JP2009503154A - 高分子量オリゴマーの廃棄が改善された線状アルファオレフィンの調製方法およびそのための反応装置系 - Google Patents

高分子量オリゴマーの廃棄が改善された線状アルファオレフィンの調製方法およびそのための反応装置系 Download PDF

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Abstract

本発明は、溶媒および触媒の存在下で反応器においてエチレンをオリゴマー化することにより線状アルファオレフィンを調製する方法であって、前記溶媒、前記触媒、前記線状アルファオレフィンおよび実質的に高分子量のオリゴマーを含む、前記反応器の排出流から、該高分子量オリゴマーを分離し、次いで、希釈媒質で希釈し、約１３０℃から約２００℃の温度に加熱し、希釈された高分子量オリゴマーを廃棄装置に移送し、ループ操作のリサイクルを確立し、ループ流の流量が約１から約５０ｍ3／ｈであることを特徴とする方法、およびそのための反応装置系に関する。

Description

本発明は、溶媒と触媒の存在下の反応器内でのエチレンのオリゴマー化による線状アルファオレフィンの調製方法に関する。
線状アルファオレフィンを調製するオリゴマー化法が当該技術分野において広く知られている。この方法は通常触媒の存在下で行われ、この触媒は、ジルコニウムテトライソブチレートなどのジルコニウム成分、およびエチルアルミニウムセスキクロライドなどの活性剤としてのアルミニウム成分を含むことが好ましい。
そのようなオリゴマー化法に関する問題の１つは、所望の鎖長を持つ液体線状アルファオレフィン、例えば、Ｃ4−Ｃ18だけでなく、約６０〜１００℃の反応温度で固体であり、詰まりを避けるためにプラントから除去しなければならない高分子量のオリゴマーが調製されてしまうことである。そのような高分子量オリゴマーは、所望のアルファオレフィン生成物から分離されるかもしれない。さらに別の問題は、高分子量オリゴマーをプラントから廃棄することである。何故ならば、生成される高分子量オリゴマーの量は少なく（数ｋｇ／ｈ）、しばしば高分子量オリゴマーを廃棄装置まで長距離に亘り移送する必要があるからである。反応器ユニットと廃棄装置を連結するパイプにおいて、並びに高分子量オリゴマー含有流と接触する任意の設備とパイプにおいて、詰まりが生じるかもしれない。この詰まりは、反応装置系の流量が低いためにも生じるかもしれない。
ある場合には、オリゴマー化反応器と廃棄装置との間の距離が長い、例えば、約１から約２キロメートルである。それゆえ、少量の高分子量オリゴマー（数キログラム／ｈの範囲）は、長い滞留時間のために、廃棄装置に移送することが難しく、このことにより、しばしば設備とパイプの詰まりが生じる。
したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を克服した、線状アルファオレフィンの調製方法を提供することにあり、特に、高分子量オリゴマー含有流と接触している設備とパイプの詰まりを避ける方法を提供すべきである。
この課題は、溶媒、触媒、線状アルファオレフィンおよび実質的に高分子量のオリゴマーを含む反応器の廃棄流から、高分子量オリゴマーを分離し、次いで、希釈媒質で希釈し、約１３０℃から約２００℃の温度に加熱し、希釈された高分子量オリゴマーを廃棄装置に移送し、ループ操作のリサイクルを確立し、ループ流の流量が約１から約５０ｍ3／ｈであることにより達成される。
高分子量オリゴマーが、分離ユニット、好ましくは、フィルタユニットまたは蒸留ユニットにおいて分離されることが好ましい。
反応器中の温度が約６０から約１００℃であることが好ましい。
溶媒はトルエンであってよく、希釈媒質は、トルエンおよび／または１８より多く炭素原子を有するオリゴマーを含むオリゴマー化生成物の液体分画であってよい。
ある好ましい実施の形態において、希釈媒質は、溶媒の精製装置、好ましくは蒸留塔の底部生成物を含む。
希釈媒質は、高分子量オリゴマーを含んでもよい。
前記方法はさらに、高分子量オリゴマーが溶解した希釈媒質が、ラインの詰まりを避けるために、対応する流速で、ｋｇ／ｈからｍ3／ｈに流量を増加させるループでリサイクルされる。
廃棄装置は焼却炉であることが好ましい。
高分子量オリゴマー含有流を撹拌することも提案される。
さらに、希釈媒質：高分子量オリゴマーの希釈比は、約５：１から約１５：１までであってよく、好ましくは約１０：１である。
最後に、本発明によれば、反応器、高分子量オリゴマーを分離するための分離ユニット、リサイクルループ、および廃棄装置への移送ラインを含む、線状アルファオレフィンを調製するための反応装置系が、特に本発明の方法により、提供される。
