JPH0665109A - オレフィンオリゴマーの製造方法 - Google Patents

オレフィンオリゴマーの製造方法

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JPH0665109A
JPH0665109A JP4221205A JP22120592A JPH0665109A JP H0665109 A JPH0665109 A JP H0665109A JP 4221205 A JP4221205 A JP 4221205A JP 22120592 A JP22120592 A JP 22120592A JP H0665109 A JPH0665109 A JP H0665109A
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オレフィンオリゴマーを含む重合生成物から
触媒成分である三フッ化ホウ素を高純度、高回収率で、
かつオレフィンオリゴマーの組成を変化させることな
く、回収することが可能なオレフィンオリゴマーの製造
方法を提供する。 【構成】 炭素数6から14のオレフィンを三フッ化ホ
ウ素と助触媒との錯体および三フッ化ホウ素からなる触
媒の存在下に重合して、オレフィンオリゴマーを含む重
合生成物を得た後、ただちに該重合生成物を110〜1
55℃の温度に加熱、保持し、該重合生成物から三フッ
化ホウ素を分離、回収することを特徴とするオレフィン
オリゴマーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オレフィンオリゴマー
の製造方法に係り、特にオレフィンオリゴマーを含有す
る重合生成物から触媒成分の三フッ化ホウ素を高純度、
高回収率で回収することが可能なオレフィンオリゴマー
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】炭素
数6から14のオレフィンのオリゴマーは合成潤滑油基
油として主に使用されている。特に炭素数が10の直線
状α−オレフィンすなわち1−デセンのオリゴマー、と
りわけ1−デセンの三量体を主成分とするオリゴマーは
潤滑油として優れた性能を有していることから、近年そ
の製造方法の開発が盛んにおこなわれている。
【0003】従来、このオレフィンオリゴマーの製造方
法としては、三フッ化ホウ素と助触媒との錯体および三
フッ化ホウ素からなる触媒の存在下に炭素数6から14
のオレフィンを重合する方法が知られている。この方法
では、重合後にオレフィンオリゴマーを含有する重合生
成物をアルカリ水等で中和してその中に含まれる触媒を
失活させており、触媒の回収は通常おこなわれていなか
った。このため、フッ素化合物、ホウ素化合物を含む廃
棄物が大量に生成し、それを処理しなければならないと
いう重合後処理の問題があった。
【0004】オレフィンオリゴマーを含有する重合生成
物中に含まれる触媒を回収する方法としては、これまで
種々の方法が試みられてきた。例えば触媒を構成する三
フッ化ホウ素と助触媒との錯体または三フッ化ホウ素の
いずれか一方の触媒成分をまず分離し、ついで他方の触
媒成分を分離するという二段階で分離する方法(以下こ
の方法を従来方法(A)という)が特開平2−1086
38号公報に開示されている。この従来方法(A)で
は、触媒の活性を低下させるためいずれか一方の成分を
まず分離するので、触媒の回収処理中に重合が起こり難
く、目的生成物であるオレフィンオリゴマーが変質し難
いという利点がある。しかし、三フッ化ホウ素と助触媒
との錯体が回収処理中に変質し、その錯体の触媒活性が
低下するため、回収した錯体をそのままオレフィンの重
合に再使用するには問題があった。また、回収に複雑な
装置が必要になるという問題もあった。
【0005】前記特開平2−108638号公報には、
上記従来方法(A)以外の方法として、三フッ化ホウ素
と助触媒とからなる錯体の分解温度以上に重合生成物を
加熱して、この錯体を三フッ化ホウ素と助触媒とに分解
し、この生成物中に存在していた三フッ化ホウ素ととも
に錯体の分解で生じた三フッ化ホウ素を回収する方法
(以下この方法を従来方法(B)という)も開示されて
いる。この従来方法(B)は回収に複雑な装置を必要と
しないという利点がある。しかし、三フッ化ホウ素の回
収処理中に重合生成物中のオレフィンオリゴマーがさら
に重合するなどして、得られるオレフィンオリゴマーの
組成が変化し易いという問題があった。また、三フッ化
ホウ素の分解や回収される三フッ化ホウ素の純度が低下
