CN112007598A - 分隔式低聚反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过均相催化允许烯烃的低聚以产生直链烯烃的气/液反应器的领域，所述反应器包括反应室和垂直的内部分隔构件。

Description

分隔式低聚反应器
技术领域
本发明涉及通过均相催化允许烯烃的低聚以产生直链烯烃的气/液反应器的领域，所述反应器包括反应室和垂直的内部分隔构件。
本发明还涉及分隔式气/液反应器在将乙烯低聚以产生直链α-烯烃(例如丁-1-烯、己-1-烯或辛-1-烯)或直链α-烯烃的混合物的方法中的用途。
本申请人已经开发了被分隔成n个低聚区的新型反应器。令人惊讶地，在将烯属原料、特别是乙烯低聚的方法中使用所述反应器有利地可以实现更高水平的选择性和转化率。特别地，根据本发明的反应器使得可以选择性地获得直链烯烃，优选α-烯烃，例如丁-1-烯、己-1-烯和辛-1-烯。
与在一系列若干个反应器中的实施相比，根据本发明的反应器的另一个优点是构造方便并因此限制了在n个低聚区中将乙烯低聚的实施成本。
发明内容
因此，本发明的主题是通过均相催化将烯烃低聚的反应器，其包括：
沿垂直轴呈细长形状的反应室(1)；
数量为n的多个低聚区(Zn)，其由沿着室(1)的垂直轴布置的内部分隔壁(2，4)界定，并且每个低聚区都能够包含具有催化活性的液体部分和气态部分；
将所述n个低聚区串联连接的构件；
将包含烯属原料的流引入第一隔室Z1的构件；
将低聚流出物从最后隔室Zn取出的构件，
在所述反应器中，
n是2-10的整数；
所述内部分隔壁以如下方式布置：界定出相互串联连接的所述n个低聚区(Zn)，从而能够借助于所述连接构件将具有催化活性的液相从区域Zn-1转移到相邻的区域Zn。
优选地，所述分隔壁是相同或不同的，选自平板、弯曲板、圆柱形壁或螺旋板。
优选地，至少一个内部分隔壁在所述反应器的整个长度上延伸，从而防止液体在两个相邻的低聚区之间流过。
优选地，两个相邻的低聚区之间的连接构件在反应室(1)的外部。
优选地，所述反应器另外包括内部连接构件，从而获得重力流。
优选地，所述内部连接构件选自孔口或凹口（recesses）。
优选地，所述内部分隔壁在其上部具有三角形和/或圆形的形状。
优选地，上游分隔壁的连接构件可以有利地位于比相邻的下游分隔壁的连接构件更高的位置。
优选地，所述低聚区的数量n为2-8。
优选地，所述反应室(1)的高度与宽度之比(表示为H/W)为1-17。
优选地，每个低聚区包括一个或多个选自再循环环路和机械搅拌构件的搅拌构件。
优选地，每个低聚区包括与至少一个热交换器组合的再循环环路。
优选地，低聚区Z2至Zn中的一个或多个包括引入烯属原料的构件。
优选地，最后低聚区Zn不包括引入烯属原料的构件。
优选地，所述气/液低聚反应器包括将催化体系引入第一低聚区Z1的构件，所述构件位于所述第一低聚区Z1的下部，更特别是底部。
本发明还涉及使用如上定义的反应器通过均相催化的低聚方法。
将参考所有附图来描述反应器的各种组件，每个组件从一个附图到另一个附图都保持相同的附图标记。
附图说明
图1是图示说明对于90％和91％的己-1-烯选择性而言的乙烯的转化率(纵坐标)随反应器中串联布置的低聚区的数量(横坐标)而变化的图。通过针对1个反应器和90％的选择性获得的参照值对值进行标准化。如专利FR 3 019 064中所述和实施例中举例说明，通过用铬催化获得图1中所示的结果。
图2示出了根据本发明的一个气/液低聚反应器的示意性三维图。该反应器具有反应室1，在该反应室中，三个串联布置的标记为Z1、Z2和Z3的低聚区由内部分隔壁2和内部分隔壁4界定。壁2是垂直平板，壁4是圆柱形板。隔室Z1和隔室Z2通过与内壁2的上部中的三角形凹口对应的连接构件3连接。隔室Z2和隔室Z3通过分别与内壁4的上部中并且在连接构件3下方的矩形凹口和三角形凹口对应的连接构件5和连接构件6连接。虚线箭头表示反应器中的液体在串联连接的低聚区Z1至Z3之间的流动方向。虚线箭头还表示通过引入构件将烯属原料E1引入低聚区Z1，以及通过取出构件将低聚流出物E5从最后区Z3取出。
