Способ получения линейных альфа-олефинов с удалением ароматических побочных продуктов и реакторная система для его осуществления

Способ получения линейных альфа-олефинов с удалением ароматических побочных продуктов и реакторная система для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена в присутствии органического растворителя и катализатора.

Уровень техники

Способы получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена широко известны в уровне технике. Обычно в этом процессе используют катализатор, содержащий циркониевый компонент и алюминийорганический компонент, который действует как активатор.

Например, в DE 4338414 C1 раскрывается способ получения линейных альфа-олефинов, в котором используется один реактор, в который вводят раствор катализатора и этилен. Этот процесс дает продукт, в котором имеет место распределение линейных альфа-олефинов, имеющих от 4 до 28 атомов углерода, где фракция С₂₀₊ обычно содержит воскообразные полимерные вещества.

Поток продукта, содержащий альфа-олефины с 4-28 атомами углерода, может быть разделен на фракции, например, перегонкой или экстракцией. Одной из получаемых главных фракций является фракция, содержащая С₁₀₊-альфа-олефины, предпочтительно C₁₀-C₁₈. Эта фракция часто может быть загрязненной ароматическими компонентами, преимущественно С₉₊-ароматическими компонентами, которые образуются во время олигомеризации. Естественно, эти побочные продукты нежелательны, поскольку образуется менее ценная фракция С₁₀₊. В существующем уровне технике ароматические компоненты до настоящего времени удаляют многократной экстракцией и/или перегонкой, например до настоящего времени для удаления ароматических компонентов из фракции С₁₀₊-олефинов используют пять перегонных колонн.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа получения линейных альфа-олефинов, который бы позволил устранить недостатки существующего уровня техники. В частности, предлагается способ, в котором с целью улучшения качества С₁₀₊-альфа-олефиновой фракции ароматические побочные продукты, обычно содержащиеся в С₁₀₊-альфа-олефиновой фракции, могут быть легко удалены при малых затратах.

Раскрытие изобретения

Эта цель достигается тем, что фракцию С₁₀₊-альфа-олефинов продукта, загрязненную ароматическими С₉₊-соединениями, отделяют от главного потока продукта и переводят в конверсионный реактор, где С₁₀₊-альфа-олефины и ароматические C₉₊-компоненты реагируют в присутствии катализатора алкилирования Фриделя-Крафтса с образованием ароматических С₁₉₊-компонентов.

Катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса выбирают преимущественно из любого материала с достаточной кислотностью для того, чтобы катализировать алкилирование.

Более предпочтителен выбор катализатора алкилирования Фриделя-Крафтса из глины, цеолитов, кислот Льюиса и протонных кислот.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса выбирают из глины, цеолита, H₂SO₄, P₄O₁₀, H₃PO₄, AlCl₃, FeCl₃, SbCl₅, SnCl₄, BF₃, TiCl₄ и ZnCl₂.

Полученные ароматические С₁₉₊-соединения могут быть преимущественно отделены от непрореагировавших С₁₀₊-альфа-олефинов в конверсионном реакторе или после него, преимущественно с помощью перегонки.

Предпочтительно, кроме того, объединять отделенные C₁₉₊-соединения с С₂₀₊-остатком, полученным при олигомеризации.

Ароматические С₁₉₊-соединения могут быть переведены в дополнительное устройство с целью использования их тепла, преимущественно путем сжигания.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления конверсию в конверсионном реакторе проводят при комнатной температуре.

Предпочтительно также перед введением С₁₀₊-альфа-олефинов в конверсионный реактор добавлять к ним дополнительное количество растворителя.

Наиболее предпочтительно, чтобы С₁₀₊-альфа-олефиновой фракцией была С_10-C_18-фракция.

Изобретение предлагает, кроме того, реакторную систему для олигомеризации этилена с образованием линейных альфа-олефинов, преимущественно с использованием способа согласно изобретению, включающую реактор олигомеризации и конверсионный реактор, в которой катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса находится в конверсионном реакторе.

Неожиданным образом было обнаружено, что содержащиеся во фракции линейных С₁₀₊-альфа-олефинов ароматические побочные продукты могут быть легко превращены (удалены) реакцией С₁₀₊-альфа-олефинов с ароматическими компонентами, полученными в процессе олигомеризации, в присутствии катализатора алкилирования Фриделя-Крафтса в отдельном конверсионном реакторе, в результате чего образуются ароматические компоненты, имеющие, по меньшей мере, C₁₉₊. Эти C₁₉₊-ароматические компоненты могут быть легко отделены от С₁₀₊-альфа-олефиновой фракции и могут дополнительно перерабатываться, например сжигаться. Таким образом, отделение ароматических побочных продуктов достигается очень простым путем и устраняет необходимость в пяти перегонных колоннах, которые до сих пор используют для отделения ароматических побочных продуктов от фракции альфа-олефинов. В результате этого снижаются капитальные и эксплуатационные расходы и получают дополнительный ценный продукт (фракцию альфа-олефинов без побочных продуктов).

