chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2025-20-5-497-515WUQZICchemicallytech-2307Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF ORGANIC SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВReview of contemporary ethylbenzene production technologiesОбзор современных технологий производства этилбензолаhttps://orcid.org/0009-0007-1120-8682ХахинЛ. А.KhakhinL. A.

Хахин Леонид Алексеевич, к.т.н., заведующий лабораторией полиальфаолефинов

119333, Москва, Ленинский пр-т, 55/1, стр. 2

Leonid A. Khakhin, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Laboratory of Polyalphaolefins

55/1-2, Leninskii pr., Moscow, 119333

KhakhinLA@rdc.rosneft.ruhttps://orcid.org/0009-0001-4580-0189ПотаповаС. Н.PotapovaS. N.

Потапова Светлана Николаевна, к.х.н., ведущий научный сотрудник, лаборатория полиальфаолефинов

119333, Москва, Ленинский пр-т, 55/1, стр. 2

Svetlana N. Potapova, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Laboratory of Polyalphaolefins

55/1-2, Leninskii pr., Moscow, 119333

PotapovaSN@rdc.rosneft.ruhttps://orcid.org/0009-0001-3512-7736КоролевЕ. В.KorolevE. V.

Королев Евгений Валерьевич, к.т.н., старший научный сотрудник, лаборатория полиальфаолефинов

119333, Москва, Ленинский пр-т, 55/1, стр. 2

Evgeniy V. Korolev, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Laboratory of Polyalphaolefins

55/1-2, Leninskii pr., Moscow, 119333

https://orcid.org/0000-0003-2873-3612МасоудС. М.MasoudS. M.

Масоуд Салех Масоуд, к.х.н., научный сотрудник, лаборатория полиальфаолефинов

119333, Россия, Москва, Ленинский пр-т, 55/1, стр. 2

Scopus Author ID 55327194000, ResearcherID J-8251-2018

Salekh M. Masoud, Cand. Sci. (Chem.), Researcher, Laboratory of Polyalphaolefins

55/1-2, Leninskii pr., Moscow, 119333

MasoudSM@rdc.rosneft.ruhttps://orcid.org/0009-0002-0394-8895СветиковД. В.SvetikovD. V.

Светиков Дмитрий Викторович, старший научный сотрудник, лаборатория полиальфаолефинов

119333, Москва, Ленинский пр-т, 55/1, стр. 2

Dmitry V. Svetikov, Senior Researcher, Laboratory of Polyalphaolefins

55/1-2, Leninskii pr., Moscow, 119333

SvetikovDV@rdc.rosneft.ruООО «Объединенный центр исследований и разработок»РоссияUnited Research and Development CenterRussian FederationООО «Объединенный центр исследований и разработок»РоссияUnited Research and Development CenterRussian Federation202507112025205497515Copyright © Khakhin L.A., Potapova S.N., Korolev E.V., Masoud S.M., Svetikov D.V., 20252025Хахин Л.А., Потапова С.Н., Королев Е.В., Масоуд С.М., Светиков Д.В.Khakhin L.A., Potapova S.N., Korolev E.V., Masoud S.M., Svetikov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/2307Objectives

Objectives. Ethylbenzene is an important intermediate for styrene production. Most of the ethylbenzene synthesized worldwide is used to produce styrene, with smaller amounts used as a solvent or for the production of other chemicals. This article reviews contemporary technologies for the production of ethylbenzene.

 Results

 Results. The liquid-phase method of ethylbenzene production using zeolite-containing catalysts for alkylation and transalkylation exhibits the highest efficiency and simplicity. In comparison with liquid-phase alkylation catalysts, e.g., aluminum chloride, zeolitecontaining catalysts demonstrate high activity, selectivity, stability, and resistance to impurities. In addition, they are non-corrosive, environmentally friendly, regenerable, and have a prolonged cycle length between regenerations. More than half of the ethylbenzene synthesized globally is produced by the Badger EBMax process using a catalyst based on zeolite of the MWW family (MCM-22). This technology enables a low benzene to ethylene ratio (from 2.5 to 4), which reduces the benzene circulation rate, increases efficiency, and reduces the column throughput for benzene extraction. The main part of contemporary research in the field of benzene alkylation with ethylene into ethylbenzene is associated with the creation and use of zeolite-containing catalysts, which are solid porous systems containing an active component and a binder. The active component is USY, beta, mordenite, ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, MCM-22, and MCM-49 zeolites. Among the preferred alkylation catalysts are Beta zeolite or zeolite of the MCM-22 family. The binder is Al2O3, SiO2, or amorphous aluminosilicate. Current research also focuses on methods for creating zeolite materials with an increased mesoporous surface area by treating the initial zeolite precursor using various technologies, including combinations of acid treatment and surfactant treatment followed by alkaline solution treatment. Contemporary developments in the field of domestic alkylation and transalkylation catalysts for ethylbenzene production are presented.

