JPH1045635A - 第四アンモニウム塩をベースとする添加剤を用いるエチレンの軽質アルファオレフィンへの改良転換方法 - Google Patents
第四アンモニウム塩をベースとする添加剤を用いるエチレンの軽質アルファオレフィンへの改良転換方法Info
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Abstract
オレフィンの改良製造方法を提供する。 【解決手段】 反応容器内において、ジルコニウム化合
物と、アセタールおよびケタール、エステル、ケトン、
エーテル、アミン、ニトリル、無水物、酸塩化物、アミ
ド、アルデヒド、チオエーテル、硫化アルキルおよび二
硫化アルキル、チオフェン、チオ尿素およびホスフィン
からなる群から選ばれる有機化合物と、ヒドロカルビル
アルミニウムの塩化物または臭化物との混合により得ら
れる触媒溶液にエチレンを接触させる。この発明による
エチレンの軽質アルファオレフィンへの転換方法は、第
四アンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1
つの添加剤の存在下に行う。
Description
ニウム塩をベースとする添加剤を用いることによる、エ
チレンのオリゴマー化による軽質アルファオレフィンの
改良製造方法である。
を用いる、エチレンの軽質アルファオレフィンへのオリ
ゴマー化方法においては、小量の固体ポリマーが形成さ
れ、該ポリマーは、反応器および熱交換器管の表面に堆
積して付着する。該ポリマーは、伝熱を減少させかつ該
ポリマーを除去するための頻繁な運転停止を反応器に要
するので、この方法における良好な運転に対して非常な
妨げとなる。
の周知手段は、少量の水素を注入することからなるもの
である (米国特許US4 855 525)。
四アンモニウム塩で構成される添加剤の存在下に行われ
る場合、副生成物である固体ポリマーの量が低減され
て、特にその付着力が反応器および熱交換器の内壁にお
いて著しく低下することが見出された。
ファオレフィンへの改良転換方法を対象とし、該方法に
おいて、反応容器内で、第四アンモニウム塩からなる群
から選ばれる少なくとも1つの添加剤の存在下、ジルコ
ニウム化合物と、アセタールおよびケタール、エステ
ル、ケトン、エーテル、アミン、ニトリル、無水物、酸
塩化物、アミド、アルデヒド、チオエーテル、硫化アル
キルおよび二硫化アルキル、チオフェン、チオ尿素およ
びホスフィンからなる群から選ばれる有機化合物と、ヒ
ドロカルビルアルミニウムの塩化物または臭化物との混
合により得られる触媒溶液にエチレンを接触させる。
群から選ばれる少なくとも1つの添加剤の存在下、少な
くとも1つのジルコニウム化合物と、アセタールおよび
ケタールからなる群から選ばれる少なくとも1つの有機
化合物と、ヒドロカルビルアルミニウムの少なくとも1
つの塩化物または臭化物との混合により得られる触媒溶
液にエチレンを接触させる。
まれる教示を有する欧州特許出願EP578 541 に記載され
ている。より詳しくは、好ましい触媒は、下記: ・式ZrXxYyOz[式中、Xは塩素原子または臭素
原子であり、YはアルコキシRO- 、アミドR2 N- 、
カルボン酸塩RCOO- (式中、Rは炭素原子数1〜3
0を有する炭化水素基である)からなる群から選ばれる
基であり、xおよびyは整数値0〜4を取ってよく、z
は0または0.5であり、合計x+y+2zは4であ
る]のジルコニウム化合物と、 ・式(R1′)(R2′)C(OR1)(OR2)(式中、
R1′およびR2′は、水素原子または炭素原子数1〜3
0を有する炭化水素基からなり、R1およびR2は炭素原
子数1〜30を有する炭化水素基である)の有機化合物
と、 ・式AlR″nX3−n(式中、R″は炭素原子数1〜
6を有する炭化水素基であり、Xは塩素原子または臭素
原子であり、nは1〜2の数である)のアルミニウム化
合物との混合により得られる。
タンのような脂肪族炭化水素、例えばトルエンまたはオ
ルト・キシレンのような芳香族炭化水素および例えば高
級オリゴマーのようなオリゴマー化の副生成物からなる
群から選ばれる溶媒中において任意の順序で接触に付さ
れてよい。好ましくは、ジルコニウム化合物がまずアセ
