KR0146023B1 - 에틸벤젠의 제조방법 - Google Patents
에틸벤젠의 제조방법Info
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Abstract
본 발명의 방법은, 폴리에틸벤젠의 형성을 촉진하는 알킬화 반응에서 벤젠을 함유하는 조성물 (A) 과 에틸렌을 함유하는 조성물 (B) 을 반응시켜 알킬레이트를 수득하고, 수득된 알킬레이트를 적어도 하나의 증류/정류 처리시켜 디-및 트리에틸벤젠이 풍부한 증류물 (18) 을 수득하고, 마지막으로 벤젠(22)을 사용하여 증류물(18)을 트랜스알킬화하여 에틸벤젠을 풍부하게 하는 것으로 구성된다.
Description
본 발명은 오일 정제 및 석유 화학의 기술 분야에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 벤젠을 함유하는 조성물 및 에틸렌을 함유하는 다른 조성물로부터 에틸벤젠을 제조하는 방법에 관한 것이다. 에틸벤젠은 스티렌의 제조시 필수적인 원료로서 유용성이 밝혀졌다.
공지되어 있는 에틸벤젠의 제조 방법은 에틸렌과 벤젠의 알킬화 반응을 위한 프리델-크래프트 유형의 반응을 사용한다.
이 반응에 대한 촉매는 특히 염화알루미늄, 알루미나상에 침착된 삼플루오르화 붕소, 또는 액체 또는 기체상으로 사용되는 기타 제올라이트에서 선택되는 브뢴스테드 또는 루이스 산이다.
이 반응의 실행에서 겪게 되는 어려움중의 하나는 형성된 에틸벤젠이 벤젠에 비하여 에틸렌에 대한 반응성이 더욱 크고, 따라서 에틸벤젠에 비해 자체의 반응성이 더욱 큰 디에틸벤젠이 형성도며, 이것은 트리에틸벤젠을 형성하는 경향을 갖는다는 사실이다.
그러나, 벤젠의 6 치환에 대한 이러한 경향은 입체 효과에 의해 제한되고, 또한 더욱 많은 전자를 가진 생성된 방향족 화합물이 알킬화 반응에서 사용되는 전자-수용 촉매와 함께 매우 안정한 착물을 형성함으로써 소모되어 버린다는 사실에 의해 제한된다.
통상, 이러한 폴리알킬화 반응을 제한하기 위하여, 알킬화 반응기의 입구에서 에틸렌과 비교하여 매우 과량의 벤젠을 사용한다.
즉, 염화알루미늄을 사용하는 공정에 있어서 벤젠/에틸렌 몰비는 일반적으로 2 내지 2.5 이고, 기체상의 제올라이트를 사용하는 공정에 있어서는 그 값이 8 내지 16 에 이를 수도 있다.
폴리에틸벤젠의 형성을 최소화하기 위하여 에틸렌과 비교하여 과량의 벤젠을 사용함에도 불구하고, 이것을 완전히 피할 수는 없다. 즉, 반응기 출구에서 수득되는 알킬레이트이 전형적인 조성은 문헌 (Procds de ptrochimie [Petrochemical Processes] - Technip 발행 - vo1. I. p.400, 1985) 에 기재되어 있다.
조성을 총 중량에 대한 중량 % 로서 나타내면 다음과 같다 :
벤젠 38 ∼ 40 %
에틸벤젠 41 ∼ 43 %
디에틸벤젠 12 ∼ 14 %
트리에틸벤젠 2 ∼ 3 %
3 이상의 에틸기 수를 가진
고급 폴리에틸벤젠 및 기타 성분 3 ∼ 4 %
모든 공지된 방법에 있어서, 폴리에틸벤젠, 즉 둘 이상의 에틸기로 치환된 페닐 화합물은 하기 식에 따라 과량의 벤젠과 트랜스알킬화 반응하기 전에 단리시킨다 :
상기 알킬화 반응에서와 동일한 촉매에 의해 촉매 작용을 받는 상기 반응은 알킬화 반응기와는 별개의 반응기, 또는 알킬화 반응기 자체에서 수행될 수 있으며, 과량의 벤젠과 반응하여 에틸벤젠의 우세한 형성을 더욱 가속화할 수 있다.
