KR102560582B1 - 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법 - Google Patents

알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본원에 기술된 구현은 일반적으로 알파-올레핀의 정제 방법에 관한 것이다. 알파-올레핀은 도관, 특히 파이프라인을 통한 탄화수소의 유동을 개선하기 위한 항력 감소제를 형성하는데 사용될 수 있다. 하나의 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다.

Description

알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2017년 6월 6일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/515,975 및 2018년 5월 16일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 15/981,021의 이점을 주장한다.
분야
본원에 기술된 구현은 일반적으로, 무엇보다도 도관, 특히 파이프라인을 통한 탄화수소의 유동을 개선하기 위한 항력 감소제에 사용될 수 있는 알파-올레핀의 정제 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
도관, 예컨대 파이프라인에서 액체의 유동은, 전형적으로 마찰 에너지 손실을 초래한다. 이러한 에너지 손실로 인해, 도관에서의 액체의 압력은 유동 방향으로 도관을 따라 감소한다. 고정된 직경의 도관의 경우, 이러한 압력 강하는 유량을 증가시킴에 따라 증가한다. 도관에서의 유동이 와류인 경우 (예를 들어, 약 2100 초과의 레이놀즈 수(Reynold's number)), 마찰 에너지 손실을 감소시키고 압력 강하와 유량 사이의 관계를 변경하기 위해 도관을 통해 유동하는 액체에 특정 초고분자량 중합체를 첨가할 수 있다. 이러한 중합체는 때때로 항력 감소제 ("DRA")로 지칭되고, 이들은 난류 과정과 상호작용하고 주어진 유량에 대한 압력 강하가 덜하거나, 또는 주어진 압력 강하에 대한 유량이 더 커지도록 마찰 압력 손실을 감소시킨다. DRA가 마찰 에너지 손실을 감소시키기 때문에, 파이프라인, 호스 및 액체가 유동하는 다른 도관의 유동 능력에서의 증가가 가능하다. DRA는 또한 유체의 펌핑 비용, 유체를 펌핑하는데 사용된 장비의 비용을 줄일 수 있고, 주어진 유동 용량에 대해 더 작은 파이프 직경의 사용을 제공할 수 있다. 따라서, 개선된 항력 감소 물질을 형성하기 위한 지속적인 요구가 존재한다.
일반적으로, 많은 상업적으로 입수가능한 석유 파이프라인 DRA는 주로 비정질, 또는 비-결정질인 초고분자량 폴리알파올레핀 중합체이고, 다양한 알파-올레핀 단량체로부터 제조된 고선형 중합체이다. 이러한 알파-올레핀 단량체는 전형적으로 에틸렌의 올리고머화, 엄선된 식물 오일의 화학적 변형, 또는 다른 생산 방법에 의해 제조되고, DRA를 제조하기 위한 공급원료이다. 그러나, 알파-올레핀 단량체 이외에, 에틸렌의 올리고머화 또는 다른 알파-올레핀 생산 방법으로부터의 공급원료는 다른 이성질체 또는 동일한 탄소 원자 수 부산물을 또한 초래할 수 있다. 이러한 다른 이성질체의 존재는 DRA를 형성하는 중합을 방해할 수 있다. 따라서, 무엇보다도, DRA를 제조하기 위한 공급원료에서 알파-올레핀 함량을 증가시킬 필요가 있다. 또한 다른 올레핀 화학물질을 위한 공급원료에서 알파-올레핀 함량을 증가시킬 필요가 있다.
요약
본원에 기술된 구현은 일반적으로 알파-올레핀의 정제 방법에 관한 것이다. 알파-올레핀은, 무엇보다도, 도관, 특히 파이프라인을 통한 탄화수소의 유동을 개선하기 위한 항력 감소제를 형성하는데 사용될 수 있다. 하나의 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 알파-모노-올레핀이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
또 다른 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀을 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 이성질화 촉매의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀을 갖는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 갖는 촉매 조성물의 존재하에 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀, 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 알파-모노-올레핀이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
또 다른 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 1-데센 및 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 1-데센 및 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 말단 올레핀 및 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 중 적어도 하나를 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 1-데센이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
또 다른 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 1-데센 및 비닐리덴 올레핀을 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 제올라이트 촉매의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 반응시켜 1-데센 및 비닐리덴 올레핀으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀을 갖는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 1-데센, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 1-데센이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
또 다른 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 선형 내부 모노-올레핀 및 임의적으로 10개 초과의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀, 비닐리덴 올레핀, 디올레핀, 및/또는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 알파-모노-올레핀이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
또 다른 구현에서, 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 3-도데센 및 임의적으로 알파-올레핀, 비닐리덴 올레핀, 디올레핀, 및/또는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 1-데센, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 1-데센이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
따라서 본 개시내용의 상기-인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 상기 간략하게 요약된, 구현의 보다 구체적인 설명은, 그 일부가 첨부된 도면에 예시되어 있는 구현을 참조하여 이루어질 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 이 개시내용의 전형적인 구현만 예시하고 따라서 그의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 하는데, 상기 개시내용이 다른 동일하게 효과적인 구현을 인정할 수 있기 때문이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식의 제1 실시예를 나타내고;
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식의 제2 실시예를 나타내고;
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식의 제3 실시예를 나타낸다.
이해를 돕기 위해, 도면에 공통인 동일한 요소를 표기하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호가 사용되었다. 하나의 구현의 요소 및 특징은 추가 설명없이 다른 구현에 유익하게 혼입될 수 있다는 것이 고려된다.
상세한 설명
이하의 개시내용은 알파-올레핀 함량을 증가시키는 방법, 더욱 특히 올레핀 공급원료에서 알파-올레핀의 순도를 증가시키는 방법, 및 알파-올레핀을 포함하는 항력 감소제를 형성하는 방법을 기술한다. 항력 감소제의 맥락에서 논의되었지만, 본원에 기술된 구현은 또한 고순도 알파-올레핀이 바람직한 다른 방법에도 적용가능하다. 개시내용의 다양한 구현의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항이 이하의 설명에 제시되어 있다. 이성질화, 복분해 및 증류 공정과 종종 관련된 널리-공지된 세부사항을 기술하는 다른 세부사항은 다양한 구현의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 이하의 개시내용에 제시되어 있지 않다.
상이한 측면, 구현 및 특징은 본원에 상세히 정의되어 있다. 그렇게 정의된 각 측면, 구현 또는 특징은 반대로 명확하게 나타내지 않는 한 (바람직한, 유리한 또는 그 이외의) 임의의 다른 측면(들), 구현(들) 또는 특징(들)과 조합될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 달리 명확하게 나타내지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는", "함유하는" 및 "갖는"은 포괄적인 것으로 의도되고 열거된 요소 이외의 추가적인 요소가 있을 수 있다는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "알파-올레핀"은 제1 탄소 원자와 제2 탄소 원자 사이에 이중 결합을 갖는 올레핀을 지칭한다. 용어 "알파-올레핀"은 달리 분명히 명시되지 않는 한 선형 및 분지형 알파-올레핀을 포함한다. 분지형 알파-올레핀의 경우에, 분지는 올레핀 이중 결합에 대하여 2-위치 (비닐리덴 올레핀) 및/또는 3-위치 이상에 있을 수 있다. 용어 "알파-올레핀" 자체는 명시적으로 나타내지 않는 한 헤테로원자의 존재 또는 부재 및/또는 다른 탄소-탄소 이중 결합의 존재 또는 부재를 나타내지 않는다. 용어 "탄화수소 알파-올레핀" 또는 "알파-올레핀 탄화수소"는 수소 및 탄소만 함유하는 알파-올레핀 화합물을 지칭한다. 용어 "알파-올레핀" 및 "말단 올레핀"은 교환가능하게 사용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "알파-모노-올레핀"은 제1 탄소 원자와 제2 탄소 원자 사이에 이중 결합을 갖는 선형 탄화수소 모노-올레핀을 지칭한다. 알파-모노-올레핀의 예는 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센, 1-도코센 등을 포함한다. 용어 "알파-모노-올레핀" 및 "1-올레핀"은 교환가능하게 사용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "디올레핀"은 이중 결합에 의해 연결된 두 쌍의 탄소 원자를 함유하는 불포화 탄화수소를 갖는 올레핀을 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "트리올레핀"은 이중 결합에 의해 연결된 세 쌍의 탄소 원자를 함유하는 불포화 탄화수소를 갖는 올레핀을 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "올레핀 복분해 촉매"는 올레핀 복분해 반응을 촉매화하는 임의의 촉매 또는 촉매 시스템을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "내부 올레핀(들)"은 제1 탄소 원자와 제2 탄소 원자 사이 이외의 임의의 위치에서 이중 결합을 갖는 올레핀을 지칭한다. "내부 올레핀(들)"은 선형 또는 분지형일 수 있다. "분지형 내부 올레핀"은 내부 이중 결합의 탄소 원자 중 하나에 부착된 분지를 가질 수 있고/있거나 내부 올레핀 이중 결합에 참여하는 것들 이외의 임의의 탄소 원자에서 분지를 가질 수 있다. 용어 "내부 올레핀(들)"은 명시적으로 나타내지 않는 한 "내부 올레핀(들)" (예를 들어, 내부 모노-올레핀) 내의 다른 기, 분지, 헤테로원자, 또는 이중 결합의 존재 또는 부재를 나타내지 않는다. "선형 내부 올레핀(들)"은 본 명세서 및 청구범위에서 사용될 때마다 이중 결합이 말단 이중 결합 (예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합의 각 탄소 원자에 부착된 하나 및 단 하나의 오르가닐 기)이 아닌 선형 올레핀(들)을 지칭한다. 용어 "선형 내부 올레핀(들)"은 명시적으로 나타내지 않는 한 다른 기, 헤테로원자, 또는 이중 결합의 존재 또는 부재를 나타내지 않는다 (예를 들어, 선형 내부 모노-올레핀).
