JP3247385B2 - オリゴマー生成物から触媒を除去する方法 - Google Patents
オリゴマー生成物から触媒を除去する方法Info
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Description
レフィンをオリゴマー化する工程及び蒸発したBF3−助
触媒錯体を除去しながらオリゴマー化生成物を蒸留する
工程を含んでなるオレフィンオリゴマー化生成物から触
媒を除去する方法に関する。
に使用されている。ポリ−α−オレフィン基油用の最も
好ましい出発物質は1−デセンであり、これから優れた
粘性−揮発性関係の高い粘度指数を有する生成物が得ら
れる。このようなオリゴマーから誘導された基油は、厳
しい条件下での使用に特に適し、そして、特に極寒条件
での一般的な使用に適する。他のオレフィン、例えば、
直鎖又は枝分かれ鎖のC4〜C20オレフィン、好ましくはC
6〜C12オレフィン−1はオリゴマー化工程にも通常使用
される。
工程を十分に制御し、且つ、モノマーを所望のポリ−α
−オレフィン基油に十分に変換させる。三フッ化ホウ素
は単独では活性のある触媒ではなく、オリゴマー化触媒
として機能させるためにはプロモーターを必要とする。
プロモーター又は助触媒は、水、アルコール、酸、エー
テル、ケトン又はこれらの混合物であることができる。
助触媒の選択はオリゴマー化に重大な影響を及ぼす。
般的なアルコールが使用される。例えば、C1〜C15アル
コール、好ましくはC1〜C10アルコール、ポリオール又
はC1〜C7カルボン酸を他の助触媒として使用してよい。
としてのBF3錯体の活性度及び性能は、触媒錯体の形成
に必要とされる量よりも過剰のBF3を供給することによ
り高まる。過剰のBF3は、BF3ガスを反応混合物中へ通気
するか、又はBF3加圧下で反応を行うことのいずれかに
より供給される。
成されるか、又はこの工程への導入に先立ってBF3と助
触媒とを接触させることにより調製される。
一緒に存在する種々の型の反応系で行うことができるこ
とは当業者に公知である。一般に触媒錯体は、モノマー
又は工程過程で形成されたオリゴマーの中に殆ど溶解し
ない。効率的なオリゴマー化工程を達成するためには、
3相間での十分な接触が必須である。オリゴマー化反応
及びBF3−助触媒錯体の形成は発熱反応であり、オリゴ
マー化の制御を可能にするためには、オリゴマー化シス
テムは適切な冷却システムを備えていなければならな
い。
な当業者に公知の反応器システムは、例えば、回分式又
は連続式のいずれかで運転される攪拌タンク反応器であ
るか、ループ形反応器、管形反応器又は後者の組み合わ
せである。連続式での運転では、該工程は2つ以上の連
続的に接続された反応器内で行われる。触媒錯体が固体
として存在する場合には、固定床反応器を使用してよ
い。
イマー、トリマー及びより重合度の高いオリゴマー、遊
離及び溶解したBF3並びに触媒錯体から成る。毒性及び
腐食の危険性のために、触媒錯体及び遊離BF3はオリゴ
マー生成物から慎重に除去されねばならない。特にフル
オロ化合物は有毒であることによって、最終生成物を水
素化するのにニッケルベース触媒が一般に使用されてい
る。
又はアンモニア水溶液で洗浄することにより成される。
アルカリ洗浄の後には、一般に、後の工程のために十分
に清浄なオリゴマー生成物にするために、1回以上の水
洗が行われる。
77及びEP−A−0364815)、又は重力分離(EP−A−036
4889又はUS−A−4239930)に行われる場合には、オリ
ゴマー生成物を更に追加の水洗工程にかける必要があ
る。
触媒錯体を再循環させる工程を含んでなる触媒の回収方
法はEP−A−0318186に開示されている。しかしなが
ら、前記方法では、依然としてアルカリ性溶液による洗
浄が必要であり、且つ、残油はオリゴマー化生成物のモ
ノマー部分の一部を含む。
々のフッ素とホウ素との塩を含む廃水が生じ、これは環
境的理由から適切な方法で処理される必要がある。この
種の廃水の処理は費用がかかる。オリゴマー洗浄の他の
不都合な点は、オリゴマー−水エマルジョンの形成が起
こりうることであり、これによって洗浄工程に関する操
作問題が生じぃる。最悪の場合には、エマルジョンの形
成が生成物の損失を招く。更に、洗浄された生成物が溶
存水を含む傾向があり、この溶存水は生成物を更に処理
する前に乾燥工程により除去されねばならない。特に、
減圧蒸留によるオリゴマーの分離が洗浄工程に続いて行
われる場合には、蒸留フィード中に存在する水は蒸留を
妨害する原因となる。
方法を提供し、オリゴマー生成物をいかなる種類の水洗
工程にもかけずに、オリゴマー生成物からの痕跡量のBF
3−助触媒の十分な除去を達成することである。本発明
の他の目的は、BF3−残留物を本質的に含まないダイマ
ー、トリマー、テトラマー及びより重いオリゴマーから
成るオリゴマー生成物を得るために、BF3−助触媒錯
体、遊離及び溶解したBF3と未反応モノマーとを前記回
収工程時に分離することである。
法を用いる。本発明に係る方法の他の有利な態様は従属
クレームに由来する。
にダイマーが飛沫同伴されていないことが好ましい。オ
