KR20160111384A - 선형 알파-올레핀(ｌａｏ)을 포함하는 탄화수소 스트림을 아민으로부터 정제하는 방법 및 정제 장치 - Google Patents

선형 알파-올레핀(ｌａｏ)을 포함하는 탄화수소 스트림을 아민으로부터 정제하는 방법 및 정제 장치 Download PDF

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시에드 아자르 하쉬미
모하메드 에이취. 알-하즈미
샤히드 아잠
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사우디 베이식 인더스트리즈 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상을 제공하는 단계; 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계; 아민을 제공하는 단계; 선형 a-올레핀, 알칼리 수성상 I 및 아민을 혼합하는 단계; 유기상으로부터 수성상 I을 분리하는 단계; 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계; 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계; 이산화탄소와 접촉되었을 때, 유기상에 형성된 고체를 포함하는 수성상 II를 분리하는 단계를 포함하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법에 관한 것으로서, 정제된 선형 a-올레핀을 유기상에서 수득한다.

Description

선형 알파-올레핀(ＬＡＯ)을 포함하는 탄화수소 스트림을 아민으로부터 정제하는 방법 및 정제 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR PURIFYING A HYDROCARBON STREAM COMPRISING LINEAR ALPHA-OLEFINS (LAO) FROM AMINES}
본 발명은 하나 이상의 선형 알파-올레핀(a-올레핀)(LAO로도 지칭됨) 및 하나 이상의 아민을 포함하는 탄화수소 스트림의 정제 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, LAO의 제조 방법에 관한 것이며, 여기서, 하나 이상의 아민은 LAO를 포함하는 탄화수소 생성물 스트림으로부터 분리되며, 아민-이산화탄소 복합체가 수득되고, 아민-이산화탄소 복합체를 분해함으로써 하나 이상의 아민 및 이산화탄소가 수득된다. 본 발명은 또한, 하나 이상의 아민 및 이산화탄소를 하나 이상의 아민-이산화탄소 복합체로부터 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 전술한 방법들이 수행되는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이산화탄소 기체를 도입함으로써, 하나 이상의 선형 알파-올레핀(LAO)으로부터 또는 하나 이상의 선형 알파-올레핀(LAO)을 포함하는 생성물 스트림의 분획으로부터 하나 이상의 아민을 제거하기 위해 상업적으로 이용될 수 있다. 본 장치는 경사기(decanter), 가열 용기, (물 및 이산화탄소용) 주입기 및 파이프 시스템의 조합을 포함한다.
화학 산업에서, 생성물 배출 스트림, 또는 탄화수소 및 아민을 포함하는 공정 유닛으로의 공급 스트림을 제조하는 공정들이 종종 수행된다. 이의 일례는 에틸렌의 올리고머화에 의해 선형 알파-올레핀(LAO)을 제조하는 데 이용되는 반응기로부터의 배출 스트림이다. 제조되는 선형 알파-올레핀은 추가적인 용도 또는 판매를 위해 서로 다른 분획들로 분리된다. 종종, 하나 이상의 아민이 올리고머화 공정 동안에 첨가되거나, 또는 반응기 배출구 파이프 시스템 내로 첨가된다. 다른 공정들에서, 아민은 부식 저해제로서 또는 pH 조정용으로 이용된다.
종종, 아민 및 LAO 생성물의 비점들이 매우 근접하기 때문에, 증류에 의해 탄화수소 스트림 또는 이의 분획으로부터 아민을 제거하는 것은 어렵다. 그러므로, 증류에 의해 탄화수소 스트림으로부터 아민을 분리하는 것은 매우 어려우며 비용이 너무 많이 드는 것으로 생각된다. 나아가, 선행 기술에서는, 종래의 간단한 증류는 근접한 비점들을 가진 구성성분들의 혼합물을 분리하는 데에는 사용되지 않는 것으로 기술되어 있다. 더욱이, 적절한 공비 혼합물 형성제 또는 추출제가 아직까지 확인된 적이 없기 때문에, 공비 증류 또는 추출 증류는 LAO 생성물로부터 아민을 제거하는 데 사용될 수 없다.
따라서, 탄화수소 스트림 또는 이의 분획으로부터 하나 이상의 아민을 제거하기 위한 상업적으로 이용가능한 방법이 요망되고 있다. 탄화수소 스트림 내의 상대적으로 높은 아민 농도는 추가적인 문제점이다.
