JP5996099B2 - エチレンのオリゴマー化プロセス - Google Patents
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Description
図1は、エチレンのオリゴマー化システムの一実施形態のプロセス・フロー図である。図1とその説明は、エチレンのオリゴマー化システムとプロセスについて理解を深めることを容易にする。図1は、本発明の範囲を一切制限または定義しないものとする。図1は、説明を容易にするための簡単な図である。
「オリゴマー化」とは、単量体または単量体の混合物をオリゴマーへ転換させるプロセスのことである。二量化、三量化および四量化はオリゴマー化の形態である。エチレンのオリゴマー化システムとプロセスの場合、使用される単量体はエチレンである。このシステムとプロセスの生産物は1−ブテンを含み、任意的に1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、および他の高次α−オレフィンも含む可能性がある。
反応溶液はプロセス流体の主留分ではないが、そのかなりの部分を形成する。反応溶液は炭化水素をベースにした流体で、内部邪魔板単一パス反応器内部の運転条件の下では一般的に液体または臨界流体である。
導入された新鮮なエチレンは重合化級で、少なくとも約99容積%(vol.%)エチレンの純度を持つ。このエチレンのオリゴマー化プロセスの一実施形態は、約99容積%から約99.95容積%エチレンの範囲の純度を持つエチレンを導入することを含む。エチレンのオリゴマー化、オリゴマー化反応、および重合化反応を促進または阻害することができる非アルカンまたはアルケン不純物は、一般的に、エチレンの容積で5ppmまたはそれ以下である。
均質なエチレンのオリゴマー化触媒は、遷移金属有機触媒前駆体とアルキル化剤共触媒との間の有機金属、活性金属反応生産物である。このオリゴマー化触媒は、プロセス溶液内のエチレンからの1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、およびもっと重いα−オレフィンなどのα−オレフィンへのオリゴマー化を容易にする。
触媒阻害剤をプロセス流体内に添加すると、オリゴマー化触媒を不活性化させる。オリゴマー化触媒を不活性化させることで、エチレンをα−オレフィンにする、触媒的に支援されたオリゴマー化反応が停止される。この導入はまた触媒的に支援された副生産物の生成も停止させる。
エチレンのオリゴマー化プロセスの一次生産物はα−オレフィンである1−ブテンである。このプロセスの他の成果物は、不活性化されたオリゴマー化触媒、非α−オレフィンおよび種々雑多なアルケンとアルケンである。このエチレンのオリゴマー化システムは、内部邪魔板単一パス反応器から移動する粗生成物から、1−ブテンを選択的に分離するために動作可能である。任意に、このエチレンのオリゴマー化プロセスで、少なくとも一つの他の精製された高次α−オレフィンを生成することもできる。このエチレンのオリゴマー化システムの一実施形態では、粗生成物から1−ヘキセンを選択的に分離するために運転することができる。このエチレンのオリゴマー化システムの一実施形態では、粗生成物から1−オクテンを選択的に分離するために動作可能である。このエチレンのオリゴマー化システムの一実施形態では、粗生成物から1−デセンを選択的に分離するために動作可能である。
このエチレンのオリゴマー化システムは、エチレンからα−オレフィンへの選択的な転換を容易にする。このエチレンのオリゴマー化プロセスは、2−ブテンを最小量で持つ、精製された1−ブテンを生成する。任意に、このエチレンのオリゴマー化プロセスは、非α−オレフィン・イソマーが十分に含まれない精製された高次α−オレフィンを生成する。
このエチレンのオリゴマー化システムは一つの内部邪魔板単一パス反応器を含む。この内部邪魔板単一パス反応器は管状で、そこにある内部流体導管はエチレンのオリゴマー化のために加圧されて流体が充満された環境を支援するために運転可能である。このチューブラーは、第1のまたは近位端と、第2のまたは遠位端との間の固定容積を部分的に包む内部の表面または壁を有す。この内部邪魔板単一パス反応器の運転可能長さは、第1の端部と第2の端部間のチューブラーの長さで、チューブラーの直径よりもかなり大きいものである。運転可能長さに沿った外面または外壁は、反応器の内外の熱伝導を許す。
この内部邪魔板単一パス反応器は、一式の固定式内部流邪魔板を含む。内部流体導管が内部邪魔板を含む。エチレンのオリゴマー化プロセスの間、固定式邪魔板は不動で、反応器内のその位置と配向性は変らない。プロセス流体が内部邪魔板と反応器により形成された流体流れ経路に沿って反応器の運転可能長さを横断する際に、プロセス流体は、内部邪魔板に向かっておよびその周りを流れる。このエチレンのオリゴマー化システムの一実施形態は、内部邪魔板単一パス反応器の全運転可能長さに沿って配置された内部邪魔板を含む。このエチレンのオリゴマー化システムの一実施形態は、オリゴマー化反応域内にある内部邪魔板のみを含む。このような構造は、オリゴマー化の際の混合と流れの非定常性、および触媒不活性化の際の混合と流れの非定常性を支援する。
このエチレンのオリゴマー化システムは、温度、質量流量、および圧力などの、エチレンのオリゴマー化プロセスの他の運転パラメーターを修正せずに、プロセス流体の流れの非定常性を誘発するために運転可能な外部運動ドライバーを含む。この外部運動ドライバーは、非圧縮性プロセス流体の中に運動を伝えることにより、非定常性を誘発する。