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "공급원료 올레핀(들)" 또는 "올레핀 공급원료 조성물"은 복분해 촉매와 접촉되기 전에 공급원료 조성물 또는 올레핀 공급원료 조성물에 원래 존재하는 올레핀 화합물을 지칭한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "공급원료 올레핀(들)" 또는 "올레핀 공급원료 조성물"은 "올레핀 공급원료"에 원래 존재하지 않았던, (복분해 및/또는 이성질화 반응을 통해) 복분해 반응 동안 생성된 어떠한 새로운 올레핀 화합물도 포함하지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "알파-올레핀 생성물(들)"은 복분해 반응에 의해 생성된 유기 물질(들)을 지칭한다. 용어 "알파-올레핀 생성물(들)"은 적어도 3 중량%의 양으로 존재하는 가장 많은 수의 탄소 원자를 갖는 원래 공급원료 올레핀(들)의 탄소 수 이하의 탄소 수를 갖는 복분해 반응에 의해 생성된 물질(들)을 지칭한다. 용어 "알파-올레핀 생성물(들)"은 알파-올레핀이 아닐 수 있는 내부 올레핀을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "이성질화", "이성질화하다", 또는 "이성질화하는"은 탄소-탄소 이중 결합이 분자 내의 또 다른 위치로 이동하는 것을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "비닐리덴 올레핀(들)"은 본 명세서 및 청구범위에서 사용될 때마다 올레핀 이중 결합에 대하여 2-위치에서 분지를 갖는 알파-올레핀을 지칭한다. 비닐리덴 올레핀(들)은 구조 (R1)(R2)C=CH2를 갖고, 여기서 R1 및 R2는 동일하거나, 또는 보다 일반적으로는 상이한 알킬 기이다. 비닐리덴 올레핀의 예는 2-메틸-1-부텐, 2-메틸-1-펜텐, 2-에틸-1-옥텐, 2-에틸-1-데센, 2-메틸-1-노넨, 2-부틸-1-데센, 2-프로필-1-옥텐, 2-에틸-1-도데센, 2-헥실-1-데센, 2-에틸-1-테트라데센, 2-에틸-1-헥사데센, 2-메틸-1-헵타데센, 2-에틸-1-옥타데센, 2-부틸-1-헥사데센, 2-에틸-1-에이코센, 2-부틸-1-옥타데센, 2-에틸-1-도코센 등을 포함한다.
알파-올레핀은 전형적으로 에틸렌의 올리고머화, 엄선된 식물 오일의 화학적 변형, 또는 다른 생산 방법에 의해 제조되며, 항력-감소 중합체의 제조를 위한 공급원료이다. 올리고머화 또는 변형 혼합물에서 알파-올레핀 (1-알켄으로도 공지됨)은 항력-감소 중합체를 제조하는데 가장 효과적이고; 존재하는 모든 다른 이성질체 (예를 들어, 디올레핀, 트리올레핀, 비닐리덴 올레핀, 또는 내부 올레핀)는 전형적으로 초고분자량 항력-감소 중합체를 제조하는 중합을 방해한다. 이러한 다른 이성질체는 또한 전형적으로 알파-올레핀의 다른 화학 반응에 불리하다. 따라서, 공급원료에서의 알파-올레핀의 순도는 흔히 95% 이상이지만, 증가된 알파-올레핀 함량을 원한다. 하나의 공지된 방법은 제올라이트 촉매를 사용하여 2-에틸-1-알켄을 분지형 내부 올레핀으로 이성질화함으로써 알파-올레핀 공급원료를 개선한다고 주장한다. 그러나, 이러한 생성된 분지형 올레핀은 전구체보다 항력 감소 중합체를 제조하는 올레핀 중합에서 더 이상 유용하지 않고, 분지형 올레핀도 제거되지 않는다.
본 개시내용의 하나의 구현은 제올라이트 처리로부터 생성된 이성질화된 올레핀 공급원료를 취하고 에틸렌과의 올레핀 복분해 반응을 수행한 다음 증류하여 보다 저비점 단편을 제거함으로써 알파-올레핀 공급원료 스트림을 정제하는 방법을 포함한다. 에틸렌과의 올레핀 복분해는 내부 올레핀 및 이성질화된 생성물을 보다 저비점을 갖는 보다 저탄소 올레핀으로 전환시킨다. 알파-올레핀은 본질적으로 반응하지 않는다. 알파-올레핀이 에틸렌과의 복분해를 겪을 수 있지만, 이는 동일한 알파-올레핀 및 에틸렌을 되돌려 주는 헛된 반응이다. 부산물 올레핀은 증류에 의해 제거되어 공급원료에 증가된 알파-올레핀 함량을 제공할 수 있다. 이 방법의 추가적인 이점은 보다 저비점 스트림의 추가 처리에 의해 홀수 탄소 수의 알파-올레핀을 생성하는데 또한 사용될 수 있다는 점이다. 또한, 다른 특수 올레핀은 본원에 기술된 구현을 사용하여 단리될 수 있다.
본 개시내용의 구현은 고순도의 알파-올레핀을 갖는 올레핀 공급원료의 제조 방법에 관한 것이다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물에서의 알파-올레핀 함량은 올레핀 복분해 촉매의 존재하에 디올레핀 및/또는 트리올레핀 불순물을 함유한 알파-올레핀 공급원료를 에틸렌과 접촉시키고 보다 저비점 생성물을 증류시킴으로써 증가된다. 또 다른 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물의 알파-올레핀 함량은 올레핀 복분해 촉매의 존재하에 비닐리덴 올레핀 불순물을 함유한 알파-올레핀 공급원료를 이성질화 촉매, 이어서 에틸렌과 접촉시키고 보다 저비점 생성물을 증류시킴으로써 증가된다.
공정(들)/방법의 특징, 예컨대 올레핀 공급원료, 올레핀 공급원료를 갖는 공급원료 조성물, 올레핀 공급원료의 올레핀 (만약 있다면), 올레핀 복분해 촉매, 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 올레핀 촉매 조성물에 대한 제약, 올레핀 복분해 촉매 (만약 있다면), 이성질화된 올레핀 공급원료, 이성질화된 올레핀 공급원료를 갖는 이성질화된 공급원료 조성물의 제약, 이성질화된 올레핀 공급원료의 올레핀 (만약 있다면), 제올라이트 촉매, 제올라이트 촉매를 포함하는 제올라이트 촉매 조성물에 대한 제약, 제올라이트 촉매 (만약 있다면), 알파-올레핀 생성물의 제약, 알파-올레핀 생성물, 올레핀 복분해 반응 조건에 대한 제약, 올레핀 복분해 반응 조건, 이성질화 반응 조건에 대한 제약, 이성질화 반응 조건, 및 다른 방법 특징 및/또는 단계에 대한 제약은 독립적으로 본원에 기술되어 있다. 이러한 특징은 원하는 알파-올레핀 순도를 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성하기 위한 공정(들)/방법(들)을 기술하는데 필요한 임의의 조합으로 이용될 수 있다.
하나의 구현에서, 방법은 (1) 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 (2) 올레핀 복분해 촉매를 갖는 촉매 조성물을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 (3) 올레핀 복분해 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 알파-모노-올레핀이 매우 풍부한 분획을 생성한다. 이론에 의해 얽매이지 않고, 알파-모노-올레핀은 변하지 않고 복분해 반응을 거치지만 디올레핀 및 트리올레핀은 복분해 반응 조건하에 반응하여 보다 저분자량 올레핀 및 디올레핀을 형성하고, 이것은 증류에 의해 쉽게 제거될 수 있는 것으로 여겨진다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식(100)의 제1 실시예를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 또 다른 구현에서, 방법은 (1) 1-데센 및 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 갖는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 (2) 올레핀 복분해 촉매를 갖는 촉매 조성물을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 (3) 촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 반응시켜 1-데센 및 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 갖는 생성물 조성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다.