유럽 특허 출원 09 006 159.9는 탄화수소 스트림으로부터 유기 아민을 제거하는 방법을 개시하고 있으며, 아민은 산과 반응하며, 염이 수득된다. 염은 수성상 내로 추출될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 내산성(acid-resistant) 반응기 및 파이프가 필요하기 때문에 상당한 투자 비용을 필요로 한다.
본 발명은 일반적으로, 탄화수소 생성물 스트림으로부터 아민을 분리함으로써, 이러한 스트림의 정제와 관련하여 당업계에서 직면한 문제들 중 하나 이상을 극복하는 목적을 토대로 한다.
선형 a-올레핀의 정제 방법은, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상을 제공하는 단계; 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계; 아민을 제공하는 단계; 상기 선형 a-올레핀, 상기 알칼리 수성상 I 및 상기 아민을 혼합하는 단계; 상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계; 상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계; 상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계; 이산화탄소와 접촉되었을 때, 상기 유기상에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계를 포함하며, 정제된 선형 a-올레핀을 상기 유기상에서 수득한다.
아민-이산화탄소 복합체로부터 아민 및 이산화탄소의 정제 방법은, 아민 및 이산화탄소의 하나 이상의 복합체를 포함하는 수성상 II, 및 기체상을 제공하는 단계; 상기 수성상 II를 가열하는 단계; 상기 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계를 포함하며, 상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 상기 기체상 내로 통과하며; 수성상 II'는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 포함하도록 형성되고; 상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함한다.
선형 a-올레핀의 제조 방법은, 하나 이상의 에틸렌 및 촉매를 포함하는 유기상을 제공하는 단계; 상기 에틸렌을 올리고머화하며, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상이 수득되어, 화합물 (a)를 형성하는 단계; 화합물 (b)를 형성하는 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계; 화합물 (c)를 형성하는 아민을 제공하는 단계; 상기 화합물 (a), (b) 및 (c)를 혼합하는 단계; 상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계; 상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계; 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계; 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 이산화탄소와 접촉되었을 때, 유기상 내에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계; 상기 수성상 II를 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 80℃ 내지 100℃까지 가열하는 단계; 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계를 포함하며, 정제된 선형 a-올레핀을 상기 유기상에서 수득하며; 상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 기체상 내로 통과하며; 상기 수성상 II는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 함유하고; 상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함한다.
본 발명의 장치는, 하나 이상의 공급구(feed) 및 하나 이상의 배출구를 가진 반응기; 배출구와 함께 혼합기의 하류에 위치하는 경사기(decanter); 배출구와 함께 경사기의 하류에 위치하는 경사기; 경사기의 하류이지만, 경사기의 상류 또는 경사기에 직접 부착되는 하나 이상의 공급구; 및 배출구와 유체 소통되는 가열 장비를 포함하며, 생성물 배출구는 상기 혼합기와 유체가 순차적으로 연결되며; 2개 이상의 공급구는 상기 반응기의 하류에 위치하지만 상기 혼합기의 상류에 위치하며; 상기 가열 장비는 경사기의 주입구와 유체 소통되는 기체 배출구를 가지며; 상기 가열 장비는 경사기와 유체 소통되는 액체 배출구를 가지며; 상기 경사기는 배출구와 유체 소통되며; 배출구는 펌프와 유체 소통되고; 펌프는 공급구와 유체 소통된다.
이들 및 다른 특성 및 특징들은 하기에 보다 상세히 기술된다.
하기는 도면의 간단한 설명이며, 여기서, 유사한 요소는 유사한 숫자로 표시되며, 도면은 본원에 개시된 예시적인 구현예를 예시하기 위해 제시되며, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 측면의 도식도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 제2 측면의 도식도를 보여준다.
도 3은 본 발명의 제3 측면의 도식도를 보여준다.
도 4는 본 발명의 제4 측면의 도식도를 보여준다.
