Способ получения линейных альфа-олефинов

Способ получения линейных альфа-олефинов

Реферат

Настоящее изобретение относится способу получения линейных α-олефинов (ЛАО) путем олигомеризации этилена в присутствии органического растворителя и гомогенного катализатора.

Олигомеризация этилена с применением металлоорганического катализатора хорошо известна в данной области техники. Олигомеризация является сильно экзотермической реакцией, так что тепло реакции следует отводить из реактора для предотвращения его разгона.

DE 4338414 С1 раскрывает способ получения линейных α-олефинов, где этилен с чистотой, достаточной для производства полимера, рециркулируют для удаления тепла реакции. Для этого подаваемый этилен (с содержанием этилена приблизительно 100% с минимальным количеством примесей) вводят в реактор при более низкой температуре, неолигомеризованный мономерный этилен удаляют при более высокой температуре, охлаждают и повторно подают в реактор.

Обнаружено, что только приблизительно 3% подаваемого этилена используется в процессе олигомеризации, тогда как остальной этилен применяется в качестве охлаждающей среды. Этилен весьма дорог.

Таким образом, целью настоящего изобретения является предложение способа получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена, в котором способ преодолевает недостатки, ранее известные в данной области техники. Конкретно, предлагается способ, который можно проводить более рентабельно.

Цель достигают тем, что способ проводят в реакторе, куда подается газообразное сырье, меньшую часть которого составляет этилен и большую часть которого составляет инертный газ.

Предпочтительно, подаваемое сырье содержит, по меньшей мере, приблизительно 3 весовых % этилена.

Более предпочтительно подаваемое сырье содержит от приблизительно 5 до приблизительно 10 вес.% этилена.

В одном осуществлении инертный газ выбирают из благородных газов, метана, этана, водорода, азота, SF₆, пропана, пропилена, бутана или их смеси, где этан предпочтителен.

Органический растворитель может быть толуолом.

Предпочтительно катализатор включает циркониевую соль органической кислоты и, по меньшей мере, одно алюминийорганическое соединение.

Утверждается, что соль циркония имеет формулу ZrCl_4-mX_m, где X=OCOR или OSO₃R′, где R и R′ независимо являются алкилом, алкеном или фенилом и где 0<m<4.

По меньшей мере, одно соединение алюминия может быть Al(С₂Н₅)₃, Al₂Cl₃(С₂Н₅)₃, AlCl(С₂Н₅)₂ или их смесью.

Олигомеризацию можно проводить в реакторе при температуре между приблизительно 60 и приблизительно 100°С.

Наконец, подаваемое сырье можно вводить в реактор при температуре от приблизительно 20 до приблизительно 50°С.

Неожиданно было обнаружено, что в этилене марки "этилен чистый для производства полимера", который использовали и как исходное, сырье, и как среду охлаждения, мономер этилена можно в значительной степени заменить инертным газом, обеспечивающим только охлаждающую функцию, но не принимающим участия в процессе олигомеризации.

С применением способа по изобретению становится достижимым значительное уменьшение выводимого из этиленового цикла потока этана/этилена (в количестве от т/час до кг/час), который можно направлять назад в этиленовый реактор для повторного применения или даже можно относить к потерям. Любой выводимый из полиэтиленового реактора газ можно применять в качестве сырья для реактора для производства ЛАО в соответствии со способом согласно изобретению.

Можно применять любой инертный газ, который не сжижается в условиях олигомеризации. Предпочтительный инертный газ является этаном. С применением этана становится возможным употребление дешевого сырья, поскольку это сырье можно просто отбирать до поглощающего много энергии С₂-разделителя этиленового реактора и можно подавать прямо в реактор для олигомеризации этилена. Однако можно выбрать любой другой подходящий инертный газ.

Обнаружено, что частичное замещение инертным газом общепринятого в данной области техники 100%-ного подаваемого этилена не влияет на скорость олигомеризации и условия процесса.

Изобретение далее проиллюстрировано со ссылкой на сопровождающий чертеж, который схематически иллюстрирует способ согласно изобретению для получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена.

