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"Procéda do séparation do$ composas ù'aluninium trialkyle'"
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La présente invention se rapporte à un procéda nouveau pour ràsénéror un complexe d'aluminium trialkylo' et d'un COMPOS6 ayant pour formule dans laquelio R out un radical alkylo ; H est de l'azote, de l'arsenic,,
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du phosphore, du soufre, du sélénium ou du tellure ; X est
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., un halogène et n est a1 à 3 ou 4, suivant l'élément Il considéra, Cette invention concerne .J!:;alel!1en'.t do nou- veaux complexes do chlorures d'ammonium alkylc et do cota- posis d'lumin1u trialkylo à bas poids tuo7Gculirot ot un procd pour séparer les compos3s d'alumïniumtriaIL-yle à bas poids moléculaire des hydrocarbures ou d'oeutrcs typo4
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de '.Qml)oaéa. de l'aluminium.
' ' A l'aide de la réaction de fixation, il est d'obtçnïr un aluminium trialkyle à poids mole" 41av, qui présente un grand intérêt comme aube- ,'''.tanco d9 déport pour la production d'oléfines à poids moléculaire élevé et/ou d' alcao.a .à poids moléculaire - élevée En ce qui concerne la production d'alpha-oléfines, ,>..:
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'Une partie nécessaire de l'opération consiste à séparer
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1,à ,; l'aluminium trialkyle à bas poids moléculaire des alpha- olefioea a poids moléculaire relativement élevé. On peut otteçtuer la soparation en mettant en contact le mélange te ' dealpha-oléfinon et d'aluminium trialkyle à bas poids no- léo,41uire avec un composé REX ou avec un complexe 111 'j" d'aluminium trialkyle et de R MX.
Le complexe lil se j. ,i.<&9mbine avec 1<aluminium trialkyle pour former un oom- s,.' plaxo 2-tl# ces deux complexes étant insolubles dans les . . t.aha-slr5fi,as. En raison de l'insolubilité des complexes -4ane-les alpha-oléfines, il se forme deux phases que '1 l'on peut aisément séparer l'une do loutre. Le complexe - 2:1 peut 8tre chauffé à une température élevée, à laquelle i. ë, décompose en complexe 1;1 et aluminium trial),71e.
Le complexe 1<1 ne se décompose pas facilement et i, exige deà cqnditlonu de température et de pression qui provo- quqnt une pyrolyse de l'aZumi,n:3.usn-triai.kyle. Comme il est '-. souhaitable de réutiliser le composé complexant dans le
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'procédé et comme ce produit est réutilisable seulement
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"'. àOU4 forme de. complexe 1;1;le procédé décrit ci-dessus
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. est d'ordinaire mis en oeuvre en formant initialement le
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'complexe 1:., puis ensuite en opérant avec ce complexe.
En conséquence, la présente invention concerne une techni- r JC.. .qua perfectionnée pour la décomposition du complexe 2:1.
>]#/..¯ '
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; oe E.¯ La réaction de "fixation" consiste aussi en une action réciproque d'une monooléfine à bas poids molécû-'v laire et d'un aluminium trialkyle à bas poids moléculai=;j re. Du fait de la réaction, la monooléfine s'ajoute sous forme multiple aux radicaux alkyle du composé d' alumi z
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'nium pour former des composés de l'aluminium à poids mo- : léculaire relativement plus élevé. Le produit de fixation, 'peut être utilisé comme composé de départ pour la pro-
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,'duction d'autres composés intéressants, comme par exemple .,des alpha-oléfines et des alcools à poids moléculaire ''., élevé. En ce qui concerne la production des alpha-oléfi" nes on manque d'un procédé satisfaisant pour séparer les alpha-oléfines du produit qui en contient.
Four cette
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raison la production d'alpha-oléfines à partir du produit de fixation était exagérément coûteuse et d'un mauvais rendement. On a procédé à des recherches considérables pour décider d'un procédé peu coûteux et de bon rendement,
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pour produire des alpha-oléfinea à partir du produit de fixation.
La demanderesse a découvert d'une manière tout à fait inattendue un procédé pour atteindre ce but, et qui est intéressant du point de vue industriel en raison de la facilité et de l'économie avec lesquelles les alpha-
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oléfines sont produites. ,',',â La présente invention a en conséquence pour , ; ' buts de fournir - un procédé de production d'alpha-oléfines à partir' d'un produit de fixation ; - un procédé de bon rendement pour séparer des alpha- oléfines de composés de l'aluminium à poids moléculaire relativement bas auxquels elles so trouvent mélangées ;
' - un procédé de bon rendement et économique pour la',
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décomposition du complexe 2:1 d'aluminium trialkyle eÉ'¯jj .de R MX on un complexe 1;1 et en aluminium trialkyle.
D'autres buts et avantages de cette invention. lez deviendront évidents à la lecture de la description oi-'11, âpres et de son explication, conjointement avec les ,.\ dessins acnexés. sur lesquels - la fleure 1 est une représentation schématique ' ¯,], d'un dispositif dans'lequel on utilise la présente OE-1'];/] vention .
- eb la figure 2 est une représentation achématique,
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d'un autre dispositif utilisé dans la présente inventioni.
On atteint d'une manière générale les buts indium "1 qu6s ci-dessus par un procède caractérisé par le fait ',11 qu'on met en contact un produit complexe renfermant un ¯,, complexe 2;1 d'aluminium triallcyle et d'un composé ayant ' pour formule RnMX dans laquelle R est un -radical alkyle, >, M représente de l'azote, de l'arsenic, du phosphore, dubo soufre, du sélénium ou du tellure, X est un halogène ;.é et n est égal à 3 ou à 4, suivant l'élément If. considêr6,," ceci à une température et pendant une durée suffisantes lj' pour séparer l'aluminium trialkyle du complexe 2:
1. ,
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Dans un aspect de l'invention, on met en contact','
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un complexe 2sl d'aluminium trialkyle dans lequel les. 4.,
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radicaux alkyle ont en moyenne de 2 à 5 atomes do carbone environ et un halogénure d'ammonium trialkyle dans lequel
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les radicaux alkyle ont en moyenne de 1 à'5 atomes de carbone environ avec un solvant d'extraction, par exem" 1 w ple avec un hydrocarbure paraffinique à une température comprise entre 135 à 2000C environ, et on décompose ainsi le complexe 2sl on un complexe 1<1 et en un aluminium
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trialkyle.
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En mottant en contact le complexe 2s 1 avec un -solvant 4'extnaation comme dos hydrocarbures paraffini-, . ques, il devient possible d'effectuer la réaction de..' :1' décomposition sous la pression atmosphérique. Sans col" ' vant d'extraction, il était nécessaire d'opérer BOUI3 '" , une pression inférieure à celle do l'atmosphère pour la réaction do décomposition. Ceci représente un avantage importante car il est coûteux d'opérer industriellement dans un appareil à vide relativement élevé. Un autre''.,','
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avantage de l'utilisation du solvant d'extraction pour"-,-" la réaction de décomposition réside dans le fait qu'elle' abrège la durée de la réaction nécessaire pour réaliser
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une transformation importante du complexe 2sl en un com-" " plexe 1:1 et en aluminium trialkyle.
Les avantages 9.U:e /;' peut procurer la présente invention rendent ce procédé industriellement attrayant.
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La mise en contact du complexe 2:1 et d'un sol- '. vant d'extraction tel qu'un hydrocarbure paraffinique peut se faire par charges séparées ou en continu. Dans' le procédé par charges séparées, le solvant d'extraction et le complexe 2:1 sont retenus dans la zone de pyrolyse
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pendant un laps de temps convenable, de manière que Za . , transformation désirée en complexe 1:1 et en aluminium', trialkyle puisse se faire* Ensuite on évacue le contenu du récipient de retenue et on sépare lea produits pour
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récupérer le complexe 1:1 et l'aluminium trial%le.
En (." fonctionnement continu, on peut introduire le complexe 2:1 dans la paxt3.o supérieure d'une colonne d'extraction et le laisser s'écouler à contre-courant du passage as-,' cendant du solvant d'extraction. Dans les conditions de température que l'on maintient dans la colonne d'extrac-
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tion, le solvant d'extraction extrait l'aluminium trial- kyle du complexe 2:1 et les deux produits sortent en
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t8te, & 1, partie supérieure de la colonne. Le complexe .
1:1 résultant sort au bas de la colonne. Dans le cas où la transformation du complexe.2<1 au fait dans une mesu- . rie intérieure lA celle que l'on désire, la complexe 2tl non trazisformé peut 8tre recycla vers la partie sué- rîeure de la colonne d'extraction.
L'agent complexant auquel on fait appel pour mettre en oeuvre l'invention est défini par la formule '
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Rni w, dans laquelle R esr un radical alkyle, k1 est de ..'/ l'azote, de l'aruenio, du phosphore, du eoufre, du zélé- nium ou du tellure, X est un halogène et n est égal à 3 ou à 4, suivant l'élément M considéré. On utilise de préférence les radicaux alkyle à bas poids moléculaire,..
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o'est-à-àire ceux qui comprennent de 1 à 5 atomes de . ..j.¯ carbone. A mesure que la longueur de la chaîne alkyle 1.,/,, augmente, la solubilité du complexe dans les hydrocarbu¯,, res augmente égal ement, do sorte que le degré de séparas tion eat diminué.
Parmi les éléments représentés par 1Ii1, ::,':,". et dont tous sont des métalloïdes, celui que l'on prête-... re est l'azote; cependant n'importe quel autre métallo!-.,,'
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de indiqué ci-dessus est également efficace comme a6ent ;':, complexant pour mettre en oeuvre le procédé de cette in-
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vention;0n peut utiliser un quelconque des halogénes; jµ/;¯ on profère cependant les chlorures.
Dans le but de décrire plut clairement et plus utilement cette invention, l'exposé suivant va être orient-
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té dans le sens des halogénures d'ammonium tétraa1kyle" Ceci ne doit cependant pas être considéré dans un sens, limitatif et il entre dans le cadre de cette invention -
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de faire appel à n'importe quel autre halogénure de
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métalloXde-ûlkyle, danp le domaine de la formule exposée plus haut, Zn outre il va sana dire que l'on peut rempla-:
¯. car l'azote par chacun des autres métalloïdes dans les ex '
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exemples particuliers des agents complexants et des
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complexes indiqués ci-après. t, . .1 L'halogonure d'ammonium tétraalkyle qui fait ji". partie du produit complexe en est un dans lequel les ' 4 radicaux alkyle ont en moyenne de 1 à 5 atomes de car-.!:/ bone environ. Le terme "en moyenne", danr, le cas du non
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bre des atomes do carbone de l'halogénure d'ammonium
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tétraalkyle et de l'aluminium triallvle signifie le nomà bre total d'atomes de carbone de tous les radicaux anky- , le, divisé par le nombre de radicaux alkyle.
L'halogén-' 're d'ammonium tétraallcyle peut être par exemple le clo- ruera d'ammonium tetraméthylc, l'iodure d'ammonium tétras méthyle, le fluorure d'ammonium tetraethyle, le bxomura ' d'ammonium totrabutyle, le chlorure d'ammonium tétnamô,11;F th3rlel le fluorure d'ammonium tétrabutylet l' iodure d'ammonium ttrapropyle, le chlorure d'ar-monium t é t ra- 1. propylet etc. On préfère un chlorure d'ammonium tétra- alkyle comme composant du complexe, car il a tendance .. )
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être moins soluble dans les hydrocarbures, dans une mesure importante; et, sous la forme du complexe, il est
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facilement décomposable en complexe 1:1 et en aluminium .:..
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trialkyle. Un autre avantage est que l'on trouve plus
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facilement les chlorures d'ammonium tétraalkyle que lek3 autres halogènures.
Or. préfère égalament utiliser du , ' bzz . chlorure d'ammonium tétramétliylo coule composant du oom-;"e> .plexe en raison de sa tendance à dtre moins soluble dans. i, ',¯., les hydrocarbures, Du point de vuo de l'halogénure à bzz ,y9",
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utiliser pour fabriquer le complexe, les halogénures d'ammonium tétraméthyle présentent un avantage qui est industriellement important. D'une manière générale, les
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,halogénures d'.onium tétraalkyle peuvent forcer des . complexes qui sont soit solubles soit insolubles dans
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....,\. les hydrocarbures.
Zn ce qui concerne le complexe lil," on préfère qu'il soit insoluble dans le solvant d' eXtrrx4- tion, do manière qu'il reste dans la phase d'extrait, On préfère également que le complexe 2:1 soit insoluble
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dans le solvant d'extraction) pour les mêmes raisonx. "';.=/ L'aluminium trialkyle que l'on combine avec
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l'halogénure d'ammonium tétraalkyle pour former le pno- 1,,/ duit complexe renferme en moyenne de 2 à 5 atomes de
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" carbone. Comme exemples particuliers de l'aluminium .l, trialkyle, il y a l'aluminium triétbyle. l'aluminium' : ,;.'. tripropyle, l'aluminium tributyle, etc.
Du point de vue de la solubllité dans les hydrocarbures, on préfère quo la somme du nombre moyen d'atomes de carbone des radi-
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eaux alkylo dans l'aluminium tria11ty1o et l'halogénure ' d'ammonium tétraalkyle ne soit pas supérieure à 6. Lors-' que la somme des moyennes des atomes de carbone dépasse 6, le produit complexe a plus tendance à âtre soluble dans les hydrocarbures.
Comme exemples particuliers de complexes que l'on peut traiter suivant le procédé de cette invention, il y a les suivants le 2-aluminium
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triéthyle-chlort#o d'ammonium t6tnaméthyle, le 2-alumi- nium triéthyle-iodure d'ammonium tétraméthyle, le 2-alu- minium triamyle-fluorure d'ammonium tétraétx,yle, le 2- aluminium triisobutyle-bromure d'ammonium tétraéthyle, ' "" le 2-.aluminium tributyl,o-oh.orure d'ammonium tétraéthyle, le 2-aluminium tripropyle-fluorure d'ammonium tétramé.-
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thylo, le 2-aluminium triisopropyle-fluorure A'wamoni.ura7 tétrapropyle, le 2...aluminium tributyle-iodure d'ammonium tétraméthylo, le 2-aluminiim tri,sobutyle-chlorure d'am- < monium t6traôthylo, le 2-aluminium tr1étbyle-obloruro . , ;
, d'ammonium tétraisobutyle, le 2-aluminium triisopropyle-
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chlorure d'ammonium tétraméthyle ot le 2-aluminium tri- :' .propyle-bromure d'ammonium tétraicopropyle. Les exemples pct.^t,Lea3ttra de composés des autres m6talloldes que l'on peut utiliser correspondent aux composés indiquas ci-
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descus.
Le complexe 2:1 est facilement décomposé confor- . moment au procède do cette invention. Dans la réaction de décomposition, le complexe 2:1 est transformé en complexe 1:1 avec mise en liberté d'une molo d'alumi- nium trialkyle pour chaque mole de complexe qui est dé- composé. Le complexe 1: ne se décompose pas facilement et il nécessite des conditions de tenpérature et de pression qui ont pour conséquence une pyrolyse de l'alu-
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minium trialkyle.
Comme il y a intur8t à réutiliser l'halogénure d'ammonium tétraalkyle dans le procédé et comme ce composé n'est réutilisable que sous forme de complexe 1;1, on met d'ordinaire le procéda en oeuvre en
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formant initialement le complexe ltl, puis en opérant ' . ;0' dans le procédé avec ce complexe, plutôt qu'avec l'halo:: ': génure d'ammonium tétraalkyle. en conséquence, la des- cription et 1'examen ci-après visent particulièrement
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l'utilisation du complexe lil ; cependant, il va sans ' l'¯ dire que 1'halocéne d'ammonium tétraalkyle non complexé peut être également utilisé dans les diverses formes de réalisation de l'invention.
On fabrique le complexe 1:1 en mélangeant l'alumi-
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nium triangle et l'halogonure d'ammonium tôtraalkyle et on laissant la réaction se faire. Cette réaction est
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exothermique et par conséquent il n'est pas nécessaire
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do proccrd,r 1 un apport de chaleur pour la poursuivre.
!)ans certains cas, il peut y avoir intérêt à préchauffer los réactifs dans lu but d'amorcer la réaction. La tum- ' p4raturu de réaction est comprise entre 50 et 15000 en- viron et plus couramment entre z 10000 environ. A .fy . ces températures et m8mu en dehors de l'intervalle indi-"
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que, on effectue la réaction sous une pression qui peut
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Atre inférieure) égale ou supérieure à celle de l'atmos. phère. Habituellement, la réaction est à peu près atmos- phèriquo. Il faut pour le complexe 1:1 des quantités po-
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laires égales de l'aluminium trialkyle et de l'halogénu-
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ro d'amuonium tétraalkyle. En pratique on opère avec les proportions stoochiomtrlques ou avec un très faible . exa$a dtaluhilnium trialkylo, afin d'éviter la nécessite
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de purifier le complexe. ,'.
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Le complexe 2:1 se forme rapideMent par la rdacffl tion entre le complexe 1:1 et l'aluminium trialkyle a r', bas poids moléculaire qui est-décrit plus haut. La réac- " tion entre le complexe lil et l'aluminium triaUnrIô est
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exothermique et par conséquent il n'est pas nécessaire
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de chauffer pour maintenir la réaction. En général, la':.v;" température à laquelle le complexe 2;1 se forme est 00'M,- . prise entre 50 et 150 C environ, et plus habituellement entre 50 et 10000 environ.