본 발명은 하나 이상의 선형 a-올레핀을 포함하는 탄화수소 스트림의 정제 방법을 제공하기 위한 목적을 토대로 한다. 또 다른 목적은 선행 공정들보다 더 자원 효율적인, 하나 이상의 선형 a-올레핀을 포함하는 탄화수소 스트림의 정제 방법을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 공지된 공정들보다 에너지-소모가 더 적은, 탄화수소 스트림의 정제 방법을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 아민-함유 염으로부터 아민의 재생, 분리 및 재순환을 위한 단순하며 용이한 사용 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적들 중 하나 이상의 달성에 대한 기여는, 본 발명의 청구항을 형성하는 범주의 주제에 의해 이루어진다. 추가적인 기여는 본 발명의 구체적인 구현예를 나타내는 본 발명의 종속항의 주제에 의해 이루어진다.
더욱이, 본 발명의 방법은 재순환 및 재사용된 공정 작용제, 특히 아민 및 이산화탄소를 사용하여 진행될 수 있으며, 이는 폐기용 폐기물을 감소시킨다.
더욱이, 본 발명의 방법은 고 순도의 이산화탄소의 사용을 필요로 하지 않는다. 나아가, 본 방법에서 아민 소모 및 이산화탄소 소모는 재순환으로 인해 낮다.
더욱이, 아민은 증류 단계 또는 추출 단계의 사용 없이도 생성물 스트림으로부터 분리된다. 즉, 공정 열을 발생시키기 위한 노력이 줄어들 수 있다. 증류 또는 추출 단계를 사용하지 않을 때의 추가적인 이득으로서, 자본 투자 비용이 절감될 수 있다.
이제 도 1을 참조로 하면, 전술한 목적들 중 하나 이상의 달성에 기여하는 본 발명의 제1 측면은, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상을 제공하는 단계(20); 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계(20); 아민을 제공하는 단계(20); 선형 a-올레핀, 알칼리 수성상 I 및 아민을 혼합하는 단계(22); 유기상으로부터 수성상 I을 분리하는 단계(24); 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계(26); 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계(28); 이산화탄소와 접촉되었을 때, 유기상에 형성된 고체를 포함하는 수성상 II를 분리하는 단계(30)를 포함하는, 선형 a-올레핀(LAO)의 정제 방법이며; 정제된 선형 a-올레핀은 유기상에서 수득된다(30). 예를 들어, 이러한 측면은:
a. 선형 a-올레핀(LAO)을 포함하는 유기상을 제공하는 단계(20);
b. 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계(20);
c. 아민을 제공하는 단계(20);
d. a, b 및 c를 혼합하는 단계(22);
e. 유기상으로부터 수성상 I을 분리하는 단계(24);
f. 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계(26);
g. 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계(28);
h. 단계 g에서 유기상에 형성된 고체를 포함하는 수성상 II를 분리하는 단계(30)로서 기술될 수 있으며,
정제된 선형 a-올레핀은 유기상에서 수득된다(30).
단계 a의 유기상은 하나 이상의 선형 a-올레핀을 포함한다. 선형 a-올레핀에 대한 보편적인 두문자어는 "LAO"이다. 복수형: "LAO". LAO는 에틸렌 올리고머화로부터 수득될 수 있다. 에틸렌의 올리고머화, 이러한 반응을 위한 촉매 및 적합한 공정 조건은 당업계에 알려져 있다. 청구항의 방법으로 처리될 수 있는 바람직한 LAO는 C4 - C30 분획, 바람직하게는 C8 - C18 분획, 보다 바람직하게는 1-옥타다이엔, 1-데카다이엔, 1-도데카다이엔, 1-테트라데센, 1-헥사데카다이엔, 1-옥타데카다이엔, 이들 중 하나 이상의 이성질체 및 이들 중 둘 이상의 조합이다.
바람직하게는, 유기상은 LAO를 30 중량% 내지 60 중량 백분율(중량%), 바람직하게는 40 중량% 내지 50 중량%로 포함하며, 각각은 유기상의 총 중량에 대한 중량%이다.
바람직하게는, 유기상은 비극성인 하나 이상의 추가적인 구성성분을 포함한다. 용어 비극성은 유기 용매와 같이, 임의의 원자에 유의미한 부분 전하를 갖지 않거나, 또는 극성 결합의 부분 전하가 취소되는 방식으로 이러한 결합이 배열되는 구성성분을 지칭하는 것으로 이해된다. 비극성 유기 용매의 적합한 예는 지방족 또는 방향족, 포화 또는 불포화, 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소이다. 바람직한 유기 용매는 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소, 바람직하게는 탄소수 4 내지 10의 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소이다. 보다 바람직한 유기 용매는 6 내지 9개의 탄소 원자를 가지며; 보다 더 바람직한 것은 벤젠, 톨루엔, 오르토-자일렌, 메타-자일렌, 파라-자일렌, 1,3,5-트리메틸벤젠 및 헵탄, 또는 상기 유기 용매들 중 둘 이상의 조합이다. 가장 바람직한 것은 톨루엔 또는 사이클로헥산이다.