일반적으로, 올레핀 공급원료는 임의의 올레핀 화합물을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 올레핀을 기술하는데 이용될 수 있는 추가 특징은, 본원에 기술된 다른 올레핀 공급원료 특징 중에서, 존재하는 올레핀의 유형, 존재하는 올레핀의 탄소 수, 올레핀(들)의 평균 분자량, 및/또는 존재하는 올레핀의 특정 유형(들)의 함량 (즉 중량 퍼센트 또는 몰 퍼센트)을 포함할 수 있다. 올레핀 공급원료의 이러한 특징은 독립적으로 본원에 기술되어 있고 올레핀 공급원료의 올레핀을 기술하는데 임의의 조합으로 이용될 수 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 지방족 올레핀, 방향족 올레핀, 또는 그의 조합; 대안적으로는, 지방족 올레핀; 또는 대안적으로는 방향족 올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 대안적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든) 선형 올레핀, 분지형 올레핀, 또는 그의 조합, 대안적으로는, 선형 올레핀; 또는 대안적으로는, 분지형 올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 다른 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 또는 그의 조합이든) 비시클릭 올레핀, 시클릭 올레핀, 또는 그의 조합; 대안적으로는, 비시클릭 올레핀, 대안적으로는, 시클릭 올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 시클릭이든 또는 비시클릭이든, 또는 그의 조합이든) 탄화수소 올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 비시클릭이든 또는 시클릭이든, 탄화수소이든, 또는 그의 조합이든) 알파-올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 비시클릭이든 또는 시클릭이든, 탄화수소이든, 또는 그의 조합이든) 선형 알파-올레핀 및 분지(들)가 올레핀 이중 결합에 대하여 3-위치 이상에서 탄소 원자에 있는 것인 분지형 알파-올레핀; 대안적으로는, 선형 알파-올레핀; 또는 대안적으로는, 올레핀 이중 결합에 대하여 3-위치 이상에서 분지(들)를 갖는 분지형 알파-올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 비시클릭이든 또는 시클릭이든, 탄화수소이든, 또는 그의 조합이든) 탄화수소 알파-올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 선형 탄화수소 알파-올레핀; 또는 대안적으로는, 노멀(normal) 알파-올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 시클릭이든 또는 비시클릭이든, 탄화수소이든, 알파-올레핀이든, 또는 그의 임의의 조합이든) 모노-올레핀, 디올레핀, 및/또는 트리올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 시클릭이든 또는 비시클릭이든, 알파-올레핀이든, 또는 그의 임의의 조합이든) 탄화수소 모노-올레핀, 디올레핀, 및/또는 트리올레핀을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료의 올레핀은 (지방족이든 또는 방향족이든, 선형이든 또는 분지형이든, 시클릭이든 또는 비시클릭이든, 탄화수소이든, 또는 알파-올레핀이든, 노멀 알파-올레핀이든, 모노-올레핀이든, 디올레핀이든, 트리올레핀이든, 또는 그의 조합이든) 짝수의 탄소 원자를 갖는; 대안적으로는 홀수의 탄소 원자를 갖는 올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료는 적어도 4개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 6개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 8개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 10개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 12개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 16개의 탄소 원자; 또는 대안적으로는, 적어도 18개의 탄소 원자를 갖는 올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료는 4 내지 20개의 탄소 원자; 대안적으로는, 6 내지 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 8 내지 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 올레핀; 또는 그의 혼합물을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료는 적어도 4개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 6개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 8개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 10개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 12개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 16개의 탄소 원자; 또는 대안적으로는, 적어도 18개의 탄소 원자를 갖는 알파-모노-올레핀을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료는 4 내지 20개의 탄소 원자; 대안적으로는, 6 내지 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 8 내지 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알파-모노-올레핀; 또는 그의 혼합물을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 알파-모노-올레핀은 1-데센이다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 추가로 포함한다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 제1 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 제2 알파-모노-올레핀을 추가로 포함한다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 93.5-96 중량% (예를 들어, 94-96 중량%)의 알파-모노-올레핀, 1-6 중량%의 디올레핀, 및 0-4 중량% (예를 들어, 0.5-4 중량%)의 트리올레핀을 포함한다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 알파-모노-올레핀 및 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 적어도 10개의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 포함한다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 93.5-96 중량% (예를 들어, 94-96 중량%)의 1-데센, 1-6 중량%의 디올레핀, 및 0-4 중량% (예를 들어, 0.5-4 중량%)의 트리올레핀을 포함한다.
최소한, 올레핀 공급원료를 포함하는 공급원료 조성물은 본원에 기술된 임의의 원하는 올레핀 공급원료를 포함할 수 있다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료를 포함하는 공급원료 조성물은 용매 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료를 포함하는 공급원료 조성물은 본원에 기술된 임의의 올레핀 공급원료로 본질적으로 이루어질 수 있거나; 대안적으로는 본원에 기술된 임의의 올레핀 공급원료 및 본원에 기술된 임의의 용매 또는 희석제로 본질적으로 이루어질 수 있다. 올레핀 공급원료를 포함하는 공급원료 조성물에 이용될 수 있는, 용매 또는 희석제는 본원에 기술되어 있다. 다른 구현에서, 올레핀 공급원료를 포함하는 공급원료 조성물은 용매 또는 희석제가 실질적으로 없을 수 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 올레핀 복분해 촉매의 존재하에 에틸렌과 접촉시킨다. 에틸렌을 올레핀 복분해 촉매를 함유하는 반응기에 공급할 수 있다. 일부 구현에서, 에틸렌 및 올레핀 공급원료 조성물은 동시에 반응기 내로 유동한다. 일부 구현에서, 에틸렌 및 올레핀 공급원료 조성물은 순차적으로 반응기 내로 유동한다.
일반적으로, 원하는 순도의 알파-모노-올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성할 수 있는 임의의 올레핀 복분해 촉매를 사용할 수 있다. 그러나, 다른 복분해 반응 파라미터 (예를 들어 올레핀 공급원료 특징 및/또는 복분해 반응 조건)에 따라, 올레핀 복분해 촉매(들)의 특정 부류(들)가 특정 경우에 선호될 수 있다.
올레핀 복분해 촉매 및/또는 올레핀 복분해 촉매 시스템은 올레핀 공급원료 또는 인식된 초기 올레핀 복분해 촉매 종과 접촉된 올레핀 복분해 촉매의 화합물(들)에 의해 분류될 수 있다. 일단 복분해 반응이 개시되면 초기 촉매 종이 다른 종으로 변형되기 때문에 종종 진정한 촉매 종은 결정하기 어려울 수 있다. 통상의 기술자는 올레핀 공급원료와 접촉된 화합물(들)에 기초하여 올레핀 복분해 촉매 또는 올레핀 복분해 촉매 시스템의 유형을 쉽게 인식할 것이다. 일부 경우에, 처음에 올레핀 복분해 촉매 또는 올레핀 복분해 촉매 시스템의 전구체를 올레핀 공급원료에 접촉시키고 계내에서 올레핀 복분해 촉매 또는 올레핀 복분해 촉매 시스템을 생성할 수 있다. 통상의 기술자는 첨가된/올레핀 공급원료와 접촉된 물질로부터 특정 유형의 올레핀 복분해 촉매 및/또는 올레핀 복분해 촉매 시스템을 쉽게 인식할 것이다. 적합한 올레핀 복분해 촉매의 비제한적인 예는 관련 기술분야에 공지된 그럽스(Grubbs) 촉매, 호베이다(Hoveyda) 촉매, 및 슈록(Schrock) 촉매를 포함한다.
올레핀 복분해는 둘 이상의 반응물 사이의 올레핀 (알케닐) 탄소-탄소 이중 결합의 금속-촉매화 재분배이다. 이러한 작업은 대부분 그럽스 및 슈록에 의해 개척되었고, 그들은 2005년 노벨상을 공유했고 이러한 반응에 사용된 많은 촉매 종과 관련된 그들의 이름을 가졌다. 예를 들어, 문헌 (R. H. Grubbs, "Olefin Metathesis," Tetrahedron, vol. 60, pp. 7117-7140 (2004); R. R. Schrock et al., "Molybdenum and Tungsten Imido Alkylidene Complexes as Efficient Olefin-Metathesis Catalysts," Angew. Chem. Int. Ed., vol. 42, pp. 4592-4633 (2003); and Trnka et al., "The Development of L2X2Ru=CHR Olefin Metathesis Catalysts: An Organometallic Success Story," Acc. Chem. Res., vol. 34, pp. 18-29 (2001))을 참조한다.
올레핀 복분해 촉매는 Ni, W, Ru, Mo, Re, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 전이 금속 착물이다. 하나의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 Ru을 포함하는 전이 금속 착물이다.
하나의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 금속 산화물 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템, 금속 할라이드 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템, 또는 금속 카르벤 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템일 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 금속 산화물 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템 또는 금속 할라이드 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템일 수 있다. 다른 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 금속 산화물 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템; 대안적으로는, 금속 할라이드 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템; 또는 대안적으로는, 금속 카르벤 기재 올레핀 복분해 촉매 시스템일 수 있다.
적합한 금속 산화물 기재 올레핀 복분해 촉매 또는 촉매 시스템 (이하에서 "금속 산화물 올레핀 복분해 촉매(들)"로 지칭됨)의 예는 코발트 산화물, 몰리브데넘 산화물, 텅스텐 산화물, 레늄 산화물, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매는 지지체를 추가로 포함하고; 대안적으로는, 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매는 지지되지 않을 수도 있다. 적합한 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매 지지체는 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 및 알루미늄-포스페이트를 포함한다. 추가 구현에서, 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매는 금속 알킬 활성화제를 추가로 포함한다. 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매에 적합한 금속 알킬 활성화제는 본원에 기술되어 있다. 적합한 금속 산화물 올레핀 복분해 촉매의 비제한적인 예는 알루미나 상의 몰리브데넘 산화물 (MoO3/Al2O3), 실리카 상의 텅스텐 산화물 (WO3/SiO2), 알루미나 상의 레늄 산화물 (Re2O7/Al2O3), 알루미나 상의 코발트 산화물 및 몰리브데넘 산화물 (CoO/MoO3/Al2O3), 및 테트라메틸 주석으로 활성화된 알루미나 상의 레늄 산화물 (Re2O7/Al2O3/SnMe4)을 포함한다. 다른 적합한 금속 산화물 복분해 촉매는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
적합한 금속 할라이드 기재 올레핀 복분해 촉매 및/또는 촉매 시스템 (이하에서 "금속 할라이드 복분해 촉매(들)"로 지칭됨)은 텅스텐, 몰리브데넘의 할라이드, 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 하나의 구현에서, 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매의 할라이드는 클로라이드, 브로마이드, 또는 아이오다이드; 대안적으로는, 클로라이드; 대안적으로는, 브로마이드; 또는 대안적으로는, 아이오다이드일 수 있다. 일부 구현에서, 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매는 텅스텐 클로라이드, 몰리브데넘 클로라이드, 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 구현에서, 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매는 텅스텐 클로라이드; 또는 대안적으로는, 몰리브데넘 클로라이드를 포함한다. 전형적으로, 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매는 금속 알킬 활성화제를 추가로 포함한다. 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매에 적합한 금속 알킬 활성화제는 본원에 기술되어 있다. 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매는 금속 할라이드 및 금속 알킬 활성화제 이외에 다른 제제, 예를 들어 알콜 또는 산소를 추가로 포함하여, 복분해 활성을 제공하고/하거나 증가시킬 수 있다. 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매의 비제한적인 예는 텅스텐 클로라이드/테트라부틸 주석 (WCl6/SnMe4), 텅스텐 클로라이드/에틸알루미늄 디클로라이드 (WCl6/EtAlCl2), 텅스텐 클로라이드/에틸-알루미늄 디클로라이드/에틸 알콜 (WCl6/EtAlCl2/EtOH), 몰리브데넘 클로라이드/트리에틸 알루미늄 (MoCl5/AlEt3), 및 몰리브데넘 클로라이드/트리에틸 알루미늄/O2 (MoCl5/AlEt3/O2)를 포함한다. 다른 적합한 금속 할라이드 복분해 촉매는 통상의 기술자에게 공지되어 있다.
