Способ получения линейных альфа-олефинов и реакторная установка для его осуществления

Способ получения линейных альфа-олефинов и реакторная установка для его осуществления

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения линейных альфа-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии катализатора и растворителя и к реакторной установке для его осуществления.

Уровень техники

Способы получения линейных альфа-олефинов хорошо известны из уровня техники. Эти способы осуществляют в реакторе, обычно в присутствии катализатора, причем поток продукта, выходящий из реактора, содержит растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины. Общеизвестно, что линейные альфа-олефины могут содержать олефины, имеющие короткие цепочки, то есть, содержащие от 4 до 18 атомов углерода, которые является жидкими в условиях олигомеризации, но также могут содержать олефины, содержащие 20 или более атомов углерода, которые обычно являются твердыми или полутвердыми в условиях олигомеризации, особенно после выпуска из реактора с перекачиванием потока продукта в секцию удаления катализатора для дезактивации и удаления катализатора.

Обычно в условиях пуска процесса и при очень низкой температуре окружающей среды, таким образом, может иметь место осаждение олигомеров с высокой молекулярной массой, особенно в секции удаления катализатора. В результате происходит закупоривание оборудования и системы трубной обвязки.

Кроме того, известно, что в некоторых способах уровня техники предусмотрено охлаждение и отвердевание олигомеров с высокой молекулярной массой на выходе из реактора олигомеризации для удаления олигомеров. Однако такой режим работы является сложным и технологически громоздким.

Целью настоящего изобретения является разработки способа получения линейных альфа-олефинов, в котором устранены недостатки уровня техники. Конкретно следует разработать способ, в котором можно избежать осаждения олигомеров с высокой молекулярной массой, что желательно особенно в секции удаления катализатора и в оборудовании и системе трубной обвязки, расположенных ниже этой секции.

Кроме того, следует разработать реакторную установку для осуществления такого способа.

Первая цель достигается за счет того, что поток продукта из реактора, содержащий растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины, нагревается с использованием, по меньшей мере, одного нагревательного средства до температуры, которая обеспечивает практически полное растворение и/или расплавление всех линейных альфа-олефинов в потоке продукта.

Предпочтительная температура составляет приблизительно от 80 до 140°С.

Более предпочтительно, линейные альфа-олефины содержат олефины, имеющие от 4 до более чем 20 атомов углерода.

Нагревание может быть осуществлено с использованием электрообогрева, паровой рубашки или теплообменника.

Предпочтительно, нагревание осуществляется в секции удаления катализатора, в которой катализатор дезактивируется и удаляется.

В одном варианте осуществления нагревание осуществляется путем добавления нагретого щелочного дезактивирующего агента в секцию удаления катализатора.

Предпочтительно температуру ниже по потоку от секции удаления катализатора можно поддерживать не ниже, чем в секции удаления катализатора, до окончательного удаления нежелательных компонентов из потока продукта.

В настоящем изобретении нежелательными компонентами предпочтительно считаются компоненты катализатора и/или линейные альфа-олефины, содержащие больше, чем 20 атомов углерода.

Более предпочтительно, окончательное удаление проводят в нижней части разделительной колонны.

Еще более предпочтительно, олигомеризацию проводят с использованием гомогенного катализатора, содержащего циркониевый компонент и алюминийорганический компонент.

Кроме того, предпочтительно, чтобы циркониевый компонент имел формулу ZrCl_4-mX_m, в которой X=OCOR или OSO₃R', где R и R' независимо представляют собой алкил, алкен и фенил, и где 0<m<4.

В одном варианте осуществления алюминийорганический компонент представляет собой Al(C₂H₅)₃, Al₂Cl₃(C₂H₅)₃, AlCl(C₂H₅)₂ или их смеси.

Предпочтительно время пребывания потока альфа-олефинов от выхода из реактора до секции удаления катализатора составляет меньше 2 минут.

Согласно изобретению также предложена реакторная установка для получения линейных альфа-олефинов, особенно по способу настоящего изобретения, которая включает в себя реактор, имеющий выход для выгрузки потока продукта, содержащего растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины, и нагревательное средство для нагрева потока продукта, выходящего из реактора.

Предпочтительно это нагревательное средство располагается в секции удаления катализатора, соединенной с реактором.

В заключение, секция удаления катализатора предпочтительно находится рядом с выходом из реактора для того, чтобы поддерживать время пребывания потока альфа-олефинов от выхода из реактора до секции удаления катализатора меньше 2 минут.

Неожиданно было установлено, что за счет обеспечения реакторной установки для получения линейных альфа-олефинов нагревательным средством, предпочтительно, непосредственно рядом с реактором, можно предотвратить осаждение олигомеров с высокой молекулярной массой и, следовательно, закупоривание оборудования и системы трубной обвязки. В способе согласно изобретению имеет значение тот факт, что при установленной температуре потока продукта обеспечивается практически полное растворение и/или расплавление всех линейных альфа-олефинов, в том числе олигомеров с высокой молекулярной массой, в этом потоке.

Необходимо поддерживать это значение температуры до окончательного удаления нежелательных компонентов из этого потока продукта, чтобы предотвратить закупоривание оборудования и системы трубной обвязки ниже по потоку от нагревательного средства. Предпочтительно, нагревание осуществляют в секции удаления катализатора, которая предпочтительно находится рядом с выходом из реактора для того, чтобы по возможности быстрее дезактивировать катализатор с целью предотвращения дальнейшей олигомеризации в трубной обвязке реактора и оборудовании.