바람직하게는, 유기상은 하나 이상의 추가적인 구성성분을 40 중량% 내지 70 중량%, 바람직하게는 50 중량% 내지 60 중량%로 포함하며, 여기서, 중량%는 유기상의 총 중량에 대해 측정된다.
단계 b에서, 알칼리 수성상 I이 제공된다. 알칼리 수성상을 제조하는 방식은 무수히 존재하며, 따라서, 다수의 알칼리 수성상들이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 알칼리 수성상 I은 가성 칼륨 용액, 석회수, 암모늄 용액 및 부식성 용액(caustic solution) 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 부식성 용액이 바람직하다.
알칼리 수성상 I 내 알칼리의 바람직한 농도는 알칼리 5 중량% 내지 30 중량%, 알칼리 5 중량% 내지 20 중량% 또는 알칼리 5 중량% 내지 15 중량%이다. 바람직한 구현예에서, 상기 요망되는 농도는 예를 들어 단계 b 등의 진행 전에 재순환 알칼리 수용액과 새로운(fresh) 알칼리 용액을 혼합함으로써 수득될 수 있다. 새로운 알칼리 용액의 농도는 바람직하게는 알칼리 10 중량% 내지 30 중량% 또는 예를 들어 알칼리 20 중량%이다. 바람직한 알칼리 용액은 부식성 용액이다. 부식성 용액은 가성 소다(NaOH)를 물에 용해시킴으로써 제조된다. 바람직한 구현예에서, 수성상 : 유기상의 부피 비는 단계 b에서 5:3이다.
단계 c에서, 하나 이상의 아민이 제공된다. 다수의 공지된 아민이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 하나 이상의 유기 아민은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 환형 아민, 또는 동일하거나 서로 다른 종류의 둘 이상의 아민들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 아민이다. 보다 더 바람직하게는, 아민은 t-부틸 아민, 트리에틸 아민, 사이클로펜틸 아민, t-옥틸 아민, n-헵틸 아민, 2-헵틸 아민, 헥실 아민, 2-에틸헥실 아민, 다이헥실 아민, 1,6-다이아미노 헥산, 트리부틸 아민, 1,8-다이아미노 옥탄, n-도데실 아민, 3-에틸헵틸 아민 및 트리스-2-에틸 헥실 아민 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 아민은 순수한 성분으로서 첨가되거나 또는 공업용(technical grade)으로 첨가된다. 공업용 시약은 종종 불순물을 어느 정도 포함한다. 추가적인 바람직한 구현예는 아민을 수용액 또는 유기 용액 형태로 첨가하는 것을 포함한다. 유기 용액에서, 아민은 유기 용액의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량% 또는 0.2 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
단계 d에서, LAO를 포함하는 유기상, 알칼리 수성상 I 및 하나 이상의 아민이 혼합된다. 단계 d에서와 같이 다수의 구성성분들을 혼합하는 다수의 방식들이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 단계 d에서, 혼합은 동적 혼합기 또는 정적 혼합기를 사용하여 수행된다. 특히 바람직한 혼합 방법은 정적 혼합기를 사용하는 것이다. 다수의 정적 혼합기 설계들이 당업자에게 알려져 있다. 바람직한 정적 혼합기 설계는 관형 하우징(tubular housing) 및 일련의 배플(baffle)들을 포함한다. 하우징 및 배플 둘 다 바람직하게는, 유기상 또는 수성상 I과의 접촉에 의해 변질되지 않는 물질로 제조된다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 하우징 및 배플은 유기상 또는 수성상 I과의 접촉에 민감한 물질로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 혼합기의 이들 파트의 표면은 유기상 또는 수성상 I과 접촉되는 보호 물질의 밀착 층(tight layer)으로 피복된다. 그런 다음, 보호 물질은 불활성이거나, 또는 유기상 또는 수상상 I에 대해 적어도 저항성이다.
