Способ олигомеризации этилена и соответствующая реакторная система с устройством охлаждения

Способ олигомеризации этилена и соответствующая реакторная система с устройством охлаждения

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу олигомеризации этилена для получения линейных альфа-олефинов в реакторе олигомеризации в присутствии растворителя и катализатора, в котором продукт реакции, содержащий непрореагировавший этилен и легкие линейные альфа-олефины, выгружают из реактора и подают, по меньшей мере, в одно первое устройство прямого охлаждения для разделения продукта реакции на газообразную фракцию, богатую по этилену, и жидкую фракцию, богатую по легким линейным альфа-олефинам, и к соответствующей реакторной системе.

Уровень техники

Способы олигомеризации этилена широко представлены в известном уровне техники. Например, DE 4338414 С1 раскрывает способ получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена, в котором олигомеризация имеет место в присутствии органического растворителя и гомогенного жидкого катализатора. Обычно катализатор, применяемый в этом способе, включает циркониевый компонент и алюмоорганический компонент, который действует как сокатализатор. Олигомеризация может быть выполнена так, что исходный материал, включающий мономер, катализатор, сокатализатор и растворитель, подают в оборудование реактора. После превращения в оборудовании реактора материал продукта, включающий олигомеры, непрореагировавший мономер, катализатор, сокатализатор и растворитель, могут быть выгружены из оборудования реактора и могут быть далее переработаны. В соответствии с DE 4338414 С1 продукт реакции, содержащий непрореагировавший этилен и легкие альфа-олефины, может быть выгружен и подан в теплообменник, где смесь охлаждают до определенной температуры, например 35°С. Жидкую фракцию, полученную охлаждением (содержащую, по существу, легкие альфа-олефины), повторно вводят в реактор. Полученную газообразную фракцию (по существу, содержащую непрореагировавший этилен) подают в другой теплообменник, где температура далее снижается, например, до температуры около 5°С. Во втором теплообменнике непрореагировавший этилен, по существу, отделяется от оставшихся легких альфа-олефинов. Выделенные альфа-олефины могут быть далее переработаны, например, в ректификационной колонне.

Таким образом, в способах олигомеризации этилена известного уровня техники относительно небольшие количества легких линейных альфа-олефинов обычно выделяются из относительно большого газообразного потока этилена частичной конденсацией в нескольких теплообменниках. Поскольку коэффициенты теплопередачи газового компонента относительно невысокие, используемые теплообменники являются относительно большими и со сложными несущими конструкциями, такими как стальные конструкции.

Целью настоящего изобретения является создание способа олигомеризации этилена, который преодолевает недостатки известного уровня техники. В частности, способ должен использовать меньшие теплообменники, которые не должны быть включены в сложные конструкции.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание реакторной системы для осуществления способа изобретения.

Первая цель достигается тем, что, по меньшей мере, часть жидкой фракции, богатой по легким линейным альфа-олефинам, подают во второе охлаждающее устройство для снижения ее температуры с последующим повторным введением в устройство прямого охлаждения.

Предпочтительно, повторное введение осуществляют в верхнюю часть устройства прямого охлаждения.

Кроме того, также предпочтительно, чтобы непрореагировавший этилен был возвращен в цикл в реактор олигомеризации или далее переработан.

В предпочтительном осуществлении другая часть жидкой фракции, богатой по легким линейным альфа-олефинам, подается в устройство разделения.

Предпочтительно, устройством разделения является ректификационная колонна.

Кроме того, также предпочтительно, чтобы первое устройство прямого охлаждения содержало нерегулярную насадку, структурированную насадку и/или тарелки.

В одном аспекте к жидкой фракции, богатой по легким альфа-олефинам, подаваемой в первое устройство прямого охлаждения, добавляют дополнительный растворитель.

В предпочтительном осуществлении дополнительным растворителем является более тяжелая фракция альфа-олефинов, предпочтительно также полученная способом олигомеризации.

В одном аспекте легкими альфа-олефинами являются С4-С8-олефины и/или тяжелыми альфа-олефинами являются С10-С18-олефины.

Кроме того, также предпочтительно, чтобы фракция, богатая по легким альфа-олефинам, охлаждалась во втором охлаждающем устройстве до температуры около 3°С. Смесь этилена и легких линейных альфа-олефинов охлаждают в первом устройстве прямого охлаждения предпочтительно до температуры около 8°С.

Вторая цель достигается реакторной системой олигомеризации этилена для получения линейных альфа-олефинов предпочтительно с применением способа по изобретению, включающего реактор олигомеризации и устройство разделения, связанное с ним, для отделения непрореагировавшего этилена от легких альфа-олефинов, устройство разделения включает, по меньшей мере, одно устройство прямого охлаждения с замкнутым трубопроводом для легких альфа-олефинов, проходящих через второе устройство охлаждения.

В соответствии с настоящим изобретением, тепло преимущественно отводят от жидкого потока (легких линейных альфа-олефинов) вместо газообразного потока, как это выполняют до настоящего времени в известном уровне техники. Фактически, тепло отводят от замкнутого цикла легких жидких альфа-олефинов. Тем самым, по существу, могут быть получены более высокие коэффициенты теплопередачи. Таким образом, теплообменники и охлаждающие устройства, используемые в способе настоящего изобретения, могут быть разработаны существенно меньшими и не должны быть включены в сложные конструкции. Способ настоящего изобретения дополнительно обеспечивает повышенную эффективность разделения, поскольку в устройстве прямого охлаждения может быть использована больше чем одна теоретическая ступень разделения.