このエチレンのオリゴマー化システムは、精製された1−ブテン、および任意に他の高次α−オレフィンを生成するために、さらに、α−オレフィンの非α―オレフィンへの異性化を最小にするために、粗生成物からα−オレフィンを分離するためのユニットおよびシステムを含む。
Claims (27)
- エチレンオリゴマー化システムを用いてエチレンから精製1−ブテン生成物を生成するためのエチレンオリゴマー化方法であって、
プロセス流体が、プロセス流体流れ経路に沿って流れることによって反応器の運転可能長さを横断するように、内部邪魔板単一パス反応器の内部流体導管における近位端に含まれる前記プロセス流体を反応液に導入する工程と、
前記エチレン、オリゴマー化触媒前駆体および共触媒が前記プロセス流体内に分配されるように、前記エチレン、前記オリゴマー化触媒前駆体および前記共触媒を別々にオリゴマー化反応域に近接して前記プロセス流体に導入する工程と、
触媒阻害剤が前記プロセス流体内に分配されるように、前記触媒阻害剤を、触媒阻害剤注入口を経由して前記内部邪魔板単一パス反応器内に配置された触媒不活性化域において前記プロセス流体に導入する工程と、
オリゴマー化触媒が、前記オリゴマー化反応域における前記オリゴマー化触媒前駆体および前記共触媒の反応から前記プロセス流体内において形成し、
1−ブテンが、前記オリゴマー化反応域における前記オリゴマー化触媒の存在下での前記エチレンのオリゴマー化反応から前記プロセス流体内において形成し、不活性オリゴマー化触媒が、前記触媒不活性化域における前記オリゴマー化触媒および前記触媒阻害剤の反応から前記プロセス流体内において形成し、
外部運動ドライバーがプロセス流体の流れの不安定性を誘発し、
粗生成物が分離システムへと通過し、前記粗生成物は前記1−ブテン、前記エチレンおよび前記不活性オリゴマー化触媒を含み、
前記分離システムが選択的に前記不活性オリゴマー化触媒、前記エチレンおよび前記1−ブテンを、粗生成物から別々に分離し、精製1−ブテン生成物が生成されるようにする、
前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を含み、
前記エチレンオリゴマー化システムが、前記内部邪魔板単一パス反応器、前記分離システムおよび前記外部運動ドライバーを含み、前記内部邪魔板単一パス反応器が前記オリゴマー化反応域および前記触媒不活性化域を有し、前記触媒不活性化域が前記オリゴマー化反応域の下流部に配置される、方法。 - 前記反応液が1−ブテンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記反応液が実質的に1−ブテンからなる、請求項2に記載の方法。
- 前記オリゴマー化触媒前駆体が遷移金属を含み、前記共触媒がIUPAC元素周期表に従う1〜3族または11〜13族金属のアルキルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒添加剤が前記プロセス流体内に分配されるように、IUPAC元素周期表に従う14〜17族の元素を含む前記触媒添加剤をオリゴマー化反応域に近接して前記プロセス流体に導入する工程を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内部邪魔板単一パス反応器内の前記プロセス流体の温度が30℃〜110℃の範囲に維持されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内部邪魔板単一パス反応器内の前記プロセス流体の圧力が1バール〜50バール・ゲージの範囲に維持されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内部邪魔板単一パス反応器内の前記オリゴマー化触媒の滞留時間が0.01〜2時間の範囲に維持されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 1−ヘキセンが前記オリゴマー化反応域における前記オリゴマー化触媒の存在下で前記エチレンの前記オリゴマー化反応から前記プロセス流体内において形成し、前記分離システムが選択的に前記1−ヘキセンを前記粗生成物から分離して精製1−ヘキセン生成物が生成されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 1−オクテンが前記オリゴマー化反応域における前記オリゴマー化触媒の存在下で前記エチレンの前記オリゴマー化反応から前記プロセス流体内において形成し、前記分離システムが選択的に前記1−オクテンを前記粗生成物から分離して精製1−オクテン生成物が生成されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 1−デセンが前記オリゴマー化反応域における前記オリゴマー化触媒の存在下で前記エチレンの前記オリゴマー化反応から前記プロセス流体内において形成し、前記分離システムが選択的に前記1−デセンを前記粗生成物から分離して精製1−デセン生成物が生成されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記精製1−ブテン生成物の少なくとも一部が前記分離システムからリサイクルされ、前記内部邪魔板単一パス反応器の前記プロセス流体に導入されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 