La pression sous laquelle s'effectue la réaction peut égalament varier dans une );1
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grande mesure depuis une pression supérieure à celle de
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l'atmosphère, en passant par celle de l'atmosphère, jus,, qu'à une pression inférieure à la pression atmosphérique
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La pression est habituellement la pression atmosphéri- que. La durée de la réaction est relativement courte, mais elle peut varier entre 0,25 et 30 minutes environ.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le complexe ' 11:1 est utilisé pour séparer l'aluminium trialkyle d'un mélange renfermant également des alpha-oléfines. Le mé lange d'aluminium trialkyle et d'alpha-oléfines s'obtient dans la réaction de déplacement mettant en jeu un pro-., ; duit d'addition. Dans le but de mieux faire comprendre , comment la présente invention est utilisée, on va donner ci-dessous une description de la réaction de fixation , et de la réaction de déplacement subséquente.
La réaction de fixation consiste en une réaction entre une mono-oléfine ou alkylène à bas poids mol cuali- re, comme l'éthylène, le propylène, la butène, etc..., et un aluminium trialkyle à bas poids moléculaire, comme par exemple un aluminium trialkylo dont les substituants alkyle renferment.de 2 à 4 atomes de carbone environ.
Le produit do fixation obtenu est constitué par un compo-. sé trialkyle dans lequol le poids moléculaire des groupes- alkyle vario considérablement. On peut représenter l'équa-; tion de fixation par la réaction suivante ;
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dans laquelle x, y et z représentent des nombres entiers compris entre 0 et 14 environ ot la somme x + y + z est égale à un petit "n" On peut effectuer la réaction de fixation en faisant passer la mono-oléfine, telle que de
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11 ëtbylèno dans un aluminium tr,a3.r3,a aorcua 1; a.txzz..s' ;
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nium triéthyle, de préférence on présence d'un diluant, '
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,w dans des conditions de réaction variées, la température,.>" ' de la réaction peut etre comprise entre 65 et 150110 e't .X¯ la pression naïlométrique entre 14 et 350 kg/cm environ et plus couranuaent la température est de 90 à 12000 en- viron et la pression nanomécrique de 70 à 245 kE/om ' Il¯,
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La réaction de fixation fournit une répartition'
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statistique des longueurs des chaînes alkyle, oaraotâr..
Xie sée par la relation de Poisson, qui peut s'exprimer des la manière suivante ,, y¯f,..:
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dans laquelle p(n) représente la probabilité pour qu'un Y" \*/ , 7\JI
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certain radical hydrocarbure soit formé par "n" additions
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. t1 d'éthylène sur la liaison d'aluminium éthyle primitivo-'.j(. bzz ment présente, et m est le nombre moyen d'additions . :1: . d'éthylène par chaîne de fixation. Le tableau suivant . ruz .1\ 4ft. renferme une illustration d'un type de répartition que ,;",J¯. l'on obtient dans la réaction de fixation ! 1 'jµ1]
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TABLEAU ' " 1 Ù ; ' r v 7 , J..f.. fI, ....
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Groupe e.iklo on 29 ' '3' , .
2 0,04 .", >f.r::;:.>' 04 t -il ' ..', \ .,1. .";, '.-,." .>. q' c6 3,37 , y4u: y. y t A'f' Ce .. '/9 ; w .-:. ;..,;', : ..;' ,, 2Ot42 \..)..')t"'11 .
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On peut effectuer la réaction de fixation dans '
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un diluant qui peut être un hydrocarbure*paraffinique,-,,, .<.;... cycloparaffiniquo ou aromatique, comme par exemple .l3soootanQ, le cyclohexane, le bonzéna, le xylène, le"'
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pétrole lampant, un alkylate, du naphta, etc. Le diluant
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¯ S
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facilite le contrôle de la température de la réaction,
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qui est exothermique et sert également de solvant pour bzz
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le produit de fixation. Le diluant utilise dans la réac-
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tion de fixation peut être également l'alpha-oléfme qui
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. a été décrite plus haut.
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Le produit da fixation comporte des substituant allyle renfermant de 2 à 40 atomes de carbone environ ou' plus. Il est soumis à une réaction de déplacement avec une mono-olofine à baz poids moléculaire comprenant dos
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2 à 4 atomes de carbone. Les mono-oléfines à bas poids moléculaire peuvent être par exumplo .' 8tbyl$no, le prao- pylene ou la buteno, Dons la réaction du déplacement la znatao-.o3.t,na prend la place des aubatituante alkyle à - poids moléculaire élevé du compose do l'aluminium. De
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00 fait) le produit do la réaction de déplacement com- prend un t:rîalkylo 4 bus poids moléculaire dann lequel /- les substituants alkylo compronnont de 2 a 4 atomes de carbone environ et des alpha-olétinos qui comprennent do 2 à 40 atomes do carbone ou plus.
On peut effectuer la réaction de déplacement en l'absence do catalyseur par la technique par atomisation.
Dans ce procédé, on atomise la charge d'une manière bien connue à son introduction dans la sono do la réaction de déplacement. On maintient la température on dessous
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de 37QOC environ, plus cot.arar.ont entre 4tri ot 370 C oÉ , viron, et de préférence entre 200 et 30000 environ. On maintient la pression absolue de la réaction en dessous .-
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do 14 kg/cm 2 environ et elle peut Ôtre inférieure celle de l'atmosphère, et ctro par exemple aussi basse que
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0,07 kg/cm 2 absolue.
La pression de la réaction varie do préférence entre 1,4 et 7 kg/cm a absolus environ. la du- . ree do la réaction peut 6tre comprioo entre 30 secondes ot 15 minutes environ, pluu couramment entre 1 et 10'mi-;1' nutes environ et diz préférence zntre 2 et 7 minutes envi-' ron.
En ce qui concerne le procède peur-pulvériser les aluminium olkyles, on puot faire appel à diverses techniques. On peut par exemple se servir des ajutages classiques à cône creux et on obtient l'atomisation en . '
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maintenant une différence de pression dans l*ajutage, ' .-ô"
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Dans quelques cas, l'atomisation de l'aluminium alkylo
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est favorisée en utilisai un gaz d'atomisation, qui ,; :'1< 'pour les buts de la présente invention peut être l'alky-' lènc qui sert dans la réaction de déplacement. Il y a
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nt4rdt à introduire les aluminium alkyles à une tempé- rature élevée en raison de rabaissement de la viscosité.
Zn général, on préchauffe les aluminium alkyles à une , / température inférieure à la température de réaction, par exemple jusque 340 0 environ. Avant l'atomisation, on' . préchauffe de préférence les aluminium alkyles pour por- ter leur température à 90 à 160 C.
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Dans une opération non catalytique, dans laquel- - le on n'atomise pas la charge de la réaction de déplace-
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ment, on préfère que la température soit de 200 à 320 C pour la réaction de déplacement.
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Il est alors préférable d'effectuer la réaction de déplacement sous une pression manométrique comprise entre 10,5 et 21 kg/cm2, et la durée de la réaction pourrait varier entre 0,1 et 10 secondes.
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On peut également effectuer la réaction de dé- placement en présence d'un catalyseur.
Dans ce but, on préfère que la température de la réaction varie entre
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50 et 150 0 environ et que la pression manométrique soit comprise entre la,5 et 70 kg/cm . La durée de la réaction , peut varier entre 1 et 30 minutos environ. Un catalyseur''
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approprié à utiliser dans la réaction peut comprendre -<¯'/., l'un quelconque des catalyseurs dits de réduction, comme dos composés du nickel, du cobalt, du palladium et du . fer.
Le catalyseur que l'on préfère est un composé du ' ' nickel qui réagit avec le composé d'aluminium trialkyle. ;
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Des catalyseurs à base de nickel particuliers comprennent
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le nickel métallique finement divisa le nickel de ,.,rf.., ., , Raney, l'acétyl ec6tonate de nickel, le naphténate deze
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nickel, etc.
On peut toutefois faire varier dans une
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bzz grande mopui-e la quantité de catalyseur utilisée dans las réaction,"et elle est habituellement de OTOOI à 0,1 -Yf= par rapport au poids du produit de fixation. -y 7 =.' Dans la réaction de déplacement, on agit sur la quantité de mono-oléfine ou alkylène à bas poids moléo.x. laire utilisée pour réaliser un remplacement total doge #' substituants alkyle de l'aluminium alkyle à poids molé- culairo élevé, On peut en conséquence opérer avec une, quantité stoechiométrique de la mono-ol6fine à bas poids ¯, ,¯,:
jàç mo16culai ej on préfère cependant utiliser un excès z stoechiométrique de 200 & 2,000 moles pour cent envi on)/±g de la mono-oléfine à bas poids moléculaire par mole de '. produit de fixation dans le cas du déplacement thermiques et de lu à 100 moles pour cent environ dans le cas du " déplacement catalytique. ,;, " Le produit de déplacement décrit ci-dessus est. n ï ,\ a f mis en contact avec un complexe Il de manière que minium trialkyle qui uly trouve réagisse pour former le complexe 2sl. Lo mélange réactionnel résultant est compos. o6 de deux phases, la phase supérieure renfermant prati-,,4;= quement toutes les alplia-ol6fines et la phase inférieure,
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comprenant le produit complexe, dont le complexe 2;1 et
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un peu d'alpha-oléfines.
Pour traiter les alpha-ol6f.nes.,w avec le complexe 1:1, on préfère utiliser un excès du complexe lil en plus de la quantité stoechiométrique n6.. :.- cessaire pour réagir avec la totalité de l'aluminium trîw
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alkyle qui se trouve dans le produit de déplacement. On
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utilise en général un excès molaire de 5 à 10 eo' environ,,.",
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dans le traitement du produit de déplacement.
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Lo produit complexe renfermant le complexe 2:1 peut Ctro souilla par de l'alpha-016tine. On peut farci- lement éliminer cette contamination en traitant le pro- duit complexe avec un hydrocarbure paraffinique. L'hydro-
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carbure papuffinique peut comprendre do 5 à 12 atomes de carbone environ. Comme exemples particuliers d'hydro- carbures paraffiniques il y a le pontane, l'hexane,
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19octanct le nonane, etc. On utilise pour le lavage de 0,1 à 2,0 volumes d'hydrocarbure paraffinique par unité de volume du produit complexe. En général, le produit
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complexe peut renfermer comme impureté de 2 à 5 envi- ron cl'alpha-ol4finej3, avant le lavage avec l'hydrocarbu- re panaffinique.
On peut procéder au lavage à une tempé- rature de 5 à 1won environ. La pression sous laquelle @ne fait le lavage peut 6tre inférieure, sale ou Dupé- riouro à celle de l'atmosphère, pourvu que les produits restent liquides au cours du lavage et qu'il ne se pro- duise sensiblement pas de décomposition du produit com- plexe .
Le produit complexe renfermant; le complexe 2:1 est soumis à un traitement par la chaleur en présence d'un solvant d'extraction. On peut maintenir la tempéra-
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ture de la réaction de décomposition entre 100 à 20V C ' ,environ, et plus couramment entre 150 et 1750C environ.
La pression sous laquelle se fait la décomposition du
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complexe 2:1 peut varier dans une grande mesure dans 1e cadre de la préagnte invention. A cet effet, la preasion peut être inférieure, égalo ou supérieure à celle de l'atmosphère; elle est cependant habituellement à peu près égale à la pression atmosphérique.
Ainsi qu'on l'a..
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indiqua plus haut, un des avantagea du procédé de réglé- nération de la présente invention réside dans le trait qu'on peut l'appliquer à la pression atmosphérique ou à une prussien supérieure, on éliminant ainni la technique
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onéroucù qui consiste à maintenir un vide dans la sono de décomposition, La durée do séjour du complexe s 1 dans la zone de décompooition cet de 1 à 60 minutes en- viron, et plus habituellement de 5 à 15 minutes environ, Le solvant d'extraction accélère la décomposition du
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complexe 2:1 en complexe lis et aluminium trialkylo.
On peut faire varier dans une grande mesure la quantité du solvant d'extraction dano la zone d'extraction. On uti- lise en général do 1 à 40 volumes environ de solvant d'extraction par unité de volume de produit complexe; toutefois on utilise plus couramment de 2 à 10 volumes environ de solvant d'extraction par unité de volume de produit complexe.
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L'hydrocarbure parrffin3quo à utiliser comme solvant d'extraction dans la réaction do décomposition du complexe 2;
1 a un point d'ébullition qui est supérieur à la température à laquelle se produit la r4action de décomposition. L'extraction a lieu en phase liquide, et 1'aluminium trialkyle entre en solution avec le solvant d'extraction, tandis que le complexe 11 résultant est préférentiellement soluble dans le complexe 2:1 ou formé
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une phase insoluble. Comme exemples particuliers d'h.yciro carbures paraiiiniquùs que l'on peut utiliser comme sol- vante d'extraction il y a le nonaiiet le cyclohexane, le d6cane, le dodécane, le t6trad4canet le mét,ylayo.o. pentane, le môthylcyclohexane, 1lhexadÓcane, etc.
D'au., tres types de composés peuvent servir de solvants
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d extraction et ils comprennent par exemple des hdro,-; . carbures non saturés, comme le nonène, le décène, l'oo*' . tène, le oyolohéxène et acs mono-oléfines similaires ¯,¯¯,. f ' . i T correspondant d'une manière générale aux nyarocurouroo ' ' . *J' ' paraffiniques que l'on peut utiliser. De plus, les 1. ' drocarbures non saturas servant de solvants comprennent.,'' les hydrocarbures diolefiniques comme 7,'haxad3.ènet j l'heptadiene, Iloctadiène, etc. Bien que l'on puisse '> < (j' - utiliser comme solvants d'extraction de nombreux hydro' carbures saturés et non satures dont le point d bu113.,; tison est convenable, d'une manière générale ces solvants renferment de 4 à 20 atomes de carbone environ et plus,7¯.t .. ,.
, . couramment de $ à 20 atomes de carbone environ. ) j..¯f" On choisit le solvant d'extraction en se basanti.
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.1 ,, ¯ .il
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sur le fait qu'il est soluble avec l'aluminium trialkyle qui est form du fait de la décomposition du complexe,....", . 2:1. On préfère utiliser un solvant d'extraction qui bzz
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puisse être utilisé dans la réaction de fixation. A cat;'- effet les hydrocarbures paraffinitlues conviennent partit culièroment bien, et en particulier los fractions du '. .. ,ij¯;çi .,pàtrole bouillant dans la gamme des naphtes et des pué- z
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frôles lampants, Les fractions du pétrole et do pétrole,
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lampant ont un point de distillation ASTM initial de , ¯".
120 à 140 C et un point final de 200 à 25000 environ..; On peut faire passer le raffinât du procédé d'extraction," qui renferme 1'aluminium trialkyle et le solvant d'ex- ' - " d3,aa traction, en totalité ou en partie dans la réaction des fixation. Dans certains cas, une partie du solvant dex - traction peut être séparée du raffinât avant d'entrer . ,ra,, dans le réacteur de fixation. ,.:/i/] ' ' 1,"., On a procéd6 à des essais de laboratoire dans le ;: ....i:
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but d'établir la valeur des hydrocarbures a7,iphatiue'';'t comme solvants d'extraction pour r6gènérer les complexez . , . f 1, partir des complexes 2;1. '.,< ..,, u:',kv/'Yiyrry/#k EXEMPLE 1 , ' i; ,;
On introduit dans un ballon & fond rond, exempta d'humidité et d'air, 31 G. d'un complexe 211 d'aluminium tri4thy.a et de chlorure d'ammonium tétraméthyle, d ans lequel le rapport de l'aluminium au chlorure est de bzz 1,94. On ajoute au produit complexe 10 ml (le n-od4oan et on chauffe le mélange rêaultozt à 15000, On agite le.' mélange et on poeoléve périodiquement des échantillons des '5 m1 , à intervalles de 15 minutes.
Après la prélèvement--.,, zaza de chaque 4-chantillon, on ajoute au mélange 5 MI de .'; dodécane frais, Au bout de 45 minutes, on trouve que z 996 % de l'aluminium triéthyle ont été extraits¯, j '=/, EXEMPLE 2 4?':4 On recommence l'essai de l'Exemple 1, avec cette différence que la température d'extraction est de 19OÇYI,l .au liou de 15000 et également que le solvant d'extraction' . o.'' est le h'-tétradécanCt Au bout de 45 minutes, on trouve ;
que 17 % do l'aluminium triéthyle ont été extraits du , <1]Ù' produit complexe 2:1. bzz
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Dans le but de donner une compréhension plus -
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parfaite do la présente invention, on va se zeporter-à la Fleure 1 annexée, qui représente un dia.ramma schéma:F tique d'un dispositif pour la mise en oeuvre de la pré" sente invention. .
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Un produit de déplacement dans lequel on utilise' primitivement un produit de fixation dont la valeur de
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' 1..,
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*m* est de 4,0 et renfermant 20 % environ d'aluminium au' , : triethyle, 20 % de pétrole lampant; comme solvant et 60 % d'ulpha-016tinos comprenant entre 4 et 26 atomes de car- bone, est charge dans un récipient de complexation 5 par un conduit z raison de 63,4 kg/heure.