전형적으로, 금속 산화물 복분해 촉매 또는 금속 할라이드 복분해 촉매를 위한 금속 알킬 활성화제는 임의의 금속 알킬을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 적합한 금속 알킬 화합물은 알킬 리튬, 알킬 마그네슘, 알킬 알루미늄, 알킬 주석 화합물, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 금속 알킬 화합물은 알킬 리튬 화합물; 대안적으로는 알킬 마그네슘 화합물; 대안적으로는, 알킬 알루미늄 화합물, 또는 대안적으로는, 알킬 주석 화합물일 수 있다. 적합한 알킬 알루미늄 화합물은 트리알킬 알루미늄 화합물 및/또는 알킬 알루미늄 할라이드 화합물을 포함할 수 있다. 금속 알킬에 적합한 알킬 기는 임의의 C1 내지 C10 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C5 히드로카르빌 기를 포함한다. 일부 구현에서, 금속 알킬을 위한 알킬 기는 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소-프로필 기, n-부틸 기, sec-부틸 기, 또는 tert-부틸 기; 대안적으로는, 메틸 기, 에틸 기, n-부틸 기, sec-부틸 기, 또는 tert-부틸 기; 대안적으로는, 메틸 기; 대안적으로는, 에틸 기; 대안적으로는, n-부틸 기; 대안적으로는, sec-부틸 기; 또는 대안적으로는, tert-부틸 기일 수 있다. 적합한 트리알킬 알루미늄 화합물의 예는 트리메틸 알루미늄, 트리에틸 알루미늄, 및 트리부틸 알루미늄을 포함한다. 알킬 알루미늄 할라이드 화합물의 할라이드는 클로라이드, 브로마이드, 또는 아이오다이드; 대안적으로는, 클로라이드; 대안적으로는, 브로마이드; 또는 대안적으로는, 아이오다이드일 수 있다. 적합한 알킬 알루미늄 할라이드의 예는 에틸 알루미늄 디클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 및 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드를 포함한다. 적합한 알킬 주석 화합물은 테트라메틸 주석, 테트라에틸 주석, 및 테트라부틸 주석을 포함한다.
금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매 및/또는 촉매 시스템 (이하에서 "금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매(들)"로 지칭됨)은 금속-탄소 이중 결합의 존재를 특징으로 한다. 금속 산화물 및 금속 할라이드 올레핀 복분해 촉매와는 대조적으로, 금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매는 안정적인 금속-탄소 이중 결합을 갖거나 또는 안정적인 금속-탄소 단일 결합을 갖는 금속 전구체로부터 금속-탄소 이중 결합을 계내에서 형성할 수 있는 화합물이다.
적합한 금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매의 금속는 텅스텐, 탄탈럼, 오스뮴, 몰리브데넘, 또는 루테늄을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 하나의 구현에서, 금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매는 텅스텐 카르벤 올레핀 복분해 촉매, 몰리브데넘 카르벤 올레핀 복분해 촉매, 또는 루테늄 카르벤 올레핀 복분해 촉매; 또는 대안적으로는, 루테늄 카르벤 올레핀 복분해 촉매 또는 몰리브데넘 카르벤 올레핀 복분해 촉매일 수 있다. 일부 구현에서, 금속 카르벤 올레핀 복분해 촉매는 텅스텐 카르벤 올레핀 복분해 촉매; 대안적으로는, 오스뮴 카르벤 올레핀 복분해 촉매; 대안적으로는, 루테늄 카르벤 올레핀 복분해 촉매; 또는 대안적으로는, 몰리브데넘 카르벤 올레핀 복분해 촉매일 수 있다.
하나의 구현에서, 루테늄 카르벤 복분해 촉매는 L1 및 L2가 유기 리간드일 수 있고, X가 할라이드이고, R이 수소 또는 히드로카르빌 기를 나타내는 것인 구조 L1L2X2Ru=CHR을 가질 수 있다. 기 L1, L2, X, 및 R의 추가 구현은 본원에 독립적으로 기술되어 있다. 일반적으로, 구조 L1L2X2Ru=CHR을 갖는 루테늄 카르벤 복분해 촉매는 본원에 기술된 L1, 본원에 기술된 L2, 본원에 기술된 X, 및 본원에 기술된 R의 임의의 조합을 사용하여 기술될 수 있다.
하나의 구현에서, 구조 L1L2X2Ru=CHR을 갖는 루테늄 카르벤 복분해 촉매의 L1 및 L2는 독립적으로 R'3P, 이미다졸리닐리덴 기, 또는 이미다졸리디닐리덴 기일 수 있다. 일부 구현에서, L1 및 L2는 R'3P이고; 대안적으로는, L1은 R'3P이고 L2는 이미다졸리닐리덴 기, 또는 이미다졸리디닐리덴 기이고; 대안적으로는, L1은 R'3P이고 L2는 이미다졸리닐리덴 기이고; 대안적으로는, L1은 R'3P이고 L2는 이미다졸리디닐리덴 기이고; 대안적으로는, L1 및 L2는 이미다졸리닐리덴 기이고; 또는 대안적으로는, L1 및 L2는 이미다졸리디닐리덴 기이다.
하나의 구현에서, R'3P의 R'은 히드로카르빌 기일 수 있다. 일부 구현에서, R'3P의 각 R'은 동일할 수 있고; 대안적으로는, R'3P의 각 R'은 상이할 수 있고; 또는 대안적으로는, R'3P의 하나의 R'은 다른 2개의 R'과 상이할 수 있다. 일부 구현에서, R'3P의 각 R'은 C1 내지 C15 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C10 히드로카르빌 기일 수 있다. 다른 구현에서, R'3P의 각 히드로카르빌 R'은 독립적으로 알킬 기 또는 방향족 기; 대안적으로는, 알킬 기; 또는 대안적으로는, 방향족 기일 수 있다. 하나의 구현에서 R'3P의 각 알킬 R'은 독립적으로 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소프로필 기, tert-부틸 기, 네오-펜틸 기, 시클로펜틸 기, 또는 시클로헥실 기일 수 있다. 일부 구현에서, R'3P의 하나 이상의 R'은 페닐 기; 또는 대안적으로는 치환된 페닐 기일 수 있다. 하나의 구현에서, R'3P 내의 치환된 페닐 기(들)의 치환기는 C1-C5 오르가닐 기(들); 또는 대안적으로는, C1-C5 히드로카르빌 기(들)일 수 있다. 일부 구현에서, R'3P는 트리알킬 포스핀 또는 트리페닐 포스핀; 대안적으로는, 트리알킬 포스핀; 또는 대안적으로는, 트리페닐 포스핀일 수 있다. 하나의 구현에서, R'3P는 트리메틸 포스핀, 트리에틸 포스핀, 트리이소프로필 포스핀, 트리-tert-부틸 포스핀, 트리-네오펜틸 포스핀, 트리시클로펜틸 포스핀, 트리시클로헥실 포스핀, 또는 트리페닐 포스핀; 대안적으로는, 트리이소프로필 포스핀, 트리-tert-부틸 포스핀, 트리-네오펜틸 포스핀, 트리시클로펜틸 포스핀, 트리시클로헥실 포스핀, 또는 트리페닐 포스핀; 대안적으로는, 트리시클로펜틸 포스핀, 트리시클로헥실 포스핀, 또는 트리페닐 포스핀; 대안적으로는, 트리시클로펜틸 포스핀 또는 트리시클로헥실 포스핀; 대안적으로는, 트리시클로펜틸 포스핀; 대안적으로는, 트리시클로헥실 포스핀; 또는 대안적으로는 트리페닐 포스핀일 수 있다.