選択的に分離された前記エチレンが前記分離システムからリサイクルされ、前記内部邪魔板単一パス反応器の前記プロセス流体に導入されるように、前記エチレンオリゴマー化システムを操作する工程を更に含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記活性化オリゴマー化触媒前駆体を前記プロセス流体に導入して前記活性化オリゴマー化触媒前駆体が前記プロセス流体内に分配されるようにする工程を、前記オリゴマー化触媒前駆体および前記共触媒を別々に前記プロセス流体に導入して前記オリゴマー化触媒前駆体および前記共触媒が前記プロセス流体内に分配されるようにする工程の代わりに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記エチレンオリゴマー化システムが1つ以上のエチレンオリゴマー化反応域を有し、前記エチレンがそれぞれの前記オリゴマー化反応域における前記プロセス流体内に分配されるように、それぞれの前記オリゴマー化反応域に近接して前記エチレンを前記プロセス流体に導入する工程を更に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- エチレンオリゴマー化触媒の存在下でエチレンから1−ブテンを生成し、内部邪魔板単一パス反応器、分離システム、および外部運動ドライバーを含むエチレンオリゴマー化システムであって、
前記内部邪魔板単一パス反応器が内壁、運転可能長さ、近位端、遠位端、内部流体導管、内部邪魔板のセット、プロセス流体の流れ経路、プロセス流体におけるエチレンオリゴマー化反応を支持するように操作可能なオリゴマー化反応域、およびプロセス流体におけるオリゴマー化触媒の不活性化反応を支持するように操作可能な触媒不活性化域を有し、前記触媒不活性化域は触媒阻害剤が前記プロセス流体内に分配されるように、触媒阻害剤注入口を有する前記内部邪魔板単一パス反応器内の前記オリゴマー化反応域の下流部に配置され、前記内部流体導管は前記プロセス流体および前記内部邪魔板のセットを含み、前記内壁および前記内部邪魔板のセットが前記プロセス流体の流れ経路を画定する内部邪魔板単一パス反応器であり、
前記分離システムが前記内部邪魔板単一パス反応器の遠位端に流体的に結合し、別々に不活性化オリゴマー化触媒、エチレンおよび1−ブテンを粗生成物から選択的に分離して精製1−ブテン生成物を生成するように操作可能であり、
前記外部運動ドライバーが前記内部邪魔板単一パス反応器に結合し、運動を前記プロセス流体に転送することにより内部邪魔板単一パス反応器に含まれる前記プロセス流体の流れにおける不安定性を誘発するように操作可能である、エチレンオリゴマー化システム。 - 前記エチレンオリゴマー化システムが前記精製1−ブテンを前記内部邪魔板単一パス反応器に通過させるように操作可能であるように、前記内部邪魔板単一パス反応器が前記分離システムに流体的に結合する、請求項16に記載のシステム。
- 前記エチレンオリゴマー化システムが選択的に分離されたエチレンを前記内部邪魔板単一パス反応器に通過させるように操作可能であるように、前記内部邪魔板単一パス反応器が前記分離システムに流体的に結合する、請求項16または17に記載のシステム。
- 前記分離システムが更に、1−ヘキセンを前記粗生成物から選択的に分離することおよび精製1−ヘキセン生成物を生成するように操作可能である、請求項16〜18のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記分離システムが更に、1−オクテンを前記粗生成物から選択的に分離することおよび精製1−オクテン生成物を生成するように操作可能である、請求項16〜19のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記分離システムが更に、1−デセンを前記粗生成物から選択的に分離することおよび精製1−デセン生成物を生成するように操作可能である、請求項16〜20のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記内部邪魔板単一パス反応器が1つ以上のオリゴマー化反応域を有し、それぞれの前記オリゴマー化反応域がエチレン供給位置と関連付けられており、単一の触媒供給位置が最上流の前記オリゴマー化反応域に関連付けられており、単一の触媒阻害剤供給位置が最下流の前記オリゴマー化反応域の下流部に配置される、請求項16〜21のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記内部邪魔板のセットが前記オリゴマー化反応域においてのみ存在する、請求項16〜22のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記内部邪魔板のセットは、第1の内部邪魔板のセットが第1のオリゴマー化反応域にあって第1の間隔距離を有し、第2の内部邪魔板のセットが第2のオリゴマー化反応域にあって第2の間隔距離を有する、請求項16〜22のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外部運動ドライバーが振動を前記プロセス流体に転送するように操作可能である、請求項16〜24のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外部運動ドライバーが往復運動を前記プロセス流体に転送するように操作可能である、請求項16〜25のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外部運動ドライバーが可変運動を前記プロセス流体に転送するように操作可能である、請求項16〜26のいずれか一項に記載のシステム。
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