图3示出了根据本发明的另一个气/液低聚反应器的示意性三维图。图3的反应器与图2的反应器的不同之处在于内部分隔壁2一直延伸到反应室的顶部，从而界定出彼此隔离的低聚区Z1和低聚区Z2。低聚区Z1和低聚区Z2通过外部连接构件连接。将烯属原料E1引入低聚区Z1的底部，并且以流E2取出反应器的液体部分。所述流E2被分成两个流：E3和E4。将流E4引入低聚区Z2。流E2和流E3对应于低聚区Z1的再循环环路，并且可以获得对区域Z1的液体部分的良好搅拌。通过引入构件将烯属原料E1引入低聚区Z1，并且通过取出构件从最后区Z3取出低聚流出物E5。虚线箭头表示反应器的不同低聚区中的流的流通方向。
图4是根据本发明的一个反应器的示意性平面图，所述反应器包括四个串联连接的低聚区，其中区域Z1、区域Z2和区域Z3具有相同的尺寸。由平坦的内部分隔壁2界定出区域Z1、区域Z2和区域Z3。由圆柱形内壁界定出区域Z4。虚线箭头表示液体部分从区域Z1到区域Z2、从区域Z2到区域Z3以及从区域Z3到区域Z4的流动方向。
图5是另一示意性平面图，并且示出了反应器的布置，该布置与图4的不同之处在于所有区域具有不同的尺寸。在这种特定情况下，从Z1到Z4区段的体积逐渐增加，从而促进区域中的停留时间随着低聚反应的进行而增加。
图6是另一示意性平面图，并且示出了反应器的布置，其中由螺旋板和平板的组合界定出5个低聚区。
定义和缩写
在整个说明书中，以下术语或缩写具有以下含义。
低聚应理解为是指第一烯烃和与第一烯烃相同或不同的第二烯烃的任何加成反应。由此获得的烯烃为CnH2n型，其中n等于或大于4。
均相催化应理解为是指其中催化体系可溶于或溶解在液体部分中的催化。
α-烯烃应理解为是指双键位于烃基链的末端位置的烯烃。
催化体系应理解为是指至少一种金属前体、任选的至少一种活化剂和任选的至少一种配体、任选地在溶剂中的混合物。
反应室的侧向下部应理解为是指位于底部和侧面上的反应器的壳体的部分。
在本发明的上下文中，术语上游和下游参考液体级分在反应器中的流通使用。
在整个本文中，空间定位术语诸如“垂直”、“水平”、“上部”或“下部”应采用在反应器操作位置被放置在水平平面中的反应器来理解，如图1和图2所示。
发明详述
应当指出，在整个说明书中，表述“…至…”应理解为包括所提及的端点。
在本发明的意义内，在技术上可行的情况下，所呈现的不同实施方案可以单独使用或彼此组合使用，而对组合没有任何限制。
根据本发明的一种具体类型的反应器是由如下文所述的单个实施方案或若干个实施方案的组合组成的反应器，在该反应器中这些实施方案在技术上是相容的。
反应器
因此，本发明涉及通过均相催化实施低聚的反应器、优选气/液反应器，其包括：
沿垂直轴呈细长形状的反应室(1)；
数量为n的多个低聚区(Zn)，其由沿着室(1)的垂直轴布置的内部分隔壁(2，4)界定，并且每个低聚区都能够包含具有催化活性的液体部分和气态部分；
将所述n个低聚区串联连接的构件；
将包含烯属原料的流引入第一区域Z1的构件；
将低聚流出物从最后区域Zn取出的构件，
在所述反应器中，
n是2-10的整数；
所述内部分隔壁以如下方式布置：界定出相互串联连接的所述n个低聚区(Zn)，从而能够借助于所述连接构件将具有催化活性的液相从区域Zn-1转移到相邻的区域Zn。
优选地，所述低聚反应器、优选气/液低聚反应器包括数量为n的多个低聚区，所述数量n为2-8，优选2-6，并且n优选等于2、3、4或5。
将根据本发明的低聚区串联连接并以如下方式沿反应器的垂直轴定界：限定出具有液体部分的区域，所述液体部分具有反应物、催化剂和各种产物的浓度，使得在反应室所包括的所有低聚区中可以接近于活塞流型反应器的流体力学行为。根据本发明的反应器的另一个优点是在单个反应器中获得活塞流型的布置，这大大降低了反应器的实施成本。
对于低聚区级联的最后区域Zn而言，通过取出构件取出的流出物对应于在低聚方法结束时获得的流出物，并且可以被输送到分离段以分离产生的直链烯烃。优选地，所述取出构件是管道。
所述反应器包括反应室(1)，其优选具有圆柱形壁。
优选地，反应室(1)的高度与宽度之比(表示为H/W)为1-17，优选为1-8，优选为2-6。
由内部分隔壁界定的低聚区(Zn)可以具有相同的尺寸、沿反应器中的液体级分的流动方向增加或减小，这取决于所需的流体力学行为。
再循环环路
有利地，所述气/液低聚反应器在每个低聚区中都包括一个或多个搅拌构件，所述搅拌构件选自再循环环路和机械搅拌构件。所述机械搅拌构件是指搅拌叶片、叶轮或本领域技术人员已知的任何其他构件。
在一个优选的实施方案中，所述气/液低聚反应器优选在每个低聚区中都包括一个再循环环路。每个再循环环路包括至少一个取出构件，优选在低聚区的下部，优选在底部；和引入构件，优选在低聚区的上部。