するため、オレフィンの重合触媒としてはそのままでは
再使用することが難しいという問題もあった。
【0006】従って本発明の目的は、上記従来方法、特
に従来方法(B)の欠点を解消し、オレフィンオリゴマ
ーを含む重合生成物から触媒成分である三フッ化ホウ素
を高純度、高回収率で、かつオレフィンオリゴマーの組
成を変化させることなく、回収することが可能なオレフ
ィンオリゴマーの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
達成のために種々研究を重ねた結果、従来方法(B)に
おけるオレフィンオリゴマーの組成の変化は、三フッ化
ホウ素と助触媒とからなる錯体を分解するために所定温
度に重合生成物を昇温する過程で主に生じており、この
所定温度に到達した後はオレフィンオリゴマー組成の変
化はほとんど生じていないということにを見い出した。
さらに本発明者らは、重合反応後、直ちに重合生成物を
110〜155℃の温度に加熱、保持することにより、
オレフィンオリゴマー組成の変化を抑制することがで
き、しかも三フッ化ホウ素を効率よく回収することがで
きるということを見い出した。
【0008】本発明はこれらの知見に基づいて完成され
たものであり、炭素数6から14のオレフィンを三フッ
化ホウ素と助触媒との錯体および三フッ化ホウ素からな
る触媒の存在下に重合して、オレフィンオリゴマーを含
む重合生成物を得た後、ただちに該重合生成物を110
〜155℃の温度に加熱、保持し、該重合生成物から三
フッ化ホウ素を分離、回収することを特徴とするオレフ
ィンオリゴマーの製造方法を要旨とするものである。
【0009】以下本発明を詳説する。本発明のオレフィ
ンオリゴマーの製造方法は、オレフィンオリゴマーの重
合工程と三フッ化ホウ素回収工程とを主工程として含
む。従って先ず重合工程を説明し、次に三フッ化ホウ素
回収工程を説明する。
【0010】重合工程 出発モノマーとしては、炭素数が6から14のオレフィ
ン、すなわち、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネ
ン、デセン、ウンデセン、ドデセン、トリデセン、テト
ラデセンが用いられる。これらは、炭素鎖の末端に二重
結合を有するα−オレフィンまたは炭素鎖の内部に二重
結合を有する内部オレフィンのいずれでもよいが、α−
オレフィンであるのが好ましく、特に炭素数が10の直
線状α−オレフィン、すなわち1−デセンが好ましい。
【0011】用いられる触媒は、三フッ化ホウ素と助触
媒との錯体および三フッ化ホウ素とからなる。助触媒と
しては以下のものが挙げられる。 水 アルコール:メタノール、エタノール、n−ブタノー
ル、デカノール カルボン酸:酢酸、プロピオン酸、酪酸 エーテル:ジメチルエーテル、ジエチルエーテル 酸無水物:無水酢酸、無水コハク酸 エステル:酢酸エチル、プロピオン酸メチル ケトン:アセトン、メチルエチルケトン アルデヒド:アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド これらの助触媒は単独あるいは2種以上同時に用いるこ
とができる。助触媒として、とくにn−ブタノールが好
ましい。
【0012】三フッ化ホウ素と助触媒との錯体の使用量
は通常、オレフィンに対して0.05〜10.0容量
%、好ましくは0.1〜5.0容量%である。また三フ
ッ化ホウ素は重合反応系内に微量存在すればよく、通常
常圧におけるオレフィンオリゴマーへの飽和濃度に対し
て、0.01〜2倍、好ましくは0.1〜1.5倍であ
る。反応初期には、発熱量を抑えるため三フッ化ホウ素
濃度を、常圧におけるオレフィンオリゴマーへの飽和濃
度よりも低くするのが好ましい。反応後期には、反応を
促進するため三フッ化ホウ素濃度を、常圧におけるオレ
フィンオリゴマーへの飽和濃度よりも高くするのが好ま
しい。
【0013】重合温度は通常−20〜90℃、好ましく
は0〜50℃である。また重合圧力は通常0〜35kg
/cm2 G、好ましくは0.05〜5kg/cm2 Gで
ある。また重合時間は通常0.25〜24時間、好まし
くは2〜16時間である。重合方式は回分法、連続法の
いずれも採用できる。通常、三フッ化ホウ素は重合反応
中、重合反応系内に連続して供給される。
【0014】三フッ化ホウ素回収工程 この工程は、前記重合工程で得られたオレフィンオリゴ
マーを含有する重合生成物から三フッ化ホウ素を分離、
回収する工程である。この工程において三フッ化ホウ素
の分離、回収は、オレフィンオリゴマーを含有する重合