에틸벤젠의 제조를 위해 공지된 기술에 대한 상세한 설명은 상기 언급된 문헌 [Procds de ptrochimie] 또는 [Encyclopedia of Chemical Technology - 제 3 판 - John Wiley and Sons - Vol.21, P772 이후] 에 기재되어 있다.
상기 언급된 모든 공지된 방법에 있어서, 알킬화 반응에서 사용되는 벤젠 및 에틸렌은 공업적 에틸벤젠을 형성하기에 충분한 공업적 순도를 가진 각각의 제품이며, 이후에 에틸벤젠을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해 원하는 정도까지 정제할 수 있다.
또한, 오일 정제 기술 및 이로부터 유래된 주 생성물은 문헌 [Encyclopedia of Chemical Technology - 제 3 판 - Vol.17, P.183 이후]에 기재되어 있다.
즉, 오일 증류에 의해 수득된 특정한 중질 분획을 유체 촉매 크래킹 (F. C. C.)에서 촉매적으로 분해하면 고 옥탄가를 가진 석유로서 향상된 값을 가진 경질 제품을 수득할 수 있음이 명백하다. 이 크래킹은 또한 특정한 비율의 F. C. C. 가스 라고 불리우는 가스를 제공하며, 이것의 경질 분획은 탄소수 2 이하의 포화 탄화수소 및 에틸렌을 함유한다. 이 에틸렌은 일반적으로 경질 분획중에 30 중량 % 미만의 함량으로 존재한다. 액화와 증류에 의한 에틸렌의 회수는 경제적으로 실행 불가능하며, 이러한 에틸렌을 주로 메탄 및 에탄으로 희석하여 사용하는 것은 특히 영국 특허 GB-90 505 및 GB-1, 013, 268 호와 미합중국 특허 US-A-3, 131, 230, US-A-3, 200, 164 및 US-A-3, 205, 277 호에 이미 기재되어 있다.
상기 특허의 알킬화 공정에 있어서, 벤젠/에틸렌 비율은 2 초과이고, 이는 일반적으로 상기 경질 분획에 존재하는 모든 에틸렌을 전부 사용할 수 있도록 실제적으로 순수한 에틸렌을 사용하는 공지의 방법에서 사용되는 비율보다도 더욱 크다 (참조 : 문헌 [Process economics program, Standford Research Institute - Report No. 33 - 1986 년 10 월, p. 37]).
수득된 알킬레이트는 현저히 높은 비율의 벤젠을 갖고 소량의 에틸벤젠 및 폴리에틸벤젠을 함유하며 ; 그 결과 이 혼합물로부터 에틸벤젠을 분리하기 위해서는 상당한 비용이 들고, 에틸렌 값을 높히기 위한 이러한 방법은 통상 공업적 공정의 요지를 형성하는 것으로 보이지 않는다. 즉, F. C. C. 가스의 경질 분획은 에틸렌 함량에 대해 증가된 값을 갖지 않는다.
상기 방법에서 사용되는 벤젠은 일반적으로 석유 화학 플랜트의 증기 크래킹 장치로부터 유래된 커트에서 발생하거나, 또는 원유 정제 장치의 개질기로부터 유래되는 커트에서 발생한다.
개질기로부터의 상부 분획은 상당한 비율의 벤젠을 함유할 수 있으며, 따라서 벤젠 제조계의 상당한 일부의 원천이 된다.
그러나, 개질기가 전체 정제 장치에 비해 용량이 너무 적을 경우나, 또는 지나치게 중질 분획이어서 상당한 양의 벤젠을 가져올 수 없는 분획을 공급할 경우에는, 비용을 고려했을때 벤젠이 석유에 남게 된다. 그러나, 벤젠의 인식된 독성을 고려하면, 석유내에 벤젠이 존재하는 것은 현재 또는 미래의 규정에 있어서 문제를 일으킨다.
본 발명의 주 목적은 특히 F. C. C. 가스에서 발생하는 희석 에틸렌의 값을 경제적인 수준으로 더욱 증가시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스티렌으로의 탈수소화에 의해 값이 증가될 수 있는 에틸벤젠을 제조하면서, 경질 개질물로부터 벤젠을 제거하는 것이다.