意外なことに、希釈媒質による高分子量オリゴマーの希釈および高温へのその加熱により、高分子量オリゴマー含有流と接触している設備とパイプの詰まりが実質的に避けるられることが分かった。さらに、高粘度／固体材料の取扱いが必要ない。希釈媒質中の高分子量オリゴマーの濃度が低いために、本発明の方法におけるヒート・トレース要件が実質的に減少する。さらに、オリゴマー化法が行われるプラントの有用性および信頼性が改善する。
本発明の方法は必ずしも、線状アルファオレフィンを得るためのエチレンのオリゴマー化に制限されず、高分子量オリゴマーを取り扱う全ての技術において使用してよいのが明らかである。
ここで、本発明の追加の特徴および利点を、添付の図面を参照して、より詳しく説明する。
図１において、線状アルファオレフィンを調製するためのエチレンのオリゴマー化のための反応器１が提供されている。反応器１において、エチレンは、好ましくは約６０〜１００℃の温度で、溶媒および触媒の存在下でオリゴマー化される。オリゴマー化後（反応器は連続的に動作されることが好ましい）、排出流が、排出ライン２を通じて反応器から除去される。この排出流は、溶媒、触媒、液体の線状アルファオレフィンおよび高分子量オリゴマーを含む。「高分子量オリゴマー」という用語は、反応温度で実質的に固体であるような高分子量を有するオリゴマーを含むことを意味する。それに加え、さらに別の排出ラインおよび供給ラインが反応器に連結されているが、明瞭さの目的のために省かれている。排出流は、排出ライン２を通じて分離ユニット３に移送され、約６０〜１００℃の温度で保持されるであろう。このユニットにおいて、固体の高分子量オリゴマーは液体の排出流から分離される。分離ユニットは、フィルタまたは当業者に知られた適切な任意の他の手段であってよい。そのような分離ユニットは、例えば、反応温度で固体である高分子量オリゴマーが存在しない場合、絶対に必要であるわけではない。相当な量の溶媒および液体の線状アルファオレフィンを含む排出流は、当業者に知られているように、例えば、それぞれの線状アルファオレフィンの蒸留により、処理してよい。
オリゴマー化プロセスに利用される溶媒はトルエンであることが好ましい。トルエンは、反応器フラッシング装置４により反応器に供給され、それにより反応器から除去される。反応器フラッシング装置４はさらに、溶媒精製装置５、好ましくは蒸留設備に連結されている。溶媒精製装置５において、溶媒は精製され、精製された溶媒は、反応器１に再導入してもよい。溶媒中に含まれているかもしれない不純物も、溶媒精製装置５の底部生成物中に収集される高分子量オリゴマーであるかもしれない。その底部生成物は、希釈媒質として用いてもよい。
分離された高分子量オリゴマーは、ライン６を通じて通過する。さらに、高分子量オリゴマーも含む底部生成物は、ライン７を通じて溶媒精製装置５から除去される。ライン６および７は、結合される。次いで、混合流は、高分子量オリゴマーが希釈されるまたは溶融される（ポリエチレンが高分子量オリゴマーの主成分であるので、約１３０℃の融点を有する）であろう約１３０℃から約２００℃の温度に加熱される。高分子量オリゴマーおよび希釈媒質の質量比は、約１：５から約１：１５までであることが好ましく、１：１０が好ましい。好ましい実施の形態において、高分子量オリゴマー含有流は撹拌もされる。次いで、結合流はライン８を通じてタンク９に移送され、ここで、結合流はさらに、別の希釈媒質により希釈されてよい。また、１８より多く炭素原子を有する線状アルファオレフィンの分画が、この段階で、またはそれより先か後に、加えられてもよい。Ｃ20+の分画について、経済的に魅力的な用途を発見することはまだ難しいので、これらの分画は、廃棄のために高分子量オリゴマーを希釈するために利用することが好ましいであろう。次いで、タンク９から、希釈された高分子量オリゴマーはライン１０を通じて廃棄装置、好ましくは焼却炉１１に移送されるであろう。ライン１０から、希釈された高分子量オリゴマーはライン１２を通じてタンク９にリサイクルしてもよい。タンク９の排出物もリサイクルライン１３を通じてライン６および７にリサイクルしてもよい。
本発明の方法を利用して、高分子量オリゴマー含有流を適切な希釈媒質で希釈し、高温に維持し、必要に応じて撹拌する。本発明の方法において、前記設備およびパイプ中の流速は、約１から約５０ｍ3／ｈの範囲にある大きなポンプ流量を確立することによって、高く維持されるであろう。高流速のために、設備およびポンプの詰まりは避けられるであろう。さらに、パイプ系の圧力降下および粘度は、希釈媒質における高分子量オリゴマーの希釈率により調節できる。それゆえ、本発明の方法において得られた少量の高分子量オリゴマー（数ｋｇ／ｈの範囲）は、詰まりを防いで、希釈および加熱により、容易に廃棄されるであろう。
先の説明、図面または特許請求の範囲に開示された特徴は、別々と、その任意の組合せの両方で、本発明を様々な形態で実現するための素材であろう。
線状アルファオレフィンを調製する本発明の方法を示す概略図
符号の説明
１ 反応器
３ 分離ユニット
４ 反応器フラッシング装置
５ 溶媒精製装置
９ タンク
１１ 焼却炉

