第三节　长链烷基苯的工业生产

长链烷基苯主要用于生产洗涤剂、表面活性剂等日化产品，产量非常大。生产上有烯烃和氯代烷两种原料途径，目前两种路线都在使用。

① 以烯烃为烷化剂、氟化氢为催化剂的生产方法常被称为氟化氢法。

② 以氯代烷为烷化剂、三氯化铝为催化剂的生产方法常被称为三氯化铝法。

式中R、R'为烷基或氢。

一、氟化氢法

苯与长链正构烯烃的烷基化反应一般采用液相法，也有采用在气相中进行的。凡能提供质子的酸类都可以作为烷基化的催化剂，由于HF具有性质稳定、副反应少且易与目的产物分离、产品成本低及无水HF对设备几乎没有腐蚀性等优点，使它在长链烯烃烷基化中应用最为广泛。

苯与长链烯烃的烷基化反应较为复杂，依原料来源不同主要有以下几个方面：① 烷烃、烯烃中的少量杂质，如二烯烃、多烯烃、异构烯烃及芳烃参与反应；② 因长链单烯烃双键位置不同，形成许多烷基苯的同分异构体；③ 在烷基化反应中可能发生异构化、分子重排以及聚合和环化等副反应。上述副反应的程度随操作条件、原料纯度和组成的变化而变化，其总量往往只占烷基苯的千分之几，但它对烷基苯的质量影响却很大，主要表现为烷基苯的色泽的偏深等。

氟化氢法长链烷基苯生产工艺路线如图3-3所示。

图3-3　氟化氢法生产烷基苯工艺流程

1，2—反应器；3—HF蒸馏塔；4—脱氟化氢塔；5—脱苯塔；6—脱烷烃塔；7—成品塔；8，9—静置分离器

反应器1和2是筛板塔。将烷烃、烯烃（9%～10%）混合物及10倍于烯烃物质的量的苯以及有机物2倍体积的氟化氢在冷却器中混合，保持30～40℃，这时大部分烯烃已经反应。将混合物送入反应器1。为保持氯化氢（沸点19.6℃）为液态，反应在0.5～1MPa下进行。物料由顶部排出至静置分离器8，上层的有机物和静置分离器9下部排出的循环氟化氢及蒸馏提纯的新鲜氟化氢进入反应器2，使烯烃反应完全。反应产物进入静置分离器9，上层的物料经脱氟化氢塔4及脱苯塔5，蒸出氟化氢和苯；然后至脱烷烃塔6进行减压蒸馏，蒸出烷烃；最后至成品塔7，在96～99kPa真空度、170～200℃下蒸出烷基苯成品。静置分离器8下部排出的氟化氢溶解了一些重要的芳烃，这种氟化氢一部分去反应器1循环使用，另一部分在蒸馏塔3中进行蒸馏提纯，然后送至反应器2循环使用。

二、三氯化铝法

三氯化铝法采用的长链氯代烷是由煤油经分子筛或尿素抽提得到的直链烷烃经氯化制得的。

在与苯反应时，除烷基化主反应外，其副反应及后处理与上述烯烃为烷化剂的情况类似，不同点在于烷化器的结构、材质及催化剂各不相同。

长链氯代烷与苯烷基化的工艺过程随烷基化反应器的类型不同而不同，常用的烷基化反应器有釜式和塔式两种。而单釜间歇式烷基化操作已很少使用，连续操作的烷基化设备有多釜串联式和塔式两种，前者主要用于以三氯化铝为催化剂的烷基化过程。现阶段国内广泛采用的都是以金属铝作为催化剂的塔式反应器，烷基化反应在三个按阶梯形排列串联搪瓷塔组中进行。

三氯化铝法长链烷基苯生产工艺路线如图3-4所示。

图3-4　金属铝催化缩合工艺流程图

1—苯高位槽；2—苯干燥器；3—氯化石油高位槽；4—氯化石油干燥器；5—缩合塔；6—分离器；7—气液分离器；8—石墨冷凝器；9—洗气塔；10—静置缸；11—泥脚缸；12—缩合液贮缸

反应器为带冷却夹套的搪瓷塔，塔内放有小铝块，苯和卤代烷由下口进入，反应温度在70℃左右，总的停留时间约为0.5h，实际上5min以后转化率即达到90%以上。为了降低物料的黏度和控制多烷基化，苯与氯代烷的摩尔比为（5～10）∶1较为合适。由反应器出来的液体物料中含有产品、未反应的苯、烷基苯和正构烷烃、少量HCl及AlCl3配合物，将其静置分离出红油（泥脚），一部分可循环使用，余下部分用硫酸处理转变为Al2（SO4）3沉淀下来。上层有机物用氨气或NaOH中和，水洗。然后进行蒸馏分离，得到产品。