Очевидно, что способ согласно изобретению необязательно ограничивается процессом олигомеризации этилена с получением линейных альфа-олефинов, но может быть использован во многих технологиях, связанных с олигомерами, имеющими высокую молекулярную массу.

Теперь дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения подробно иллюстрируются со ссылкой на сопровождающий чертеж, который представляет собой схему способа получения линейных альфа-олефинов согласно изобретению.

На чертеже показан реактор 1, который может быть использован для олигомеризации этилена с получением линейных альфа-олефинов. В реакторе 1 этилен олигомеризуется в присутствии растворителя и катализатора, предпочтительно при температуре приблизительно 60-100°С. После олигомеризации (предпочтительно реактор работает в непрерывном режиме) поток продукта удаляется из реактора. Поток продукта включает растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины, с малой, а также с высокой молекулярной массой. Конкретно, подразумевается, что термин ″олигомер с высокой молекулярной массой″ охватывает олигомеры, которые имеют настолько высокую молекулярную массу, что они практически являются твердыми при температуре процесса. Затем поток продукта из реактора 1, предпочтительно, перемещается в секцию удаления катализатора 2, где катализатор дезактивируется за счет добавления агента, дезактивирующего катализатор, например раствора гидроксида натрия, и удаляется. Предпочтительно, чтобы время пребывания потока продукта из реактора в секции удаления катализатора, по возможности, было небольшим, предпочтительно меньше 2 минут. Кроме того, в секции удаления катализатора 2 предусмотрено нагревательное средство 3 для нагревания потока продукта до температуры, при которой происходит практически полное растворение и/или расплавление линейных альфа-олефинов в потоке продукта. Любой специалист в этой области техники осведомлен о нагревательных средствах, которые могут быть использованы для этой цели. После секции удаления катализатора 2 поток продукта можно подвергать дополнительной обработке, например линейные альфа-олефины могут быть отделены от растворителя и оставшегося катализатора. В частности, линейные альфа-олефины могут быть разделены на несколько фракций, например на фракции олефинов с низкой и высокой молекулярной массой. Фракция олигомеров с высокой молекулярной массой может быть окончательно удалена, предпочтительно в нижней части разделительной колонны. Для специалиста в этой области техники является очевидным, что могут быть предусмотрены дополнительные нагревательные средства, расположенные ниже по потоку от секции удаления катализатора, с целью поддержания значения температуры потока продукта не ниже, чем в секции удаления катализатора, для того чтобы можно было предотвратить осаждение олигомеров с высокой молекулярной массой в дополнительном оборудовании и трубной обвязке.

Признаки, раскрытые в предшествующем описании, на чертеже или в формуле изобретения как отдельно, так и в любом их сочетании могут быть материалом для осуществления изобретения в его разнообразных формах.

1. Способ получения линейных альфа-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии катализатора и растворителя, отличающийся тем, что поток продукта из реактора, содержащий растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины, нагревают с использованием, по меньшей мере, одного нагревательного средства до температуры, которая обеспечивает практически полное растворение и/или расплавление всех линейных альфа-олефинов в потоке продукта, при этом нагревание проводят в секции удаления катализатора, где катализатор дезактивируют и удаляют, время пребывания потока альфа-олефинов от выхода из реактора до секции удаления катализатора составляет меньше 2 мин, и поддерживают температуру до окончательного удаления нежелательных компонентов из потока продуктов, чтобы предотвратить закупоривание оборудования и системы трубной обвязки ниже по потоку от нагревательного средства.

2. Способ по п.1, в котором температура составляет приблизительно от 80 до 140°С.

3. Способ по п.1, в котором линейные альфа-олефины содержат олефины, имеющие от 4 до более чем 20 атомов углерода.

4. Способ по п.1, в котором нагревание осуществляют с использованием электрообогрева, паровой рубашки или теплообменника.

5. Способ по п.1, в котором нагревание осуществляют путем добавления нагретого щелочного дезактивирующего агента в секцию удаления катализатора.

6. Способ по п.1, в котором температуру ниже по потоку от секции удаления катализатора поддерживают не ниже, чем в секции удаления катализатора, до окончательного удаления нежелательных компонентов из потока продукта.

7. Способ по п.6, в котором нежелательными компонентами являются компоненты катализатора и/или линейные альфа-олефины, содержащие больше чем 20 атомов углерода.

8. Способ по п.6, в котором окончательное удаление проводят в нижней части разделительной колонны.

9. Способ по п.1, в котором олигомеризацию проводят с использованием гомогенного катализатора, содержащего циркониевый компонент и алюминийорганический компонент.

10. Способ по п.9, в котором циркониевый компонент имеет формулу ZrCl_4-mX_m, в которой X=OCOR или OSO₃R', где R и R' независимо представляют собой алкил, алкен и фенил, и где 0<m<4.

11. Способ по п.9, в котором алюминийорганический компонент представляет собой Al(C₂H₅)₃, Al₂Cl₃(C₂H₅)₃, AlCl(C₂H₅)₂ или их смеси.

12. Реакторная установка для получения линейных альфа-олефинов, особенно в способе по п.1, которая включает реактор, имеющий выход для выгрузки потока продукта, содержащего растворитель, катализатор и линейные альфа-олефины, и нагревательное средство для нагрева потока продукта, выходящего из реактора, где нагревательное средство расположено в секции удаления катализатора, связанной с реактором, и секция удаления катализатора установлена непосредственно рядом с выходом из реактора.

13. Реакторная установка по п.12, в которой время пребывания потока альфа-олефинов от выхода из реактора до секции удаления катализатора составляет меньше 2 мин.