Un complexe lil d'aluminium triéthylo et de chlorure d'ammonium t6- traméthyle out chargé dans le récipient de complexation 5 p;.h le conduit 7 à raison de 2791 kg/heure. Le produit de déplacement et le complexe 1:1 sont introduits dans ' le récipient de complexation 5 à peu près dans sa partie médiane, de telle manière que le produit de déplacement, sensiblement exempt d'aluminium trithyle, peut sortir \',
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au sonnet par le conduit 8, et que la phase insoluble ,>' du produit complexe sort par le fond du récipient de complexation 5 par le conduit 9.
La phase d a2pha-ol.t,na .sort au sommet du récipient de complexation 5 rez raison, -de z,5 kg/heure, tandis que le produit complexe sort ,, 1 "; '" par le fond du récipient 5à raison de 61,6 kg/heure."' . ,
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On maintient la température dans le récipient de complot- ation 5 à 60 C environ sous une pression qui est à peu près celle de l'atmosphère. La durée de séjour du produit de déplacement est de 15 minutes environ, avant de sortir, comme produit de tête par le conduit 8.
Le produit complexe qui sort par le fond du régi-', pient de complexation 5 entre par la partie supérieure d'une tour de lavage 10. Un solvant de lavage tel que du n-hexane est introduit à la partie inférieure de la tour de lavage 10 par le conduit 11, à raison de 20,4 kg/heure.
Le solvant de lavage circule de bas en haut en contact en oontre-courant avec le produit complexe et il extrait de ce dernier toutes les alpha-ol6fines et tout le pétrole
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lampant qu'il contient, Le produit complexe, & son en- trée dans la tour de lavage, renferme % environ d'al- ph-a.cfinea et de pétrole lampant qui en sont facilement éliminda par le solvant do lavage. Le solvant de lavage enrichi en alphu-olèfine3 et en pétrole lampant sort du solamet de la tour de lavage zij par le conduit 12, tandis, que le pmlult complexe d3barraaa5 d'a.pha-oJ.3finos et ,
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do pétrole lumpant sort du fond de la tour de lavage par
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le conduit 14.
Le courant de oolvant de lavage enrichi circulant dans le conduit 12 renferme 10 ;é environ d' al. j phu-ol6f,nes et de pétrole lampant, qui ont 4td extraite'
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du produit complexe. Dane la tour de lavage on maintient
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la température à 60''C environ sous une pression qui est à peu près atmouph4rique, te Le produit complexe lavé circulant dans le oon- z duit 14 est introduit dans la partie supérieure d'un ré- cipient d'extraction 15 par un conduit 16. Un solvant ''-. \' d'extraction tel que de Ilhexadécune est introduit dans la partie inférieure du récipient d'extraction 15 par un y conduit 17, & raison de 13G kp,/heure. Le produit complexe',
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circule de haut en bas en contact en contre-courant avec )1;
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le solvant d'extraction et l'aluminium triéthyle se tron-r ve de ce fait extrait du produit complexe.
Le solvant < jfi d'extraction enrichi en aluminium triethyle sort de la . h"4 Y partie supérieure du récipient 15 par le conduit 18 raz raison de 146 khoure, Le produit'complexe d'oti llalumî"w" nium triéthyle a ét4 éliminé sort du fond du récipient 15 par le conduit 19 à raison de 32,6 kg/heure. Le pro-, duit complexe regdn6r6 renferme 68 -;b environ de complexe 1:1. Dans certaines opérations, il peut être intéressante de recycler une partie du produit complexe sortant du . ';éi
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fond du récipient d'extraction par un conduit 20 muni d'une vanne.
Le produit complexe recycla circulant dans le conduit 20 se réunit au produit complexe frais circu- lantdansle ' conduit 14, et le courant combina s écoule par le conduit 16 jusque dans la partit) supérieure du récipient d'extraction 15. Qn peut, dans le traitement .de régénération ou d'extraction, opérer avec un rapport de recyclage, mesuré en volumes de produit complexe re- cyle par volume de produit complexe frais introduit dans le récipient d'extraction, de 0,2 à 10,0:
1. Dans le-' ' récipient 15, on maintient la température à 160 C envi.- , ron, et sous une pression qui est à peu près celle de l'atmosphère. La durée de séjour du produit complexe dans le récipient d'extraction est de 10 minutes environ.
Le produit complexe de régénération du conduit 19 s'écou- .., le dans le conduit 7 et il est par conséquent recyclé vers le récipient de complexation 5.
Les produits do tête sortant du récipient de complexation 5 et de la tour de lavage 10, qui circulent respectivement dans les conduits 8 et 12, se réunissent et circulent dans le conduit 22 avant d'entrer dans un .appareil de fractionnement 23. Dans l'appareil de frac- , tionnement 23, qui fonctionne d'une manière classique, les alpha-oléfines, le solvant de fixation utilisé dans la réaction de fixation et le solvant de lavage sont sé par6s les uns des autres. Le courant de solvant de lavage
24 est ensuite recyclé vers la tour de lavage 10, avec ou sans solvant d'appoint, et le solvant de fixation 25 est réutilisé dans le réacteur de fixation (non représen té) Les oléfines sortent en 26.
On atteint d'une manière génerale les autres bute
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de l'invention -par un prooàd6 caractérise par le ta11,'./, que l'on sépare un aluminium br1al3yle à bas poids mole c\l1aire de divers produits, comprenant ; (1) un pr()du.11ï';A.
,1/:P1 de déplacement renlermtmt des alpha-olûfines, (2) àêà"1'µbl)À '.. hydrocarbures non-olefiniques ot (3) un alcoolatu dia3:U.',: minium dialkyle, en mettant en contact le produit avec
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un agent complexant de l'aluminium trialkyle à. bas poids ,'(.
>.< moléculaire et en séparant ensuite de oo produit le " <"1;],i;(..j;.
;')-:":I .complexe renfermant l'aluminium trialkyle. L' l3./5ent', oom;!t., .plexant auquel on fait appel est un composé ayant pour
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.formule R MX ou un complexe de MX et d'un aluminium i;. trialkyle ,à bas poids moléculaire, dans le rapport molai-
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re de 1:1, dans lequel R est un radical ,alkyle, M est de l'azote, de l'arsenicdu phosphore, du soufre, du
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sélénium ou du tellure; X est un halogène et n est égal '"* -r d 3 ou à 4, suivant l'élément M considère.
Les asenbs ù,jǵ$ complexants préfères sont les heJ.oa;6nures d'ammonium. '. ]j,( - ,f.il . tétraalkyle. 1-.. i', l tétraalkyle '
Dans un 'autre aspect 'de l'invention,un produite
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de déplacement comprenant des alpha-olefines renfermant. des alpha-oléfines renfermant en moyenne de 4 à 30 ato-
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mes de carbone en mélange avec un aluminium trialkyle ', qui renferme des radicaux alkyle ayant en moyenne de 2
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à 5 atomes de carbone environ, mais en moyenne moins F ' r ;j:
d'atomes de carbone qu'il y en a dans les alPha.-oléfinl3i:i est traité avec un complexe d'un halogénure d P ammonium' ' ;,p tétraalkyle dans lequel les radicaux alkyle renferment, en moyenne de 1 à 5 atomes de carbone environ et d'un aluminium trialkyle dans loquel les radicaux alkyle ren ferment en moyenne de 2 à 5 atomes de carbone, le rapport. molaire du second au premier étant de 1:1, et on produit)
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ainsi un complexe dans lequel le rapport molaire prédité
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ast dv 211, Dansa un autro aspect? encore de 1'invention, on Bouaet lo complexe 211 à un traitement par la chaleur de manibce qu'il puisse étro d; canpaar on aluminima tri- alkyle et! un complexe 1 s 1.
Lu complexe lil ost oneuite .r4uttlia4 pour le traitement du produit de déplacement ooaNû on lte oxpoois plus haut, ;j' Dans un autre aspect encore de l'invention, le'" complexe 2:1 qui est slpané des alpha-ol4fnes peut ron- former comme impureté une petite quantité d'alpha-old" fines. Cette impuretu peut être facilement 3liminca du complexe 2s 1 en le traitant avec un hydrocarbure para4lfà- nique munfernant de 4 & 30 atomes de carbone environ;
les alpha-o16fmes sont do ce 3'sdt dissoutes dans l'hy** drocarbure de lavago, en laissant le complexe 2:1 aenati- element exempt d'impuretés. , ", Dans d'autres aspects de cette invention, les ' agents complexants décrits plus haut sont utilises pour
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. la séparation des hydrocarbures solvants, particulière" ' ,.ment d'hydrocarbures saturas, de l'alumïnïum trialkyle à bas poids moléculaire et dans la séparation des alcoo* -latus d'aluminium dialkyle de l'aluminium trialkyle à bas poids moléculaire.
Ainsi qu'on l'a fait remarquer plus haut, cotte , invention vise, sous son aspect le plus général, de nou-
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veaux complexes de chlorures d'alyl-aHsonium & bas poid . moléculaire et de composés d'aluminium tria111e bas poids moléculaire. On peut définir ces complexes par la formule suivante
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a(R,Al).R'4NOl dans laquelle R ont un recul ul)Qrle ront'orJ.1ant dé 2 à 5 hontes de oarbbne, 9 ast 6al à 1 ou à 2 ;
at est un radical allzyle comprenant de 1 à µ bornes do carbone et R + Re no dparsct pas 6 atomes de oarbono, Comme exemplce particuliers da complexes outrant dans la cadre de 1'n vetion il y a le complexe do 2 aluminium triéthyle et
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d< chlorure d' ammonium tGtram4tyle, d'aluminium tripon- tylo et de chlorure d'ammonium tétrwn4thyle, d'aluminium triéthyle et de chlorure d'ammonium tétrapropylet de 2 aluminium tripropylo et de chlorure d'ammonium tétra éthyle de 2 aluminium triisobutyle ot de chlorure d'am-
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monium t(;trù.l1lôtb;ylc, d'aluminium tributyle et de chloru- re d'ammonium tétraéthylo, de 2 aluminium tricthyle et , de chlorure d'ammonium tétrapropyle, d'aluminium trié- thyle et de chlorure d'a:
iW1onium tetranthyle, et d'alu" minium triisobutylu et do chlorure d'ammonium t3tram3- thyle. Bien que un quelconque des complexes englobés dans la formule générique entre dans le cadre de la pré sente invention, les complexes préfères sont ceux dans
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lesquels entrent du chlorure d'ammonium tétnanéthyle et les composés d'aluminium alkyle ne comprenant pas plus de 4 atomes de carbone.
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Les complexes de cette invention sont oaracteri-J. ses par le fait qu'il sont pratiquement insolubles dans :',:
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les composes aliphetiques, c'est-à-dire dans les compo- ':: sés pardttiniques et o16tiniques. Par exemple, les com- .,' plexes 1:1 et 2:1 d'aluminium triethyle et de chlorure d'ammonium tJtrl1éthylo. ont une solubilité inférieure à ,-..
1 partie de complexe pour 100 parties do solvant. Ces
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complexes sont également caractérisés par leur grande stabilité thermique. par-exemple, le complexe 2 :1 d'alu- minima triéthyle et de chlorure d'ammonium tétraméthyle
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commence à se décomposer à 140 C et sous la pression do,'.
20 mm. Ces complexes peuvent exister sous l'état solide ,ou liquide, suivant leur composition et suivant la tem-
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pérature ambiante* Le complexe 1:1 d'aluminium triéthyle et de chlorure d'ammonium tétraméthyle a un point de fou- sion de 4700 environ. D'autre part, le complexe 2sl a [µ un point de fusion de 90 C environ.
Les conditions gène-. raies de préparation et la décomposition des complexes ,-';;' 2:1 sont exposées dans ladiscussion détaillée ci-après)', qui est orientée dans le sens de l'application des com plexes précités et d'autres complexes dans le procédé
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oette invention : :''¯ de cette invention..-;-'. ' ' ' ' j<;'j/;; Les agents oomplexante auxquels on fait a9pel',i<± pour mettre en oeuvre le procède de cette 3nvention sônt'.; définis d'une manière générale par la formule RnMx, dans laquelle R est un radical alkyle; M est de l'arsenic, du phosphore, du soufre, du sélénium ou du tellure; X
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est un halogène; et n est égal à j ou à 4, suivant ltélé. ment M considéré.
On utilise de préférence les radicaux
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.alkyle à bas poids moléculaire, c'est-a-di--e ceux qui
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renferment de 1 à 5 atomes de carbone. A mesure que 1a',,j",] longueur de la chaîne alkyle s'accroit, la solubilité du' complexe dans les hydrocarbures augmente également, de sorte que le degré de séparation diminuo. Parmi les élé ments représentés par M, et dont tous sont des métalloé des, l'élément que l'on préfère est l'azote; cependant n'importe quel autre métalloïde parmi ceux énumérés est, également efficace comme agent complexant pour mettre en .
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¯,,,.;mi" . "' M w 1 ..i
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oeuvre le procédé de cette invention.
On peut utilise!?; un quelconque des halogènes, mais toutefois on préfére
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les chlorures. ,,ta;;=;:
Dans le but de décrire plus clairement et plus- utilement l'invention, la discussion suivante va traiter
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des halogénures d'ammonium tétraalkyle; il entre toute-' fois dans le cadre de cette invention d'utiliser n'impor- te quel autre halogénure de métallotàe-alhyle répondante à la formule indiquée plus haut.
Il va en outre sans dire que l'on peut remplacer l'azote par chacun des autre 0 métalloïdes dans les exemples particuliers des agents,- complexants et des complexes décrits ci-après,
Le produit de déplacement renfermant des alpha-
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oléfines est traité avec un halogénure d'ammonium ttra-. y 6; alkyle ou avec un complexe d'halog6nure d'ammonium tétra- alkyle et d'aluminium trialkyle. Quand on utilise le.
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- .''''* complexe, il est formé avec un aluminium trialkyle dans lequel les radicaux alkyle renferment en moyenne de.2 à
5 atomes de carbone environ, La somme des nombres moyens de radicaux alkyle des deux composes n'est de préférence,,,,-,,-
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pas supérieure à 6.
Pour les buts de cette description, O. ! .,, ;J , 6 ,.
:>il". les termes-l'radical alkyle moyen" sont pris dans le sens¯;.¯, de la moyenne de tous les radicaux alkyle qui se trouvent,. présente dans le composa particulier en questions
La réaction entre l'aluminium trialkyle et 1'ha logénure d'ammonium tétraalkyle se fait avec un rapport molaire de 1:1 et de 2:1. Cette réaction peut se faire une température de 50 à 150 C environ, et plus couramment entre 50 et 10 CC environ. La pression sous laquelle s'effectue la réaction peut être inférieure, égale ou su
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périeuro à celle de l'atmosphère, &l général cependant; , '
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,C.i , la réaction se fait à la pression atmoephërique. La ' bzz formation des complexes ce fait: en un laps de tsaps 're,,.
Bonnablemont court; par conséquent ils peuvent se forcer en 0,25 F. 30 minutes et plus couramment en'0,5 à z10 mi- nuten environ. Comme exemples particuliers d'halogénures d'ammonium tutraaH!yle auxquels on peut faire appel pour la préparation du complexe, il a le chlorure d'aoRO- nium ttrwétbylo, .' ioduro d'amaoniua tétramèthyle, le' 0. fluorure d'ammonium tétraéthyle, le bromure d'ammonium t4trabutyle, le chlorure d'ancionium tétraéthyloq le fluoruro d'aMmonium t3trabutylc, l' iodurr d amzaon3ura r . tétraprop.yle , le chlorure d 0 ammonium tètrapropyle i etc , . , L'aluminium trialkyle qui r4ogit avec 1 ' halo3turo d ' eut ' " ' ' .. monium tàtraalkylo est par exemple l'aluminiun tridthylol
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1'aluminium tripropyle, 1'aluminium tributyle, etc.
Les*
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exemples particuliers de complexée comprennent le cornu plexe de 2-aluminium tri6thyle-chlorure d'amaoniua tetra- .a méthyle de 2-aluminium triôthyle-ioduro d 1 a=onium té-.. tramr'ithyle# de 2-aluminium trirmyle-fluo.uro d' 8lvaoniuw .,,< tetrauthyle, de 2-aluminium triisobutyle-ammonius tétra- butyle, de 2-aluminium tributyle-chlorure d'elum.tium,,ir tétrabutyle, de 4-aluninium tripropyle-fluorure d"wÀoà0Ô' ,ij..' nium tétramâthylet de 2-aluminium triinopropyle-,tluorutb
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d 1 a=onium ttrapropyle, de 2-aluminium trié thyl e-iod uro d'ammonium ttrapropyle, de 2-aluminium triisopropyle-"., ' ch1orSa>e dla=oni,2m,t.trapropylae de 2-aluminium tridthy-' tW,., le-chlorure d'amnoniun t6traînobutyle, de 2-aluminium triie>propylo-a=oni= têtramthyle et de 2=alm4r4un;',1','j,¯/ " ,é,ii ;] tripropyle-bromure d'amnonium bétraàthy18.
Lee exemples
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particuliers de composas des autres métalloïdes, que'lion,
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. peut utiliser, correspondent aux composta expoa6s c3-':ât,'s 5.7 %
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dessus. Bien entendu, il va sans dire quo les exemples
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particuliers comprennent 4Galoment les complexes 181,' lo complexe 2:1 se décompose facilement en le soumettant à l'action de la chaleur sous une pression
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inférieure la pression atmosphérique.
Dans la réaction de décomposition, le complexe 2:1 est transforma en coa- p3.axa'1s1, avec mise en libertu d'une mole d'aluminium . triaihyle pour chaque.mole de complexe qui est dcompo- sec.Le complexe ltl ne se décompose pas facilement et -il nécessite des conditions de température et de pression qui ont pour conséquence une pyrolyse de l'aluminium trialkyle.