하나의 구현에서, 이미다졸리닐리덴 기 또는 이미다졸리디닐리덴 기는 C3 내지 C80 이미다졸리닐리덴 기 또는 이미다졸리디닐리덴 기; 대안적으로는, C3 내지 C50 이미다졸리닐리덴 기 또는 이미다졸리디닐리덴 기; 대안적으로는, C5 내지 C40 이미다졸리닐리덴 기 또는 이미다졸리디닐리덴 기일 수 있다. 일부 구현에서, 이미다졸리닐리덴 기는 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기일 수 있다. 일부 구현에서, 이미다졸리디닐리덴 기는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기일 수 있다. 하나의 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 각각의 1,3-치환기는 히드로카르빌 기일 수 있다. 하나의 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 1,3-치환기는 C1 내지 C30 히드로카르빌 기일 수 있다. 일부 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 각각의 1,3-치환기는 독립적으로 C6 내지 C20 방향족 기 또는 C1 내지 C10 알킬 기일 수 있다. 다른 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 1,3-치환기는 C6 내지 C20 방향족 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C10 알킬 기일 수 있다. 하나의 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 방향족 기(들)는 치환된 방향족 기일 수 있다. 일부 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 치환된 방향족 기는 2-이치환된 페닐 기, 2,6-이치환된 페닐 기, 또는, 2,4,6-삼치환된 페닐 기; 대안적으로는, 2,6-이치환된 페닐 기; 또는 대안적으로는, 2,4,6-삼치환된 페닐 기일 수 있다. 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기 내의 치환된 페닐 기(들)에 적합한 치환기는 임의의 C1 내지 C10 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, 임의의 C1 내지 C5 히드로카르빌 기를 포함한다. 일부 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기 내의 치환된 페닐 기(들)의 각 히드로카르빌 기(들)는 독립적으로 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소-프로필 기, n-부틸 기, sec-부틸 기, 또는 tert-부틸 기; 두운법으로, 메틸 기, 에틸 기, n-부틸 기, sec-부틸 기, 또는 tert-부틸 기; 대안적으로는, 메틸 기; 대안적으로는, 에틸 기, 대안적으로는, 이소프로필 기; 또는 대안적으로는, tert-부틸 기일 수 있다. 일부 구현에서, 1,3-이치환된 이미다졸리닐리덴 기 또는 1,3-이치환된 이미다졸리디닐리덴 기의 1,3-치환기는 2,6-디이소프로필페닐 기 또는 2,4,6-트리메틸페닐 기; 대안적으로는, 2,6-디이소프로필페닐 기; 또는 대안적으로는, 2,4,6-트리메틸페닐 기일 수 있다.
하나의 구현에서, 구조 L1L2X2Ru=CHR을 갖는 루테늄 카르벤 복분해 촉매의 각 X는 독립적으로 클로라이드, 브로마이드, 또는 아이오다이드일 수 있다. 일부 구현에서, X는 클로라이드; 대안적으로는, 브로마이드; 또는 대안적으로는 아이오다이드일 수 있다.
하나의 구현에서, 구조 L1L2X2Ru=CHR을 갖는 루테늄 카르벤 복분해 촉매의 R은 수소 또는 C1 내지 C20 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C20 히드로카르빌 기일 수 있다. 일부 구현에서, 히드로카르빌 기 R은 메틸 기 (--CH3), 에틸 기 (--CH2CH3), 이소프로필 기 (--CH(CH3)2), tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 페닐 기 (--C6H5), 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2), 또는 2,2-디페닐에텐 기 (--CH=C(C6H5)2)일 수 있다. 다른 구현에서, R은 tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 페닐 기 (--C6H5), 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2), 또는 2,2-디페닐에텐 기 (--CH=C(C6H5)2); 대안적으로는, 수소; 대안적으로는, tert-부틸 기 (--C(CH3)3); 대안적으로는, 페닐 기 (--C6H5); 대안적으로는, tert-부틸 기 (--C(CH3)3); 대안적으로는, 페닐 기 (--C6H5); 대안적으로는, 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2); 또는 대안적으로는, 2,2-디페닐에텐 기 (--CH=C(C6H5)2)일 수 있다.
일부 비제한적인 구현에서, 루테늄 카르벤 복분해 촉매는 디클로로(페닐메틸렌)비스(트리시클로헥실 포스핀)루테늄, 디클로로(3-메틸-2-부테닐리덴) 비스(트리시클로헥실 포스핀)루테늄, 디클로로(3-메틸-2-부테닐리덴)비스(트리시클로펜틸 포스핀) 루테늄, 1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-(이미다졸리디닐-리덴)(페닐메틸렌)- 디클로로(트리시클로헥실 포스핀)루테늄, 또는 1,3-비스-(2,6-디이소-프로필페닐)-2-(이미다졸리디닐리덴)(페닐메틸렌)- 디클로로(트리시클로헥실 포스핀)루테늄일 수 있다. 일부 구현에서, 루테늄 금속 카르벤 복분해 촉매는 디-클로로(페닐메틸렌)비스(트리시클로헥실 포스핀)루테늄; 대안적으로는, 디클로로(3-메틸-2-부테닐리덴)비스(트리시클로헥실 포스핀)루테늄; 대안적으로는, 1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-(이미다졸리디닐리덴)(페닐메틸렌)-디클로로(트리시클로헥실 포스핀)루테늄; 또는 대안적으로는, 1,3-비스-(2,6-디이소프로필페닐)-2-(이미다졸리디닐-리덴)(페닐메틸렌)- 디클로로(트리시클로헥실 포스핀)루테늄일 수 있다.
하나의 구현에서, 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매는 R이 수소 또는 히드로카르빌 기이고, Ar이 치환된 방향족 고리이고, R'이 히드로카르빌 기 또는 할로겐화 히드로카르빌 기인 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 가질 수 있다. 기 R, Ar 및 R'의 추가 구현은 독립적으로 본원에 기술되어 있다. 일반적으로, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매는 본원에 기술된 R, 본원에 기술된 Ar, 및 본원에 기술된 R'의 임의의 조합을 사용하여 기술될 수 있다.
일부 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 R은 수소 또는 C1 내지 C20 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C20 히드로카르빌 기일 수 있다. 일부 구현에서, 히드로카르빌 기 R은 메틸 기 (--CH3), 에틸 기 (--CH2CH3), 이소프로필 기 (--CH(CH3)2), tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 페닐 기 (--C6H5), 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2), 또는 2,2-디페닐에텐 기 (--CH=C(C6H5)2)일 수 있다. 다른 구현에서 R은 tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 페닐 기 (--C6H5), 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2), 또는 2,2-디페닐에텐 기 (--CH=C(C6H5)2); 대안적으로는, tert-부틸 기 (--C(CH3)3) 또는 페닐 기 (--C6H5); 대안적으로는, 수소; 대안적으로는, tert-부틸 기 (--C(CH3)3); 대안적으로는, 페닐 기 (--C6H5); 대안적으로는, 2-메틸-2-프로펜 기 (--CH=C(CH3)2); 또는 대안적으로는, 2,2-디페닐에텐 기 (--H=C(C6H5)2)일 수 있다.
하나의 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 치환된 방향족 고리, Ar은 C6 내지 C30 방향족 기; 대안적으로는, C6 내지 C20 방향족 기일 수 있다. 일부 구현에서, 치환된 방향족 고리, Ar은 C6 내지 C20 히드로카르빌 기이다. 하나의 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 치환된 방향족 고리, Ar의 각 치환기는 독립적으로 C1 내지 C10 히드로카르빌 기; 또는 대안적으로는, C1 내지 C5 히드로카르빌 기일 수 있다. 일부 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 치환된 방향족 고리, Ar은 2-치환된 페닐 기, 2,6-이치환된 페닐 기, 또는 대안적으로는, 2,4,6-삼치환된 페닐 기일 수 있다. 하나의 구현에서, 치환된 방향족 고리의 각 치환기는 독립적으로 메틸 기 (--CH3), 에틸 기 (--CH2CH3), 이소프로필 기 (--CH(CH3)2), tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 또는 네오펜틸 기 (-CH2C(CH3)3); 대안적으로는; 메틸 기 (--CH3), 이소프로필 기 (-CH(CH3)2), 또는 tert-부틸 기 (--C(CH3)3); 대안적으로는 메틸 기 (--CH3) 또는 이소프로필 기 (--CH(CH3)2)일 수 있다. 일부 구현에서, 치환된 방향족 고리의 각 치환기는 독립적으로 메틸 기 (-CH3); 대안적으로는, 이소프로필 기 (--CH(CH3)2); 또는 대안적으로는, tert-부틸 기 (--C(CH3)3)일 수 있다. 일부 비제한적인 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 치환된 방향족 고리, Ar은 2-tert-부틸페닐 기, 2,6-디메틸페닐 기, 2,6-디이소프로필페닐 기, 또는 2,4,6-트리메틸 페닐 기; 대안적으로는, 2-tert-부틸페닐 기; 대안적으로는, 2,6-디메틸페닐 기; 대안적으로는, 2,6-디이소프로필페닐 기; 또는 대안적으로는, 2,4,6-트리메틸 페닐 기일 수 있다.