所述再循环环路可以实现反应器低聚区的液体部分中的浓度的良好均化。因此，可以彼此独立地调节每个低聚区Zn中的均化。
优选地，根据本发明的反应器的n个低聚区Zn中的每一个均包括再循环环路。
取出通过任何能够进行取出的构件来进行，所述取出构件优选为管道，任选地与泵组合。
对于包括再循环环路的每个低聚区而言，从给定的低聚区中取出液体优选从位于所述区域的引入点下方的点开始进行。对于包括再循环环路的给定低聚区而言，取出优选在低聚区的下部进行。对于包括再循环环路的每个低聚区而言，引入所述低聚区优选从位于液体取出点上方的点开始进行。对于包括再循环环路的给定低聚区而言，引入优选在所述区域的上部进行。
在另一个实施方案中，引入和取出全部经由设有孔口的管道沿着反应器进行，所述孔口可以是圆柱形洞或狭缝，优选所述孔口全都沿着引入管道或取出管道以规则的间隔隔开。孔口的最小特征尺寸(狭缝的宽度或直径)优选大于2mm，优选大于5mm，优选大于8mm，以避免任何堵塞的风险。
任何其他类型的注入或取出都是可能的，目的是在每个区域之间保持独立的环路。
有利地，再循环环路还包括一个或多个热交换器，从而冷却再循环环路中的液体级分。
适于冷却液体级分的热交换器选自本领域技术人员已知的任何装置。
优选地，每个低聚区包括集成在再循环环路中的热交换器。优选地，每个低聚区具有其自己的再循环环路，其液体进入点和其液体离开点均源自所述环路。再循环环路可以有利地通过本领域技术人员已知的任何必要构件来实施，例如用于取出液体级分的泵，能够调节取出的液体级分的流量的构件或排放取出的液体级分的至少一部分的管道。
当第一低聚区Z1包括再循环环路和热交换器时，将经冷却的液体引入所述区域Z1优选通过本领域技术人员已知的任何构件在气态部分或液体部分的上部区域中进行。取出优选在烯属原料的引入位置的下方进行，并且优选在低聚区的底部进行。
取出有利地通过能够进行取出的任何构件进行，特别是通过使用泵。
有利地，对于根据本发明的反应器的低聚区而言，优选在液位控制下通过准入（admission）构件将液相取出，从而使液位保持恒定。准入构件是本领域技术人员公知的任何构件，例如阀门。
内部分隔壁
根据本发明，通过均相催化实施低聚的气/液反应器包括分隔壁，以在反应器中界定出n个低聚区（被称为Zn），从而通过将n个低聚区串联布置可以接近于活塞流型反应器的流体力学行为。
优选地，所述分隔壁是相同或不同的，选自平板、弯曲板、圆柱形壁或螺旋板。
在第一具体实施方案中，所述内部分隔壁在反应器的整体高度上延伸，即从反应器的底部延伸到顶部，以防止液体在两个相邻区域之间流过。因此，隔室的液体部分彼此隔离，并且通过位于反应室1外部的连接构件(称为外部连接构件)来提供串联连通。
在第二具体实施方案中，所述低聚区之间的串联连通由位于反应室内部的连接构件来提供。在这种情况下，内部连接构件有利地是存在于每个内部分隔壁上的孔口或凹口，以确保液体优选通过重力从上游区域流向相邻的下游区域。
优选地，无论实施方案如何，上部气相对于不同的低聚区而言都是共同的。
有利地，当反应器包括内部连接构件时，所述构件可以通过内部分隔壁中的特殊凹口几何形状获得，从而使液体优选通过重力流依次地从低聚区Z1流向相邻的低聚区Z2，并从区域Z2流向相邻的区域Z3，直到最后低聚区Zn。
不受限制地，所述内部分隔壁在其上部可以具有三角形或圆形形状，从而在反应器的操作期间具有随着液位升高而增加的流通横截面。这类几何形状的优点是使反应器的操作具有灵活性，特别是在流量/停留时间的适应方面，同时隔室内的液位保持稳定。
当低聚区Zn通过重力流连接时，上游分隔壁的连接构件可以有利地位于比相邻下游分隔壁的连接构件更高的位置。
所述气/液低聚反应器可包括根据第一实施方案和第二实施方案的分隔壁的组合。然后，所述反应器包括内部连接构件和外部连接构件的组合。
另外，所述分隔壁可以如下方式设置开口：使液体从上游低聚区沿着流动方向更好地分布到相邻的下游低聚区，所述开口为例如穿孔（perforations）、三角形、圆形、正方形或矩形的孔口，优选位于反应器底部。优选地，所述孔口可以部分或全部在分隔壁的上部，从而施加重力流。有利地，当开口位于反应器底部时，它们还可以更容易地实现整个反应室的排空，例如在关闭阶段和维护操作期间。
