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Synthese von Ethylbenzol durch Flüssigphasen-Alkylierung

Der konventionelle AlCl3-Prozess

Abb.1

Alkylierung

Als Reaktor wird für die Alkylierung ein Blasensäulenreaktor verwendet. Im Alkylierungsreaktor (b) liegen drei Phasen vor: flüssige Aromaten, Ethylen und eine flüssige Katalysatorkomplexphase, die aus in Polyethylbenzol suspendiertem AlCl3 besteht (ein rotbraunes Material, so genanntes rotes Öl). Ein Gemisch aus dem Katalysatorkomplex, trockenem Benzol und recycelten Polyalkylbenzolen wird kontinuierlich in den Reaktor eingespeist. Das Ethylen wird unmittelbar über dem Boden des Reaktors eingeleitet. Die Alkylierung wird gewöhnlich bei 85-95 °C und unter Normal- bzw. geringem Überdruck (bis 7 bar) durchgeführt. Die Reaktionstemperatur liegt in jedem Falle unterhalb von 130 °C, da bei höheren Temperaturen eine schnelle Desaktivierung des Katalysators erfolgt und die Bildung von Polyalkylbenzolen begünstigt wird.

Aufarbeitung des Reaktionsgemisches

Das Reaktionsgemisch (etwa 45 % Benzol, 37 % Ethylbenzol, 15 % Diethylbenzol, 2 % Polyethylbenzole sowie 1 % teerige Rückstände), das den Reaktor verlässt, wird gekühlt. In einem Abscheider (c) wird die schwere Katalysatorphase von der organischen Phase abgetrennt und zurückgeführt. Die organische Phase wird mit Wasser und Natronlauge gewaschen (d-f), um gelöstes AlCl3 und Ethylchlorid zu entfernen.

Trennung der Reaktionsprodukte

Abb.2

Die Reinigung des Reaktionsgemisches ist in den Flüssigphasen-Prozessen identisch.

Die Reinigung des Ethylbenzols wird gewöhnlich in drei Destillationskolonnen durchgeführt. Das nicht umgesetzte Benzol wird in der ersten Kolonne (a) als Kopfprodukt abgezogen. In der zweiten Kolonne (c) wird das Ethylbenzol von den schwereren polyalkylierten Komponenten getrennt. Die Sumpfprodukte dieser zweiten Kolonne werden in die letzte Kolonne (d) eingespeist, wo die wiederverwendbaren Polyalkylbenzole von den nicht mehr verwendbaren hochmolekularen Komponenten abgetrennt werden. Die recycelten Polyethylbenzole werden zur Umalkylierung in den Reaktor zurückgeführt. Das Reaktionsgemisch der Alkylierung darf nur geringe Mengen Wasser enthalten, da Wasser nicht nur die Korrosion steigert, sondern vor allem die Katalysatoraktivität herabsetzt. Das recycelte und das frische Benzol müssen deshalb vor der Einspeisung in den Reaktor getrocknet werden. Diese Benzolentwässerung wird in einer separaten Kolonne (b) durchgeführt.

Verttiefung: Interaktives Fließschema der Produktionsanlage

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