하나의 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 각 R'은 독립적으로 C1 내지 C10 유기 기; 또는 대안적으로는 C1 내지 C5 유기 기일 수 있다. 일부 구현에서, C1 내지 C10 또는 C1 내지 C5 유기 기는 히드로카르빌할릴 기 (수소, 탄소, 및 할로겐 원자로 이루어진 기); 대안적으로는, 히드로카르빌플루오릴 기 (수소, 탄소, 및 플루오린 원자로 이루어진 기); 또는 대안적으로는, 히드로카르빌 기일 수 있다. 하나의 구현에서, 히드로카르빌할릴 기의 할로겐 원자는 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘 또는 그의 조합; 대안적으로는 플루오린; 대안적으로는, 염소; 대안적으로는, 브로민; 또는 대안적으로는, 아이오딘일 수 있다. 일부 구현에서, 구조 Mo(=CHR)(NAr)(OR')2를 갖는 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매의 각 R'은 독립적으로 tert-부틸 기 (--C(CH3)3), 또는 헥사플루오로-tert-부틸 기 (--C(CF3)2(CH3))기일 수 있다. 다른 구현에서, (OR')2는 산소 원자에 부착된 2개의 R' 기가 R' 기와 임의의 2가, 3가, 또는 4가 원자 사이의 결합을 통해 연결된 것인 단일 유기 기를 나타낼 수 있다. 추가 구현에서, (OR')2는 산소 원자에 부착된 2개의 R' 기가 2개의 R' 기의 임의의 탄소 원자 사이의 탄소-탄소 결합을 통해 연결된 것인 단일 유기 기를 나타낼 수 있다.
하나의 구현에서, 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매는 Mo(=CH-C(CH3)3)(N-2,6-디이소프로필페닐)(OC(CH3)3), Mo(=CH-C(CH3)2(C6H5))(N-2,6-디이소프로필페닐)(OC(CH3)3), Mo(=CH-C(CH3)3)(N-2,6-디이소프로필페닐)-(OC(CH3)(CF3)2), 또는 Mo(=CH--C(CH3)2(C6H5))(N-2,6-디이소프로필페닐)-(O-C(CH3)(CF3)일 수 있다. 다른 구현에서, 몰리브데넘 복분해 촉매는 Mo(=CH--C(CH3)3)(N-2,6-디이소프로필페닐)-(OC(CH3)3); 대안적으로는, Mo(=CH--C(CH3)2(C6H5))(N-2,6-디이소프로필페닐)-(OC(CH3)3); 대안적으로는, Mo(=CH-C(CH3)3)(N-2,6-디이소프로필페닐)-(OC(CH3)(CF3)2); 또는 대안적으로는, Mo(=CH--C(CH3)2(C6H5))(N-2,6-디이소프로필페닐)-(OC(CH3)(CF3)2)일 수 있다.
일부 구현에서, 금속 카르벤 복분해 촉매는 지지체에 테더링될 수 있다. 금속 카르벤 복분해 촉매는 금속-탄소 이중 결합을 함유하지 않는 임의의 리간드를 통해 지지체에 테더링될 수 있다. 하나의 구현에서, 금속 카르벤 촉매 지지체는 중합체일 수 있다.
최소한, 촉매 조성물은 복분해 촉매 (및/또는 복분해 촉매 시스템 성분)를 포함한다. 하나의 구현에서, 촉매 조성물은 복분해 촉매 (또는 복분해 촉매 시스템 성분)로 본질적으로 이루어질 수 있다. 하나의 구현에서, 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물은 용매 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물은 복분해 촉매 (또는 복분해 촉매 시스템 성분)로 본질적으로 이루어지고; 또는 대안적으로는, 복분해 촉매 (또는 복분해 촉매 시스템 성분) 및 용매 또는 희석제로 본질적으로 이루어진다. 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물에 이용될 수 있는, 용매 또는 희석제는 본원에 기술되어 있다. 다른 구현에서, 복분해 촉매 (또는 복분해 촉매 시스템 성분)를 포함하는 촉매 조성물은 용매 또는 희석제가 실질적으로 없다.
복분해 공정은 원하는 순도의 알파-모노-올레핀을 갖는 원하는 알파-올레핀 생성물을 생성하기에 적절한 임의의 조건하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 화학량론, 분위기, 용매, 온도, 및 압력은 원하는 생성물을 생성하고 바람직하지 않은 부산물을 최소화하도록 통상의 기술자에 의해 선택될 수 있다. 복분해 공정은 불활성 분위기하에 수행될 수 있다. 유사하게, 시약이 기체로서 공급된 경우, 불활성 기체상 희석제가 사용될 수 있다. 불활성 분위기 또는 불활성 기체상 희석제는 전형적으로 불활성 기체이며, 이는 기체가 복분해 촉매와 상호작용하여 촉매작용을 실질적으로 지연시키지 않는다는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 불활성 기체는, 개별적으로 또는 그의 조합으로, 헬륨, 네온, 아르곤, 질소로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 구현에서, 복분해 촉매는 복분해 반응을 수행하기 전에 용매에 용해된다. 특정 실시양태에서, 선택된 용매는 복분해 촉매에 대하여 실질적으로 불활성이도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 불활성인 용매는, 제한없이, 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등; 할로겐화 방향족 탄화수소, 예컨대 클로로벤젠 및 디클로로벤젠; 펜탄, 헥산, 헵탄, 시클로헥산 등을 포함하는, 지방족 용매; 및 염소화 알칸, 예컨대 디클로로메탄, 클로로포름, 디클로로에탄 등을 포함한다. 하나의 구현에서, 용매는 톨루엔을 포함한다.
복분해 반응 온도는 온도가 허용가능한 속도로 원하는 순도의 1-올레핀을 갖는 원하는 알파-올레핀 생성물을 제공하도록 선택된 것인 속도-제어 변수일 수 있다. 일부 구현에서, 복분해 반응 온도는 약 -40 ℃ 초과, 약 -20 ℃ 초과, 약 0 ℃ 초과, 또는 약 10 ℃ 초과이다. 일부 구현에서, 복분해 반응 온도는 약 150 ℃ 미만, 또는 약 120 ℃ 미만이다. 하나의 구현에서, 복분해 반응 온도는 약 10 ℃ 내지 약 120 ℃이다. 하나의 구현에서, 복분해 반응 온도는 올레핀 공급원료 조성물의 융점 내지 120 ℃의 범위이다.
복분해 반응은 임의의 원하는 압력하에 실행될 수 있다. 전형적으로, 복분해 반응 용액을 처리가능한 상태로 유지하는, 총 압력을 유지하는 것이 바람직할 것이다. 총 압력은 약 0.1 atm (10 kPa) 초과, 일부 구현에서는 약 0.3 atm (30 kPa) 초과, 또는 약 1 atm (100 kPa) 초과이도록 선택될 수 있다. 전형적으로, 반응 압력은 약 70 atm (7000 kPa) 이하, 일부 구현에서는 약 30 atm (3000 kPa) 이하이다. 복분해 반응에 대한 압력 범위의 비제한적인 예는 약 1 atm (100 kPa) 내지 약 30 atm (3000 kPa)이다.
일반적으로, 복분해 반응은 원하는 순도의 알파-모노-올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 제공할 수 있는 지속시간 동안 수행될 수 있다. 복분해 반응 지속시간은 다른 복분해 반응 파라미터 (예를 들어 올레핀 공급원료의 아이덴티티) 중에서, 사용된 복분해 촉매의 아이덴티티, 올레핀 공급원료의 몰에 대한 복분해 촉매 모이어티의 몰비, 및 복분해 반응 온도에 좌우될 수 있다. 하나의 구현에서, 복분해 반응의 지속시간은 1 분 내지 48 시간의 범위일 수 있다. 일부 구현에서, 복분해 반응의 지속시간은 10 분 내지 30 시간의 범위일 수 있다. 다른 구현에서, 복분해 반응의 지속시간은 15 분 내지 24 시간; 대안적으로는, 15 분 내지 12 시간; 대안적으로는, 15 분 내지 6 시간; 또는 대안적으로는, 15 분 내지 4 시간의 범위일 수 있다.
일부 구현에서, 복분해 반응 조건에 의해 생성된 알파-올레핀 생성물은 올레핀 공급원료 조성물의 알파-모노-올레핀 함량에 비해 알파-모노-올레핀 함량을 증가시켰다. 일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물은 알파-올레핀 생성물의 총 중량의 약 95 중량% 이상; 약 96 중량% 이상; 약 97 중량% 이상; 약 98 중량% 이상; 또는 약 99 중량% 이상의 알파-모노-올레핀 함량을 갖는다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물은 알파-모노-올레핀, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀 및 분지형 내부 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 알파-올레핀은 10개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 알파-올레핀은 선형 말단 올레핀이다. 일부 구현에서, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀은 C4-C7 말단 올레핀을 포함한다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물에서의 알파-모노-올레핀은 증류 공정에 의해 알파-올레핀 생성물로부터 분리된다. 증류 공정은 알파-올레핀 생성물로부터 보다 저비점 단편을 제거하여 존재하는 알파-모노-올레핀의 순도를 증가시킨다.
보다 고순도를 달성하는 것이 바람직한 일부 구현에서, 복분해 및 증류 공정을 반복할 수 있다.
또 다른 구현에서, 방법은 (1) 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀(들)을 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하고, (2) 이성질화 촉매의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀을 포함하는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성하고, (3) 올레핀 복분해 촉매를 갖는 촉매 조성물을 제공하고, (4) 올레핀 복분해 촉매의 존재하에 복분해 반응 조건에서 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀, 올레핀 공급원료보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 포함한다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식(200)의 제2 실시예를 나타낸다. 제2 반응식(200)이 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키기 전에 수행되는 추가적인 이성질화 공정을 포함한다는 점을 제외하고, 제2 반응식(200)은 제1 반응식(100)과 유사하다. 1-데센 이외에, 반응식(200)에 사용된 알파-올레핀 공급원료는 비닐리덴 올레핀을 포함한다. 이성질화는 바람직하게는 원하는 1-데센 생성물을 이성질화하는 것이 아니라 비닐리덴 올레핀을 분지형 내부 올레핀으로 쉽게 전환시키는 촉매로 달성된다. 본원에 기술된 구현으로 사용될 수 있는 촉매의 예는 미국 특허 번호 6,730,750에 개시되어 있고, 이 특허는 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. 이론에 의해 얽매이지 않고, 알파-모노-올레핀 (예를 들어, 1-데센)은 변하지 않고 복분해 반응을 거치고, 한편 비닐리덴 올레핀 및 내부 올레핀은 복분해 반응 조건하에 반응하여 증류에 의해 쉽게 제거될 수 있는, 보다 저분자량 올레핀을 형성하는 것으로 여겨진다.