在一个具体的实施方案中，低聚区Z2至Zn(因此，除了反应器的第一低聚区之外)的外部连接构件是将从上游低聚区Zn-1取出的液体级分的一部分引入相邻的下游低聚区Zn的液体供应构件。这些供应构件在一个实施方案中可以是直接供应低聚区Zn的管道，或者是将低聚区Zn-1的再循环环路直接连接至相邻低聚区Zn的管道，或者是将低聚区Zn-1的再循环环路连接至所述相邻低聚区Zn的再循环环路的管道。
优选地，将反应器的最后低聚区Zn中的液体部分取出的构件是管道。经由所述管道取出的液体级分对应于在根据本发明的反应器中使用的低聚方法的流出物。
因此，本发明的一个优点是可以实现对直链烯烃、优选对直链α-烯烃的选择性，其优于用根据现有技术的仅包括单个反应室的反应器所获得的选择性，该优点是在保持转化成直链烯烃的高水平转化率的同时获得的。
引入烯属原料的构件
根据本发明，所述气/液低聚反应器包括将烯属原料引入第一低聚区Z1的构件，所述构件优选位于反应器的区域Z1的下部，更特别地位于所述区域Z1的底部。
有利地，低聚区Z2至Zn中的一个或多个也可以包括引入烯属原料的构件。在一个具体的实施方案中，低聚区Z2至Zn-1的一个或多个可包括引入烯属原料的构件，也就是说，最后低聚区Zn不包括引入烯属原料的构件。
优选地，引入烯属原料的构件选自管道、管网、多管分配器、多孔板或本领域技术人员已知的任何其他构件。
优选地，将气体分布器(其是能够将气态烯属原料均匀地分散在低聚区的整个液体部分（section）中的装置)设置在反应器的低聚区内的所述原料的所述引入构件的末端处。所述装置包括多孔管网络，其孔口的直径为1-12mm，优选为3-10mm，从而在液体中形成毫米尺寸的乙烯气泡。
所述气/液低聚反应器还可以包括将催化体系引入第一低聚区Z1的构件，所述构件位于所述区域Z1的下部，更特别地位于底部。有利地，低聚区Z2至Zn中的一个或多个也可以包括引入催化体系的构件。根据一个替代的实施方案，将催化体系引入低聚区的再循环环路中。
催化活性在根据本发明的反应器的不同的低聚区Z1至Zn中的分布取决于被引入每个低聚区的催化体系的量。
取出构件
根据本发明，通过均相催化实施低聚的气/液反应器包括将低聚流出物从最后低聚区Zn取出的构件。
因此，在根据本发明的反应器中，将烯属原料引入第一低聚区Z1的构件、最后低聚区Zn的取出构件以及将低聚区串联连接的构件的组合可以决定从区域Z1到区域Zn的流动方向，从而可以接近活塞流型反应器的流体力学行为。
使用根据本发明的反应器的方法
本发明还涉及使用根据本发明的反应器的低聚方法。
使用根据本发明的反应器的低聚方法可以通过使一种或多种烯烃与催化体系任选地在添加剂和/或溶剂的存在下接触，以及通过使用根据本发明的所述气/液低聚反应器获得直链烯烃，特别是直链α-烯烃。
本领域技术人员已知的并且能够在低聚方法中，特别是在二聚、三聚或四聚方法中使用的任何均相催化体系都在本发明的范围内。所述催化体系及其实施特别描述在申请FR 2 984 311、FR 2 552 079、FR 3 019 064、FR 3 023 183、FR 3 042 989中或者申请FR3 045 414中。优选地，所述催化体系基于镍、钛或铬。
所述烯属原料优选为包含2-10个碳原子的直链烯烃；所述烯属原料优选是乙烯。
所述低聚方法在1.0-10.0MPa、优选2.0-8.0MPa、更优选4.0-8.0MPa、更特别是6.0-8.0MPa的压力下进行。温度为0℃-200℃，优选30℃-180℃，更优选30℃-150℃，并且还更优选40℃-140℃。
反应介质在根据本发明的反应器中的停留时间平均为2-400分钟，优选为20-150分钟，优选为30-120分钟。反应介质在每个隔室内的停留时间平均为1-30分钟，优选为5-20分钟，更优选为5-15分钟。
所述烯属原料优选通过分散在第一低聚区Z1的液体部分中引入，优选引入分隔式气/液反应器的下部，更优选引入隔室Z1，更特别是引入底部。
可以将所述烯属原料引入根据本发明的气/液反应器的每个低聚区中，优选仅引入第一低聚区中。更特别地，当将烯烃引入低聚区时，引入是在所述区域的下部进行。
在一个实施方案中，可将所述烯烃引入一个或多个再循环环路中。
优选地，通过使用根据本发明的反应器的方法获得的直链烯烃包含4-12个碳原子。非常优选地，所获得的直链烯烃是直链α-烯烃，优选丁-1-烯、己-1-烯或辛-1-烯。
下面的实施例举例说明本发明而不限制其范围。
实施例