Comme il est souhaitable de réutiliser l'halo-
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gnure d'ammonium t4trual]Vledans le procudé et comme ce produit n'est réutilisable que sous forme du complexe.
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lil, on met d'ordinaire le procédé en oeuvre en formant ; initialement le complexe lil, puis ensuite on opérant ,,=./",, avec ce complexe plutôt qu'avec l'halocônuro d'ammonium; tt-traalkyle, Par conséquent, la description et l'expose' ci-aptôs sont particulièrement orientas dans le sens dee.,- l'utilisation du complexe 1:1 ; cependant il va sans dire que l'halogenure d'ammonium t4traalk,le peut ttre égale-',., ment utilisa dans les diverses òrmes de réalisation des l'invention..
On fait réagir le complexe 1:1 décrit ci-dessus / avec l'aluminium trialkyle qui existe dans le produit de'' déplacement. L'aluminium trialkyle renferme des radicaux ?' alkyle ayant en moyenne de 2 atomes de carbone envi-
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ron.
On peut faire réagir l'aluminima trialkyle et le ,,.'. complexe 1%1 t une température de 50 à 1500 environ, et) plus couramment entre 5U et 1Q0 C environ, La pression de la réaction peut varier dans une grande mesure, de telle
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manière qu'elle peut être inférieure, gale ou supérieu re à la pression atmophérique La dur6o de la réaction peut être de 0,25 à 30 minutes environ et plus habituel- lement de 0,5 à 10 minutes environ.
Los proportions re- latives d'aluminium trialkyle et do complexe 1:1 peuvent varier d'une manière considérable dans le procédé de la présente invention, On peut utiliser le complexe 1;1 en proportion stoechiométrique pour réagir avec la totalité de l'aluminium trialyle, ou bien on peut l'utiliser en excès, de telle manière que le complexe 1:1 so trouve présent dans .le produit en même temps que le complexe 2:1. Pour les buts de la présente invention, on profère opérer avec un excès de complexe 1:1, de façon à obtenir' l'avantage de l'action de masse. On utilise d'ordinaire , de 1,05 à 1,20 mole environ du complexe 1;1 pour chaque mole d'aluminium trialkyle présente dans le produit do déplacement..
Le produit du traitement du produit de déplace-*,' ment, renfermant de l'aluminium trialkyle non combine . avec le complexe 1:1 se présente sous forme de deux pha- ses. La phase supérieure est principalement constituée d'hydrocarbures, avec ou sans un pou d'aluminium trialky- le et/ou d'autres complexes, tandis que la phase inférieu- re est principalement constituée par le complexe, avec ou sans, de potitos quantités d'hydrocarbure, de catalyseur . de déplacement, etc.
Dans le cas où la phase de complexe renferme une impureté, on peut éliminer cette dernière en traitant avec un hydrocarbure paraffiniquo. A cet ef- fet, l'hydrocarbure paraffinique peut renfermer de 5 à ,
12 atomes de carbone ou plue. Il y a intérêt à ce que . l'hydrocarbure paraffiniqeu renferme moins d'atomes de
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carboné que l'alpha-o16tine. De cette manière,, l'hydro''.
'carbure paraffinique peut 6tre facilement séparé de l'alpba-ol6rine par distillation. On profère utiliser un,4 ' .:#J. hydrocarbure paraffinique qui renferme do 2 à 6 atomes.,j]:J; de carbone environ de moins que .' a2pha-al;f3.ne que 110,11, récupère dans le procédé. Comme exemples particuliers d'hydrocarbures paraffiniques il y a le pentane, lthena7, ne, l'heptane, l'octane, le nonane, etc. La quantité .d'hydrocarbures paraffiniques utilisée est de 01 à
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10,0 parties environ et plus nouramaent de Ot2 à 1,0 ' ,< ,,Qlii .partie environ en volume , par unit-6 de volume du com plexe. Le complexe peut renfermer de 1 & 5 % en poids environ, et plus habituellement de 2 à 4 % on poids envi-*
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ron de l'alpha-olufine présente comme impureté.
Le txi,,' , tement du complexe M61ang6 d'impurotô avec.llhydroçarbu rie paraff inique peut s'effectuer à la température ais- J;,",1 biante ou à une température do 50 à 200 C environ, et
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plus couramment de 50 à 10000 environ, suivant l'hydro-" carbure utilise. La pression do l'opération du traita-
EMI32.5
ment peut Ctre inférieure, 6gale ou supérieure à la ''.;'. pression atmosphoriquo. bzz Le produit complexe qui renferme le complexe
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2:1 est soumis à un traitement par la chaleur pour le '. transformer on complexe 1;1 et en aluminium trialkyle On peut effectuer la pyrolyse du complexe à une température comprise entre 110 et 225 C et de préférence entres
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130 et 19000.
Le traitement de pyrolyse se fait de priez ference sous une pression inférieure 4 la pression ut mosphérique qui, pour les buts de cette invention, /peut'¯): être de 5 à 30 mm de mercure environ.
On peut également utiliser le complexe !: pour ?
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séparer un aluminium-trialkyle dans lequel le radical . lkyle moyen renferme de 1 à 5 atomes de carbone prove- nant do l'hydrocarbure non-léfinique par exemple, du solvant ou du diluant utilisé dans la réaction de fixa- tion.
L'hydrocarbure utilisé comme solvant dans la réac- tion do fixation se trouve présent pendant le teaps où l'on procède à la réaction de déplacenont Les alpha- oléfines ainsi produites sont séparées de l'hydrocarbure solvant, et de l'aluminium trialkyle à bas poids molécu- laire par des procèdes classiques, conme par exemple par distillation* L'hydrocarbure et l'aluminium trialkyle à bas poids moléculaire restants sont ensuite traités avec, le complexe 1:1 décrit plus haut pour produire un pro- duit complexe renfermant le complexe 2:1 Lorsque le complexe 2:1 se forme, il apparatt deux phases, une de l'hydrocarbure solvant et l'autre du produit complexe.
On sépare ensuite le produit complexe de l'hydrocarbure solvant et on le pyrolyse pour régénérer le complexe 1:1 de la même manière quo celle décrite plus haut, de maniè re à ce qu'il puisse être réutilisé pour traiter encore d'autres mélanges d'hydrocarbure et d'aluminium trialky- le.
Bien que le procéda de séparation soit applicable d'une manière générale à des hydrocarbures non-oléfini- ..ques, on l'utilise de préférence dans la séparation d'hy- drocarbures saturés de l'aluminium trialkyle, Les hydro- carbures aromatiques sont moins fréquemment utilisés com- me diluants ou comme solvants et ces produits sont égale- ment plus difficilement séparables, car ils peuvent être dans une certaine mesure solubles avec les complexes 1:1 et 2:1.
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Le produit complexe renfermant le complexe 2:1 peut 8tre facultativement traité avec un hydrocarbure paraffijnique moins miscible avec le produit complexe mais plus miscible avec l'hydrocarbure non-oléfimnique qui le souille. qu'avec le produit complexe: L'hydrocar- bure paraffijnique que l'on utilise pour le lavage peut renfermer do préférence de 5 à 10 atomes de carbone envi-, ron, 'et l'hydrocarbure qui sert desolvant de fixation , comprend plus d'atomes de carbone ou a un point d'4bulli- tion plus élevé que l'agent de lavage.
Les conditions du traitement du mélange d'hydrocarbure non oléfinique et d'aluminijm trialkyle 4 bas poids moléculaire par le complexe 1;1 sont les mêmes que celles déorites plus haut pour le traitement du mélange d'alpha-oléfine et d'alumi- nium trialkyle. De mêmes, le lavage du produit complexe avec un hydrocarbure paraffinique peut être effectué dans les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus dans le cas du lavage du produit complexe qui provient du traitement du mélange d'alpha-oléfines et d'aluminium trialkyle.
L'aluminium trialkyle que l'on utilisa dans les . réactions de fixation et de déplacement et qui en est. obtenu est facilement oxydé partiellement en présence d'oxygène, par exemple à l'air. Le résultat est que les produits de fixation et de déplacement sont très souvent,, souillés par de petites quantités d'alcoolate d'aluminium' dialkyle. Il entre également dans le cadre de cette inven- tion de séparer ces alcoolates des composés d'aluminium trialkyle à bas poids moléculaire en faisant appel à des . agents Complexant$.
On peut également fabriquer des oléfines en utili-
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saut un dialcoolate d'aluminium dialkyle dans la réac- tion de fixation, à la place d'un aluminium trialkyle.
-Dans une réaction de ce genre,, la fixation se fait sur les deux radicaux alkyle, les oléfines en étant dépla-. cées dans la réaction de déplacement.
L'aluminium trialkyle à bas poids moléculaire peut se trouver présent dans tout mélange réactionnel décrit plus haut et il peut en être efficacement séparé par le procédé de cette invention.
L'alcoolate d'aluminium dialkyle à séparer a habituellement en moyenne de 2 à 5 atomes de carbone en- viron pour chaque radical alkyle, et le radical alcoola- ' te renferme de 2 à 5 utomes de carbone environ. On peut traiter le mélange avec un complexe 1:1 du type décrit plus haut pour former un produit constitué de deux pha ses, c'est-a-dire d'une phase supérieure de mono-aloola- te et d'une phase inférieure de produit complexe renfer mant la complexe 2:1.
Le produit complexe peut être fa- cultativement lavé et pyrolysu de la môme manière quo celle décrite plus haut dans le cas de la récupération d'aluminium trialkyle et de sa séparation soit de l'al- pha-oléfine, soit de l'hydrocarbure non-oléfinique.
Ddns le cas où l'on utilise un catalyseur de déplacement pour la production d'alpha-oléfines de la manière décrite plus haut, il n'y a pas intérêt à soumet-' tre à la chaleur le produit du déplacement, car une réac- tion inverse a une nette tendance à se produire.
La réac-, tion inverse consiste en une action mutuelle des alpha- oléfines et de l'aluminium trialkyle à bas poids molécu laire, ce qui donne le produit de fixation à poids molé culaire élevé. Gràce à la présente invention, la réaction
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inverse est supprimée parce que le produit de déplace- ment est traité avec le complexe 1:1 pour éliminer 1'alu- minium trialkyle à bas poids moléculaire. On peut ensuis te soumettre la phase d'alpha-oléfine renfermant le ca-,, talyseur à l'action de la chaleur, sans crainte que la réaction inverse se produise.
Le nickel et les cataly- seurs renfermant du nickel décrits plus haut sont partis culièrement efficaces pour favoriser la réaction inver.. se ; il en résulte que la présente invention est articu lièrement applicable à un système catalytique de ce Son-- re
Les exemples suivants sont présentés pour illus trer la présente invention.
EXEMPLE 'un ajoute goutte à goutte en l'espace de 5 minu tes, 16,1 g. d'aluminium triéthyle à un mélange de 15 g . de dodécène et de 16,2 g, de chlorure d'ammonium tétra- méthyle anhydre, La température du mélange réactionnel s'élève à 59 C et par refroidissement la masse entière se solidifie.¯ On chauffe de nouveau lentement le mélange réactionnol à 100 C et il se forme alors deux phases li quides. On maintient la température du mélange réaxction nel à ce niveau élevé pendant deux heures pour avoir la certitude que la réaction complexe est totale. Ensuite on refroidit lentement 10 mélange réactionnel, sur quoi la phase inférieure se solidifie à la température de
47 C environ.
On analyse un échantillon do la phase infé rieure et on trouve qu'il est sensiblement exempt d'lau minium et de chlorure. La phase inférieure renferme le complexe 1:1 d'aluminium triéthyle et d'halogénure
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d'ammonium tétraméthyle
On réchauffe le mélange réactionnel à la tempé- rature de 70 C, puis ensuite on ajoute 17,0 g. d'alumi- nium triéthylo. Le but de ctt, partie do l'essai est de préparer un complexe 2:1 des deux réactifs.
On maintient la température du mélange réactionnel à 70 C Le mélange réactionnel se solidifie quand on ajoute la première goutta d'aluminium triéthyle et il recto solide pondant, tout le temps que l'on ajoute l'aluminium triéthyle. Ce produit solide tond entre 85 et 95 C A 100 C, il y a deux phanes liquides. Un échantillon de la phase supé rieure renferme 0,63% en poids d'aluminium et moins de 0,1 % de chlore. La phase inférieure renferma .795 en poids d'aluminium et 5,88% en poids do chlore.
Le rap- port molaire de l'aluminium au chlore dans la phase in- férieure est de 1,97
On procède à un autre essai pour déterminer dans quelle mesure on peut pyrolyser le complexe 2:1,pour produire le complexe 1:1 et le composé d'aluminium trial- kyle EXEMPLE 4
Dans un ballon à fond rond de 125 mg avec un puits thermométrique et une tête à distiller sous vide séparée par une colonne en verre de 20 cm, on introduit
50 g d'un complexe,2:1 d'aluminium triéthyle et de chlo- rure d'ammonium tétraméthyle dans lequel le rapport mo- laire de l'aluminium au chlore est de 1,99' Il n'y a pas de garnissage dans la colonne de verre.
On chauffe la complexe à la température de 140 sous la pression de
20 mm avant que de l'aluminium triéthyle commence à
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bouillir au reflux. On augmenta lentement la chaleur
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jusque cu que le complexe atteicno la température de 150 C et on abaissa la pression à 1 mm. Au bout de 5 25 heures, il ne distille du complexe quo très peu de produit. On recueille au total 14,1 g. do produit passant
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en toute. in analyse le produit do ttto ot on trouve qu'il 'ant'ba 21,7 % d'úlin1um et Moins do 0,1 % de chlore Lo produit de tête est de l'aluminium tPiéthylo et il sa forme avoc un rondemant de ?2 ;c.
Dans le but de déterminer la quantité do complexe qui serait retenue dans la phase d'hydrocarbure en utili.-
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nuant divers types d'halogénuren dans 10 complexe, on procède à l'essai s'evant i EXEMPLE 5 On ajoute 21,9 g. do chlorure L' anmonium tètra- éthyle, ,c,5 g. d* 'bromure 1'aznmsnium 'ttr.,.3tkyla et z Fo d'ioduro d'anaonium tétranthyle, chacun dans trois ballons séparas. On ajoute dans chacun des trois
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ballons 79 S, d'une solution à $2,5 % en poids d'aluni- nium triéthyle dans du n'-dod4cène< On agite chacun dits / ballons pondant 30 minutes à une température comprise en-
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tre 50 et 6000.
On sépare de. chaque ballon la phase ron.,:, formant du dodécène. On dose 1'aluminium dans le dodécène dans 1e but de déterminer la quantité qui y a été retenue.
Dans la tableau ci-dessous la quantité d'aluminium présen te dans le complexe halogène sert de base et tous les au- tres dosages d'aluminium sont indiqués sous forme de rap- ports relativement au chiffre servant de base.
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<tb>
* <SEP> Dosage <SEP> de <SEP> l'aluminium <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Complexe. <SEP> dans <SEP> le <SEP> dodcène
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complexe <SEP> chlorure <SEP> 1,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complexe <SEP> bromure <SEP> 1,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complexe <SEP> iodure <SEP> 5,2
<tb>
* Le dosage de l'aluminium est exprimé en rapport et rapporté au dosage de chlorure, Il ressort de ces dosages de l'aluminium contenu dans la phase d'hydrocarbure que c'est le complexe chlo- rure qui donne les Meilleurs résultats. Les résultats les plus médioores sont obtenus avec le complexe iodure.
Dans l'essai suivant, un produit de déplacement .. renfermant du nickel est soumis à la pratique de la pré sente invention pour déterminer si l'on peut s'attendre à un effet défavorable quelconque.
EXEMPLE 6 "" Dans le cas du catalyseur de déplacement, on ac tive du naphténate de nickel avec le produit de fixation ,puis on l'inhibe avec 15 parties d'alcool propargylique par partie de nickel. On traite le produit de déplacement avec une quantité de solution de nickel telle qu'elle ' donne une concentration finale de 20 millionièmes (ppm) , de nickel. On utilise dans cet essai 1.040 g. du produit.. de déplacement.
Le produit de déplacement est formé à partir d'un produit do fixation dans lequel la valeur de "m" est de 3,7 Le produit de déplacement renfermant du - nickel est maintenu à 15 C puis on lui ajoute 515 g ,d'un complexe 1:1 d'aluminium triéthyle et de chlorure d'ammonium tétraméthyle La température du mélange s'élève
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5000 et on 1'asite à cette température pendant 10 mi-1' '. nutes. On analyse à divers moments la couche d'oléfine pour déterminer la mesure dans laquelle s'est produit le déplacement inverse. Le tableau suivant donne les z/"¯.
. résultats de ce travail. ruz'
EMI40.2
<tb> Déplace- <SEP> Oléfines..- <SEP> totales <SEP> % <SEP> (par <SEP> RNM)
<tb>
EMI40.3
ment in- Alpha Oléines Oléfines
EMI40.4
<tb> verse <SEP> Oléfines <SEP> internes <SEP> rattachées
<tb>
<tb>
<tb> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1. <SEP> Echantillons <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> produit <SEP> de <SEP> dépla-
<tb>
<tb>
<tb> cement <SEP> thermique
<tb>
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utilisé 92,6 1,7 5,? 2. Couche d'oléfines 1 , ? 5 , ? après 10 minutes . -" .. .;'-; à 5C C en présence ,' :1' deAlTE/CATM 0,5 -92,6 2,5' 4,9 ¯).¯.