В системе реактора, проиллюстрированной на чертеже, катализатор, растворенный в толуоле, подают в реактор олигомеризации 2 по линии 1. По линии 3 подводят подаваемое сырье, содержащее этилен и инертный газ, например этан. Предпочтительно подаваемое сырье, содержит приблизительно от 5 до 10% этилена по весу. Подаваемое сырье циркулирует через реактор, два охлаждающих устройства, два сепаратора, компрессор и нагреватель для удаления тепла реакции из реактора 2. Подаваемое сырье сжимают в компрессоре 4, нагревают в регулирующем нагревателе 5 до температуры приблизительно 20°С и вводят в реактор олигомеризации 2 со дна. В реакторе 2 проводят олигомеризацию этилена, когда подаваемое сырье барботируют через смесь растворителя и катализатора. Продукты олигомеризации остаются растворенными в растворителе. Температура в реакторе составляет приблизительно 60-100°С.

По линии 6 удаляют смесь этилена и легких α-олефинов и, согласно термодинамическому равновесию, некоторое количество толуола. Смесь охлаждают в охлаждающем устройстве 7 до температуры приблизительно 35°С и собирают в сепараторе 8. Получаемая жидкость, состоящая из толуола и α-олефинов, рециркулирует по линии 9 в сепараторный узел реактора 2. Часть материала из сепаратора 8, остающуюся газообразной, далее охлаждают в охлаждающем устройстве 10 до температуры приблизительно 5°С и перемещают в сепаратор 11. В охлаждающем устройстве 10 режим охлаждения устанавливают так, что олефины тяжелее этилена сжижаются. По линии 12 в сепаратор может подаваться циркулирующая С₂-фракция из реактора разделения углеводородов (не показано). По линии 13 смесь неизрасходованного этилена и инертного газа можно смешивать со свежим подаваемым сырьем, причем эту смесь можно снова вводить в реактор 2 по линии 3, через компрессор 4 и регулирующий нагреватель 5. Жидкие продукты из сепаратора 11 перемещают по линии 14 к узлу сепарации олефинов (не показано), например ректификационной колонке.

По линии 15 удаляют жидкую смесь, состоящую из толуола, катализатора, растворенного этилена и линейных α-олефинов, ее можно подвергать дальнейшей обработке, как хорошо известно в данной области техники, с применением узлов смесителя 16 и поглотителя 17.

Признаки, раскрытые в вышеприведенном описании, на схеме или в формуле изобретения как по отдельности, так и в любой их комбинации могут быть материалом для осуществления изобретения в разнообразных его формах.

1. Способ получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена в присутствии органического растворителя и гомогенного катализатора, отличающийся тем, что способ проводят в реакторе, в который подают газообразное сырье, меньшую часть которого составляет этилен, который является реагентом, и большую часть которого составляет инертный газ, который является охлаждающей средой, при этом содержание этилена в сырье составляет 3-10% по весу.

2. Способ по п.1, в котором инертный газ выбирают из благородных газов, метана, этана, водорода, азота, SF₆, пропана, бутана или их смеси, при этом этан предпочтителен.

3. Способ по п.1, в котором органический растворитель является толуолом.

4. Способ по п.1, в котором катализатор включает циркониевую соль органической кислоты и по меньшей мере одно алюминийорганическое соединение.

5. Способ по п.4, в котором соль циркония имеет формулу ZrCl_4-mX_m, где X=OCOR или OSO_sR', где R и R' независимо являются алкилом, алкеном или фенилом и где 0<m<4.

6. Способ по п.4, в котором по меньшей мере одно соединение алюминия является Al(С₂Н₅)₃, Al₂Cl₃(С₂Н₅)₃, AlCl(С₂Н₅)₂ или их смесью.

7. Способ по п.1, в котором олигомеризацию проводят в реакторе при температуре от 60 до 100°С.

8. Способ по п.1, в котором подаваемое сырье вводят в реактор при температуре от 20 до 50°С.