在下面的实施例中，引入原料E1的构件、取出流出物E5的构件和连接构件如图2所示。当若干个区域由平坦的内部分隔壁界定时，则对于平坦内壁2而言，连接构件如图2所示。
实施例1(根据本发明，其对应于按照图2的反应器，具有按照图4的低聚区的布置)。
该实施例使用了包括四个低聚区的乙烯低聚反应器，这些低聚区的体积相同，并且按照图4布置。引入反应器的每个隔室的催化体系是铬含量为4ppm的基于铬的催化体系，如专利FR 3 019 064中所述，在溶剂即环己烷的存在下引入。
每个低聚区的反应体积为36.7m3。所述区域全部在135℃的温度和6.0MPa的压力下操作。
在反应器中的总停留时间为21.1分钟。
该反应装置的体积生产率为每小时每m3总反应体积生产170kg的α-烯烃。
对于2.7的溶剂重量含量而言，根据本发明的反应器的性能品质可以转化49.07％的注入的乙烯，并且可以获得91.04％的对己-1-烯的选择性，这说明了根据本发明的反应器的益处。
实施例2(根据本发明，其对应于按照图2的反应器，具有按照图5的低聚区的布置)。
该实施例使用了包括四个低聚区的乙烯低聚反应器，这些低聚区沿着液体部分的流动方向具有逐渐增加的体积，并且按照图5布置。对比于实施例1中处理的情况，将催化体系仅引入第一隔室。如专利FR 3 019 064中所述，该催化体系是铬含量为4ppm的基于铬的催化体系，并且在溶剂即环己烷的存在下引入。
低聚区的反应体积为36.2m3、43.8m3、55.5m3和73.2m3。所述区域全部在135℃的温度和6.0MPa的压力下操作。
在反应器中的总停留时间为30.1分钟。
该反应装置的体积生产率为每小时每m3总反应体积生产120kg的α-烯烃。
对于注入的乙烯的相同转化率(49.07％)和相同的溶剂重量含量(2.7)而言，根据实施例2的反应器的性能品质可以获得与前述情况相同的对己-1-烯的选择性(91.04％)，通过将催化体系单次注入反应器中而简化了使用。
实施例3(根据本发明，其对应于按照图2的反应器，其中低聚区的体积逐渐增加)。
该实施例使用了包括三个低聚区的乙烯低聚反应器，这些低聚区沿着液体部分的流动方向具有逐渐增加的体积，并且其中仅在前两个区域Z1和Z2中将气态乙烯注入所述区域Z1和Z2的每一个的底部。仅引入第一隔室的催化体系是铬含量为4 ppm的基于铬的催化体系，如专利FR 3 019 064中所述，在溶剂即环己烷的存在下引入。
低聚区的反应体积为52.7m3、66.0m3和89.2m3。所述区域全部在135℃的温度和6.0MPa的压力下操作。
在反应器中的总停留时间为36.5分钟。
该反应装置的体积生产率是每小时每m3总反应体积生产120kg的α-烯烃。
在对己-1-烯的选择性为89.78％的情况下，对于2.8的溶剂含量而言，根据本发明的该反应装置的性能品质可以将注入的乙烯的转化率增加至63.36％，并且通过在单个反应器中采取在单个位置处注入催化体系而简化了使用。

Claims (15)

1.通过均相催化实施低聚的反应器，包括：
-沿垂直轴呈细长形状的反应室(1)；
-数量为n的多个低聚区(Zn)，其由沿着室(1)的垂直轴布置的内部分隔壁界定，并且每个低聚区都能够包含具有催化活性的液体部分和气态部分；
-将所述n个低聚区串联连接的构件；
-将包含烯属原料的流引入第一隔室Z1的构件；
-将低聚流出物从最后隔室Zn取出的构件，
在所述反应器中，
-n是2-10的整数；
-所述内部分隔壁以如下方式布置：界定出相互串联连接的所述n个低聚区(Zn)，从而能够借助于所述连接构件将具有催化活性的液相从区域Zn-1转移到相邻的区域Zn。
2.根据权利要求1的反应器，其中所述分隔壁是相同或不同的，选自平板、弯曲板、圆柱形壁或螺旋板。
3.根据前述权利要求之一的反应器，其中至少一个内部分隔壁在所述反应器的整个长度上延伸，从而防止液体在两个相邻的低聚区之间流过。
4.根据权利要求3的反应器，其中两个相邻的低聚区之间的连接构件在反应室(1)的外部。
5.根据前述权利要求之一的反应器，其包括内部连接构件，从而获得重力流。
6.根据权利要求5的反应器，其中所述内部连接构件选自孔口或凹口。
7.根据权利要求5或权利要求6的反应器，其中所述内部分隔壁在其上部具有三角形和/或圆形的形状。
8.根据权利要求5-7之一的反应器，其中上游分隔壁的连接构件可以有利地位于比相邻的下游分隔壁的连接构件更高的位置。