タールまたはケタールと混合されて、次いでアルミニウ
ム化合物が該混合物に添加される。
つのジルコニウム化合物、例えば四塩化ジルコニウム
と、アルデヒドまたはケトンとモノアルコールまたはポ
リアルコールとの縮合から生じる、アセタールおよびケ
タール類から選ばれる少なくとも1つの有機化合物、例
えばジ-(エチル-2- ヘキシルオキシ)-2,2-プロパンと、
少なくとも1つのヒドロカルビルアルミニウム塩化物ま
たは臭化物、例えばセスキ塩化エチルアルミニウムとの
混合の相互作用から生じる。
化合物とのモル比は、0.1:1〜5:1、好ましくは
0.5:1〜2:1である。アルミニウム化合物とジル
コニウム化合物とのモル比は、1:1〜100:1、好
ましくは5:1〜50:1である。従って、調製された
触媒溶液中のジルコニウム濃度は、有利には1リットル
当り10-4〜0.5モル、好ましくは1リットル当り2
×10-3〜0.1モルである。3成分が混合される温度
は、通常−10〜+150℃、好ましくは0〜+80
℃、例えば室温に近い温度(15〜30℃)である。混
合は、エチレンまたは不活性ガス雰囲気下に行われてよ
い。
いる別の触媒溶液も適する。該溶液は、エーテル/ジル
コン酸塩モル比0.5〜10でのアルキルジルコン酸塩
およびエーテル、並びにハロゲン化ヒドロカルビルアル
ミニウムの混合から生じる。さらにアルキルアルミニウ
ムと、テトラハロゲン化(塩化、臭化)ジルコニウムお
よびエステル、ケトン、エーテル、アミン、ニトリル、
無水物、酸塩化物、アミドおよびアルデヒドからなる群
から選ばれる有機化合物の混合物との相互作用から生じ
る、米国特許US4 855 525 に記載されている触媒溶液が
挙げられる。
ている触媒組成物も使用可能である。これらは、ハロゲ
ン化ジルコニウムと、アルミニウムの有機化合物と、チ
オエーテル、二硫化アルキル、チオフェン、チオ尿素、
硫化物、ホスフィンおよび第一アミンからなる群から選
ばれるルイス塩基との混合物である。
つ限定されないものである。
もよいし、あるいは例えばオリゴマー化反応の生成物を
添加して希釈されてもよい。
塩は、一般式[(R1R2R3R4)N+ ]X- (式中、R
1、R2、R3およびR4は、同一または異なり、炭素原子
数1〜30を有する炭化水素基、例えばアルキル基、シ
クロアルキル基、アリール基、およびアルキル基置換シ
クロアルキルまたはアルキル基置換アリール基であり、
Xは一価のアニオン、例えばハロゲン原子または水酸基
である)に一致する。例として、塩化テトラエチルアン
モニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、塩化トリメ
チルセチルアンモニウム、臭化トリメチルセチルアンモ
ニウム、塩化ジメチルジラウリルアンモニウム、塩化メ
チルトリオクチルアンモニウム、塩化メチルトリデシル
アンモニウム、塩化ベンジルジメチルセチルアンモニウ
ムが挙げられる。塩化物は好ましい塩である。第四アン
モニウム塩は、そのままで(純粋ですなわち正味で(n
eat))、あるいは炭化水素および/またはオリゴマ
ー化から生成された軽質アルファオレフィンおよび/ま
たは反応の副生成物、例えば高級オリゴマーからなる群
から選ばれる炭化水素媒質中での溶液形態で使用されて
よい。
純粋すなわち正味のまたは溶液状の第四アンモニウム塩
は、エチレンのオリゴマー化反応を行う前に導入されて
よい。例えば該塩は、反応の開始に先立って反応容器の
内壁の不動態化処理を行うために使用されてよい。該容
器の内壁は、金属(金属、鋼、合金等)製であり、かつ
保護被覆処理(研磨、ガラス化等)を受けていたもので
あってよく、あるいは陽極保護被覆に付されていたもの
であってよい。
行われる。
の溶液20ppm〜5重量%で満す。接触条件は、好ま
しくは攪拌下に10分〜10時間、好ましくは30分〜
3時間、溶媒の沸騰温度より低い温度、一般に20〜1
00℃、好ましくは30〜80℃に維持される。次いで
不動態化溶液は一般には排出される。
ンモニウム塩もまた、例えばジルコニウム溶液との混合
物状で、好ましくは触媒流とは独立した、すなわち別個
の流形態で反応の進行中に連続的にまたは不連続的に導
