PL152424B1 - Sposób otrzymywania alkilonaftalenów - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 152 424 POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 06 25 (P. 266436)

Pierwszeństwo-Zgłoszenie ogłoszono: 89 01 05

Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29

Int. Cl.^sC07C 15/24 C07C 2/68 tnuiw B G Ó U*

Twórcy wynalazku: Robert Brzozowski, Witold Tęcza, Zygmunt Lisicki, Grażyna Szczęśniak-Kowalec, Jan Kwiatkowski

Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemysłowej,

Warszawa (Polska)

Sposób otrzymywania alkilonaftalenów

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania alkilonaftalenów przez alkilację naftalenu węglowodorami olefinowymi z użyciem chlorku glinu, zarówno w postaci stałej, jak i w postaci kompleksu z węglowodorami aromatycznymi, jako katalizatora.

Reakcja katalitycznej alkilacji naftalenu propylenem, etylenem i innymi olefinami w obecności chlorku glinu jest znaną metodą otrzymywania alkilonaftalenów. Jak wynika z mechanizmu reakcji alkilacji w przypadku użycia stałego chlorku glinu (jak również w przypadku innych katalizatorów typu Friedel-Craftza) konieczne jest powstanie przez lub w trakcie reakcji, kompleksu aktywnego AICI3 z substratami lub produktami alkilacji. Możliwe jest również użycie jako katalizatora uprzednio przygotowanego kompleksu chlorku glinu z węglowodorami aromatycznymi. W każdym przypadku aktywnym katalizatorem tej reakcji jest kompleks chlorku glinu ze związkiem organicznym.

W opisie patentowym brytyjskim 754 678 przedstawiono metodę otrzymywania izopropylonaftalenu, zawierającego powyżej 75% 2-izopropylonaftalenu przez alkilację naftalenu propylenem w obecności stałego chlorku glinu. Proces może być prowadzony w obecności rozpuszczalnika, co pozwala na alkilację w temperaturze poniżę 80°C.

Według opisu patentowego ZSRR 400 562 zamiast stałego AICI3 może być użyty chlorek glinu w postaci kompleksu z diizopropylonaftalenami.

Według opisu patentowego USA 3985 819 w procesie alkilacji może być użyty naftalen techniczny, którego głównym zanieczyszczeniem jest tionaften.

Generalnie jednak w procesie alkilacji naftalenu węglowodorami olefinowymi, w obecności chlorku glinu jako katalizatora, stosuje się natfalen czysty, zarówno świeży, jak i nieprzereagowany, oddzielony od produktów alkilacji.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że zawracanie całej frakcji nieprzereagowanego naftalenu, zawierającej uboczne produkty alkilacji wrzące poniżej temperatury wrzenia naftalenu takie jak tetralina, i/lub produkty uboczne alkilacji wrzące powyżej temperatury wrzenia naftalenu takie

152 424 jak: alkilotetraliny, metylonaftaleny czy inne niepożądane alkilonaftaleny, wpływa korzystnie na zmniejszenie zużycia naftalenu w procesie jego alkilacji. Stwierdzono zatem, że oczyszczanie nieprzereagowanego naftalenu przed zawróceniem go do procesu alkilacji jest niecelowe.

Sposób alkilacji naftalenu węglowodorami olefinowymi przy użyciu chlorku glinu, zarówno w postaci stałej jak i w postaci kompleksu z węglowodorami aromatycznymi według wynalazku polega na tym, że z uzyskanej mieszaniny poreakcyjnej wydziela się destylacyjnie frakcję węglowodorową, zawierającą naftalen, oraz produkty uboczne alkilacji o temperaturze wrzenia niższej od temperatury wrzenia naftalenu, głównie tetralinę i/lub produkty wrzące w temperaturze wyższej od temperatury wrzenia naftalenu ale niższej od temperatury wrzenia otrzymywanego alkilonaftalenu, głównie alkilotetraliny, a następnie część lub całość frakcji zawraca się do procesu alkilcji.

Stwierdzono, że korzystne jest zawracać taką ilość frakcji węglowodorowej, aby łączna ilość tetraliny i alkilotetralin w strumieniu podawanym do reaktora alkilacji nie była wyższa niż 10% wgowych w stosunku do ilości naftalenu. Na przykład w przypadku alkilacji naftalenu propylenem w celu uzyskania izopropylonaftalenu z otrzymanego alkilatu wydziela się destylacyjnie frakcję węglowodorową, wrzącą w zakresie temperatur 200-265°C, zawierającą naftalen, oraz uboczne produkty alkilacji między innymi: tetralinę, izopropylotetraliny, metylonaftaleny, etylonaftaleny, a następnie całą, albo część tej frakcji zawraca się do procesu alkilacji. Zamiast szerokiej frakcji o temperaturze wrzenia w zakresie 200-265°C zawracane mogą być również węższe frakcje zawierające naftalen na przykład wrzące w zakresie temperatur 200-229°C lub 217-265°C.

Zaletą sposobu otrzymywania alkilonaftalenów według wynalazku jest możliwość znacznego uproszczenia procesu rozdzielania produktów alkilacji, a także zmniejszenia zużycia naftalenu w przeliczeniu na jednostkę uzyskanych alkilonaftalenów.