벤젠의 제거후에 이러한 경질 개질물을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류시켜 벤젠-비함유 석유를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 개질물의 주된 비-벤젠 부분을 개선된 옥탄가를 가진 생성물로 이성질화하면서, 경질 개질물로부터 벤젠을 제거하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 주 목적은 벤젠을 함유하는 조성물 (A) 및 에틸렌을 함유하는 조성물 (B) 로부터 에틸벤젠을 제조하는 방법에 의해서 달성되며, 상기 방법은 하기 a) 내지 d) 의 단계로 구성됨을 특징으로 한다 :
a) 벤젠/에틸렌 몰비가 0.3 내지 1 인 벤젠과 에틸렌의 알킬화 반응에서 상기 조성물 (A) 와 조성물 (B) 를 반응시켜, 실질적으로 잔류 벤젠은 함유하지 않으면서 모노-, 디- 및 트리에틸벤젠을 함유하는 알킬레이트를 수득하는 단계;
b) 이 알킬레이트를 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리하여, 디-및 트리에틸벤젠을 함유하는 증류물을 수득하는 단계;
c) 이 증류물을 벤젠과 트랜스알킬화 반응시켜, 상기 증류물의 디- 및 트리에틸벤젠으로부터 형성된, 모노에틸벤젠이 풍부한 생성물을 수득하는 단계 ;
d) 이 생성물을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리하여 에틸벤젠을 수득하는 단계.
상기 조성물 (A) 는 순수한 벤젠 또는 희석된 벤젠일 수 있다.
벤젠과 에틸렌의 알킬화 반응의 속도를 충분히 빠르게 하면서, 반응에 주입된 실질적으로 거의 모든 벤젠을 제거하기 위한 벤젠/에틸렌 몰비는 0.3 내지 1 이다.
유리하게는, 존재하는 벤젠을 희석시키는 포화 탄화수소를 또한 함유하는 조성물 (A) 를 사용하여 알킬화 반응을 공업적으로 실행할 수 있다.
유리하게는, 포화 탄화수소에 희석된 벤젠을 함유하는 조성물 (A) 는 원유 정제로부터 발생된 경질 개질물이다. 일반적으로, 매우 많은 상기 경질 개질물을 사용하고 그의 벤젠 함량을 제거하는 가능성은 규정에 더욱 적합한 석유를 수득할 수 있도록 한다.
유리하게는, 조성물 (B) 는 에틸렌 이외의 불포화 탄화수소르 제외한 포화 탄화수소에 희석된 에틸렌을 함유한다. 즉, 예를 들어 프로필렌의 부재는 수득된 알킬레이트의 조성을 단순화하고, 특히 증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해 그의 성분들을 용이하게 분리할 수 있도록 한다.
바람직하게는, 조성물 (B) 는 탄소수 2 이하의 탄화수소를 함유하는 유체 촉매적 크래킹 가스의 증류 분획이다.
조성물 (A) 가 정제 장치에서 이용 가능한 경질 개질물 분획일 경우, 본 발명에 따른 방법은 정제 장치의 F. C. C. 가스에 함유된 대분분의 에틸렌을 경질 개질물에서 입수 가능한 모든 벤젠으로 처리할 수 있다는 잇점을 나타낼 수 있다.
모노에틸벤젠을 함유하는 상부 분획과 디- 및 트리에틸벤젠 및 중질 생성물을 함유하는 하부 분획을 수득하기 위해서는, 단계 b) 로부터의 상기 증류물이 상기 증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해 수득되는 모노에틸벤젠을 더 이상 함유하지 않도록, 단계 b) 의 증류 및 정류, 또는 증류나 정류를 조절하는 것이 바람직하다.
모노에틸벤젠을 함유하는 상부 분획을 단계 a) 로 재순환시켜 이 모노에 틸벤젠을 디 - 및 트리에틸벤젠으로 알킬화하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 알킬화 반응기에서 수득되는 알킬레이트는 재순환 공정을 거치지 않고 수득되는 일킬레이트에 비해 디- 및 트리에틸벤젠이 더욱 풍부하며, 조성물 (A) 에 함유된 벤젠은 단계 c) 의 트랜스알킬화에서 에틸기의 양호한 운반체로 작용하는 에틸렌 분자의 더욱 많은 수와 결합된다.