リゴマー化に使用されるモノマーに依存して、全てのBF
3−残渣が残油から蒸発し、且つ、好ましくは全ての未
反応モノマーをも蒸発させるように、蒸留カラム内の条
件が選ばれる。これらの条件では、オリゴマー化生成物
の洗浄工程は必要でない。全触媒消費量及び残渣を除去
する際にかかる費用の著しい節約が成される。
イアグラムを表す図を参照することによって、本発明を
より詳細に説明する。
び再循環されたモノマー並びに再循環された触媒錯体が
連続的に充填され、且つ、過剰のBF3を供給するためにB
F3で加圧された連続攪拌式タンク反応器内で行われる。
冷却は外部熱交換器を通じて反応器内容物を循環させる
ことにより成される。例えば、1−デセンはモノマーと
して使用され、n−ブタノールは助触媒として使用され
る。温度は−10℃〜+70℃、好ましくは0〜50℃、例え
ば30℃に設定される。BF3ガスはBF3−BuOH錯体を生成さ
せるのに必要な量を得るための一定流量で供給される。
圧力は0.05〜10bar、好ましくは1.5〜4barに保たれる。
トリマー、及びより重合度の高いオリゴマー、遊離及び
溶解したBF3並びに触媒錯体から成る反応生成物は、減
圧下で運転される蒸留カラム2内に1において送られ
る。カラムの塔頂部3の圧力は、30mbarよりも低く、好
ましくは15mbarよりも低く、例えば10mbarである。供給
位置1の上部に位置するカラム上部の温度はできるだけ
低く保たれ、例えば、50〜60℃である。どのような場合
においても、カラムの塔頂部における温度は70℃未満で
あり、好ましくは45〜50℃未満である。70〜80℃以上で
は、本発明の触媒錯体は分解し始め、望ましくない生成
物となる。いかなるダイマーの蒸留も防ぐために、カラ
ム2の塔頂部3の温度はオリゴマー化により生成するダ
イマー留分の沸点よりも低いことが好ましい。触媒錯体
及び未反応モノマーの低温での蒸発は、上記した低い圧
力で運転しながら達成される。
的に完全に除去するために、カラムの下部パッキング4
における圧力は50mbar未満に保たれ、好ましくは25mbar
未満に保たれる。ここで、その温度は、加えられる圧力
下でダイマー留分の沸点よりも低く、且つ、助触媒錯体
の分解温度よりも低い温度であり、また、未反応モノマ
ー及び助触媒錯体の沸点よりも高い温度である。
度は、15mbarの圧力下で70〜80℃に保たれる。
けるように備えられており、この残油を加熱する。この
生成物は完全に助触媒錯体とモノマーとを含まない。あ
とに続くフラッシュドラム6において、蒸発したダイマ
ーの一部は、例えば200〜220℃の温度で加熱されたオリ
ゴマー生成物から分離され、次いで、前記蒸発したダイ
マー部分は7において蒸留カラムの底部11に再循環され
る。
出し、モノマー及びBF3−残渣を本質的に含まない所望
の生成物(ダイマー、トリマー、テトラマー及びより重
いオリゴマー)から成る生成物は、次の処理工程に送ら
れる。
の残油はミニマムフローライン10を通じて蒸留カラムの
底部11に再循環される。
底部11は、下部パッキング4から流れ落ちる液体、フラ
ッシュドラム6から上昇したダイマー蒸気、及びポンプ
8の出口から出た沸点にある残油のための接触域であ
る。残留モノマー及び触媒錯体が下部パッキング4から
の液体中に依然として含まれている場合には、これらは
管7及び10を通じての熱供給によってカラムの底部11内
で蒸発する。
器5への流入を防ぐことができ、触媒残渣は重大な腐食
を引き起こす。前記成分の蒸発は、好ましくは触媒錯体
を熱い熱交換器表面に接触させることなく達せられる。
カラムの底部11内の残油を加熱する工程は、他の手段、
例えば、熱交換器によっても得られることは明らかであ
る。
分の10への導入は、いかなる公知の手段によっても制御
されることは明らかである。前記導入は、モノマー及び
触媒錯体の蒸発のために必要な熱を調節するものであ
り、且つ、カラムの底部11の十分な温度制御を可能にす
るものでなくてはならない。カラムの底部11では、約15
mbarの圧力であり、本例において、温度は好ましくは13
0〜150℃の温度に調節される。
触媒錯体及びモノマーから成る。留分の蒸気は凝縮さ
れ、次いで、重力分離により触媒錯体がモノマー相から
分離され、この2成分は独立にオリゴマー化工程に再循
環される。凝縮しえなかったBF3ガスは、EP−A−04930
24に記載されているシステムのような真空システム内で
任意に捕集される。
テム内で形成される触媒錯体もオリゴマー化工程に再循
環される。
た留分の直接的な再循環を着想することもできる。凝縮
した蒸気の分離を、例えば、遠心分離又はサイクロンシ
ステムの手段によって行ってもよい。
Claims (20)
- 【請求項1】以下の工程: BF3−助触媒錯体の存在下で1種以上のオレフィンをオ
リゴマー化する工程; オリゴマー化生成物を蒸留カラムの塔頂部と底部の間に
おいて蒸留カラムに送ることにより、減圧下低温でオリ
ゴマー化生成物を蒸留する工程;並びに 蒸発したBF3−助触媒錯体を含む蒸留物と、ダイマー、
トリマー及びより重いオリゴマーを含む残油とを分離す