Conclusions

Conclusions. The production of ethylbenzene and the further development of technologies for obtaining catalysts for its synthesis are highly promising and important directions in Russia. The technology of liquid-phase alkylation in the presence of contemporary highly active zeolite-containing catalysts offers significant advantages. 

Цели

Цели. Этилбензол (ЭБ) — важный промежуточный продукт для получения стирола. Для производства стирола используется бóльшая часть производимого в мире ЭБ. Меньшее его количество употребляется в качестве растворителя или для производства других химических веществ. Цель данной работы — провести обзор современных технологий производства ЭБ.

Результаты

Результаты. Показано, что жидкофазный процесс получения ЭБ с использованием цеолитсодержащих катализаторов для алкилирования и трансалкилирования является наиболее перспективным подходом к производству ЭБ вследствие максимальной простоты и эффективности. Используемые цеолитсодержащие катализаторы по сравнению с жидкофазными катализаторами алкилирования, например, хлористым алюминием, отличаются высокой активностью, селективностью, стабильностью, устойчивостью к примесям; кроме того, они некоррозионноактивны, экологичны, регенерируемы, характеризуются высоким межрегенерационным пробегом. Более половины производимого ЭБ в мире получают по технологии EBMax с использованием катализатора на основе цеолита семейства MWW (МСМ-22). Технология позволяет использовать низкое соотношение бензола к этилену (от 2.5 до 4), что снижает скорость циркуляции бензола, повышает эффективность и снижает пропускную способность колонны для извлечения бензола. Основная часть современных исследований в области технологии алкилирования бензола этиленом в ЭБ связана с созданием и использованием цеолитсодержащих катализаторов, представляющих собой твердые пористые системы, содержащие активный компонент и связующее вещество. Активным компонентом служат цеолиты USY, Beta, морденит, ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, МСМ-22, МСМ-49. Предпочтительные катализаторы алкилирования включают цеолит Beta или цеолит семейства MCM-22. Связующими веществами являются оксид алюминия Al2O3, диоксид кремния SiO2 или аморфный алюмосиликат. Современные исследования также посвящены способам создания цеолитных материалов, имеющих увеличенную площадь мезопористой поверхности, путем различных обработок исходного цеолитного предшественника, включающих комбинации кислотной обработки, обработки поверхностно-активными веществами с последующей обработкой щелочным раствором. Приведены современные разработки в области создания новых российских катализаторов алкилирования и трансалкилирования для получения ЭБ.

Выводы

Выводы. Производство ЭБ и дальнейшее развитие технологии получения катализаторов для его производства имеют важное значение в России и большой потенциал. Преимуществом обладает технология жидкофазного алкилирования в присутствии современных высокоактивных цеолитсодержащих катализаторов. 