유리하게는, 조성물 (A) 는 경질 개질물이며, 포화 탄화수소로부터 형성되고 필수적으로 벤젠을 함유하지 않는 석유 분획이며, 또다른 증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해 단계 b) 에서 회수된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 c) 의 트랜스알킬화는 공지된 방법에 따라 수행되며, 이어서 벤젠 기류를 통상 사용되는 벤젠/에틸기의 비에 대하여 조절한다. 이러한 트랜스알킬화는 단계 a) 의 알킬화가 실행되는 동일한 부위에서 수행되거나, 또는 입수 가능한 충분한 양의 벤젠을 갖는 다른 부위에서 수행될 수도 있다. 후자의 경우에, 디- 및 트리에틸벤젠을 기재로 한 폴리에틸벤젠은 알킬화 또는 트랜스알킬화 반응기에서 표준 알킬화 장치내에 주입될 수 있다.
상기 설명에 덧붙여, 본 발명은 하기 실시예에 의해 더욱 이해될 수 있으며, 이 중에서 실시예 5 는 본 방법의 구현 양태의 도식을 나타내는 첨부된 도면을 참조로 하여 설명된다.
이들 실시예는 단지 예증을 위해 주어진 것이며, 본 발명의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다.
압력에 대해 내성을 가지며 교반기가 장착된, 에나멜을 칠한 오토클레이브내에, 분자체에 통과시킴으로써 탈수되고 하기 성분을 함유하는 1000 g 의 경질 개질물 장입물을 주입하고, 1 g 의 염화알루미늄 AlCl3및 1.4 g 의 염화에틸을 첨가한 후, 오토클레이브를 밀폐시켰다 :
- C-6 파라핀 (6 개의 탄소 원자를 가짐) : 72 중량 %
- C-6 시클로파라핀 (6 개의 탄소 원자르 가짐) : 22 중량 %
-벤젠 : 6 중량 %
교반을 시작한 후에, 오토클레이브의 온도를 160℃ 로 하였다. 이어서, 통상의 압력 및 온도 조건하에서, 하기의 물 조성을 갖는 가압 가스 180를 밸브를 통해 오토클레이브내에 주입하였다 :
- 메탄 51 %
- 에탄 33 %
- 에틸렌 16%
염화에틸의 형태로 주입된 에틸기를 고려했을 때, 벤젠/에틸렌 몰비는 0.59 이다.
1 시간이 지났을때, 가스를 냉각시키고 건조 이산화탄소 (-78 ℃) 에 의해 냉각된 트랩내로 가스를 가압 방출한 후, 오토클레이브 및 트랩내에서 회수된 액체 분획을 합하고, 물로 세척하며, 1 N 수산화 나트륨 용액으로 세척에 의해 증화시킨 다음, 물로 다시 세척하였다.
8 개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 화합물을 함유하는 중질 분획의 중량 조성은 증기 상 크로마토그래피로 측정시 다음과 같았다 :
- 에틸벤젠 41 %
- 디에틸벤젠 43 %
- 트리에틸벤젠 13 %
- 중질 생성물 3 %
탄소수 6 의 탄화수소로 구성된 상부 분획을 제거한 후, 증류에 의해, 에틸벤젠 38 g, 및 하기 중량 조성의 디에틸벤젠과 트리에틸벤젠의 혼합물 52 g 을 회수하였다 :
- 디에틸벤젠 77 %
- 트리에틸벤젠 23 %
원칙적으로, 수득된 에틸벤젠 38 g 은 이들이 소실될 때까지 상기와 동일한 알킬화 반응에서 재사용할 수 있다.
따라서, 이들은 77/23 중량 조성을 갖는 디에틸벤젠/트리에틸벤젠 혼합물 약 50 g 의 가능성을 나타낸다.
즉, 상기 기재된 조건하에서 몰비가 0.59 인 벤젠/에틸렌을 가지고 알킬화 반응을 수행하면, 형성된 에틸벤젠의 재사용이 완결된 후에, 이론적으로 1000 g 의 경질 개질물로부터 77/23 중량비의 디에틸벤젠/트리에틸벤젠 혼합물 약 102 g 이 수득될 수 있다.
상기 디- 및 트리에틸벤젠이 77/23 혼합물 52 g 을 120 g 의 벤젠, 0.17 g 의 염화알루미늄 및 0.24 g 의 염화에틸을 함유하는 오토클레이브내에 주입하였다. 벤젠/에틸기의 몰비는 2.3 이었다.