µ , Couche d'olefines ,:.. ,,'. , " f 1.t"' h, >...
" venant de 2, après ,\ .. ,...",'- , 1 ,>' ...r 3 jours à la tempe- , ar: jours tempé- '::/(":'.: rature ambiante'.. ,'92,0 .2,6" 5,4 ; ..e' 4. Couche d'oléfines ' > ',/Jlli j ' venant de 2, après ' ; , - " t yt ;.
11 jours à la tempé- , ' '. ' g >;, ' rature ambiante 91 t 7 .. tO j5,0 '; /)¯)) 5. Couche d'olefinoa - ' l v ,v Wa 1 i1v . 'venant de 2, après . 1 Ô")lÙ ' jours tempé- ."... 1 l' \ . t.. ,or.
14 jours la tempe- . f . 1 j', ,1)a [;)', rature ambiante -' -"91,6 . 2,8 ' 5,ij .µ')r'; 6. Echantillon témoin ,' , ' ' ' , , ' "' ;l* ap:cés ninutos '....' " '" , après 10 minutes ' ; . ' ¯ Î 'i/1( 50 C (sans ALr'8/C.ATM) 1,5 . 91,7 1. 2, , l," ,6,0 l":': i....
12NI4 Résonance nucléaire magnétique., * ' - . ' ' \ '3Í: A.1TE a Aluminium triéthyle. -. g , ..
EMI40.6
<tb> CATM <SEP> Chlorure <SEP> d'aluminium <SEP> tétraméthyle.
<tb>
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EXEMPLE 9
Dans cet exemple, le produit de déplacement ren forme de l'aluminium triéthyle, des alpha-oléfines et du mono-alooolate d'aluminium dialkyle. On opère avec un excès du complexe 1:1 d'aluminium triéthyle ot de chle rure d'ammonium tétraméthyle pour assurer une réaction : compiète avec la totalité du composé d'aluminium qui se trouvait dans le produit do déplacement. Après la réac., tion de formation du complexe, on sépare les deux phasses ainsi formées.
On soumet à un traitement d'hydrolyse un échantillon de la couche d'oléfines dans le but de déter- miner si elle renferme du monc-alcoolate si toutefois c'est le cas* Quant au produit d'hydrolyse, il y a 0,058 mole d'alcool dans la couche aqueuse et 0,045 mole d'al cool dans la couche d'olétin6s. Le total de 0,103 mole d'alcool indique que le composé d'aluminium se trouve sous forme de mono-alcoolate d'aluminium dialkyle. Cet essai démontre également que le produit complexe est sans Influence sur le mono-acloolate EXEMPLE 8
Dans cet essai on lave avec de l'heptane normal la couche de produit complexe provenant de la réaction de complexation.
Dans ce but, on utilise de 1 à 2 parties d'heptane normal pour 9 parties de produit complexe*
Sensiblement toutes les oléfines se trouvant dans le pro- duit complexe sont éliminées en lavant deux fois avec de l'heptane normal.
EXEMPLE 9 Il s'avère que les complexes formés dans la
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réaction du chlorure d'ammonium tétraméthyle avec soit l'aluminium triéthyle, soit l'aluminium tributyle, sont pratiquement insolubles dans les oléfijnes du produit do déplacement ou dans le 1'décène et dans l'heptane normal.
Cependant, quand on complexe du chlorure d'ammonium té traméthyle avec de l'aluminium trihoxyle, on trouve que . le complexe est partiellement soluble dans les mêmes substances parafiniques et oléfiniqucs
Four donner une meilleure compréhension de la prérente invention, on va maintenant se reporter à la Figure 2 annexée.
Sur le dessin, le complexe 1:1 d'aluminium trié. thyle et de chlorure d'ammonium tétramétjyle est recycle vers un réservoir de stockage 5 par un conduit 6. Du , chlorure d'ammonium tétraméthyle et de l'aluminium trié- thyle frais sont introduite séparément dans le réservoir de stockage 5, respectivement par les conduits 7 et 8 Le complexe 1:1 e3t évacué du réservoir de stockage 5 par un conduit 9, à raison de 81,5 kg à l'heure. Le complexe 1:1 est combiné avec le produit de déplacement qui est amené par le conduit 10 à raison de 219,7 kg à l'heure.
Les courants combinés sont.introduits dans un récipient : de complexation 12 par un conduit d'alimentation 13.
Dans le récipient de complexation 12, le complexe 1:1 sc] combine avec l'aluminium triéthyle présent dans le pro- duit de déplacement et forme de ce rait une phase de por duit complexe qui est surmontée d'une phase d'oléfines et,', de solvant. Le solvant que l'on utilise dans la réaction de fixation est du pétrole lampant ayant un point d'ébul- lition initial ASTM de 195 C et un point final de 225 C Le produit complexe sort en continu du fond du récipient .
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de complexation à raison de 125 kg/heure.
La phase d'hydrocarbures sort en continu par le sommet du réci pient de complexation 12 par un conduit 14 à raison de
176,2 kg/heure. La phase d'hydrocarbures circulant dans . le conduit 14 est introduite dans un appareil à distil-.: lation 16 dans lequel les divers produits se trouvent sépares. Les produits sortent de l'appareil de distilla- , %ion 16 par un conduit 17'
Le produit complexe qui sort du récipient de complexation 12 passe par le conduit 18, qui est en com- munication avec un récipient 20 d'extraction d'oléfines.
Dans ce récipient, on introduit de l'hoptane normal par le conduit 21 à raison de 62,5 kg/heure. Le produit complexe est souillé d'oléfines et do solvant qui sont pratiquement éliminés par l'heptane normal. Dans le réci- pient 20 d'extraction des oléfines il se forme deux pha ses, à savoir la phase supérieure d'hydrocarbures et la phase inférieure de complexe. La phase d'hydrocarbures est évacuée en continu du récipient d'extraction d'olé- fines 20 par le conduit 22 à raison de 65,4 kg/heure.
Le produit complexe lavé sort du récipient 20 d'extrac-. tion d'oléfines par le conduit 23 à raison de 124 kg/ heure. Le produit complexe lavé du conduit 23 est intro-, ' duit dans un récipient de pyrolyse 25. Dans le récipient ., de pyrolyse 25, on maintient la température à 175 C et sous la pression de 10 mm. Le produit complexe reste dans le récipient de pyrolyse 25 pendant 2 minutes envi-. ron. Le résultat est que le complexe 2:1 est décomposé en complexe 1:1 et en aluminium triéthyle.
L'aluminium triéthyle est évacué de la zone de pyrolyse par le con- , duit 25 à raison de 37,6 kg/heure. Le produit complexe
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restant, essentiellement constitué par du complexe 1:1 sort du récipient de pyrolyse 25 par le conduit 6 et il est recyclé vers le récipient de stockage 5, oomme on '
1'a lindiqué plus hat, à raison de 81,5kg/heure, L'aluminium triéthyle régénéré qui sort du réci pient de pyrolyse 25 entre dans le récipient de stockage
27, puis sort du récipient de stockage 26a et entre dans le réacteur de fixation 28.
Du pétrole lampant frais servant de solvant est envoyé dans le réacteur de fixa- tion 28 par un conduit 30 à. raison de 39 kg/heure Dans- le réacteur de fixation, la température est maintenue à
100-120 C environ et la pression manométrique entre 70 , et 140 kg/cm2 La durée de séjour du mélange réactionnel dans le réacteur de croissance est de 3 heures environ. ,
La réaction de fixation se fait dans une mesure qui , 'donne un indice de Poisson de 3,7 Le produit de fixa-, tion sort du réacteur de fixation par un conduit 31 et il est introduit dans un réacteur de déplacement 32 à raison de 192 kg/heure. De l'éthylène frais est intro- duit dans le réacteur de déplacement 31 par le conduit
33 à raison de 30 kg/heure.
Dans le réacteur de déplace- ment 32, on maintient la température à 110 0 environ et -. la pression manométrique à 35 kg/cm2 environ. La durée de séjour de la masse de r6action est de 5 minutes envi-'. ron avant de sortir par le conduit 10 et d'être ensuite mélangée au complexe 1:1 qui coule dans le conduit 9.
Le produit de déplacement sort du réacteur 32 à raison de 220 kg/heure.
On peut voir d'après l'Exemple précédent; .que la ' présente invention s'applique d'une manière unique en son genre à un dispositif dans lequel des produits olejni
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ques sont obtenus par la réaction de fixation. L'aluml- nium triéthyle qui sort de base sur laquelle la molécule, est construite est utilisé en continu dans la réaction.
Fait tout à fait inattendu, le môme aluminium triéthyle forme facilement un complexe avec l'halogénure d'ammo. nium tétraalkylo pour former un complexe 1:1 et avec lo complexe 1:1 pour former un complexe 2:1, tous les doux :.; étant insolubles dans le produit oléfinique. Ceci tour-, nit un procédé simple et économique pour séparer l'alu- minium triéthyle des hydrocarbures.
L'invention ayant été ainsi déorite à l'aide d'Exemples particuliers, il va sans dire qu'il ne faut en déduire aucune restriction ou limitation et que de nombreuses variantes et modifications sont! la portée de l'homme de l'art.
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EMI1.1
"Separation procedure for trialkyl aluninium compounds"
EMI1.2
The present invention relates to a novel process for resenerating a complex of trialkyl aluminum and a COMPOS6 having the formula in which R or an alkyl radical; H is nitrogen, arsenic ,,
EMI1.3
phosphorus, sulfur, selenium or tellurium; X is
EMI1.4
., a halogen and n is a1 to 3 or 4, depending on the element II considered, This invention relates to .J!:; alel! 1en'.t of new complexes of ammonium chlorides alkylc and cotaposis low-weight aluminum trialkyl tuo7Gculirot ot a process for separating low molecular weight aluminiumtriaIL-yl compounds from typo4 hydrocarbons or oysters
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EMI2.1
of '.Qml) oaéa. aluminum.
"With the aid of the fixing reaction, it is to obtain a trialkyl aluminum at mole weight" 41av, which is of great interest as an offset blade for the production of olefins by weight. high molecular and / or high molecular weight alkao.a.With regard to the production of alpha-olefins,,> ..:
EMI2.2
'A necessary part of the operation is to separate
EMI2.3
1, to,; the low molecular weight trialkyl aluminum of the relatively high molecular weight alpha-olefioea. The separation can be removed by contacting the mixture of alpha-olefin and trialkyl aluminum at low weight no-leo, with a REX compound or with a complex of trialkyl aluminum and R MX.
The lil se j complex. , i. & 9mbine with 1 <aluminum trialkyl to form an oom-. plaxo 2-tl # these two complexes being insoluble in. . t.aha-slr5fi, as. Due to the insolubility of the -4an-alpha-olefin complexes, two phases are formed which can easily be separated from one another. The - 2: 1 complex can be heated to an elevated temperature, at which i. ë, decomposes into complex 1; 1 and aluminum trial), 71st.
Complex 1 <1 does not readily decompose and requires a high temperature and pressure control which causes pyrolysis of the aZumi, n: 3.usn-trialkyle. As he is '-. desirable to reuse the complexing compound in the
EMI2.4
'process and as this product is reusable only
EMI2.5
"'. to OR4 forms. complex 1; 1; the process described above
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. is usually implemented by initially forming the
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'complex 1:., then then by operating with this complex.
Accordingly, the present invention relates to an improved JC ... qua technique for the decomposition of the 2: 1 complex.
>] # / .. ¯ '
<Desc / Clms Page number 3>
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; The "binding" reaction also consists of a reciprocal action of a low molecular weight monoolefin and a low molecular weight aluminum trialkyl =; j re. As a result of the reaction, the monoolefin is added in multiple form to the alkyl radicals of the aluminum compound.
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aluminum to form relatively higher molecular weight aluminum compounds. The fixing product can be used as the starting compound for the preparation.
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, 'duction of other interesting compounds, such as, for example, alpha-olefins and alcohols with a high molecular weight. With regard to the production of alpha-olefins there is a lack of a satisfactory process for separating alpha-olefins from the product which contains them.
Four this
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Therefore, the production of alpha-olefins from the fixture was disproportionately expensive and in poor efficiency. Considerable research has been done to decide on an inexpensive and efficient process,
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to produce alpha-olefins from the binding product.
The Applicant has discovered, quite unexpectedly, a process for achieving this object, and which is interesting from an industrial point of view because of the ease and economy with which alpha-
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olefins are produced. , ',', â The present invention therefore for,; Objects to provide - a process for the production of alpha-olefins from a fixing product; - a good yield process for separating alpha-olefins from aluminum compounds of relatively low molecular weight with which they are mixed;
'- a good yield and economical process for the',
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decomposition of the 2: 1 complex of trialkyl aluminum eÉ'¯jj .de R MX is a 1; 1 complex and trialkyl aluminum.
Other objects and advantages of this invention. The z will become apparent upon reading the description oi-'11, harsh and its explanation, together with the accompanying drawings. on which - the flower 1 is a schematic representation '¯,], of a device in which the present OE-1 is used']; /] vention.
- eb Figure 2 is an achematic representation,
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of another device used in the present invention.
In general, the indium "1 goals which are above are achieved by a process characterized by the fact that a complex product is brought into contact containing a complex 2; 1 of trialkyl aluminum and d 'a compound having' for formula RnMX in which R is an alkyl radical,>, M represents nitrogen, arsenic, phosphorus, dubo-sulfur, selenium or tellurium, X is halogen; and n is equal to 3 or 4, depending on the element If. considered6 ,, "this at a temperature and for a time sufficient lj 'to separate the trialkyl aluminum from complex 2:
1.,
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In one aspect of the invention, ','
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a 2sl trialkyl aluminum complex in which the. 4.,
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Alkyl radicals have an average of about 2 to 5 carbon atoms and a trialkyl ammonium halide in which
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the alkyl radicals have an average of 1 to 5 carbon atoms approximately with an extraction solvent, for example 1 w ple with a paraffinic hydrocarbon at a temperature of between 135 to 2000 ° C. approximately, and the complex 2sl on is thus decomposed. a 1 <1 complex and an aluminum
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trialkyl.
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By contacting the complex 2s 1 with a -solvant 4'extnaation as dos paraffinized hydrocarbons,. As, it becomes possible to carry out the decomposition reaction under atmospheric pressure. Without an extraction neck, it was necessary to operate BUL3, a pressure lower than that of the atmosphere for the decomposition reaction. This represents an important advantage because it is expensive to operate industrially in a relatively high vacuum apparatus. Another''.,','
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The advantage of using the extraction solvent for the "-, -" decomposition reaction is that it shortens the reaction time required to carry out.
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extensive conversion of the 2sl complex to a 1: 1 complex and trialkylated aluminum.
9.U advantages: e /; ' can provide the present invention make this process industrially attractive.
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Contacting the 2: 1 complex and a sol- '. Extraction such as a paraffinic hydrocarbon can be done in separate charges or continuously. In the batch process, the extraction solvent and the 2: 1 complex are retained in the pyrolysis zone.
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for a suitable period of time so that Za. , transformation desired into complex 1: 1 and aluminum ', trialkyl can be done * Then the contents are drained from the holding vessel and the products are separated for
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recover the 1: 1 complex and the aluminum trial% le.
In continuous operation, the 2: 1 complex can be introduced into the upper section of an extraction column and allowed to flow countercurrently to the upward passage of the extraction solvent. Under the temperature conditions which are maintained in the extraction column
<Desc / Clms Page number 6>
tion, the extraction solvent extracts the aluminum trialkyl from the 2: 1 complex and the two products exit in
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t8te, & 1, upper part of the column. The complex .
The resulting 1: 1 comes out at the bottom of the column. In the case where the transformation of the complex. 2 <1 in fact in a measurement. Inner line 1 As desired, the untrained 2tl complex can be recycled to the upper part of the extraction column.
The complexing agent which is used to implement the invention is defined by the formula '
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Rni w, where R is an alkyl radical, k1 is nitrogen, aruenio, phosphorus, sulfur, zelonium or tellurium, X is halogen and n is equal to 3 or 4, depending on the element M considered. Low molecular weight alkyl radicals are preferably used, ..
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o est-àire those which comprise from 1 to 5 atoms of. ..j.¯ carbon. As the length of the alkyl chain increases, the solubility of the complex in hydrocarbons also increases, so that the degree of separation is decreased.
Among the elements represented by 1Ii1, ::, ':, ". And all of which are metalloids, the one that is lent -... re is nitrogen; however any other metallo! -. ,, '
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of indicated above is also effective as a6ent; ':, complexing to carry out the process of this inclusion.
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vention: any of the halogens can be used; jµ /; ¯ however, chlorides are used.
In order to describe this invention more clearly and more usefully, the following discussion will be oriented.
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ted in the sense of tetraalkyl ammonium halides "This, however, should not be construed in a limiting sense and is within the scope of this invention -
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to use any other halide of
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metalloXde-ûlkyle, danp the field of the formula exposed above, Zn besides it goes without saying that one can replace:
¯. because nitrogen by each of the other metalloids in the ex '
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specific examples of complexing agents and
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complexes shown below. t,. The tetraalkyl ammonium halide which forms part of the complex product is one in which the 4 alkyl radicals have an average of about 1 to 5 carbon atoms. average ", danr, the case of no
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bre of carbon atoms of ammonium halide
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tetraalkyl and aluminum triallvl means the total number of carbon atoms of all alkyl radicals divided by the number of alkyl radicals.