этилбензолстиролалкилированиетрансалкилированиецеолитыцеолитные катализаторыethylbenzenestyrenealkylationtransalkylationzeoliteszeolite catalystsReferencesDegnan Th.F.Jr., Smith C.M., Venkat Ch.R. Alkylation of aromatics with ethylene and propylene: recent developments in commercial processes. Appl. Cat. A: Gen. 2001;221(1-2): 283–294. http://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00807-9Degnan Th.F.Jr., Smith C.M., Venkat Ch.R. Alkylation of aromatics with ethylene and propylene: recent developments in commercial processes. Appl. Cat. A: Gen. 2001;221(1-2): 283–294. http://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00807-9Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С. Алкилирование бензола этиленом на отечественном цеолитсодержащем катализаторе. Нефтегазовое дело. 2012;2: 470–478.Pavlov M.L., Basimova R.A., Alyabyev A.S. Alkylation of benzene with ethylene on a domestic zeolite-containing catalyst. Neftegazovoe delo = Oil and Gas Business. 2012;2:470–478 (in Russ.).Ивашкина Е.Н., Кошкин С.А., Хлебникова Е.С. Моделирование работы промышленных установок получения этилбензола. Neftegaz RU. 2019;9:82–87.Ivashkina E.N., Koshkin S.A., Khlebnikova E.S. Modeling the operation of industrial ethylbenzene production plants. Neftegaz RU. 2019;9:82–87 (in Russ.).Косарева А.Е, Куракин М.Е., Травкин М.Е. Современное состояние и перспективы развития процессов получения этилбензола. Обзор рынка и современное состояние процессов получения этилбензола. Вестник молодого ученого УГНТУ. 2024;2:99–106.Kosareva A.E., Kurakin M.E., Travkin M.E. Current state and prospective developments processes for obtaining ethylbenzene. Market overview and current state of processes obtaining ethylbenzene. Vestnik Molodogo Uchenogo USNTU. 2024;2:99–106 (in Russ.).Попов С.В., Крымкин Н.Ю., Хабибрахманова О.В., Папуловских Е.Н. Реконструкция аппаратурного оформления производства изопропилбензола с целью выпуска этилбензола. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(2): 184–190. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-184-190Popov S.V., Krymkin N.Yu., Khabibrakhmanova O.V., Papulovskikh E.N. Reconstruction of the hardware design for isopropylbenzene production for the production of ethylbenzene. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologii = Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(2):184–190 (in Russ). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-184-190Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С., Хабибуллин А.М., Глотов А.П., Зиннуров Р.Р. Производство этилбензола в ООО Газпром Нефтехим Салават. Нефтепереработка и нефтехимия. 2023;7-8:28–33.Pavlov M.L., Basimova R.A., Alyab’ev A.S., Khabibullin A.M., Glotov A.P., Zinnurov R.R. Ethylbenzene poduction at Gazprom Neftekhim Salavat. Neftepererabotka i neftekhimiya = Oil Refining and Petrochemistry. 2023;7-8:28–33 (in Russ.).Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С. Способ получения катализатора и способ алкилирования бензола этиленом с его использованием: пат. 2755892C1 РФ. Заявка №2020138987; заявл. 27.11.2020; опубл. 22.09.2021. Бюл. № 27.Pavlov M.L., Basimova R.A., Alyabyev A.S. Method for Obtaining Catalyst and Method for Alkylating Benzene with Ethylene Using It: RF Pat. 2755892C1 RU. Publ. 22.09.2021 (in Russ.).Пономарева О.А., Князева Е.Е., Шкуропатов А.В., Иванова И.И., Герзелиев И.М., Хаджиев С.Н. Синтез и каталитические свойства цеолитов со структурой MWW в процессах нефтехимии (обзор). Нефтехимия. 2017;57(6):769–772.Ponomareva O.A., Knyazeva E.E., Shkuropatov A.V., et al. Synthesis and catalytic properties of MWW structure zeolite in petrochemical processes. Pet. Chem. 2017;57(12): 1147–1150. https://doi.org/10.1134/S096554411706024X [Original Russian Text: Ponomareva O.A., Knyazeva E.E., ShkuropatovA.V., Ivanova I.I., Gerzeliev I.M., Khadzhiev S.N. Synthesis and catalytic properties of MWW structure zeolite in petrochemical processes. Neftekhimiya. 2017;57(6): 769–772 (in Russ.).]Шавалеев Д.А., Павлов М.Л., Басимова Р.А., Садовников А.А., Судьин В.В., Смирнова Е.М., Демихова Н.