生成物を110〜155℃の温度に加熱、保持すること
により行なわれる。
【0015】加熱温度を110〜155℃の範囲に限定
した理由は、以下のとおりである。加熱温度が110℃
未満では、三フッ化ホウ素と助触媒との錯体が分解せ
ず、あるいは分解の速度が小さく、三フッ化ホウ素の回
収率が急激に低下するだけでなく、重合生成物が更に重
合し、重合生成物の組成が変化する。一方、加熱温度が
上昇するにつれて三フッ化ホウ素の回収率は上昇する
が、155℃を超えると、三フッ化ホウ素の回収率が横
ばいとなって殆ど上昇せず、逆に回収される三フッ化ホ
ウ素の純度が低下する。
【0016】重合生成物の組成の変化を避けるために重
合工程終了後の昇温は短時間に行なうことが好ましく、
具体的には5分以下の時間内に110〜155℃の温度
に加熱するのが好ましい。特に上記温度への加熱を瞬間
的に行なうのが好ましい。このような瞬間的な加熱は、
重合工程で得られた重合生成物を、加熱用ジャケットと
撹拌機を備えた混合槽に導入する方法または重合工程で
得られた重合生成物を熱交換器で加熱してから、加熱ジ
ャケットと撹拌機を備えた混合槽に導入する方法によっ
て容易に達成することができる。なお後者の方法では、
重合生成物は熱交換器で加熱されているので、加熱ジャ
ケットおよび/または撹拌機の使用を省略することもで
きる。
【0017】このように、三フッ化ホウ素の回収工程
は、重合生成物の加熱を短時間で行なうことができる連
続法で実施するのが好ましいが、回分法で実施すること
もできる。
【0018】重合生成物を上記の所定温度に加熱、保持
することにより、重合生成物中の三フッ化ホウ素と助触
媒との錯体は分解し、分解により得られた三フッ化ホウ
素は、重合生成物中に存在する三フッ化ホウ素とともに
系外に排出されて回収され、循環再使用される。この加
熱、保持の期間中、重合生成物が更に重合することがな
いので、その組成が変化することがなく、得られたオレ
フィンオリゴマーは合成潤滑油基油として好ましく使用
される。
【0019】
【実施例】以下実施例により本発明を更に説明する。
【0020】実施例1 (i)1−デセンオリゴマーの製造 重合装置として、1リットルの完全混合型反応槽を4基
直列に連結した連続反応装置を使用した。各槽とも圧力
を常圧、温度を20℃、滞留時間を2時間に制御した。
触媒は三フッ化ホウ素とn−ブタノールとの錯体と三フ
ッ化ホウ素を使用した。第1槽に1−デセンを400ミ
リリットル/hrで供給し、錯体を1.6ミリリットル
/hrで供給した。三フッ化ホウ素は第1槽、第2槽お
よび第3槽に供給した。これらの重合槽への三フッ化ホ
ウ素供給量はそれぞれ、常圧における1−デセンへの三
フッ化ホウ素飽和濃度に対して第1槽では1−デセン中
の三フッ化ホウ素濃度が0.2倍、第2槽では0.4
倍、第3槽では1.2倍となるように三フッ化ホウ素の
供給量を制御した。得られた1−デセンオリゴマーの組
成を表1に示す。
【0021】(ii)三フッ化ホウ素の回収 三フッ化ホウ素の回収のための機器として、撹拌機、ガ
ス排出管を備えた50ミリリットルの三つ口フラスコを
使用した。ガス排出管は3%アンモニア水溶液を入れた
ガス吸収瓶に接続した。上記(i)で得られた1−デセ
ンオリゴマー20ミリリットルを上記三つ口フラスコに
入れ、撹拌しながらオイルバスで120℃まで3分間昇
温し、120℃の温度に30分間保持して、三フッ化ホ
ウ素とn−ブタノールとの錯体の分解を行ない、三フッ
化ホウ素を分離、回収した。
【0022】三フッ化ホウ素の回収率、三フッ化ホウ素
の分解率および回収三フッ化ホウ素の純度は以下のよう
にして求めた。
【0023】(a)ホウ素、フッ素の定量 加熱後の被加熱液 3%アンモニア水溶液を50ミリリットル三つ口フラス
コにいれ、被加熱液中に残存する三フッ化ホウ素と、三
フッ化ホウ素分解物である三フッ化ホウ素化合物を水層
に抽出した。この水層についてホウ素、フッ素を定量分
析した。 加熱後の被加熱液 加熱後の被加熱液の場合と同様にして、予めホウ素とフ
ッ素について定量した。
【0024】(b)三フッ化ホウ素回収率 加熱前の被加熱液の三フッ化ホウ素重量[WBF3 (加熱
前)](測定値から換算)と加熱後の被加熱液から抽出
した水層の三フッ化ホウ素重量[WBF3 (加熱後)]
(測定値から換算)とから算出した(ホウ素基準)。 回収率(%)=(WBF3 (加熱前)−WBF3 (加熱
後))÷WBF3 (加熱前)×100
【0025】(c)回収三フッ化ホウ素分解率 フッ素の定量分析結果から三フッ化ホウ素量を算出して