The tetraalkyl ammonium halide can be, for example, tetramethyl ammonium chloride, tetras methyl ammonium iodide, tetraethyl ammonium fluoride, totrabutyl ammonium bxomura, ammonium tetnamô, 11; F th3rlel ammonium tetrabutyl fluoride and ttrapropyl ammonium iodide, ar-monium chloride tetra 1. propylet etc. Tetraalkyl ammonium chloride is preferred as a component of the complex because it tends to ..)
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be less soluble in hydrocarbons to a significant extent; and, in the form of the complex, it is
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easily decomposed into 1: 1 complex and aluminum.: ..
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trialkyl. Another advantage is that we find more
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tetraalkyl ammonium chlorides readily than the other halides.
Or. Also prefers to use, 'bzz. Ammonium chloride tetramethyl flowing component of the oom -; "e> .plex due to its tendency to be less soluble in. i, ', ¯., hydrocarbons, From the point of view of the halide to bzz, y9" ,
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used to make the complex, the tetramethyl ammonium halides have an advantage which is industrially important. Generally speaking,
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, tetraalkyl.onium halides can strain. complexes which are either soluble or insoluble in
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...., \. hydrocarbons.
With respect to the lll complex, "it is preferred that it be insoluble in the extraction solvent, so that it remains in the extract phase. It is also preferred that the 2: 1 complex is insoluble.
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in the extraction solvent) for the same reasons. "';. = / Aluminum trialkyl which is combined with
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the tetraalkyl ammonium halide to form the complex pno contains on average from 2 to 5 atoms of
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Carbon. As particular examples of aluminum .l, trialkyl, there is aluminum trietbyl, aluminum:,;. '. tripropyl, aluminum tributyl, and the like.
From the point of view of the solubility in hydrocarbons, it is preferred that the sum of the average number of carbon atoms of the radi-
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Alkyl waters in trialkyl aluminum and tetraalkyl ammonium halide is not more than 6. When the sum of the averages of the carbon atoms exceeds 6, the complex product tends to be more soluble in hydrocarbons .
As particular examples of complexes which can be treated according to the process of this invention, there are the following 2-aluminum
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ammonium triethylchloride t6tnamethyl, 2-aluminum triethyl-ammonium iodide tetramethyl, 2-aluminum triamyl-ammonium fluoride tetraetx, yl, 2-aluminum triisobutyl-ammonium bromide tetraethyl, '"" 2-.aluminum tributyl, o-oh.tetraethyl ammonium chloride, 2-aluminum tripropyl-tetrame ammonium fluoride.
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thylo, 2-aluminum triisopropyl-fluoride A'wamoni.ura7 tetrapropyl, 2 ... aluminum tributyl-ammonium iodide tetramethylo, 2-aluminiim tri, sobutyl-ammonium chloride t6traôthylo, 2- aluminum tr1étbyle-obloruro. ,;
, tetraisobutyl ammonium, 2-aluminum triisopropyl-
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tetramethyl ammonium chloride and tri-: propyl ammonium tetraicopropyl 2-aluminum bromide. Examples pct. ^ T, Lea3ttra of compounds of other metals which may be used correspond to the compounds indicated above.
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descus.
The 2: 1 complex is easily broken down conformably. at the time of this invention. In the decomposition reaction, the 2: 1 complex is converted to a 1: 1 complex with the release of one mole of trialkyl aluminum for each mole of complex that is decomposed. Complex 1: does not decompose easily and it requires temperature and pressure conditions which result in pyrolysis of the aluminum.
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minium trialkyl.
Since there is an intur8t to reuse the tetraalkyl ammonium halide in the process and since this compound can only be reused in the form of a 1: 1 complex, the process is usually carried out by
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initially forming the lt1 complex, then by operating '. ; 0 'in the process with this complex, rather than with the halo ::': tetraalkyl ammonium genide. therefore, the following description and discussion are particularly directed
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the use of lil complex; however, it goes without saying that uncomplexed tetraalkyl ammonium halocene can also be used in the various embodiments of the invention.
The 1: 1 complex is made by mixing alumi-
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Triangle nium and the early alkylated ammonium halide and the reaction is allowed to proceed. This reaction is
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exothermic and therefore it is not necessary
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do proccrd, r 1 a heat input to continue it.
!) In some cases, it may be beneficial to preheat the reagents in order to initiate the reaction. The reaction tum- 'p4raturu is between about 50 and 15,000 and more commonly between about 10,000. A .fy. these temperatures and m8mu outside the specified interval "
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that, the reaction is carried out under a pressure which can
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Being less) equal to or greater than that of the atmosphere. phere. Usually the reaction is approximately atmospheric. For the 1: 1 complex, quantities are needed for
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equal weight of trialkyl aluminum and halogen
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tetraalkyl ammonium ro. In practice, we operate with stoochiomtral proportions or with a very low one. exa $ a dtaluhilnium trialkylo, in order to avoid the need
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to purify the complex. , '.
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The 2: 1 complex is formed rapidly by the reaction between the 1: 1 complex and the trialkyl aluminum a r ', low molecular weight which is described above. The reaction between the lil complex and the triaUnrI6 aluminum is
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exothermic and therefore it is not necessary
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to heat to maintain the reaction. In general, the temperature at which complex 2: 1 is formed is 00 ° M. taken between about 50 and 150 ° C, and more usually between about 50 and 10,000.
The pressure under which the reaction takes place can also vary within a); 1
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large measure from a pressure greater than that of
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the atmosphere, passing through that of the atmosphere, up to a pressure lower than atmospheric pressure
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Pressure is usually atmospheric pressure. The reaction time is relatively short, but it can vary between approximately 0.25 and 30 minutes.
As indicated above, the 11: 1 complex is used to separate trialkyl aluminum from a mixture also containing alpha-olefins. The mixture of trialkyl aluminum and alpha-olefins is obtained in the displacement reaction involving a pro-. addition line. In order to better understand how the present invention is used, a description will be given below of the binding reaction, and of the subsequent displacement reaction.
The binding reaction consists of a reaction between a mono-olefin or low molecular weight alkylene, such as ethylene, propylene, butene, etc., and a low molecular weight aluminum trialkyl, as per example a trialkylo aluminum in which the alkyl substituents contain from 2 to 4 carbon atoms approximately.
The fixing product obtained is constituted by a compound. se trialkyl in which the molecular weight of the alkyl groups varies considerably. We can represent the equa-; tion of fixation by the following reaction;
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where x, y and z represent whole numbers between 0 and 14 approximately ot the sum x + y + z is equal to a small "n" The fixing reaction can be carried out by passing the mono-olefin, such as of
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11 ethylene in an aluminum tr, a3.r3, a aorcua 1; a.txzz..s';
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nium triethyl, preferably a diluent is present, '
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, w under various reaction conditions, the reaction temperature can be between 65 and 150 110 e't .X¯ the nailometric pressure between 14 and 350 kg / cm approximately and more commonly the temperature is About 90 to 12000 and the nanometric pressure of 70 to 245 kE / om 'Il¯,
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The binding reaction provides a distribution '
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statistics of the lengths of the chains alkyl, oaraotâr ..
Xie by the Poisson relation, which can be expressed as follows ,, y¯f, ..:
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where p (n) is the probability that a Y "\ * /, 7 \ JI
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certain hydrocarbon radical is formed by "n" additions
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. t1 of ethylene on the primitive ethyl aluminum bond - '. j (. bzz ment present, and m is the average number of additions.: 1:. of ethylene per attachment chain. The following table. ruz. 1 \ 4ft. Contains an illustration of a type of distribution that,; ", J¯. One obtains in the binding reaction! 1 'jµ1]
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TABLE '"1 Ù;' r v 7, J..f .. fI, ....
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Group e.iklo on 29 '' 3 ',.
2 0.04. ",> Fr ::;:.> '04 t -il' .. ', \., 1.." ;,' .- ,. ".>. Q 'c6 3.37, y4u: y. yt A'f 'This ..' / 9; w .- :.; ..,; ',: ..;' ,, 2Ot42 \ ..) .. ') t "'11.
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The binding reaction can be carried out in '
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a diluent which may be a paraffinic, - ,,,. <.; ... cycloparaffiniquo or aromatic hydrocarbon, such as for example .l3soootanQ, cyclohexane, bonzena, xylene, "'
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kerosene, alkylate, naphtha, etc. The diluent
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¯ S
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facilitates the control of the reaction temperature,
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which is exothermic and also serves as a solvent for bzz
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the fixing product. The diluent used in the reaction
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binding tion can also be the alpha-olefin which
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. has been described above.
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The attachment product has allyl substituents containing from about 2 to 40 carbon atoms or more. It is subjected to a displacement reaction with a low molecular weight mono-olofin comprising back
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2 to 4 carbon atoms. Low molecular weight monoolefins can be eg exumplo. 8tbyl $ no, propylene or buteno, Hence the displacement reaction znatao-.o3.t, n takes the place of the high molecular weight alkyl components of the aluminum compound. Of
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00 fact) the product of the displacement reaction comprises a t: 4 -alkylo molecular weight in which / - the alkyl substituents comprise from about 2 to 4 carbon atoms and alpha-oletinos which have from 2 to 40 carbon atoms. carbon or more.
The displacement reaction can be carried out in the absence of a catalyst by the spray technique.
In this process, the charge is atomized in a well-known manner when it is introduced into the sound system of the displacement reaction. We keep the temperature below
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of approximately 37QOC, plus cot.arar.ont between 4tri ot 370 C oÉ, approximately, and preferably between 200 and 30,000 approximately. The absolute pressure of the reaction is kept below .-
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do about 14 kg / cm 2 and it may be lower than that of the atmosphere, and for example as low as
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0.07 kg / cm 2 absolute.
The reaction pressure preferably varies between about 1.4 and 7 kg / cm a absolute. the du-. The reaction time can be between 30 seconds and about 15 minutes, more commonly between about 1 and 10 minutes, and preferably between 2 and 7 minutes.
As regards the fear-spraying process for aluminum olkyls, various techniques can be used. For example, conventional hollow cone nozzles can be used and the atomization is obtained. '
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maintaining a pressure difference in the nozzle, '.-ô "
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In some cases, the atomization of aluminum alkylo
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is favored by using an atomizing gas, which,; For the purposes of the present invention, it may be the alkylen which is used in the displacement reaction. There is
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nt4rdt to introduce the aluminum alkyls at a high temperature due to the lowering of the viscosity.
In general, the aluminum alkyls are preheated to a temperature below the reaction temperature, for example up to about 340 °. Before atomization, we '. Preferably preheats the aluminum alkyls to bring their temperature to 90 to 160 C.
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In a non-catalytic operation, in which the charge of the displacement reaction is not atomized.
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It is preferred that the temperature be 200 to 320 ° C for the displacement reaction.
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It is then preferable to carry out the displacement reaction under a gauge pressure of between 10.5 and 21 kg / cm2, and the duration of the reaction could vary between 0.1 and 10 seconds.
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The displacement reaction can also be carried out in the presence of a catalyst.
For this purpose, it is preferred that the reaction temperature varies between
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50 and 150 0 approximately and that the gauge pressure is between 1, 5 and 70 kg / cm. The duration of the reaction can vary between 1 and 30 minutes approximately. A catalyst ''
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suitable for use in the reaction may include any of the so-called reduction catalysts, such as compounds of nickel, cobalt, palladium and. iron.
The preferred catalyst is a nickel compound which reacts with the trialkyl aluminum compound. ;
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Particular nickel-based catalysts include
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metallic nickel finely divided nickel from,., rf ..,.,, Raney, nickel acetyl econate, naphthenate deze
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nickel, etc.
We can however vary in a
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The amount of catalyst used in the reaction is very large, "and it is usually 0TOOI at 0.1 -Yf = based on the weight of the fixing product. -y 7 =. ' In the displacement reaction, one acts on the amount of mono-olefin or low molecular weight alkylene used to achieve a total replacement of the alkyl substituents of the high molecular weight aluminum alkyl. consequently operate with a stoichiometric quantity of mono-ol6fine at low weight ¯,, ¯ ,:
However, it is preferred to use a stoichiometric excess of about 200-2000 mole percent / ± g of the low molecular weight monoolefin per mole of '. fixation product in the case of thermal displacement and about 1 100 mole percent in the case of "catalytic displacement.,;," The displacement product described above is. It is brought into contact with a II complex so that the trialkyl minimum which is found reacts to form the 2sl complex. The resulting reaction mixture is composed. o6 of two phases, the upper phase containing practically all the alplia-olefins and the lower phase,
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comprising the complex product, of which the complex 2; 1 and
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some alpha-olefins.
To treat the alpha-ol6f.nes., W with the 1: 1 complex, it is preferred to use an excess of the lil complex in addition to the stoichiometric amount n6 ...: .- necessary to react with all of the trîw aluminum.
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alkyl that is found in the displacement product. We
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in general uses a molar excess of about 5 to 10 eo '. ",
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in the processing of the displacement product.
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The complex product containing the 2: 1 complex can be contaminated with alpha-016tin. This contamination can be substantially removed by treating the complex product with a paraffinic hydrocarbon. Hydro-
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Papuffin carbide can have from about 5 to 12 carbon atoms. As specific examples of paraffinic hydrocarbons there are pontane, hexane,
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19octanct nonane, etc. 0.1 to 2.0 volumes of paraffinic hydrocarbon per unit volume of the complex product is used for washing. In general, the product
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The complex may contain as an impurity from about 2 to 5 alpha-ol4finej3, before washing with the panaffinic hydrocarbon.
Washing can be carried out at a temperature of about 5 to 1 won. The pressure under which the washing is carried out may be lower, dirty or Duperiouro than that of the atmosphere, provided that the products remain liquid during the washing and that there is noticeably no decomposition of the product. complex.
The complex product containing; the 2: 1 complex is subjected to heat treatment in the presence of an extraction solvent. We can maintain the temperature
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ture of the decomposition reaction between 100 to 20V C ', approximately, and more commonly between 150 and 1750C approximately.
The pressure under which the decomposition of the
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2: 1 complex can vary to a great extent within the scope of the present invention. To this end, the preasion can be lower, equal to or higher than that of the atmosphere; however, it is usually roughly equal to atmospheric pressure.
As we have ...
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As indicated above, one of the advantages of the control process of the present invention is that it can be applied at atmospheric pressure or at higher Prussian, thus eliminating the technique.
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This involves maintaining a vacuum in the decomposition sound system, The duration of residence of the complex s 1 in the decomposition zone this from 1 to 60 minutes approximately, and more usually from 5 to 15 minutes approximately, The solvent for extraction accelerates the decomposition of
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complex 2: 1 in lily and trialkyl aluminum complex.
The amount of the extraction solvent in the extraction zone can be varied widely. In general, about 1 to 40 volumes of extraction solvent are used per unit volume of complex product; however, approximately 2 to 10 volumes of extraction solvent are more commonly used per unit volume of complex product.
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Parrffin3quo hydrocarbon to be used as an extraction solvent in the decomposition reaction of complex 2;
1 has a boiling point which is higher than the temperature at which the decomposition reaction occurs. The extraction takes place in the liquid phase, and the trialkyl aluminum comes into solution with the extraction solvent, while the resulting complex 11 is preferably soluble in the 2: 1 complex or formed.
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an insoluble phase. Particular examples of hyciro paralinic carbides which can be used as an extraction solvent are nonai and cyclohexane, decane, dodecane, tetrad4can and met, ylayo.o. pentane, methylcyclohexane, hexadocane, etc.
Water, many types of compounds can be used as solvents
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d extraction and they include for example hdro, -; . unsaturated carbides, such as nonene, decene, oo * '. tene, oyolohexene and similar monoolefin acs ¯, ¯¯ ,. f '. i T generally corresponding to the nyarocurouroo ''. * I '' paraffinics that can be used. In addition, the unsaturated hydrocarbons serving as solvents include., Diolefinic hydrocarbons such as 7, haxad3.enet, heptadiene, iloctadiene, etc. Although many saturated and unsaturated hydrocarbons with a suitable boiling point can be used as extraction solvents, generally speaking these solvents contain 4 with about 20 carbon atoms and more, 7¯.t ..,.
,. commonly from $ to about 20 carbon atoms. ) j..¯f "We choose the extraction solvent based on it.
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.1 ,, ¯. He
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on the fact that it is soluble with the trialkyl aluminum which is formed due to the decomposition of the complex, .... ",. 2: 1. It is preferred to use an extraction solvent which bzz
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can be used in the binding reaction. A cat; '- indeed paraffinitlues hydrocarbons are particularly well suited, and in particular los fractions. .., ij¯; çi., boiling oil in the range of naphtha and pu- z
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kerosene fractions, petroleum and petroleum fractions,
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lampant have an initial ASTM distillation point of, ¯ ".
120 to 140 C and an end point of about 200 to 25,000 ..; The raffinate from the extraction process, which contains the trialkylated aluminum and the extractive solvent, can be passed in whole or in part to the fixation reaction. In some cases, some of the dextraction solvent can be separated from the raffinate before entering. , ra ,, in the fixing reactor. ,.: / i /] '' 1, "., Laboratory tests were carried out in the;: .... i:
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aim to establish the value of α7, iphatiue hydrocarbons as extraction solvents to regenerate complexes. ,. f 1, from complexes 2; 1. '., <.. ,, u:', kv / 'Yiyrry / # k EXAMPLE 1,' i; ,;
Is introduced into a round bottom flask, free from humidity and air, 31 G. of a complex 211 of tri4thy.a aluminum and tetramethyl ammonium chloride, in which the ratio of aluminum to chloride is bzz 1.94. To the complex product was added 10 ml (the n-od40an and the mixture warmed to 15,000. The mixture was stirred and samples were periodically pooled at 15 minute intervals.