入されてもよい。事前の反応容器の不動態化処理と、そ
の後の反応の進行中における連続的または不連続的注入
とを組み合わせることは有利である。
ンモニウム塩量は、生成されたオリゴマーに対して1重
量ppm〜5重量%、有利には1ppm〜1%、好まし
くは20ppm〜5000ppmである。該量は、反応
の間(連続方法)に、あるいは反応前の容器内(不連続
方法)に導入されてよい。
〜180℃、好ましくは40〜150℃、より好ましく
は40〜130℃で行われてよい。圧力は0.5〜15
MPa、好ましくは1〜10MPaである。
施の形態においては、通常の攪拌装置および通常の冷却
装置を備える反応器(反応容器)内に、触媒溶液と共に
添加剤、例えば上述のように調製された触媒溶液の選ば
れた量と、これとは独立して第四アンモニウム塩溶液の
選ばれた量を導入し、そのすぐ後にエチレンにより加圧
して、温度を所望の値に調整する。生成された液体の全
体量が反応器をほとんど完全に満たすまで、一定圧力の
エチレンを反応器に供給する。反応後、例えばアミンの
注入により触媒を破壊し、次いで抜き取って、反応生成
物と場合によっては用いる溶媒とに分離する。
ム塩溶液の選ばれた量による反応器の内壁の不動態化か
ら各操作を開始してよい。該溶液を抜き取った後に、有
利には反応器を炭化水素で洗浄した後に、触媒溶液は、
第四アンモニウム塩溶液と同時に(かつ好ましくはこれ
とは独立して)、およびエチレンと同時に連続的に注入
される。温度および圧力は、通常のあらゆる調節装置を
用いて一定に維持される。反応器の流出物は、アミンと
の接触に付された後にフラッシュ蒸留塔内に搬送され、
該塔内で、アミンによる処理済流出物は、温度上昇また
は圧力低下または温度と圧力との同時作用により気化さ
れて、気化留分中のアルファオレフィンを回収するよう
にする。
ばアミンによる処理済流出物の少なくとも90容量%、
好ましくは95容量%またはそれ以上が気化されて、環
境の要請に合致して処理されねばならない廃棄量を制限
するようにする。しかしながら、これにより、禁止的
な、さらにはオレフィンの熱安定性に有害な気化温度を
生じてはならない。250℃以下、好ましくは200℃
の気化温度が好ましい。
成物は焼却されてよいし、あるいはいずれにせよ環境の
規格に合致するように処理されてよい。
装置に向けて搬送され、該装置により、一方では、未転
換エチレンをオリゴマーから分離することが可能にな
り、エチレンはオリゴマー化反応器に再送され、次いで
他方では、オリゴマー間のオリゴマーを分離することが
可能になる。
が、その範囲を限定するものではない。
を、総容量1リットルの反応器を備えた、連続的に作動
するモデル装置内で実施した。該反応器は、液体0.7
リットルでのレベル調整で操作を行いかつ圧縮空気伝動
による攪拌機を備えたものである。テストを開始する前
に、反応器の内壁の不動態化操作を行った。これを行う
ために、反応器内にオルトキシレン(Adogen 464の商品
名で市販されている)1kg中の塩化トリ-(オクチル/
デシル)-メチルアンモニウム0.2gの溶液を注入し
て、該溶液を温度90℃で2時間攪拌した。この期間の
終了時に、アンモニウム塩溶液を抜き取った。
条件下に行った。温度を油の流通により90℃に調節し
かつ圧力を排出管路に位置する減圧弁により7.5MP
aに維持した反応器内に、乾燥させて脱気したオルトキ
シレン1.13リットル中の昇華塩化ジルコニウム2.
47gおよびジ-(エチル-2- ヘキシルオキシ)-2,2-プロ
パン3.18gの溶液25.1g/時と、乾燥させて脱
気したオルトキシレン1.12リットル中のセスキ塩化
エチルアルミニウム15.22gの溶液24.3g/時
とを連続的に注入した。さらにオルトキシレン1.14
リットル中の塩化トリ-(オクチル/デシル)-メチルアン
モニウム0.0079gの溶液300g/時を連続的に
注入した。これらの条件下に、レベル調節自動制御装置
を備えた反応器の入口におけるエチレン流量を、300
g/時に設定した。反応器の出口において、乾燥させて
脱気したオルトキシレン1.14リットル中のラウリル
アミン47.6gの溶液25.5g/時を連続的にじか
に注入した。次いで流出物は、温度150℃で圧力0.