Р. Синтез модифицированного катализатора для процесса жидкофазного алкилирования бензола этиленом. Нефтехимия. 2020;60(5): 686–692. https://doi.org/10.31857/S0028242120050184Shavaleev D.A., Pavlov M.L., Basimova R.A., et al. Synthesis of modified catalyst for liquid phase alkylation of benzene with ethylene. Pet. Chem. 2020;60(9):1073–1079. https://doi.org/10.1134/S0965544120090182 [Original Russian Text: Shavaleev D.A., Pavlov M.L., Basimova R.A., Sadovnikov A.A., Sud’in V.V., Smirnova E.M., Demikhova N.R. Synthesis of modified catalyst for liquid phase alkylation of benzene with ethylene. Neftekhimiya. 2020;60(5):686–692 (in Russ.). https://doi.org/10.31857/S0028242120050184 ]Павлов М.Л., Басимова Р.А., Шавалеев Д.А., Эрштейн А.С. Разработка катализатора и процесса жидкофазного алкилирования бензола этиленом и этан-этиленовой фракцией пиролиза углеводородов. Нефтехимия. 2019;59(4): 417–422. https://doi.org/10.1134/S0028242119040129Pavlov M.L., Basimova R.A., Shavaleev D.A., et al. Development of a catalyst and a process for liquid-phase benzene alkylation with ethylene and ethane-ethylene hydrocarbon pyrolysis fraction. Pet. Chem. 2019;59(7): 701–705. https://doi.org/10.1134/S0965544119070120 [Original Russian Text: Pavlov M.L., Basimova R.A., Shavaleev D.A., Ershtein A.S. Development of a catalyst and a process for liquid-phase benzene alkylation with ethylene and ethaneethylene hydrocarbon pyrolysis fraction. Neftekhimiya. 2019;59(4): 417–422 (in Russ.). https://doi.org/10.1134/S0028242119040129 ]Рогов М.Н., Рахимов Х.Х., Ишмияров М.Х., Мячин С.И. Способ приготовления цеолитсодержащего катализатора алкилирования бензола этиленом: пат. 2265482 РФ. Заявка № 2004114845/04; заявл. 13.05.2004; опубл. 10.129.2005. Бюл. № 347.Rogov M.N., Rakhimov Kh.Kh., Ishmiarov M.Kh., Myachin S.I. Method of Preparating Zeolite-Containing Benzene-Ethylene Alkylation Catalyst: RF Pat. 2265482 RU. Publ. 10.12.2005 (in Russ.).Senderov E., Qureshi M.I. Introduction of Mesoporosity into Zeolite Materials with Sequential Acid, Surfactant, and Base Treatment: USA Pat. 9376324 US; Patent Publication Number 2013/0183231 А1. Publ. 18.07.2013.Senderov E., Qureshi M.I. Introduction of Mesoporosity into Zeolite Materials with Sequential Acid, Surfactant, and Base Treatment: USA Pat. 9376324 US; Patent Publication Number 2013/0183231 А1. Publ. 18.07.2013.Peters A.W., Knaeble W.J., Burton A.W., Johnson I.D., Oliveri C.G., Britto R.J. Production of Alkylaromatic Compounds: USA Pat. 11820723 US. Publ. 30.11.2023.Peters A.W., Knaeble W.J., Burton A.W., Johnson I.D., Oliveri C.G., Britto R.J. Production of Alkylaromatic Compounds: USA Pat. 11820723 US. Publ. 30.11.2023.Хаджиев С.Н., Павлов М.Л., Басимова Р.А., Герзелиев И.М., Алябьев А.С., Кутепов Б.И. Катализатор, способ его получения и способ трансалкилирования бензола диэтилбензолами с его использованием: пат. 2478429 C1 РФ. Заявка № 2011131506/04; заявл. 28.07.2011; опубл. 10.04.2013. Бюл. № 10.Khadzhiev S.N., Pavlov M.L., Basimova R.A., Gerzeliev I.M., Alyab’ev A.S., Kutepov B.I. Catalyst, Method for Production Thereof and Method for Transalkylation of Benzene with Diethylbenzenes using Said Catalyst: RF Pat. 2478429 C1 RU. Publ. 10.04.2013 (in Russ.).Шавалеев Д.А., Павлов М.Л., Басимова Р.А., Шавалеева Н.Н., Эрштейн А.С., Травкина О.С., Кутепов Б.И. Способ получения катализатора и способ трансалкилирования бензола диэтилбензолами с его использованием: пат. 2553256C1 РФ. Заявка №2014113800/04; заявл. 08.04.2014; опубл. 10.06.2015. Бюл. № 16.Shavaleev D.A., Pavlov M.L., Basimova R.A., Shavaleeva N.N., Jershtejn A.S., Travkina O.S., Kutepov B.I. Method of Producting Catalyst and Method for Transalkylation of Benzene with Diethylbenzenes Using Same: RF Pat. 2553256 C1 RU. Publ. 10.06.2015 (in Russ.).Woodle G.B., Cepla A. Ethylbenzene Process Using Stacked Reactor Loading of Beta and Y Zeolites: USA Pat. 5998687. Publ. 12.07.1999.Woodle G.B., Cepla A. Ethylbenzene Process Using Stacked Reactor Loading of Beta and Y Zeolites: USA Pat. 5998687. Publ. 12.07.1999.Lui G., Sundararaman R., Cao J. Ethylbenzene plant debottleneck with a high-activity transalkylation catalyst. Hydrocarbon Processing. 