Дополнительные характеристики и преимущества способа и реакторной системы по изобретению далее иллюстрируются со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором представлена схема устройства разделения, которое образует часть реакторной системы изобретения.

На чертеже представлено устройство разделения 1, включающее первое устройство прямого охлаждения 2. Из реактора олигомеризации (не показан) непрореагировавший этилен и легкие линейные альфа-олефины направляют в первое устройство прямого охлаждения 2 по линии 3 напрямую или нет. В первом устройстве прямого охлаждения 2 смесь непрореагировавшего этилена и легких линейных альфа-олефинов охлаждают до определенной температуры, например 8°С, так, чтобы разделить продукт реакции на газообразную фракцию, богатую по этилену, и жидкую фракцию, богатую по легким альфа-олефинам. Фракция, богатая по этилену, может быть выгружена из первого устройства прямого охлаждения 2 по линии 4 и может быть повторно введена в реактор олигомеризации. Жидкая фракция, богатая по легким альфа-олефинам, также может быть выгружена из первого устройства прямого охлаждения 2 по линии 5. По меньшей мере, часть этой фракции, однако, можно подать во второе охлаждающее устройство 6, предпочтительно используя подходящий хладагент, где жидкая фракция, богатая по легким альфа-олефинам, далее охлаждается, например, до температуры около 3°С. Охлажденная таким образом жидкая фракция, богатая по легким альфа-олефинам, затем повторно подается в первое устройство прямого охлаждения 2, предпочтительно в его верхнюю часть. Таким образом, повторно вводимая фракция легких альфа-олефинов может использоваться в качестве моющего средства для дальнейшего снижения количества линейных альфа-олефинов в газообразном потоке непрореагировавшего этилена.

Поскольку отвод тепла продуктов реакции в соответствии с настоящим изобретением осуществляют от жидкого потока вместо газового потока, размеры используемых теплообменников или охлаждающих устройств могут быть значительно уменьшены. Это может привести к сбережению энергии и затрат.

Другая не охлажденная часть фракции, богатой по легким альфа-олефинам, которая вводится в первое устройство прямого охлаждения 2, может быть направлена в устройство разделения (не показано), такое как ректификационная колонна для фракционирования полученных линейных альфа-олефинов.

Признаки, раскрытые в предшествующем описании, формуле изобретения и на чертеже, и раздельно, и в их любой комбинации могут служить материалом для осуществления изобретение в его различных формах.

1. Способ олигомеризации этилена для получения линейных альфа-олефинов в реакторе олигомеризации в присутствии растворителя и катализатора, в котором продукт реакции, содержащий непрореагировавший этилен и легкие линейные альфа-олефины, выгружают из реактора олигомеризации и направляют, по меньшей мере, в одно первое устройство прямого охлаждения (2) для разделения продукта реакции на газообразную фракцию, богатую по этилену, и жидкую фракцию, богатую по легким линейным альфа-олефинам, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть полученной жидкой фракции, богатой по легким линейным альфа-олефинам, подают во второе охлаждающее устройство (6) для снижения ее температуры и затем повторно подают в первое устройство прямого охлаждения (2).

2. Способ по п.1, в котором повторное введение осуществляют в верхнюю часть устройства прямого охлаждения (2).

3. Способ по п.1, в котором непрореагировавший этилен возвращают в цикл в реактор олигомеризации или подвергают дальнейшей переработке.

4. Способ по п.1, в котором другую часть жидкой фракции, богатой по легким линейным альфа-олефинам, направляют в устройство разделения.

5. Способ по п.4, в котором устройством разделения является ректификационная колонна.

6. Способ по п.1, в котором первое устройство прямого охлаждения (2) содержит нерегулярную насадку, структурированную насадку и/или тарелки.

7. Способ п.1, в котором к жидкой фракции, богатой по легким альфа-олефинам, направляемой в первое устройство прямого охлаждения (2), добавляют дополнительный растворитель.

8. Способ по п.7, в котором дополнительным растворителем является более тяжелая фракция альфа-олефинов, предпочтительно также полученная способом олигомеризации.

9. Способ по п.1, в котором легкими альфа-олефинами являются C₄-C₈-олефины и/или тяжелыми альфа-олефинами являются С₁₀-С₁₈-олефины.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором фракцию, богатую по легким альфа-олефинам, охлаждают во втором охлаждающем устройстве (6) до температуры около 3°С.

11. Реакторная система для олигомеризации этилена для получения линейных альфа-олефинов предпочтительно с применением способа по одному из пп.1-10, включающая реактор олигомеризации и устройство разделения, связанное с ним, для отделения непрореагировавшего этилена от легких альфа-олефинов, устройство разделения включает, по меньшей мере, одно устройство прямого охлаждения (2) с замкнутым трубопроводом для легких альфа-олефинов, проходящих через второе охлаждающее устройство (6).