도 2를 참조하면, 또 다른 구현에서, 방법은 (1) 1-데센 및 비닐리덴 올레핀을 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하고, (2) 제올라이트 촉매의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 반응시켜 1-데센 및 비닐리덴 올레핀(들)으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀을 포함하는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성하고, (3) 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 접촉시키고, (4) 복분해 반응 조건에서 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 1-데센, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 포함하는 생성물을 생성하는 것을 포함한다.
올레핀 공급원료 조성물은 본원에 이전에 기술된 바와 같은 올레핀 공급원료 조성물일 수 있다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 1-올레핀 및 비닐리덴 올레핀(들)을 포함한다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 90-97 중량% (예를 들어, 92-96 중량%; 또는 92-94 중량%)의 1-올레핀 및 1-8 중량%의 비닐리덴 올레핀(들) 및 임의적으로는 0.5-4 중량%의 선형 내부 올레핀을 포함한다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 90-97 중량% (예를 들어, 92-96 중량%; 또는 92-94 중량%)의 1-데센 및 1-8 중량%의 비닐리덴 올레핀(들) 및 임의적으로는 0.5-4 중량%의 선형 내부 올레핀을 포함한다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료는 적어도 4개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 6개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 8개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 10개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 12개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 18개의 탄소 원자를 갖는 비닐리덴 올레핀(들); 또는 그의 혼합물을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료는 4 내지 20개의 탄소 원자; 대안적으로는, 6 내지 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 8 내지 14개의 탄소 원자; 또는 대안적으로는, 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비닐리덴 올레핀(들)을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 비닐리덴 올레핀(들)은 C10 비닐리덴 올레핀을 포함한다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료는 적어도 4개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 6개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 8개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 10개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 12개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 14개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 적어도 18개의 탄소 원자를 갖는 선형 내부 올레핀(들); 또는 그의 혼합물을 포함하거나, 또는 그들로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 올레핀 공급원료는 4 내지 20개의 탄소 원자; 대안적으로는, 6 내지 16개의 탄소 원자; 대안적으로는, 8 내지 14개의 탄소 원자; 또는 대안적으로는, 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 선형 내부 올레핀(들)을 포함하거나, 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 일부 구현에서, 선형 내부 올레핀(들)은 C10 선형 내부 올레핀을 포함한다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 이성질화 촉매의 존재하에 반응하여 알파-모노-올레핀, 비닐리덴 올레핀(들)으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀, 및 임의적으로는 선형 내부 올레핀을 포함하는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성한다. 알파-모노-올레핀을 반응하지 않게 하면서 실질적으로 모든 비닐리덴 올레핀을 분지형 내부 올레핀으로 전환시키는 임의의 이성질화 공정을 본 개시내용에 따라 이용할 수 있다는 것이 고려된다. 본원에 기술된 구현으로 사용될 수 있는 이성질화 공정 및 촉매의 예는 미국 특허 번호 6,730,750에 기술되어 있다.
하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물의 이성질화는 올레핀 공급원료 조성물을 제올라이트 촉매와 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 하나의 구현에서, 제올라이트 촉매는 올레핀 이성질화 반응 조건하에 LZ-Y52 제올라이트를 포함한다. LZ-Y52 제올라이트 촉매 물질은 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corporation)으로부터 상업적으로 입수가능하다. LZ-Y52 물질은 1.3 g/cc의 밀도를 갖고 하기 화학식을 갖는 입방 배열의 합성 결정질 알루미노실리케이트이다:
Na56[(AlO2)56(SiO2)136]264H2O
LZ-Y52는 다양한 형상으로 제조될 수 있고, 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, LZ-Y52는 1/8 인치 또는 {분율 (1/16)} 인치 압출물 펠릿으로서 이용가능하다.
LZ-Y52는 Y 제올라이트, 특히 나트륨 Y 제올라이트로서 기술되었고, 이것은 높은 이온 교환 용량을 원하는 경우 우수한 출발 물질이 된다. LZ-Y52는 LZ-Y52의 나트륨 함량이 80%만큼 감소된, 암모늄의 나트륨과의 양이온 교환에 의해 LZ-Y62로 전환될 수 있다. LZ-Y62와 비교하여 LZ-Y52의 화학적 및 물리적 특성은 다음과 같다: Na2O, 13 중량% 대 2.5 중량% (LZ-Y62의 경우); (NH4)2O, 없음 대 9.8 중량% (LZ-Y62의 경우); Na+ 대 Al 몰비, 0.934 대 0.18 (LZ-Y62의 경우); NH4+ 대 Al 비, 없음 대 0.862 (LZ-Y62의 경우); 02 용량, 33.6 중량% 대 34.0 (LZ-Y62의 경우); 및 셀 치수 "a" 24.68 (LZ-Y52의 경우) 대 24.73 (LZ-Y62의 경우).
일부 구현에서, 이성질화 공정에 사용하기 적합한 온도는 10 ℃ 내지 150 ℃ (예를 들어, 30 ℃ 내지 120 ℃; 또는 35 ℃ 내지 100 ℃)이다. 일부 구현에서, 본 개시내용의 이성질화 공정에 사용하기 적합한 압력은 1 내지 5000 psia (예를 들어, 10 내지 100 psia; 또는 15 내지 45 psia)이다. 하나의 구현에서, 본 발명의 이성질화 공정에 사용하기 적합한 중량 시간당 공간 속도 (WHSV)는 0.1 내지 100 (1 내지 50; 또는 2 내지 20)이다. WHSV는 반응기로의 시간당 공급물의 중량을 반응기 내의 촉매의 중량으로 나눈 것으로서 계산된다.
일부 구현에서, 이성질화된 올레핀 공급원료는 알파-모노-올레핀, 비닐리덴 올레핀(들)으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀, 및 임의적으로는 선형 내부 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 분지형 내부 올레핀은 비닐리덴 올레핀(들)과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 분지형 내부 올레핀(들)은 C10 분지형 내부 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 이성질화된 올레핀 공급원료는 선형 내부 올레핀(들)을 추가로 포함한다. 일부 구현에서, 선형 내부 올레핀(들)은 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 선형 내부 올레핀(들)은 도 2에 도시된 바와 같이 C10 선형 내부 올레핀을 포함한다.
일부 구현에서, 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 에틸렌과 접촉시킨다. 에틸렌은 올레핀 복분해 촉매를 함유하는 반응기 내로 공급될 수 있다. 일부 구현에서, 에틸렌 및 올레핀 공급원료 조성물은 동시에 반응기 내로 유동한다. 일부 구현에서, 에틸렌 및 올레핀 공급원료 조성물은 순차적으로 반응기 내로 유동한다.
일반적으로, 원하는 순도의 알파-모노-올레핀을 갖는 알파-올레핀 생성물을 생성할 수 있는 임의의 올레핀 복분해 촉매를 사용할 수 있다. 그러나, 다른 복분해 반응 파라미터 (예를 들어 올레핀 공급원료 특징 및/또는 복분해 반응 조건)에 따라, 올레핀 복분해 촉매(들)의 특정 부류(들)가 특정 경우에 선호될 수 있다. 적합한 올레핀 복분해 촉매는 본원에서 이전에 기술되었다.
이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌은 복분해 반응 조건에서 반응하여 원하는 알파-올레핀 생성물을 생성한다. 적합한 복분해 반응 조건은 또한 본원에서 이전에 기술되었다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물은 알파-모노-올레핀, 올레핀 공급원료 조성물에 존재하는 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 선형 올레핀(들)은 10개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 선형 올레핀(들)은 C4-C9 선형 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 분지형 올레핀(들)은 10개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 분지형 올레핀(들)은 C4-C9 분지형 올레핀을 포함한다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물은 1-데센, 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 포함한다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물은 알파-모노-올레핀, 말단 올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 분지형 올레핀을 포함한다. 일부 구현에서, 말단 올레핀 및 분지형 올레핀은 10개 미만의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현에서, 말단 올레핀은 선형 말단 올레핀이다. 일부 구현에서, 말단 올레핀은 C4-C9 말단 올레핀을 포함한다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물에서의 알파-모노-올레핀은 증류 공정에 의해 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀으로부터 분리된다. 증류 공정은 알파-올레핀 생성물로부터 보다 저비점 단편을 제거하여 존재하는 알파-모노-올레핀 (예를 들어, 1-데센)의 순도를 증가시킨다.
일부 구현에서, 정제된 알파-올레핀 생성물은 알파-올레핀 생성물의 총 중량의 약 95 중량% 이상; 약 96 중량% 이상; 약 97 중량% 이상; 약 98 중량% 이상; 또는 약 99 중량% 이상의 알파-모노-올레핀 함량을 갖는다.
보다 고순도를 달성하는 것이 바람직한 일부 구현에서, 이성질화, 복분해 및 증류 공정을 반복할 수 있다.