오토클레이브를 밀폐시키고, 교반을 시작하였으며, 온도를 160 ℃ 로 상승시켰다.
이 온도에서 1 시간 동안 반응시킨 후, 혼합물을 냉각시킨 다음, 오토클레이브내의 압력을 균일화시키고, 오토클레이브를 개방하였다. 알킬화 반응 후 내용물울 상기와 같이 중화시키고 세척하였다. 하기의 성분을 함유하는 혼합물 172 g 을 수득하였다 :
- 벤젠 50 중량 %
- 에틸벤젠 40 중량 %
- 디에틸벤젠 7 중량 %
- 중질 생성물 1 중량 %
이 혼합물을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류시키면, 약 68 g 의 에틸벤젠 및 11 g 의 디에틸벤젠이 수득된다.
에틸벤젠의 수율을 증가시키기 위해, 디에틸벤젠을 트랜스알킬화 반응으로 재순환시킬 수 있다.
산출 결과는, 사용된 52 g 의 혼합물로부터 제조될 수 있는 에틸벤젠의 총량이 약 86 g 에 달함을 나타냈다.
상기 가스 180로부터 입수 가능한 102 g 의 디에틸벤젠/트리에틸벤젠 혼합물에서 수득될 수 있는 에틸벤젠은 약 169 g 에 달한다.
따라서, 1000 g 의 경질 개질물은 약 169 g 의 에틸벤젠을 생성할 수 있다.
[실시예 2 - 비교]
비교를 위해, 공지된 기술에서와 같이, 폴리에틸벤젠의 형성을 최소화 하기 위해, 2.5 의 벤젠/에틸렌 몰비를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 에서와 동일한 조건하에서 1000 g 의 동일한 경질 개질물을 처리하였다. 실시예 1 에 따른 가스 40만을 오토클레이브내에 주입하였다.
실시예 1 에서와 같이 반응, 냉각, 중화 및 세척한 후에, 8 개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소의 중량 조성이 다음과 같은 유기 상을 회수하였다:
- 에틸벤젠 84 %
- 디에틸벤젠 15 %
- 트리에틸벤젠 1 %
증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해, 22.7 g 의 에틸벤젠 및 4.2 g 의 폴리에틸벤젠을 회수하였다. 트랜스알킬화 반응으로 재순환되는 폴리에틸벤젠은 약 7 g 의 에틸벤젠 가능성을 나타냈다.
1000 g 의 경질 개질물로부터 일단계로 상기 방법에 의해 입수 가능한 에틸벤젠의 양은 약 29 g 에 달했다.
추가로, 경질 개질물에 함유된 60 g 의 벤젠중에서 단지 약 20 g 만이 반응함이 관찰되었다. 이 개질물의 재사용을 꾀할 수도 있지만, 벤젠의 희석도가 매우 낮고 이는 재사용시 더욱 낮아지게 되므로, 매우 큰 반응 용적이 필요한 점을 고려하면, 이는 상상이 곤란하다.
이러한 가정이 유지된다 하더라도, 산출 결과는 벤젠이 소실될 때까지 개질물을 재사용하면 이론적 최대치인 약 55 g 의 에틸벤젠만이 생성됨을 나타냈다. 따라서, 1000 g 의 개질물은 본 비교 방법에 따라 처리할 때, 단지 약 85 g 의 에틸벤젠의 이론적 가능성을 갖는다.
[실시예 3]
실시예 1 의 개질물 장입물 500 g 및 작은 공극을 가진 탈알루미네이트화몰데나이트 (Si/Al 비 = 25) 175 g 을 압력에 대해 내성을 가지며 교반기가 장착된 스테인레스 강철 오토클레이브내에 주입하였다.
밀폐된 오토클레이브의 온도를 270℃ 로 올리고, 실시예 1 에서와 동일한 가스 140 N를 밸브를 통해 오토클레이브내에 주입하였다.