る工程; を含み、前記蒸留工程が、 前記蒸留カラムの塔頂部を、加えられる圧力下で、未反
応モノマーの沸点及び前記BF3−助触媒錯体の沸点より
は高く、且つ、前記BF3−助触媒錯体の分解温度よりも
低い温度に保つこと; オリゴマー化生成物が送られる位置よりも低い位置に存
在する前記蒸留カラムの部分を、加えられる圧力下で、
未反応モノマーの沸点及び前記BF3−助触媒錯体の沸点
よりも高く、且つ、前記ダイマー留分の沸点よりも低い
温度に保つこと;並びに 前記蒸発したBF3−助触媒錯体と蒸発した未反応モノマ
ーとを同時に含むが実質的にダイマーを含まない蒸留物
を前記カラムの塔頂部に分離するとともに、前記ダイマ
ー、トリマー及びより重いオリゴマーを含むが実質的に
BF3−助触媒錯体もモノマーも含まない残油をカラムの
底部に分離すること; 残留未反応モノマー及びBF3−助触媒錯体を蒸発させる
ためにカラムの底部にある残油を加熱すること;並びに カラムの底部からBF3−助触媒錯体もモノマーも含まな
い加熱された残油を除去すること; を含むことを特徴とする、オレフィンオリゴマー化生成
物から触媒を除去する方法。 - 【請求項2】蒸留物を凝縮させる工程及び凝縮したBF3
−助触媒錯体を凝縮したモノマーから単離する工程を特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】凝縮したBF3−助触媒錯体が重力分離又は
遠心分離により凝縮したモノマーから単離されることを
特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項4】前記凝縮工程時に、濃縮しえなかったBF3
ガスを真空システム内で捕集し、捕集したBF3と助触媒
とを反応させてBF3−助触媒錯体を形成させることを特
徴とする請求項2又は3に3記載の方法。 - 【請求項5】前記単離工程から得られたBF3−助触媒錯
体及び/又は捕集したBF3と助触媒との前記反応から得
られたBF3−助触媒錯体を再循環させる工程、及び/又
は単離したモノマーをオリゴマー化工程に戻す工程を特
徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】蒸留物を濃縮する工程及び濃縮した混合物
をオリゴマー化工程に戻す工程を特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項7】オリゴマー化させる前記オレフィンが直鎖
又は枝分かれ鎖のC4〜C20オレフィンであることを特徴
とする請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項8】前記オレフィンが1−デセンである請求項
7の方法。 - 【請求項9】前記助触媒がC1〜C15アルコール若しくは
ポリオール又はC1〜C7カルボン酸であることを特徴とす
る請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】前記C1〜C15アルコールがn−ブタノー
ルである請求項9記載の方法。 - 【請求項11】前記圧力が30mbar未満であることを特徴
とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項12】前記圧力が15mbar未満である請求項11記
載の方法。 - 【請求項13】前記蒸留カラムの塔頂部の温度が、10mb
arの圧力下において70℃未満であることを特徴とする請
求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項14】前記カラムの塔頂部の温度が45〜50℃で
ある請求項13記載の方法。 - 【請求項15】前記蒸留カラムの前記部分の温度が15mb
arの圧力下において80℃以下であることを特徴とする請
求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項16】前記カラムの前記部分の温度が70〜80℃
である請求項15記載の方法。 - 【請求項17】前記カラムの底部の温度が15mbarの圧力
下において130〜150℃であることを特徴とする請求項1
〜16のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項18】前記加熱工程が、蒸留カラムから生じた
残油の蒸発した少なくとも一部をカラム底部に導入する
ことを含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項19】前記蒸留カラムの残油を再沸器内で加熱
する工程、加熱した残油から蒸発したダイマーを分離す
る工程、次いで前記蒸発したダイマーを蒸留カラムの底
部に再循環させる工程を特徴とする請求項1〜18のいず
れか1項記載の方法。 - 【請求項20】加熱した残油をポンプ輸送し、蒸発した
ダイマーを分離する工程、次いで前記ポンプ輸送した残
油の蒸発した部分を蒸留カラムの底部に再循環させる工
程を特徴とする請求項19記載の方法。
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