Claims (12)

  1. 溶媒および触媒の存在下で反応器においてエチレンをオリゴマー化することにより線状アルファオレフィンを調製する方法であって、前記溶媒、前記触媒、前記線状アルファオレフィンおよび実質的に高分子量のオリゴマーを含む、前記反応器の排出流から、該高分子量オリゴマーを分離し、次いで、希釈媒質で希釈し、約１３０℃から約２００℃の温度に加熱し、希釈された高分子量オリゴマーを廃棄装置に移送し、ループ操作のリサイクルを確立し、ループ流の流量が約１から約５０ｍ3／ｈであることを特徴とする方法。
  2. 前記高分子量オリゴマーを分離ユニット内で分離することを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 前記反応器内の温度が約６０から約１００℃であることを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 前記溶媒がトルエンであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
  5. 前記希釈媒質がトルエンおよび／または１８より多い炭素原子を有するオリゴマーを含むオリゴマー化生成物の液体分画であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
  6. 前記希釈媒質が、溶媒の精製装置の底部生成物を含むことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
  7. 前記希釈媒質が高分子量オリゴマーを含むことを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
  8. 高分子量オリゴマーが溶解した前記希釈媒質をループでリサイクルすることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
  9. 前記廃棄装置が焼却炉であることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の方法。
  10. 前記高分子量オリゴマーを含有する流れを撹拌することを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の方法。
  11. 前記希釈媒質：高分子量オリゴマーの希釈比が約５：１から約１５：１であることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
  12. 線状アルファオレフィンを調製するための反応装置系であって、反応器、高分子量オリゴマーを分離するための分離ユニット、リサイクルループ、および廃棄装置への移送ラインを有してなる反応装置系。
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