또한, 벤젠/에틸렌 몰비는 0.38 이었다. 270℃ 에서 2 시간 동안 반응시킨 후, 실시예 1 에서와 같이 냉각시키고 가스의 압력을 방출시킨 다음, 8 개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 분획의 중량 조성은 다음과 같았다 :
- 에틸벤젠 12 %
- 디에틸벤젠 43 %
- 트리에틸벤젠 31 %
- 중질 생성물 14 %
증류에 의해, 에틸벤젠 5.5 g 및 하기의 중량 조성을 갖는 조성을 갖는 폴리에틸벤젠의 혼합물 36 g 을 회수하였다 :
- 디에틸벤젠 58 %
- 트리에틸벤젠 42 %
상기 에틸벤젠 5.5 g 을 재사용하면, 58/42 디에틸벤젠/트리에틸벤젠 혼합물 약 7.6 g 이 생성될 수 있다.
이 알킬화 반응에서 형성된 에틸벤젠을 완전히 재사용하면, 500 g 의 경질 개질물은 약 44 g 의 58/42 디에틸벤젠/트리에틸벤젠 혼합물을 생성할 수 있다.
[실시예 4]
상기 폴리에틸벤젠의 혼합물 36 g, 분자체에서 건조된 벤젠 110 g, 염화 알루미늄 0.15 g 및 염화에틸 0.22 g 을 실시예 1 에서와 동일한 트랜스알킬화 오토클레이브내에 주입하였다. 실시예 1 의 절차를 수행하여, 하기 성분을 함유하는 혼합물 136 g 을 회수하였다 :
- 벤젠 54 중량 %
- 에틸벤젠 38 중량 %
- 디에틸벤젠 6 중량 %
- 중질 생성물 2 중량 %
증류 및 정류, 또는 증류나 정류에 의해 51.7 g 의 에틸벤젠 및 8.2 g 의 디에틸벤젠을 회수하여, 상기와 동일한 트랜스알킬화 반응에서 재사용하면, 약 13 g 의 에틸벤젠이 생성된다.
디에틸벤젠이 소실될 때까지 이를 재순환시킴으로써, 사용된 혼합물 36 g 으로부터 67.4 g 의 에틸벤젠이 수득될 수 있다.
실시예 3 의 방법에 의해 500 g 의 개질물을 처리함으로써 입수 가능한 혼합물 44 g 으로부터 82.4 g 의 에틸벤젠을 수득할 수 있거나 또는 정제유 1000 g 에 대해 약 165 g 을 수득할 수 있다.
[실시예 5]
제 1 도는 알킬화 반응기 (1), 트랜스알킬화 반응기 (6) 및 증류 컬럼 (2) 내지 (5) 및 (7)내지 (9) 를 포함하는 플랜트내에서의 공정의 구현예에 대한 도식을 나타낸다.
반응기 및 컬럼은 각각 별개로 자체 공지된 것이다. 플랜트를 연속 가동하고, 경질 개질물 1000 g 에 대해 중량 기준, 부피 기준 또는 몰 기준으로 양을 나타냈다.
경질 개질물 A는 C - 6 파라핀 및 C - 6 시클로파라핀 (모두 11 몰), 및 벤젠 (0.77 몰)을 함유한다.
F. C. C. 가스 (249) B 는 메탄 및 에탄 (모두 9.34 몰) 및 에틸렌 (1.78 몰)의 혼합물을 함유한다. 이 비율의 개질물 A 및 가스 B 를 A1C13(0.0075 몰) 및 염화 에틸 (0.0217 몰) 을 함유한 촉매 (11) 을 가진 알킬화 반응기 (1) 내에 주입한다. 충분한 체류 시간 후에, 수득된 반응 혼합물을 컬럼 (2) 로 보내고, 여기서 혼합물은 상부 분획 (12) 및 하부 분획 (15)으로 분리된다. 컬럼 (5) 로 보내진 상부 분획을, 메탄 및 에탄 (모두 9.34 몰) 과 에틸렌 (0.02 몰) 을 함유하는 가스 분획 (13), 및 소량의 벤젠 함량을 가진 석유 (14)(11 몰) 로 구성된 하부 분획으로 분리한다. 하부 분획 (15)는 모노에틸벤젠 (0.72 몰), 디에틸벤젠 (0.59 몰), 트리에틸벤젠 (0.15 몰) 및 중질 생성물 (0.03 몰) 을 함유한다. 이 분획을 컬럼 (3) 으로 보내고, 여기에서 반응기 (1) 로 재순환되는 에틸벤젠 (16) 은 상부로 분리되고, 디- 및 트리에틸벤젠 및 중질 생성물은 하부 (17) 로 분리되며, 이를 컬럼 (4) 에 주입하여 하부에서 중질 생성물 (19) (0.03 몰) 을 제거한다.
