Un procédé de production d'un composé alkylaromatique consiste à mettre une charge d'alimentation d'oléfine diluée en contact avec un courant d'huile pauvre contenant un composé aromatique et un composé alkylaromatique dans une zone d'absorption, de sorte qu'un courant de réaction d'alkylation contenant un composé aromatique, un composé alkylaromatique et une oléfine soit produit. Le courant de réaction d'alkylation est mis en réaction dans des conditions de réaction d'alkylation dans une zone de réaction d'alkylation en vue de la production d'un effluent contenant le composé aromatique et le composé alkylaromatique. L'effluent de l'étape est séparé en un courant d'huile pauvre qui est recyclé et renvoyé dans la zone d'absorption et en une partie dans laquelle un produit alkylaromatique est récupéré.