Как очевидно для специалистов, концепция настоящего изобретения может быть также видоизменена для любых углеводородных потоков, содержащих ароматические примеси или побочные продукты. Например, в случае парафиновых потоков для обеспечения конверсии в тяжелые ароматические соединения, которые могут быть легко отделены, к парафиновому потоку следует добавлять олефины.

В общем случае превращение линейных альфа-олефинов (С₁₀₊) вместе с ароматическими компонентами (С₉₊) осуществляется согласно следующей схеме:

где R' обозначает любую алкильную группу, имеющую два или более атомов углерода, и R обозначает любую алкильную группу, имеющую, по меньшей мере, восемь атомов углерода, предпочтительно от восьми до шестнадцати атомов углерода.

Другие преимущества и признаки способа изобретения и реакторной системы дополнительно иллюстрируются со ссылкой на приложенный чертеж, на котором приведена принципиальная схема реакторной системы для осуществления способа согласно настоящему изобретению.

На чертеже показан реактор 1 для олигомеризации этилена с целью получения линейных альфа-олефинов. В реакторе 1 этилен олигомеризуют в присутствии растворителя, преимущественно толуола, и подходящего катализатора преимущественно при температуре приблизительно 60-100°С. После олигомеризации (реактор преимущественно работает в непрерывном режиме) поток продукта удаляется из реактора по отводящей линии 2. Поток продукта содержит растворитель, катализатор, жидкие линейные альфа-олефины и высокомолекулярные олигомеры, а также непрореагировавший растворенный этилен. Составляющие потока продукта могут быть разделены, например, на разделительной установке 3. Например, жидкие линейные альфа-олефины могут быть разделены на несколько фракций перегонкой, в результате чего получают фракции C₄-C₈, C₁₀-C₁₈ и C₂₀₊. Обычно фракция С₁₀-C₁₈ (С₁₀₊) включает ароматические побочные продукты. Эта фракция может быть переведена из разделительной установки 3 по линии 4 в конверсионный реактор 5, куда может быть введен дополнительный растворитель и где фракция С₁₀₊ и ароматические углеводороды реагируют в присутствии катализатора алкилирования Фриделя-Крафтса. Выходящий из конверсионного реактора 5 поток может быть затем дополнительно переработан, например ароматические побочные продукты (в данном случае уже C₁₉₊) могут быть отделены от альфа-олефинов перегонкой и направлены в дополнительное устройство, например для сжигания. Очищенная С₁₀₊-фракция может использоваться для любой желаемой цели и представляет собой дополнительную ценность.

Признаки, раскрытые в приведенном выше описании, на чертеже и в формуле изобретения, могут быть либо по отдельности, либо в любом их сочетании материалом для осуществления изобретения в его разнообразных формах.

1. Способ получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена в присутствии органического растворителя и катализатора олигомеризации, отличающийся тем, что фракцию С₁₀₊-альфа-олефинов, загрязненную ароматическими С₉₊-соединениями, выделяют из главного потока продукта и переводят в конверсионный реактор, где С₁₀₊-альфа-олефины и ароматические С₉₊-компоненты реагируют в присутствии катализатора алкилирования Фриделя-Крафтса с образованием ароматических С₁₉₊-соединений, и полученные ароматические C₁₉₊-соединения отделяют от непрореагировавших С₁₀₊-альфа-олефинов в конверсионном реакторе или после него.

2. Способ по п.1, в котором катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса выбирают из материала с достаточной кислотностью для того, чтобы катализировать алкилирование.

3. Способ по п.2, в котором катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса выбирают из глины, цеолитов, кислот Льюиса и протонных кислот.

4. Способ по п.3, в котором катализатор алкилирования Фриделя-Крафтса выбирают из глины, цеолита, H₂SO₄, P₄O₁₀, Н₃РО₄, AlCl₃, FeCl₃, SbCl₅, SnCl₄, BF₃, TiCl₄ и ZnCl₂.

5. Способ по п.1, в котором ароматические С₁₉₊-соединения отделяют с помощью перегонки.

6. Способ по п.1, в котором из потока продукта выделяют фракцию C₂₀₊ и отделенные С₁₉₊-соединения объединяют с С₂₀₊-остатком, полученным при олигомеризации.

7. Способ по п.1, в котором С₁₉₊-соединения переводят в дополнительное устройство с целью использования их тепла, преимущественно путем сжигания.

8. Способ по п.1, в котором конверсию в конверсионном реакторе проводят при комнатной температуре.

9. Способ по п.1, в котором перед введением С₁₀₊-альфа-олефинов в конверсионный реактор к ним добавляют дополнительное количество растворителя.

10. Способ по п.1, в котором С₁₀₊-альфа-олефиновой фракцией является C₁₀-C₁₈-фракция.