컬럼 (4) 는 상부에서 디에틸벤젠 (0.59 몰) 및 트리에틸벤젠을 함유하는 증류물 (18) (단계 b) 을 생산한다.
이 증류물 (18) 을 A1C13(0.0013 몰) 및 염화 에틸 (0.0037 몰) 을 함유한 촉매 (21) 를 가진 트랜스알킬화 반응기 (6) 내에 주입한다. 벤젠 (22) (0.86 몰) 을 또한 반응기 (6) 내에 주입한다. 반응기 (6) 에서 나오는 생성물 (25) 을 컬럼 (7) 로 보내고, 여기서 반응기 (6) 으로 재순환되는 벤젠 (23) 은 상부로 분리되고, 에틸벤젠 (1.58 몰), 디에틸벤젠 (0.27 몰) 및 중질 생성물 (0.02 몰) 을 함유하는 혼합물 (26) 은 하부로 분리된다. 혼합물 (26) 을 컬럼 (9) 에 보내고, 여기서 하부 부분의 중질 생성물 (30) (0.02 몰) 을 제거하고, 상부에서 에틸벤젠 (1.58 몰) 및 디에틸벤젠 (0.27 몰) 의 혼합물 (27) 을 얻는다. 혼합물 (27) 을 컬럼 (8) 에 주입하고, 여기서 순수하거나 실질적으로 순수한 에틸벤젠 (29) (1.58 몰) 은 상부로 분리되고, 디에틸벤젠 (28) (0.27 몰)은 하부로 분리되며, 이를 반응기 (6) 으로 재순환시킨다.
Claims (8)
- a) 벤젠/에틸렌 몰비가 0.3 내지 1 인 벤젠과 에틸렌의 알킬화 반응에서 벤젠을함유하는 조성물 (A) 를 에틸렌을 함유하는 조성물 (B)와 반응시켜, 실질적으로 잔류 벤젠은 함유하지 않으면서 모노-, 디- 및 트리에틸벤젠을 함유하는 알킬레이트를 수득하고 ; b) 이 알킬레이트를 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리하여, 디- 및 트리에틸벤젠을 함유하는 증류물 (18) 을 수득하며 ; c) 이 증류물 (18) 을 벤젠 (22) 과 트랜스알킬화 반응시켜, 상기 증류물의 디- 및 트리에틸벤젠으로부터 형성된, 모노에틸벤젠이 풍부한 생성물 (25) 을 수득하고 ; d) 이 생성물 (25) 을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리하여 에틸벤젠 (29) 을 수득하는 것으로 구성됨을 특징으로 하는, 벤젠을 함유하는 조성물 (A) 및 에틸렌을 함유하는 조성물 (B) 로부터의 에틸벤젠의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물 (A) 가 포화 탄화수소를 또한 함유함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 조성물 (A) 가 경질 개지물임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물 (B) 가 에틸렌 이외의 불포화 탄화수소를 제외한 포화 탄화수소를 또한 함유함을 특징으로 하는 방법
- 제 4 항에 있어서, 상기 조성물 (B) 가 탄소 원자수가 2 이하인 탄화수소를 함유한 유체 촉매적 크래킹 가스의 증류 분획임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 b) 의 증류물이 모노에틸벤젠을 또한 함유하고, 이 증류물을 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리하여, 모노에틸벤젠을 함유하는 상부 분획과 디- 및 트리에틸벤젠을 함유하는 하부 분획을 수득함을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서, 모노에틸벤젠을 함유하는 상기 상부 분획을 단계 a) 로 재순환시켜, 상기 모노에틸벤젠을 디- 및 트리에틸벤젠으로 알킬화시킴을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항, 제 5 항 및 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 포화 탄화수소로부터 형성되고 필수적으로 벤젠을 함유하지 않는 석유 분획을 또다른 증류 및 정류, 또는 증류나 정류 처리에 의해 단계 b) 에서 회수함을 목적으로 하는 방법.
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