Wynalazek pozwala na zmniejszenie zużycia naftalenu na wyprodukowanie 1 mola alkilonaftalenów z 1,05-1,2 mola do 1,02-1,05 mola w zależności od stosowanych parametrów reakcji. Wynalazek pozwala również na stosowanie naftalenu o niższej czystości, jeśli jego głównym zanieczyszczeniem jest tetralina. Oprócz ograniczenia strat naftalenu, oraz możliwości uniknięcia kłopotliwego usuwania niepożądanych substancji z naftalenu, wynalazek pozwala na zmniejszenie zużycia oleimy w przypadku obecności w surowcach alkilotetralin posiadających takie same podstawniki alkilowe jak otrzymywane docelowo alkilonaftaleny, ponieważ alkilotetraliny ulegają transalkilacji z naftalenem dając alkilonaftaleny.

Przykład I. Do reaktora szklanego wposażonego w mieszadło, płaszcz termostatujący, chłodnicę zwrotną i urządzenia doprowadzające gazowy propylen załadowano 131 g naftalenu zawierającego 3 g tetraliny, tj. 2,2% molowego w stosunku do naftalenu, oraz 204g frakcji węglowodorów parafinowych C6 - C7. Po osiągnięciu temperatury reakcji wsypano 3g AICI3 i po 10 minutach rozpoczęto dozowanie propylenu. Propylen dozowano przez 1 godzinę w temperaturze reakcji 60°C. Ilość zaabsorbowanego propylenu zapewniała stosunek molowy naftalenu do propylenu N/P = 2,3. Produkt mieszano jeszcze przez 20 minut w temperaturze reakcji, po czym chlorek glinu rozłożono wodą, a uzyskany produkt po przemyciu wodą i roztworem NaOH poddano analizie chromatograficznej. Uzyskany produkt zawierał 60,2% molowego nieprzereagowanego naftalenu, 36,6% molowego mono-, di- i tiizopropylonaftalenów oraz 3,2% molowego innych węgowodorów ubocznych, głównie tetraliny, alkilotetralin, oraz alkilonaftalenów, innych niż mono-, di- i triizopropylonaftaleny. Selektywność procesu w kierunku alkilonaftalenów, po przeliczeniu na czysty naftalen (po odjęciu 2,2% molowego tetraliny zawartej w surowcu) wyniosła 97,65%. Selektywność alkilacji czystego naftalenu w podobnych warunkach, wynosiła 96,2% w przypadku użycia 2 g katalizatora, natomiast przy użyciu 5 g katalizatora selektywność wynosiła 93,3%. Z porównania selektywności procesu alkilacji prowadzonego w obecności i nieobecności tetraliny wynika, że alkilacja naftalenu bez dodatku tetraliny, zarówno w łagodniejszych warunkach (2 g katalizatora zamist 3 g), jak i w ostrzejszych (5 gramów katalizatora) nie pozwala uzyskać tak wysokiej selektywności reakcji jak w przypadku alkilacji naftalenu zawierającego tetralinę.

Przykład II. Przeprowadzono alkilację sposobem opisanym w przykładzie I, w temperaturze 61 °C w obecności 5 g AICI3. Stosunek molowy naftalenu do propylenu wynosił 2,7. Mieszanina wyjściowa zawierała 2,43 g tetraliny, tj. 1,81% molowego. W uzyskanym alkilacie wykryto 64,4% molowego naftalenu, 33,0% molowego izopropylonaftalenów, oraz 2,6% molowego innych węg

152 424 3 lowodorów. Selektywność, uwzględniająca zawartość tetraliny w surowcach wynosiła 97,7%. Natomiast w reakcji z czystym naftalenem selektywność wynosiła 94,8%.

Przykład III. Przeprowadzono alkilację sposobem opisanym w przykładzie I. Jako surowiec użyto naftalen w ilości 88 g z dodatkiem 46 g frakcji wydestylowanej z alkilatu w granicach temperatur 124-146°C pod próżnią 5,3 kPa. Frakcja miała następujący skład: naftalen 86,9% wag., izopropylotetralina 6,6% wag., izopropylonaftalen 6,3% wag., metylo-, i etylonaftaleny 0,1% wag., oraz tetralina 0,1% wag. Stosunek molowy naftalenu do propylenu wynosił 3,0, a ilość użytego AICI3 wynosiła 3g. W uzyskanym produkcie stwierdzono obecność 68,2% molowego naftalenu, 29,4% molowego izopropylonaftalenów, oraz 2,4% molowego produktów ubocznych, co po uwzględnieniu, iż surowiec zawierał 1,6% molowego izopropylotetraliny daje selektywność alkilacji 97,6%.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania alkilonaftalenów za pomocą alkilacji naftalenu węglowodorami olefinowymi przy użyciu chlorku glinu lub jego kompleksu z węglowodorami aromatycznymi jako katalizatora, znamienny tym, że z uzyskanej mieszaniny poreakcyjnej oddziela się destylacyjnie frakcję węglowodorową zawierającą naftalen oraz produkty uboczne o temperaturze wrzenia niżej od temperatury wrzenia naftalenu, głównie tetralinę, i/lub produkty o temperaturze wrzenia wyżej od temperatury wrzenia naftalenu, ale niższej od temperatury wrzenia otrzymywanego alkilonaftalenu, głównie alkilotetraliny, a następnie część lub całość frakcji zawraca się do procesu alkilacji.
2. 2. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że frakcję węglowodorową zawraca się do procesu alkilacji w ilości takiej, aby łączna ilość tetraliny i alkilotetralin w strumieniu podawanym do reaktora alkilacji nie była wyższa niż 10% wagowych w stosunku do ilości naftalenu.