After taking -. ,, zaza from each 4-sample, 5 ml of. '; fresh dodecane, After 45 minutes, it was found that 996% of the aluminum triethyl had been extracted ¯, i '= /, EXAMPLE 24?': 4 The test of Example 1 was repeated with this difference that the extraction temperature is 19OÇYI, l. to liou of 15000 and also that the extraction solvent '. o. '' is h'-tetradecanCt After 45 minutes, we find;
that 17% of the triethyl aluminum was extracted from the 2: 1 complex product. bzz
EMI20.2
In order to give a more understanding -
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perfect do of the present invention, we will zeporter-to the attached Fleure 1, which represents a diagrammatic diagram: F tick of a device for the implementation of the present invention.
EMI20.4
A displacement product in which one initially uses a fixing product whose value of
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'1 ..,
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* m * is 4.0 and containing about 20% aluminum, triethyl, 20% kerosene; as solvent and 60% of alpha-016tinos comprising between 4 and 26 carbon atoms, is charged into a complexation vessel 5 through line z at a rate of 63.4 kg / hour.
A lil complex of triethyl aluminum and t6-tramethyl ammonium chloride is loaded into the complexation vessel 5 μh leads it to 7 at a rate of 2791 kg / hour. The displacement product and the 1: 1 complex are introduced into the complexation vessel 5 at approximately its middle part, so that the displacement product, substantially free of trithyl aluminum, can exit.
EMI21.2
to the sonnet through line 8, and that the insoluble phase,> 'of the complex product exits through the bottom of the complexing vessel 5 through line 9.
The a2pha-ol.t, na phase exits at the top of the complexation vessel 5 rez reason, -from z, 5 kg / hour, while the complex product exits ,, 1 "; '" through the bottom of the vessel 5à rate of 61.6 kg / hour. "'.,
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The temperature in the plotting vessel is maintained at about 60 ° C. under a pressure which is approximately that of the atmosphere. The residence time of the displacement product is approximately 15 minutes, before exiting, as the head product through line 8.
The complex product which exits from the bottom of the complexation regimen 5 enters through the upper part of a washing tower 10. A washing solvent such as n-hexane is introduced to the lower part of the washing tower. washing 10 through line 11, at a rate of 20.4 kg / hour.
The washing solvent circulates from bottom to top in countercurrent contact with the complex product and it extracts from the latter all the alpha-olefins and all the petroleum.
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The complex product which it contains, on entering the washing tower, contains about% al-ph-a.cfinea and kerosene which are easily removed therefrom by the washing solvent. The washing solvent enriched in alphu-olefin3 and in kerosene leaves the solamet of the washing tower zij via line 12, while the complex pmlult d3barraaa5 of a.pha-oJ.3finos and,
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do lump oil comes out of the bottom of the washing tower by
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conduit 14.
The enriched wash solvent stream flowing through line 12 contains about 10% of al. j phu-ol6f, nes and kerosene, which have been extracted '
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of the complex product. In the washing tower we maintain
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temperature at about 60 ° C under a pressure which is approximately atmospheric, the washed complex product circulating in the drain 14 is introduced into the upper part of an extraction vessel 15 through a conduit 16. A solvent '' -. Extraction such as hexadecune is introduced into the lower part of the extraction vessel 15 through a conduit 17, at a rate of 13G kp / hour. The complex product ',
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flows from top to bottom in countercurrent contact with) 1;
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the extraction solvent and triethyl aluminum is thereby extracted from the complex product.
The extraction solvent enriched in triethyl aluminum comes out of the. The upper part of the container 15 through line 18 at a rate of 146 khoure. The triethyl alumina complex product has been removed from the bottom of the container 15 through line 19 at the rate of 32, 6 kg / hour The complex product regdn6r6 contains approximately 68 - b of 1: 1 complex In certain operations, it may be advantageous to recycle part of the complex product exiting the.
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bottom of the extraction vessel via a conduit 20 provided with a valve.
The recycled complex product flowing through line 20 combines with the fresh complex product flowing in line 14, and the combined stream flows through line 16 to the upper part of extraction vessel 15. Can, in regeneration or extraction treatment, operate with a recycling ratio, measured in volumes of complex product recycled per volume of fresh complex product introduced into the extraction vessel, from 0.2 to 10.0:
1. In the container 15, the temperature is maintained at about 160 ° C. and under a pressure which is approximately that of the atmosphere. The residence time of the complex product in the extraction vessel is approximately 10 minutes.
The complex regeneration product from line 19 flows into line 7 and is consequently recycled to complexation vessel 5.
The overhead products exiting the complexing vessel 5 and the washing tower 10, which circulate in the conduits 8 and 12 respectively, meet and circulate in the conduit 22 before entering a fractionation apparatus 23. In the Fractionation apparatus 23, which operates in a conventional manner, the alpha-olefins, the fixing solvent used in the fixing reaction and the washing solvent are separated from each other. The washing solvent stream
24 is then recycled to the washing tower 10, with or without make-up solvent, and the fixing solvent 25 is reused in the fixing reactor (not shown) The olefins exit at 26.
We generally hit the others
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of the invention -by a prooàd6 characterized by ta11, '. /, which separates low molecular weight br1al3yl aluminum from various products, comprising; (1) a pr () of the 11th '; A.
, 1 /: displacement P1 contains alpha-olefins, (2) to "1'µbl) A '.. non-olefinic hydrocarbons and (3) a dia3: U.' ,: dialkylated alcohol, by contacting the product with
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an aluminum trialkyl complexing agent. low weight, '(.
>. <molecular and then separating from oo produces the "<" 1;], i; (.. j ;.
; ') -: ": I .complex containing trialkyl aluminum. The 13.5ent', oom;! T., .Plexant which is used is a compound having for
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formula R MX or a complex of MX and an aluminum i ;. trialkyl, low molecular weight, in the molal ratio
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re of 1: 1, where R is a radical, alkyl, M is nitrogen, arsenic, phosphorus, sulfur,
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selenium or tellurium; X is halogen and n is equal to "* -r d 3 or 4, depending on the element M considered.
The preferred complexing asenbs are ammonium heJ.oa; 6nides. '. ] j, (-, f.il. tetraalkyl. 1- .. i ', l tetraalkyl'
In another 'aspect' of the invention, a product
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displacement comprising alpha-olefins containing. alpha-olefins containing an average of 4 to 30 ato-
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mes of carbon mixed with a trialkyl aluminum ', which contains alkyl radicals having an average of 2
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with about 5 carbon atoms, but on average less F 'r; j:
of carbon atoms that there are in the alPha.-olefinl3i: i is treated with a complex of a halide of P ammonium '';, p tetraalkyl in which the alkyl radicals contain, on average from 1 to 5 approximately carbon atoms and a trialkyl aluminum in which the alkyl radicals contain an average of 2 to 5 carbon atoms, the ratio. molar from second to first being 1: 1, and we produce)
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thus a complex in which the predicted molar ratio
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ast dv 211, Dansa an autro aspect? still 1'invention, we Bouaet lo complex 211 to a heat treatment manibce he can étro d; canpaar on aluminima tri-alkyl and! a complex 1 s 1.
The lil ost oneuite complex .r4uttlia4 for the treatment of the displacement product ooaNû on the oxpoois above,; In yet another aspect of the invention, the 2: 1 complex which is slpaned from the alpha-ol4fins can be used - form as an impurity a small quantity of alpha-old "fines. This impurity can be easily removed from the 2s complex 1 by treating it with a para4lfinic hydrocarbon containing approximately 4 to 30 carbon atoms;
the alpha-o16fmes are therefore dissolved in lava hydrocarbon, leaving the complex 2: 1 component free of impurities. In other aspects of this invention, the complexing agents described above are used to
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. the separation of solvent hydrocarbons, particularly from saturated hydrocarbons, from low molecular weight trialkyl aluminum and in the separation of dialkylated aluminum alcohols from low molecular weight trialkylated aluminum.
As has been pointed out above, coats, invention aims, in its most general aspect, to
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calves complex of alyl-aHsonium chlorides & low weight. molecular and low molecular weight trialuminum compounds. We can define these complexes by the following formula
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a (R, Al) .R'4NOl in which R have a recoil ul) Qrle ront'orJ.1ant dice 2 to 5 shames of oarbbne, 9 ast 6al to 1 or 2;
at is an allzyl radical comprising from 1 to µ carbon terminals and R + Re does not disperse 6 atoms of oarbono, As a particular example of complexes beyond the scope of the vetion there is the complex of 2 aluminum triethyl and
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tGtram4tyl ammonium chloride, tripontyl aluminum and tetrwn4thyl ammonium chloride, triethyl aluminum and tetrapropyl ammonium chloride and 2 aluminum tripropyl and tetraethyl ammonium chloride 2 aluminum triisobutyl ot of am- chloride
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monium t (; trù.l1lôtb; ylc, aluminum tributyl and ammonium chloride tetraethylo, aluminum 2 tricthyl and, ammonium chloride tetrapropyl, aluminum triethyl and chloride a:
Ammonium tetranthyl, and aluminum triisobutyl and ammonium t3tram3-thyl chloride. Although any of the complexes encompassed in the generic formula are within the scope of the present invention, the preferred complexes are those in
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which enter tetnanethyl ammonium chloride and alkyl aluminum compounds having no more than 4 carbon atoms.
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The complexes of this invention are oaracteri-J. its by the fact that they are practically insoluble in: ',:
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aliphetic compounds, that is to say in pardttinic and o16tinic compounds. For example, the 1: 1 and 2: 1 plexes of triethyl aluminum and methyl ethyl ammonium chloride. have a solubility less than, - ..
1 part of complex per 100 parts of solvent. These
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complexes are also characterized by their high thermal stability. for example, the 2: 1 complex of alu-minima triethyl and tetramethyl ammonium chloride
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begins to decompose at 140 C and under pressure do, '.
20 mm. These complexes can exist in the solid or liquid state, depending on their composition and depending on the temperature.
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Room temperature * The 1: 1 complex of triethyl aluminum and tetramethyl ammonium chloride has a melting point of about 4700. On the other hand, the 2sl complex has [µ a melting point of approximately 90 C.
The conditions gene-. preparation lines and decomposition of complexes, - ';;' 2: 1 are set out in the detailed discussion below) ', which is oriented in the direction of the application of the above complexes and other complexes in the process.
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This invention:: '' ¯ of this invention ..-; - '. '' '' j <; 'j / ;; The complexing agents which are made a9pel ', i <± to implement the process of this 3nvention are' .; generally defined by the formula RnMx, wherein R is an alkyl radical; M is arsenic, phosphorus, sulfur, selenium or tellurium; X
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is halogen; and n is equal to j or to 4, depending on ltélé. ment M considered.
The radicals are preferably used
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low molecular weight alkyl, i.e. those which
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contain 1 to 5 carbon atoms. As the length of the alkyl chain increases, the solubility of the complex in hydrocarbons also increases, so that the degree of separation decreases. Among the elements represented by M, and of which all are metalloids, the preferred element is nitrogen, however any other metalloid among those listed is also effective as a complexing agent.
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¯ ,,,.; Mi "." 'M w 1 ..i
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implements the process of this invention.
We can use!?; any of the halogens, however it is preferred
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chlorides. ,, ta ;; = ;:
In order to more clearly and usefully describe the invention, the following discussion will deal with
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tetraalkyl ammonium halides; However, it is within the scope of this invention to use any other metallotalethyl halide corresponding to the formula given above.
It also goes without saying that the nitrogen can be replaced by each of the other 0 metalloids in the specific examples of the agents, - complexing agents and of the complexes described below,
The displacement product containing alpha-
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olefins is treated with a ttra- ammonium halide. y 6; alkyl or with a complex of tetraalkyl ammonium halide and trialkyl aluminum. When using the.
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-. '' '' * complex, it is formed with a trialkyl aluminum in which the alkyl radicals contain on average from 2 to
About 5 carbon atoms, The sum of the average number of alkyl radicals of the two compounds is preferably ,,,, - ,, -
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not greater than 6.
For the purposes of this description, O.! . ,,; J, 6,.
:> it ". the terms - the average alkyl radical" are taken in the sense of ¯; .¯, of the average of all the alkyl radicals which are found ,. present in the particular composa in questions
The reaction between trialkyl aluminum and tetraalkyl ammonium ha logenide takes place in a molar ratio of 1: 1 and 2: 1. This reaction can take place at a temperature of approximately 50 to 150 ° C., and more commonly between approximately 50 and 10 ° C. The pressure under which the reaction takes place can be less, equal or greater.
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lower than that of the atmosphere, & l general however; , '
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, C.i, the reaction takes place at atmospheric pressure. The 'bzz formation of complexes does this: in a lapse of tsaps' re ,,.
Bonnablemont runs; therefore they can force themselves in 0.25 F. 30 minutes and more commonly in about 0.5 to 10 minutes. As particular examples of ammonium tutraalkyl halides which may be employed in the preparation of the complex, there is aonium ttrwethyl chloride 3. tetramethyl ammonium iodide, tetraethyl ammonium fluoride, t4trabutyl ammonium bromide, tetraethyl ammonium chloride, t3trabutyl ammonium fluoride, amzaon3ura r iodide. tetrapropyl, ammonium tetrapropyl chloride i etc,. Aluminum trialkyl which r4ogit with 1 halo3turo of had '"' '.. monium tatraalkylo is for example aluminum tridthylol
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Aluminum tripropyl, aluminum tributyl, etc.
The*
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Particular examples of the complexed include the 2-aluminum tri6thyl-ammonium chloride tetra- .a methyl 2-aluminum triethyl-ioduro plex compound of 2-aluminum triethyl-ioduro d 1 a = onium t- .. tramrithyl # of 2-aluminum trirmyl-fluo 8lvaoniuw. ,, <tetrauthyl, 2-aluminum triisobutyl-ammonius tetra-butyl, 2-aluminum tributyl-elum.tium chloride ,, ir tetrabutyl, 4-aluninium tripropyl-fluoride-ammonium tetrabutyl. , ij .. 'nium tetramathylet of 2-aluminum triinopropyl-, tluorutb
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d 1 a = onium ttrapropyl, from 2-aluminum triethyl e-iod uro from ammonium ttrapropyl, from 2-aluminum triisopropyl- "., 'ch1orSa> e dla = oni, 2m, t.trapropylae from 2-aluminum tridthy- 'tW,., tetrainobutyl amnoniun chloride, 2-aluminum triie> propylo-a = oni = tetramthyl and 2 = alm4r4un;', 1 ',' j, ¯ / ", é, ii;] tripropyl - Amnonium bromide betraathy18.
Lee examples
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particulars of compounds of other metalloids, que'lion,
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. can use, correspond to composta expoa6s c3 - ': ât,' s 5.7%
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above. Of course, it goes without saying that the examples
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Particulars include 4Galoment Complexes 181, the 2: 1 complex easily decomposes by subjecting it to the action of heat under pressure
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lower than atmospheric pressure.
In the decomposition reaction, the 2: 1 complex is transformed into coa-p3.axa'1s1, with release of one mole of aluminum. triethyl for every mol of complex that is decomposed. The ltl complex does not easily decompose and requires temperature and pressure conditions which result in pyrolysis of the trialkylated aluminum.
Since it is desirable to reuse the halo-
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t4trual ammonium gnide] Vledin the process and as this product is reusable only in the form of the complex.
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11, the process is usually carried out by forming; initially the lil complex, then then operating ,, =. / ",, with this complex rather than with the ammonium haloconide; tt-traalkyl, Consequently, the description and the exposes' above are particularly oriented in the sense of., - the use of the 1: 1 complex; however it goes without saying that the ammonium halide t4traalk can also be used in the various embodiments of the 'invention..
The 1: 1 complex described above is reacted with the trialkylated aluminum which exists in the displacement product. Aluminum trialkyl contains radicals? ' alkyl having an average of about 2 carbon atoms
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ron.
The trialkyl aluminima and the ,,. 'Can be reacted. complex 1% 1 t a temperature of about 50 to 1500, and) more commonly between about 5U and 10C, The reaction pressure can vary to a great extent, such
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so that it may be less, equal or greater than atmospheric pressure. The reaction time may be from about 0.25 to 30 minutes and more usually from about 0.5 to 10 minutes.
The relative proportions of trialkyl aluminum and the 1: 1 complex can vary considerably in the process of the present invention. The 1: 1 complex can be used in a stoichiometric proportion to react with all of the aluminum. trialyl, or it can be used in excess so that the 1: 1 complex is found in the product together with the 2: 1 complex. For the purposes of the present invention, it is preferred to operate with a 1: 1 excess of complex, so as to obtain the advantage of mass action. Usually, about 1.05 to 1.20 moles of complex 1.1 are used for each mole of trialkyl aluminum present in the displacement product.
The treatment product of the displacement product containing uncombined trialkylated aluminum. with the 1: 1 complex occurs as two phases. The upper phase consists mainly of hydrocarbons, with or without a trialkyl aluminum louse and / or other complexes, while the lower phase is mainly constituted by the complex, with or without, of small quantities. hydrocarbon, catalyst. travel, etc.