3MPa下に作動するフラッシュ蒸留塔を通過した。フ
ラッシュ蒸留済留分を安定化塔に搬送した。フラッシュ
蒸留されなかった留分を取得器内に回収した。このフラ
ッシュ蒸留されなかった留分は触媒残渣とパラフィン臘
からなる重質オリゴマーの一部と少量のポリマーとを含
み、かつ流量20g/時を表した。
した。まず触媒の注入を停止した。これは結果としてエ
チレン導入の漸進的な停止をもたらした。次いで4時間
後に、第四アンモニウム塩を含む溶媒の注入を停止し
て、反応器を冷却しておいた。反応器の開放後、反応器
の内部全体の表面を覆いかつ非常に簡単に手で剥がせる
細粒状層形態でポリマー20gを回収した。これは、反
応器内のポリマーの平均堆積量0.25g/時に相当し
た。
の温度および圧力下に、実施例1と同じ装置および同じ
操作様式を用いて、同じ量の触媒を反応器内に注入して
エチレンのオリゴマー化反応を実施した。しかしなが
ら、反応器の不動態化処理を事前に行わなかった。ま
た、第四アンモニウム塩を連続的に注入しなかった。す
なわち触媒に加えて、純粋オルトキシレン300g/時
を注入した。反応器の入口におけるエチレンの流量を3
00g/時に設定した。反応器の出口において、流出物
を実施例1と同様に処理した。フラッシュ蒸留されなか
った留分は触媒残渣とパラフィン臘からなる重質オリゴ
マーの一部と少量のポリマーとを含み、かつ流量18.
5g/時を表した。テストを、形成されたポリマーによ
る機械攪拌の停止のせいで14時間のみの運転後に中断
しなければならなかった。反応器の開放後、内部備品の
かなりの部分を含む、非常に粘着力のある硬性密集物質
形態のポリマー8gを回収した。これは、反応器内のポ
リマーの平均堆積量0.57g/時に相当した。
により、反応器内のポリマーの堆積量がより大量であ
り、その粘着力がより強力であることが証明された。こ
のことは、反応器の良好な作動を妨げる混乱を急速に引
き起こすものであった。
を、実施例1と同じ装置内で実施した。該反応器を、同
実施例に記載したように事前に不動態化に付しておい
た。
流通により90℃に調節しかつ圧力を排出管路に位置す
る減圧弁により7.5MPaに維持した反応器内に、乾
燥させて脱気したオルトキシレン1.12リットル中の
昇華塩化ジルコニウム7.74gおよびジ-(エチル-2-
ヘキシルオキシ)-2,2-プロパン9.96gの溶液18.
1g/時と、乾燥させて脱気したオルトキシレン1.1
リットル中のセスキ塩化エチルアルミニウム31.81
gの溶液35.5g/時とを連続的に注入した。さらに
ヘプタンおよびオルトキシレンの容量1/1の混合物1
kg中の塩化トリ-(オクチル/デシル)-メチルアンモニ
ウム0.067gの溶液200g/時を連続的に注入し
た。これらの条件下に、レベル調節自動制御装置を備え
た反応器の入口におけるエチレン流量を、320g/時
に設定した。反応器の出口において、乾燥させて脱気し
たオルトキシレン1.04リットル中のラウリルアミン
84.23gの溶液39.5g/時を連続的にじかに注
入した。次いで流出物は、温度150℃で圧力0.3M
Pa下に作動するフラッシュ蒸留塔を通過した。フラッ
シュ蒸留済留分を安定化塔に搬送した。フラッシュ蒸留
されなかった留分を取得器内に回収した。このフラッシ
ュ蒸留されなかった留分は触媒残渣とパラフィン臘から
なる重質オリゴマーの一部と少量のポリマーとを含み、
かつ流量17.5g/時を表した。運転の68時間後、
テストを意図的に中断した。まず触媒の注入を停止し
た。これは結果としてエチレン導入の漸進的な停止をも
たらした。次いで4時間後に、第四アンモニウム塩を含
む溶媒の注入を停止して、反応器を冷却しておいた。反
応器の開放後、反応器の内部全体の表面を覆いかつ非常
に簡単に指で剥がせる極薄層形態でポリマー約1gを回
収した。これは、反応器内のポリマーの平均堆積量0.