일부 구현에서, 알파-올레핀 생성물을 사용하여 항력 감소제를 형성할 수 있다. 항력 감소제는 관련 기술분야에 공지된 방법에 의해 형성될 수 있다. 하나의 구현에서, 항력 감소제는 촉매의 존재하에 알파-올레핀 생성물의 벌크 중합에 의해 제조될 수 있다. 벌크 중합은 임의의 올레핀 중합 촉매를 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 구현에서, 벌크 중합은 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매의 존재하에 수행된다. 하나의 구현에서, 촉매 시스템은 전이 금속 촉매 및 조-촉매 혼합물을 포함한다. 촉매 및 조-촉매는 중합 공정 동안 언제라도 첨가제로서 첨가될 수 있다. 최적인 촉매의 농도는, 반응 용기의 치수에 좌우된다.
하나의 구현에서, 촉매 및 알파-올레핀 생성물은 반응 용기에서 조합되고 촉매를 충분히 현탁시키기 위해 반응물의 점도를 증가시키는데 충분한 시간 기간 동안 주위 조건에서 교반되고, 이어서 차가운 환경으로 배치되어 반응이 진행될 수 있게 한다. 차가운 환경은 통상 약 -20 ℃ 내지 약 25 ℃의 온도에서 유지되어, 열을 제거하고 초고분자량 중합체를 형성하는 동안, 반응이 비교적 일정한 속도로 진행될 수 있게 한다. 벌크 중합 후, 물질은 극저온 분쇄와 같은 방법에 의해 크기가 감소되고, 물, 알콜, 또는 물-알콜 담체 유체에서 슬러리화되어 원하는 점도를 갖는 항력 감소제를 수득한다. 추가의 첨가제, 예컨대 계면활성제, 살생물제 및 소포제를 필요한 경우 항력 감소제에 첨가할 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 구현에 따라 올레핀 함량을 증가시키기 위한 반응식(300)의 제3 실시예를 나타낸다. 반응식(300)에 사용된 올레핀 공급원료 조성물이 상이한 점을 제외하고, 제3 반응식(300)은 제1 반응식(100)과 유사하다. 도 3을 참조하면, 또 다른 구현에서, 방법은 (1) 선형 내부 모노-올레핀 (예를 들어, 3-도데센) 및 임의적으로 10개 초과의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀 (예를 들어, 1-도데센), 디올레핀 (예를 들어, 내부 디올레핀), 트리올레핀 (예를 들어, 내부 트리올레핀) 및 비닐리덴 (예를 들어, 2-에틸-1-데센) 중 적어도 하나를 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 하나의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 3-도데센 및 적어도 12개의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀, 적어도 12개의 탄소 원자를 갖는 디올레핀, 적어도 12개의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀, 및/또는 적어도 12개의 탄소 원자를 갖는 비닐리덴 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 방법은 (2) 올레핀 복분해 조성물을 갖는 촉매 조성물을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 (3) 촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물을 에틸렌과 반응시켜 알파-모노 올레핀 생성물 (예를 들어, 1-데센) 및 10개 미만의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 생성물 조성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다. 일부 구현에서, 생성물 조성물은 10개 초과의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀 및 비닐리덴 중 적어도 하나를 추가로 포함한다. 증류와 같은 방법에 의한 분리는 알파-모노 올레핀 생성물 (예를 들어, 1-데센)이 매우 풍부한 분획을 생성한다.
일부 구현에서, 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 상기 방법은 증류 공정을 사용하여 알파-올레핀 생성물로부터 알파-올레핀 생성물 중의 알파-모노-올레핀을 분리하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀은 C4-C7 알파-올레핀을 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀은 알파-모노-올레핀 및 디올레핀 중 적어도 하나를 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 93.5-96 중량%의 알파-모노-올레핀, 1-6 중량%의 디올레핀, 및 0.5-4 중량%의 트리올레핀을 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 Ni, W, Ru, Mo, Re, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 전이 금속 착물이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 Ru을 포함하는 전이 금속 착물이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 그럽스 촉매, 슈록 촉매, 또는 호베이다 촉매이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 루테늄 카르벤 복분해 촉매 및 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매로부터 선택된다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 디클로로(페닐메틸렌) 비스(트리시클로헥실포스핀) 루테늄 또는 1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-(이미다졸리디닐리덴)(페닐메틸렌)-디클로로(트리시클로헥실포스핀)루테늄이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 복분해 반응 조건은 올레핀 공급원료의 융점 내지 120 ℃ 범위의 복분해 반응 온도를 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 상기 방법은 촉매의 존재하에 알파-올레핀 생성물을 중합시켜 항력 감소제를 형성하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 6 내지 16개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 8 내지 14개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 10개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 제1 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 제2 알파-모노-올레핀을 추가로 포함한다.
일부 구현에서, 방법이 제공된다. 상기 방법은 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀을 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 이성질화 촉매의 존재하에 올레핀 공급원료 조성물을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 비닐리덴 올레핀으로부터 형성된 분지형 내부 올레핀을 포함하는 이성질화된 올레핀 공급원료를 형성하는 것을 추가로 포함한다. 상기 방법은 올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 이성질화된 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀, 올레핀 공급원료 조성물 중의 올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 선형 내부 올레핀을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 상기 방법은 증류 공정을 사용하여 보다 소수의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 올레핀으로부터 알파-올레핀 생성물 중의 알파-모노-올레핀을 분리하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 선형 올레핀은 C4-C9 선형 올레핀을 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 분지형 올레핀은 C5-C9 분지형 올레핀을 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 90-97 중량%의 알파-모노-올레핀 및 1-8 중량%의 비닐리덴 올레핀을 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 Ni, W, Ru, Mo, Re, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 전이 금속 착물이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 Ru을 포함하는 전이 금속 착물이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 그럽스 촉매, 슈록 촉매, 또는 호베이다 촉매이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 루테늄 카르벤 복분해 촉매 및 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매로부터 선택된다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 복분해 촉매는 디클로로(페닐메틸렌) 비스(트리시클로헥실포스핀) 루테늄 또는 1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-(이미다졸리디닐리덴)(페닐메틸렌)-디클로로(트리시클로헥실포스핀)루테늄이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 복분해 반응 조건은 올레핀 공급원료의 융점 내지 120 ℃ 범위의 복분해 반응 온도를 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 이성질화 촉매는 제올라이트 촉매이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 제올라이트 촉매는 1.3 g/cc의 밀도를 갖고 다음의 화학식: Na56[(AlO2)56(SiO2)136]264H2O를 갖는 입방 배열의 합성 결정질 알루미노실리케이트이다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 상기 방법은 촉매의 존재하에 알파-올레핀 생성물을 중합시켜 항력 감소제를 형성하는 것을 추가로 포함한다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 6 내지 16개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 8 내지 14개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 알파-모노-올레핀은 10개의 탄소 원자를 갖는다.
본원에 기술된 하나 이상의 구현에서, 올레핀 공급원료 조성물은 디올레핀 및/또는 트리올레핀 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
전술한 내용은 본 개시내용의 구현에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가 구현이 그의 기본 범주를 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 그의 범주는 이하의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (47)

  1. 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 포함하는 올레핀 공급원료 조성물을 제공하는 것;
    올레핀 복분해 촉매를 포함하는 촉매 조성물을 제공하는 것; 및
    촉매 조성물의 존재하에 복분해 반응 조건에서 올레핀 공급원료 조성물 및 에틸렌을 반응시켜 알파-모노-올레핀 및 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 알파-올레핀 생성물을 생성하는 것
    을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 증류 공정을 사용하여 알파-올레핀 생성물로부터 알파-올레핀 생성물 중의 알파-모노-올레핀을 분리하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀이 C4-C7 알파-올레핀을 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 알파-모노-올레핀보다 소수의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알파-올레핀이 알파-모노-올레핀 및 디올레핀 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 올레핀 공급원료 조성물이 93.5-96 중량%의 알파-모노-올레핀, 1-6 중량%의 디올레핀, 및 0.5-4 중량%의 트리올레핀을 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 올레핀 복분해 촉매가 Ni, W, Ru, Mo, Re, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 전이 금속 착물인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 올레핀 복분해 촉매가 Ru을 포함하는 전이 금속 착물인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 올레핀 복분해 촉매가 그럽스(Grubb's) 촉매, 슈록(Schrock) 촉매, 또는 호베이다(Hoveyda) 촉매인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 올레핀 복분해 촉매가 루테늄 카르벤 복분해 촉매 및 몰리브데넘 카르벤 복분해 촉매로부터 선택된 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 올레핀 복분해 촉매가 디클로로(페닐메틸렌) 비스(트리시클로헥실포스핀) 루테늄 또는 1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-(이미다졸리디닐리덴)(페닐메틸렌)-디클로로(트리시클로헥실포스핀)루테늄인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 복분해 반응 조건이 올레핀 공급원료 조성물의 융점 내지 120 ℃ 범위의 복분해 반응 온도를 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 촉매의 존재하에 알파-올레핀 생성물을 중합시켜 항력 감소제를 형성하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 알파-모노-올레핀이 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 알파-모노-올레핀이 6 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 알파-모노-올레핀이 8 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 알파-모노-올레핀이 10 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 알파-모노-올레핀이 10개의 탄소 원자를 갖는 것인 방법.
  18. 제16항에 있어서, 올레핀 공급원료 조성물이 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 디올레핀 및/또는 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 트리올레핀 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 올레핀 공급원료 조성물이 제1 알파-모노-올레핀과 비교하여 상이한 수의 탄소 원자를 갖는 제2 알파-모노-올레핀을 추가로 포함하는 것인 방법.
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