In the event that the complex phase contains an impurity, the latter can be eliminated by treating with a paraffinic hydrocarbon. For this purpose, the paraffinic hydrocarbon may contain from 5 to,
12 or more carbon atoms. There is interest in that. paraffinic hydrocarbon contains fewer atoms of
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carbonaceous than alpha-o16tin. In this way, the hydro ''.
Paraffinic carbide can easily be separated from alpba-ololine by distillation. We use a, 4 '.: # J. paraffinic hydrocarbon which contains from 2 to 6 atoms., j]: J; of carbon about less than. ' a2pha-al; f3.ne that 110.11, recovered in the process. As specific examples of paraffinic hydrocarbons there are pentane, lthena7, ne, heptane, octane, nonane, etc. The quantity of paraffinic hydrocarbons used is from 01 to
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About 10.0 parts and more feed the Ot2 to about 1.0% by volume, per unit volume of the complex. The complex may contain from 1 to 5% by weight approximately, and more usually from 2 to 4% by weight approximately.
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ron of alpha-olufin present as an impurity.
The treatment of the M61ang6 complex of impurotô with paraffinic hydrochloric acid can be carried out at room temperature or at a temperature of about 50 to 200 C, and
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more commonly about 50 to 10,000, depending on the hydrocarbon used.
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ment may be less than, equal to or greater than the ''.; '. atmospheric pressure. bzz The complex product that contains the complex
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2: 1 is subjected to heat treatment for the '. transform a complex 1; 1 and into trialkyl aluminum. The pyrolysis of the complex can be carried out at a temperature between 110 and 225 C and preferably between
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130 and 19000.
The pyrolysis treatment is carried out at a pressure lower than the atmospheric pressure which, for the purposes of this invention, may be about 5 to 30 mm of mercury.
You can also use the complex!: For?
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separating an aluminum-trialkyl in which the radical. The middle alkyl contains 1 to 5 carbon atoms derived from the non-lfinic hydrocarbon, for example, from the solvent or diluent used in the binding reaction.
The hydrocarbon used as the solvent in the fixing reaction is present during the teaps where the displacement reaction is carried out. The alpha-olefins thus produced are separated from the solvent hydrocarbon, and from the trialkylated aluminum. low molecular weight by conventional methods, such as, for example, by distillation * The remaining low molecular weight hydrocarbon and trialkyl aluminum are then treated with the 1: 1 complex described above to produce a complex product comprising the 2: 1 complex When the 2: 1 complex is formed, two phases appear, one of the solvent hydrocarbon and the other of the complex product.
The complex product is then separated from the hydrocarbon solvent and pyrolyzed to regenerate the 1: 1 complex in the same manner as described above, so that it can be reused to process still other mixtures. of hydrocarbon and trialkyl aluminum.
Although the separation process is generally applicable to non-olefinic hydrocarbons, it is preferably used in the separation of saturated hydrocarbons from trialkyl aluminum. are less frequently used as diluents or as solvents and these products are also more difficult to separate, since they can be to some extent soluble with the 1: 1 and 2: 1 complexes.
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The complex product containing the 2: 1 complex can optionally be treated with a paraffinic hydrocarbon less miscible with the complex product but more miscible with the non-olefinic hydrocarbon which contaminates it. than with the complex product: The paraffinic hydrocarbon which is used for washing may contain preferably from 5 to 10 carbon atoms approximately, and the hydrocarbon which serves as the fixing solvent, comprises more of carbon atoms or has a higher boiling point than the washing agent.
The conditions for the treatment of the mixture of non-olefinic hydrocarbon and low molecular weight aluminum trialkyl 4 with the complex 1; 1 are the same as those described above for the treatment of the mixture of alpha-olefin and aluminum. trialkyl. Likewise, the washing of the complex product with a paraffinic hydrocarbon can be carried out under the same conditions as those described above in the case of washing of the complex product which results from the treatment of the mixture of alpha-olefins and trialkyl aluminum.
The trialkyl aluminum which was used in. fixation and displacement reactions and who is. obtained is easily partially oxidized in the presence of oxygen, for example in air. The result is that the fixation and displacement products are very often contaminated with small amounts of dialkyl aluminum alcoholate. It is also within the scope of this invention to separate these alcoholates from the aluminum trialkyl compounds of low molecular weight by using. Complexing agents $.
Olefins can also be made by using
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skip an aluminum dialkyl alcoholate in the binding reaction, in place of a trialkyl aluminum.
-In a reaction of this kind, the attachment is to the two alkyl radicals, the olefins being displa-. cées in the displacement reaction.
Low molecular weight trialkyl aluminum can be present in any reaction mixture described above and can be effectively separated therefrom by the process of this invention.
The dialkylated aluminum alcoholate to be separated usually has an average of about 2 to 5 carbon atoms for each alkyl group, and the alcohol group contains about 2 to 5 carbon atoms. The mixture can be treated with a 1: 1 complex of the type described above to form a product consisting of two phases, i.e. an upper phase of mono-aloolate and a lower phase. of a complex product containing the 2: 1 complex.
The complex product can optionally be washed and pyrolyzed in the same manner as that described above in the case of the recovery of trialkyl aluminum and its separation from either the alpha-olefin or the non-alpha-olefin. -olefinic.
In the case where a displacement catalyst is used for the production of alpha-olefins in the manner described above, there is no advantage in subjecting the displacement product to heat, since a reaction - reverse tion has a clear tendency to occur.
The reverse reaction consists of a mutual action of the alpha-olefins and the low molecular weight aluminum trialkyl to give the high molecular weight fixation product. Thanks to the present invention, the reaction
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reverse is deleted because the displacement product is treated with the 1: 1 complex to remove the low molecular weight trialkyl aluminum. The alpha-olefin phase containing the catalyst can then be subjected to the action of heat, without fear of the reverse reaction occurring.
Nickel and the nickel-containing catalysts described above are particularly effective in promoting the reverse reaction; it follows that the present invention is articu larly applicable to a catalytic system of this Son-- re
The following examples are presented to illustrate the present invention.
EXAMPLE One added dropwise over 5 minutes, 16.1 g. aluminum triethyl to a mixture of 15 g. of dodecene and 16.2 g of anhydrous tetramethyl ammonium chloride. The temperature of the reaction mixture rises to 59 C and on cooling the whole mass solidifies. ¯ The reaction mixture is slowly heated again to 100 C and two liquid phases are then formed. The temperature of the reaction mixture is maintained at this high level for two hours to ensure that the complex reaction is complete. The reaction mixture is then cooled slowly, whereupon the lower phase solidifies at the temperature of.
Approx. 47 C.
A lower phase sample was analyzed and found to be substantially free of minium and chloride. The lower phase contains the 1: 1 complex of triethyl aluminum and halide
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tetramethyl ammonium
The reaction mixture is warmed to 70 ° C., then 17.0 g is added. aluminum triethyl. The purpose of this part of the assay is to prepare a 2: 1 complex of the two reagents.
The temperature of the reaction mixture is maintained at 70 ° C. The reaction mixture solidifies when the first drop of triethyl aluminum is added and the recto solid is laid, while the triethyl aluminum is added. This solid product mows between 85 and 95 C At 100 C, there are two liquid phanes. A sample of the upper phase contains 0.63% by weight aluminum and less than 0.1% chlorine. The lower phase contained .795 wt. Aluminum and 5.88 wt.% Chlorine.
The molar ratio of aluminum to chlorine in the lower phase is 1.97
Another test is carried out to determine how well the 2: 1 complex can be pyrolyzed to produce the 1: 1 complex and the trialkyl aluminum compound EXAMPLE 4
In a 125 mg round bottom flask with a thermowell and a vacuum distillation head separated by a 20 cm glass column, is introduced
50 g of a complex, 2: 1 of triethyl aluminum and tetramethyl ammonium chloride in which the molar ratio of aluminum to chlorine is 1.99 'There is no packing in the glass column.
The complex is heated to a temperature of 140 under the pressure of
20 mm before triethyl aluminum begins to
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boil at reflux. We slowly turned up the heat
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until the complex reached the temperature of 150 C and the pressure was lowered to 1 mm. After 5 hours, very little product was distilled from the complex. A total of 14.1 g is collected. do passing product
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in all. in analysis of the product do ttto ot we find that it 'ant'ba 21.7% ulin1um and less than 0.1% chlorine The overhead product is tPiethylo aluminum and it forms in a round of ? 2; c.
In order to determine the amount of complex that would be retained in the hydrocarbon phase in use.
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Combating various types of haluren in the complex, the test before EXAMPLE 5 was added 21.9 g. do chloride Tetraethyl anmonium,, c, 5 g. ttr., 3tkyla and z Fo of tetrantethyl anonium iodide, each in three separate flasks. We add in each of the three
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79 S flasks, of a solution of $ 2.5% by weight of triethyl aluminum in n'-dod4cene <Each of said flasks is stirred for 30 minutes at a temperature between-
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be 50 and 6000.
We separate from. each balloon phase ron.,:, forming dodecene. Aluminum is assayed in dodecene in order to determine how much has been retained there.
In the table below the amount of aluminum present in the halogen complex serves as the basis and all other aluminum dosages are reported as ratios relative to the number serving as the basis.
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<tb>
* <SEP> Dosage <SEP> of <SEP> aluminum <SEP>. <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Complex. <SEP> in <SEP> the <SEP> dodcene
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complex <SEP> chloride <SEP> 1.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> bromide <SEP> 1.6 complex
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Complex <SEP> iodide <SEP> 5.2
<tb>
* The dosage of aluminum is expressed in relation to and related to the dosage of chloride. It emerges from these dosages of the aluminum contained in the hydrocarbon phase that it is the chloride complex which gives the best results. The worst results are obtained with the iodide complex.
In the following test, a nickel-containing displacement product is subjected to the practice of the present invention to determine if any adverse effect can be expected.
EXAMPLE 6 "" In the case of the displacement catalyst, nickel naphthenate is activated with the fixing product and then inhibited with 15 parts of propargyl alcohol per part of nickel. The displacement product is treated with an amount of nickel solution such as to give a final concentration of 20 millionths (ppm) of nickel. 1.040 g is used in this test. of the product .. displacement.
The displacement product is formed from an attachment product in which the value of "m" is 3.7. The displacement product containing nickel is maintained at 15 ° C. and then 515 g of a 1: 1 complex of triethyl aluminum and tetramethyl ammonium chloride The temperature of the mixture rises
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5000 and stirred at this temperature for 10 mi-1 ''. nutes. The olefin layer is analyzed at various times to determine the extent to which the reverse displacement has occurred. The following table gives the z / "¯.
. results of this work. ruz '
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<tb> Move- <SEP> Olefins ..- <SEP> total <SEP>% <SEP> (by <SEP> RNM)
<tb>
EMI40.3
ment in- Alpha Oleins Oleins
EMI40.4
<tb> verse <SEP> Internal <SEP> olefins attached <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1. <SEP> Samples <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> product <SEP> of <SEP> moved
<tb>
<tb>
<tb> cement <SEP> thermal
<tb>
EMI40.5
used 92.6 1.7 5 ,? 2. Layer of olefins 1,? 5,? after 10 minutes. - "...; '-; at 5C C in the presence,': 1 'ofAlTE / CATM 0.5 -92.6 2.5' 4.9 ¯) .¯.
µ, Olefin layer,: .. ,, '. , "f 1.t" 'h,> ...
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12NI4 Nuclear Magnetic Resonance., * '-. '' \ '3Í: A.1TE a Aluminum triethyl. -. g, ..
EMI40.6
<tb> CATM <SEP> Tetramethyl <SEP> Aluminum <SEP> Chloride.
<tb>
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EXAMPLE 9
In this example, the displacement product forms aluminum triethyl, alpha-olefins and dialkylated aluminum mono-alooolate. One operates with an excess of the 1: 1 complex of triethyl aluminum ot tetramethyl ammonium chloride to ensure complete reaction with all of the aluminum compound which was in the displacement product. After the reaction of formation of the complex, the two phasses thus formed are separated.
A sample of the olefin layer is subjected to a hydrolysis treatment in order to determine if it contains monc-alcoholate if it does. * As for the hydrolysis product, there is 0.058 mole alcohol in the aqueous layer and 0.045 mole of alcohol in the oletins layer. The total of 0.103 moles of alcohol indicates that the aluminum compound is in the form of dialkylated aluminum monoalcoholate. This test also demonstrates that the complex product has no influence on mono-acloolate EXAMPLE 8
In this test, the layer of complex product resulting from the complexation reaction is washed with normal heptane.
For this purpose, 1 to 2 parts of normal heptane are used for 9 parts of complex product *
Substantially all of the olefins in the complex product are removed by washing twice with normal heptane.
EXAMPLE 9 It turns out that the complexes formed in
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Reaction of tetramethyl ammonium chloride with either triethylaluminum or tributylated aluminum are practically insoluble in the olefins of the displacement product or in decene and in normal heptane.
However, when tetramethyl ammonium chloride is complexed with trihoxylated aluminum, it is found that. the complex is partially soluble in the same parafinic and olefinic substances
Oven to give a better understanding of the present invention, reference will now be made to the attached FIG. 2.
In the drawing, the 1: 1 complex of sorted aluminum. thyl and tetramethyl ammonium chloride is recycled to a storage tank 5 through a line 6. Fresh tetramethyl ammonium chloride and aluminum triethyl are introduced separately into the storage tank 5, respectively through the conduits 7 and 8 The 1: 1 complex is evacuated from the storage tank 5 via a conduit 9 at a rate of 81.5 kg per hour. The 1: 1 complex is combined with the displacement product which is supplied through line 10 at the rate of 219.7 kg per hour.
The combined streams are introduced into a complexing vessel 12 through a supply line 13.
In complexing vessel 12, the 1: 1 sc] complex combines with the triethyl aluminum present in the displacement product and thereby forms a complex porous phase which is surmounted by an olefin phase and. , ', solvent. The solvent which is used in the binding reaction is kerosene having an ASTM initial boiling point of 195 ° C and an end point of 225 ° C. The complex product continuously exits from the bottom of the vessel.
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complexation at a rate of 125 kg / hour.
The hydrocarbon phase leaves continuously through the top of the complexation vessel 12 through a conduit 14 at a rate of
176.2 kg / hour. The phase of hydrocarbons flowing in. the conduit 14 is introduced into a distillation apparatus 16 in which the various products are separated. The products leave the 16% ion distillation apparatus through a 17 'pipe
The complex product which exits the complexing vessel 12 passes through the conduit 18, which is in communication with an olefin extraction vessel 20.
Normal hoptan is introduced into this container through line 21 at a rate of 62.5 kg / hour. The complex product is contaminated with olefins and solvent which are practically removed by normal heptane. In the olefin extraction vessel 20 two phases are formed, namely the upper hydrocarbon phase and the lower complex phase. The hydrocarbon phase is continuously discharged from the olefin extraction vessel 20 through line 22 at a rate of 65.4 kg / hour.
The washed complex product exits the extraction vessel 20. tion of olefins through line 23 at a rate of 124 kg / hour. The washed complex product from line 23 is introduced into a pyrolysis vessel 25. In the pyrolysis vessel 25, the temperature is maintained at 175 ° C. and under a pressure of 10 mm. The complex product remains in the pyrolysis vessel 25 for about 2 minutes. ron. The result is that the 2: 1 complex is decomposed into the 1: 1 complex and aluminum triethyl.
Triethyl aluminum is removed from the pyrolysis zone via line 25 at a rate of 37.6 kg / hour. The complex product
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remaining, essentially consisting of the 1: 1 complex, exits the pyrolysis vessel 25 through line 6 and is recycled to storage vessel 5, as one '
The regenerated triethyl aluminum which exits the pyrolysis vessel enters the storage vessel at a rate of 81.5 kg / hour.
27, then exits the storage vessel 26a and enters the fixation reactor 28.
Fresh kerosene as a solvent is fed to the fixing reactor 28 through line 30 to. at a rate of 39 kg / hour In the fixing reactor, the temperature is maintained at
100-120 C approximately and the gauge pressure between 70, and 140 kg / cm2 The residence time of the reaction mixture in the growth reactor is approximately 3 hours. ,
The binding reaction takes place to an extent which gives a Poisson index of 3.7. The binding product exits the binding reactor through a line 31 and is introduced into a displacement reactor 32 at a rate of. 192 kg / hour. Fresh ethylene is introduced into displacement reactor 31 through line.
33 at a rate of 30 kg / hour.
In the displacement reactor 32, the temperature is maintained at about 110 ° C. and -. the gauge pressure at approximately 35 kg / cm2. The residence time of the reaction mass is about 5 minutes. ron before exiting through conduit 10 and then being mixed with the 1: 1 complex which flows in conduit 9.
The displacement product leaves the reactor 32 at a rate of 220 kg / hour.
We can see from the previous example; .that the present invention applies in a unique way to a device in which olejni products
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ques are obtained by the fixing reaction. The aluminum triethyl which comes out of the base on which the molecule is built is continuously used in the reaction.
Quite unexpectedly, the same triethyl aluminum readily forms a complex with the ammo halide. nium tetraalkylo to form a 1: 1 complex and with lo complex 1: 1 to form a 2: 1 complex, all soft:. being insoluble in the olefinic product. This provides a simple and economical process for separating aluminum triethyl from hydrocarbons.
The invention having been thus deorit with the aid of particular examples, it goes without saying that no restriction or limitation should be deduced therefrom and that numerous variants and modifications are! within the reach of those skilled in the art.