015g/時に相当した。
Claims (20)
- 【請求項1】 エチレンの軽質アルファオレフィンへの
転換方法であって、反応容器内において、ジルコニウム
化合物と、アセタールおよびケタール、エステル、ケト
ン、エーテル、アミン、ニトリル、無水物、酸塩化物、
アミド、アルデヒド、チオエーテル、硫化アルキルおよ
び二硫化アルキル、チオフェン、チオ尿素およびホスフ
ィンからなる群から選ばれる有機化合物と、ヒドロカル
ビルアルミニウムの塩化物または臭化物との混合により
得られる触媒溶液にエチレンを接触させる方法におい
て、該方法が第四アンモニウム塩からなる群から選ばれ
る少なくとも1つの添加剤の存在下に行われることを特
徴とする、エチレンの軽質アルファオレフィンへの転換
方法。 - 【請求項2】 触媒溶液が、ヒドロカルビルアルミニウ
ムの少なくとも1つの塩化物または臭化物、並びに少な
くとも1つのジルコニウム化合物と、アルデヒドまたは
ケトンとモノアルコールまたはポリアルコールとの縮合
から生じたアセタールおよびケタールからなる群から選
ばれる少なくとも1つの有機化合物との混合物の相互作
用から生じることを特徴とする、請求項1による方法。 - 【請求項3】 触媒溶液中のジルコニウム濃度が1リッ
トル当り10-4〜0.5モルであることを特徴とする、
請求項2による方法。 - 【請求項4】 アルミニウム化合物とジルコニウム化合
物とのモル比が1:1〜100:1であることを特徴と
する、請求項2または3による方法。 - 【請求項5】 アセタールまたはケタールとジルコニウ
ム化合物とのモル比が0.1:1〜5:1であることを
特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項による方法。 - 【請求項6】 ジルコニウム化合物が四塩化ジルコニウ
ムであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1
項による方法。 - 【請求項7】 ケタールがジ-(エチル-2- ヘキシルオキ
シ)-2,2-プロパンであることを特徴とする、請求項2〜
6のいずれか1項による方法。 - 【請求項8】 アルミニウム化合物が、セスキ塩化エチ
ルアルミニウムであることを特徴とする、請求項1〜7
のいずれか1項による方法。 - 【請求項9】 第四アンモニウム塩が、ハロゲン化第四
アンモニウムおよび水酸化第四アンモニウムからなる群
から選ばれることを特徴とする、請求項1〜8のいずれ
か1項による方法。 - 【請求項10】 添加剤が、塩化第四アンモニウムから
なる群から選ばれることを特徴とする、請求項1〜9の
いずれか1項による方法。 - 【請求項11】 第四アンモニウム塩が、同一または異
なり、炭素原子数1〜30を有する炭化水素基、例えば
アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、およびア
ルキル基置換シクロアルキル基またはアルキル基置換ア
リール基を有することを特徴とする、請求項1〜10の
いずれか1項による方法。 - 【請求項12】 添加剤が、炭化水素、軽質アルファオ
レフィンおよび高級オリゴマーからなる群から選ばれる
炭化水素媒質中の溶液状で使用されることを特徴とす
る、請求項1〜11のいずれか1項による方法。 - 【請求項13】 添加剤が正味状態で使用されることを
特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項による方
法。 - 【請求項14】 転換を行う前に、添加剤が反応容器の
内壁の不動態化処理を行うために該容器内に導入される
ことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項によ
る方法。 - 【請求項15】 添加剤が転換反応の進行中に導入さ
れ、方法が連続的であることを特徴とする、請求項1〜
14のいずれか1項による方法。 - 【請求項16】 方法が不連続的であり、添加剤が触媒
溶液と共に反応容器内に導入されることを特徴とする、
請求項1〜14のいずれか1項による方法。 - 【請求項17】 添加剤が触媒溶液とは独立して導入さ
れることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項
による方法。 - 【請求項18】 転換反応中に使用される第四アンモニ
ウム塩量が、生成されたオリゴマーに対して1ppm〜
5重量%であることを特徴とする、請求項1〜17のい
ずれか1項による方法。 - 【請求項19】 転換反応中に使用される第四アンモニ
ウム塩量が、生成されたオリゴマーに対して20ppm
〜5000ppmであることを特徴とする、請求項1〜
18のいずれか1項による方法。 - 【請求項20】 方法が、温度20〜180℃、圧力
0.5〜15MPaで行われることを特徴とする、請求
項1〜19のいずれか1項による方法。
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