9.根据前述权利要求之一的反应器，其中所述低聚区的数量n为2-8。
10.根据前述权利要求之一的反应器，其中所述反应室(1)的高度与宽度之比(表示为H/W)为1-17。
11.根据前述权利要求之一的反应器，其中每个低聚区包括一个或多个选自再循环环路和机械搅拌构件的搅拌构件。
12.根据权利要求11的反应器，其中每个低聚区包括与至少一个热交换器组合的再循环环路。
13.根据前述权利要求之一的反应器，其中低聚区Z2至Zn中的一个或多个包括引入烯属原料的构件。
14.根据前述权利要求之一的反应器，其中最后低聚区Zn不包括引入烯属原料的构件。
15.使用根据权利要求1-14之一的反应器通过均相催化的低聚方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023083822A (ja) 2021-12-06 2023-06-16 日本航空電子工業株式会社 アンテナ装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3235342A (en) * 1962-10-02 1966-02-15 Fmc Corp Baffle-kettle reactor
EP1681094A2 (de) * 2005-01-17 2006-07-19 Basf Aktiengesellschaft Reaktor mit zwei oder mehreren voneinander getrennten Reaktionsräumen
CN101203299A (zh) * 2005-04-08 2008-06-18 沙特基础工业公司 制备直链α-烯烃低聚物的方法
WO2012078579A2 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Uop Llc Apparatus and process for oligomerizing one or more hydrocarbons
CN102933527A (zh) * 2010-06-15 2013-02-13 巴斯夫欧洲公司 烯烃共低聚合的方法
US20150231596A1 (en) * 2012-06-06 2015-08-20 Public Joint Stock Company " SIBUR Holding" Gas-liquid reactor
US20170081257A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Chevron Phillips Chemical Company Lp Ethylene Oligomerization/Trimerization/Tetramerization Reactor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2552079B1 (fr) 1983-09-20 1986-10-03 Inst Francais Du Petrole Procede ameliore de synthese du butene-1 par dimerisation de l'ethylene
DE102009039644A1 (de) * 2009-09-01 2011-03-03 Linde Aktiengesellschaft Blasensäulenreaktor
FR2984311B1 (fr) 2011-12-20 2015-01-30 IFP Energies Nouvelles Procede de production d'octenes mettant en oeuvre la dimerisation de l'ethylene en butenes et la dimerisation des butenes en octenes
FR3019064B1 (fr) 2014-03-25 2020-02-28 IFP Energies Nouvelles Nouvelle composition catalytique et procede pour l'oligomerisation de l'ethylene en hexene-1