2021;6:51–54.Lui G., Sundararaman R., Cao J. Ethylbenzene plant debottleneck with a high-activity transalkylation catalyst. Hydrocarbon Processing. 2021;6:51–54.Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С. Катализатор, способ его получения и способ трансалкилирования бензола диэтилбензолами с его использованием: пат. 2751336 С1 РФ. Заявка № 2020132683; заявл. 02.10.2020; опубл. 13.07.2021. Бюл. № 20.Pavlov M.L., Basimova R.A., Alyabyev A.S. Catalyst, Method for its Preparation and Method for Transalkylation of Benzene with Diethylbenzenes Using It: RF Pat. 2751336 C1. Publ. 13.07.2021 (in Russ.).Degnan T.F., Smith C.M., Venkat C.R. Alkylation of aromatics with ethylene and propylene: recent developments in commercial processes. Appl. Catal. A: Gen. 2001;221(1-2): 283–294. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00807-9Degnan T.F., Smith C.M., Venkat C.R. Alkylation of aromatics with ethylene and propylene: recent developments in commercial processes. Appl. Catal. A: Gen. 2001;221(1-2): 283–294. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00807-9Басимова Р.А., Павлов М.Л., Прокопенко А.В., Мячин С.И., Каюмов В.В., Мусин А.Р., Козлова М.Ю., Кутепов Б.И. Основные этапы развития и современное состояние процесса получения этилбензола. Нефтепереработка и нефтехимия. 2009;2:24–28.Basimova R.A., Pavlov M.L., Prokopenko A.V., Mjachin S.I., KajumovV.V., MusinA.R., KozlovaM.Ju., KutepovB.I. The main stages of development and the current state of the ethylbenzene production process. Neftepererabotka i neftekhimiya = Oil Refining and Petrochemistry. 2009;2:24–28 (in Russ.).Lee S. Encyclopedia of Chemical Processing. CRC Press; 2006. 3640 р.Lee S. Encyclopedia of Chemical Processing. CRC Press; 2006. 3640 р.Abrams M.L., Jeroro E., Moscoso J.G. Process for Making Modified Small-Crystal Mordenite, Transalkilation Process Using Same, and Modified Small-Crystal Mordenite: USA Pat. 11529615 B2. Publ. 20.12.2022.Abrams M.L., Jeroro E., Moscoso J.G. Process for Making Modified Small-Crystal Mordenite, Transalkilation Process Using Same, and Modified Small-Crystal Mordenite: USA Pat. 11529615 B2. Publ. 20.12.2022.Abrams M.L., Jeroro E., Moscoso J.G., Jan D.-Y., Cox P. Process for Making Modified Small-Crystal Mordenite, Transalkilation Process Using Same, and Modified Small-Crystal Mordenite. USA Pat. 2021/0187486 A1. Publ. 24.06.2021.Abrams M.L., Jeroro E., Moscoso J.G., Jan D.-Y., Cox P. Process for Making Modified Small-Crystal Mordenite, Transalkilation Process Using Same, and Modified Small-Crystal Mordenite. USA Pat. 2021/0187486 A1. Publ. 24.06.2021.Jeroro E., Jan D.-Y., Cox P., Moscoso J.G. USM-54 and Transalkylation Process Using Same: Pat. 2021/141870 A1 WO. Publ. 15.07.2021.Jeroro E., Jan D-Y., Cox P., Moscoso J.G. USM-54 and Transalkylation Process Using Same: WO Pat. 2021/141870 A1. Publ. 15.07.2021.Yang W., Wang Z., Sun H., Zhang B. Advances in development and industrial applications of ethylbenzene processes. Chinese J. Catal. 2016;37(1):16–26. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(15)60965-2Yang W., Wang Z., Sun H., Zhang B. Advances in development and industrial applications of ethylbenzene processes. Chinese J. Catal. 2016;37(1):16–26. https://doi.org/10.1016/S1872-2067(15)60965-2Meyers R. Handbook of Petrochemicals Production Processes. 2nd Ed. McGraw Hill.; 2018. 640 p.Meyers R. Handbook of Petrochemicals Production Processes. 2nd Ed. McGraw Hill.; 2018. 640 p.Weitkamp J., Pupple L. Catalysis and Zeolites: Fundamentals and Applications. Springer Science & Business Media; 1999. 564 p.Weitkamp J., Pupple L. Catalysis and Zeolites: Fundamentals and Applications. Springer Science & Business Media; 1999. 564 p.Girotti G., Cappeliazzo O. Catalytic Composition and Process for the Alkylation or Transalkylation of Aromatic Compounds: USA Pat. 6084143. Publ. 04.07.2000.Girotti G., Cappeliazzo O. Catalytic Composition and Process for the Alkylation or Transalkylation of Aromatic Compounds: USA Pat. 6084143. Publ. 04.07.2000.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.