone as transalkylation zone outlet stream. Convinced, (h) at least transferring a portion of the benzene-rich stream from the separation zone to the alkylation zone and (i) recovering the cumene product stream from the separation zone.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least part of the benzene for the reaction with the propylene in step (a) of the separation zone feeds.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one at least a portion of the benzene reactant for step (f) to the separation zone and then leads to the transalkylation zone.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that one the benzene for the reaction in stages (a) and (f) is fed to the separation zone.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that one at least a portion of the benzene-rich stream from the separation zone to the transalkylation zone convicted.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that times a solid phosphoric acid catalyst is used as the alkylation catalyst.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that one a solid phosphoric acid catalyst is used as the transalkylation catalyst.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that one as the alkylation catalyst, a solid phosphoric acid catalyst containing about 50 to Contains 75% by weight of phosphorus, and a solid phosphorus acid catalyst as the transalkylation catalyst, which contains about 70 to 90 wt. t of phosphorus., is used.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that one the molar ratio of benzene to propylene in the alkylation zone to about 2: 1 to about 6: 1 excluding the portion of the alkylation zone effluent stream.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the phosphoric acid catalyst in the alkylation zone in the form of at least two consecutive catalyst beds used and a third portion of the Outlet us of the alkylation zone on a Temperature of about 35 to about 1500C cools and in the reaction mixture between at least two successive Introduces catalyst beds as a quenching or cooling medium.

11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that the first portion of the outlet from the alkylation zone to a temperature cools from about 150 to about 2600C.