FR3023183A1 (fr) 2014-07-04 2016-01-08 IFP Energies Nouvelles Composition catalytique et procede de dimerisation selective de l'ethylene en butene-1
FR3042989A1 (fr) 2015-10-30 2017-05-05 Ifp Energies Now Nouvelle composition catalytique a base de nickel en presence d'un activateur specifique et son utilisation dans un procede d'oligomerisation des olefines
FR3045414B1 (fr) 2015-12-18 2019-12-27 IFP Energies Nouvelles Nouvelle composition catalytique a base de nickel et de ligand de type phosphine et d'une base de lewis et son utilisation dans un procede d'oligomerisation des olefines
FR3068620B1 (fr) * 2017-07-10 2020-06-26 IFP Energies Nouvelles Procede d’oligomerisation mettant en oeuvre un dispositf reactionnel comprenant un moyen de dispersion
FR3083129B1 (fr) * 2018-06-28 2021-06-11 Ifp Energies Now Procede d'oligomerisation d'ethylene avec enchainement reacteur agite gaz/liquide et reacteur piston
FR3086288A1 (fr) * 2018-09-21 2020-03-27 IFP Energies Nouvelles Procede d'oligomerisation d'ethylene dans un reacteur gaz/liquide compartimente

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3235342A (en) * 1962-10-02 1966-02-15 Fmc Corp Baffle-kettle reactor
EP1681094A2 (de) * 2005-01-17 2006-07-19 Basf Aktiengesellschaft Reaktor mit zwei oder mehreren voneinander getrennten Reaktionsräumen
CN101203299A (zh) * 2005-04-08 2008-06-18 沙特基础工业公司 制备直链α-烯烃低聚物的方法
CN102933527A (zh) * 2010-06-15 2013-02-13 巴斯夫欧洲公司 烯烃共低聚合的方法
WO2012078579A2 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Uop Llc Apparatus and process for oligomerizing one or more hydrocarbons
US20150231596A1 (en) * 2012-06-06 2015-08-20 Public Joint Stock Company " SIBUR Holding" Gas-liquid reactor
US20170081257A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Chevron Phillips Chemical Company Lp Ethylene Oligomerization/Trimerization/Tetramerization Reactor

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