得られた回収率(フッ素基準回収率)と、ホウ素の定量
分析結果から三フッ化ホウ素を算出して得られた回収率
(ホウ素基準回収率)との差から求めた。 三フッ化ホウ素分解率=(フッ素基準回収率)−(ホウ
素基準回収率)
【0026】(d)回収三フッ化ホウ素の純度 加熱中にガス吸収瓶中のアンモニア水溶液に吸収されず
に排出されるガスを定量分析し、算出した(ホウ素基
準)。 純度(%)=[WBF3 (加熱前)−WBF3 (加熱後)]
÷[WBF3 (加熱前)−WBF3 (加熱後)+排出ガス重
量]×100 得られた三フッ化ホウ素回収率、三フッ化ホウ素分解
率、回収三フッ化ホウ素純度を表1に示す。また表1に
は、加熱前と加熱後のオレフィンオリゴマーの組成およ
び動粘度も示す。
【0027】表1から明らかなように、本実施例1によ
れば、三フッ化ホウ素の回収率が55%と高く、回収三
フッ化ホウ素の純度も95%と高かった。また加熱前後
でオレフィンオリゴマーの組成の変化が殆どなく、動粘
度も殆ど変化していなかった。
【0028】実施例2 (i)1−デセンオリゴマーの製造 実施例1と同様の重合条件で1−デセンオリゴマーを製
造した。 (ii)三フッ化ホウ素の回収 加熱保持時間を1時間とした他は、実施例1と同様にし
て、三フッ化ホウ素の回収をおこなった。結果を表1に
示す。表1より明らかなように、実施例1と同様に良好
な結果が得られた。
【0029】実施例3 (i)1−デセンオリゴマーの製造 重合温度を25℃、三フッ化ホウ素とn−ブタノールと
の錯体の供給量を2.5ミリリットル/hrとした他
は、実施例1と同様の重合条件で1−デセンオリゴマー
を製造した。
【0030】(ii)三フッ化ホウ素の回収 加熱温度を140℃、保持時間を1時間とした他は、実
施例1と同様にして、三フッ化ホウ素の回収をおこなっ
た。結果を表1に示す。表1より明らかなように、実施
例1と同様に良好な結果が得られた。
【0031】比較例1、2 (i)1−デセンオリゴマーの製造 三フッ化ホウ素とn−ブタノールとの錯体の供給量を
2.4ミリリットル/hrとした他は、実施例1と同様
の重合条件で1−デセンオリゴマーを製造した。 (ii)三フッ化ホウ素の回収 表2に記載の加熱温度、保持時間(100℃、1時間ま
たは60℃、1時間)とした他は、実施例1と同様にし
て、三フッ化ホウ素の回収をおこなった。結果を表2に
示す。表2より、加熱温度が本発明の限定範囲(110
〜155℃)の下限に満たない比較例1(100℃)お
よび比較例2(60℃)の場合、三フッ化ホウ素回収率
が極端に低いことが明らかとなった。
【0032】比較例3、4 (i)1−デセンオリゴマーの製造 実施例1と同様の重合条件で1−デセンオリゴマーを製
造した。 (ii)三フッ化ホウ素の回収 表2に記載の加熱温度、保持時間(160℃、0.5時
間または180℃、0.5時間)とした他は、実施例1
と同様にして、三フッ化ホウ素の回収をおこなった。結
果を表2に示す。表2より加熱温度が本発明の限定範囲
(110〜155℃)の上限を超える比較例3(160
℃)および比較例4(180℃)の場合、三フッ化ホウ
素回収率は高いが、回収三フッ化ホウ素純度が著るしく
低い(比較例3の場合82%)ことが明らかとなった。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明によれば、オ
レフィンオリゴマーを含む重合生成物から触媒成分であ
る三フッ化ホウ素を高純度、高回収率で、かつ重合生成
物の組成を変化させることなく、回収することが可能な
オレフィンオリゴマーの製造方法が提供された。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数6から14のオレフィンを、三フ
    ッ化ホウ素と助触媒との錯体および三フッ化ホウ素から
    なる触媒の存在下に重合して、オレフィンオリゴマーを
    含有する重合生成物を得た後、ただちに該重合生成物を
    110〜155℃の温度に加熱、保持し、該重合生成物
    から三フッ化ホウ素を分離、回収することを特徴とする
    オレフィンオリゴマーの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116920888A (zh) * 2023-07-20 2023-10-24 上海多纶化工有限公司 用于脂肪醇乙氧基化的酸性催化剂及其应用

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