본 발명의 방법의 추가적인 바람직한 구현예에서, 단계 d 및/또는 단계 e의 적어도 일부, 바람직하게는 모든 부분은 60℃ 내지 90℃, 보다 바람직하게는 70℃ 내지 85℃의 온도에서 수행된다.
단계 e에서, 수성상 I의 적어도 일부는 유기상으로부터 분리된다. 바람직하게는, 단계 e에서, 단계 e의 시작 시, 유기상의 총 중량을 기준으로 50 중량% 초과, 70 중량% 초과 또는 90 중량% 초과가 유기상으로부터 분리된다. 종종, 단계 e의 시작 시, 유기상의 총 중량을 기준으로 95 중량% 초과 또는 98 중량% 초과가 단계 e에서 유기상으로부터 분리된다.
유기상으로부터 수성상을 분리하는 다수의 방식들이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 단계 e에서의 분리는 경사기를 사용하여 수행된다. 바람직한 경사기는 길이-대-직경 비(하기에서 L/D 비로서 지칭됨)가 1 내지 5, 보다 바람직하게는 1.3 내지 3, 또는 1.5 내지 2.5이다.
단계 f에서, 물이 유기상에 첨가되며, 여기서, 수성상 II가 형성된다. 물을 유기상에 첨가하는 다수의 방식들이 당업자에게 알려져 있으며, 이를 통해 수성상 II가 형성된다. 바람직하게는, 유기상을 수송하는 라인은 주입기 또는 혼합기가 구비된 워터 라인(water line)에 의해 접합된다.
단계 g에서, 유기상 및 수성상 II가 이산화탄소와 접촉된다. 유기상 및 수성상 II를 접촉시키는 다수의 방식들이 당업자에게 알려져 있다. 바람직하게는, 이산화탄소의 가압 라인(pressured line)은 유기상을 수송하는 라인과 접합된다. 임의의 유형의 주입기가 접합부(joint)에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이산화탄소가 유기상에 접합될 때, 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력(MPa) (20 bar 내지 30 bar)을 가진다.
아민과 이산화탄소의 접촉 시, 아민-이산화탄소 복합체가 형성된다. 용어 "복합체"는, 아민 및 이산화탄소 화학종이 상호작용하여 덩어리(agglomerate)를 형성함을 기술하기 위해 사용된다. 그러나, 용어 "복합체"는 아민과 이산화탄소 화학종 사이의 임의의 특정한 유형의 상호작용을 기술하기 위해 사용되지는 않는다. 용어 "복합체"는 두 종류의 화학적 화합물들 사이에 임의의 관계(liaison), 예를 들어, 이온 상호작용, 반데르발스 인력, 복합 관계, 정전기 인력 등을 포함할 수 있다.
아민-이산화탄소 복합체는 아민과 이산화탄소의 복합체 염을 적어도 부분적으로 포함하며, 이러한 복합체 염은 바람직하게는 아민보다 유기상에서 가용성이 더 낮다. 바람직하게는, 아민-이산화탄소 복합체 복합체 중 적어도 일부는 수성상 II에 의해 허용된다.
단계 h에서, 아민-이산화탄소 복합체 화학종을 적어도 일부 포함하는 수성상 II는 유기상으로부터 분리된다. 바람직하게는, 단계 h에서, 단계 h의 시작 시에 존재하는 수성상 II의 총 중량을 기준으로, 90 중량% 초과, 95 중량% 초과 또는 99 중량% 초과가 유기상으로부터 분리된다.
수성상을 유기상으로부터 분리하는 다수의 방식들이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 단계 h에서의 분리는 경사기를 사용하여 수행된다. 바람직한 경사기는 길이-대-직경 비(하기에서 L/D 비로서 지칭됨)가 1 내지 5, 보다 바람직한 2.3 내지 4, 또는 2.5 내지 3.5이다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 단계 g 및 단계 h는 둘 다 경사기를 사용하여 수행된다. 이러한 구현예에서, 경사기는 유기상 및 수성상 II 둘 다를 수송하는 라인용 주입구, 및 이산화탄소 공급 라인 상류용의 또 다른 주입구를, 경사기의 경사 구획 전에 가진다. 경사기 및 추가적인 구현예의 L/D 비는 단계 h에서 단독으로 적용될 수 있는 경사기에 대해 전술한 바와 동일하다.
단계 h에서 수성상의 분리 후, 정제된 선형 a-올레핀(pl_AO)이 수득된다. 정제된 LAO는 하류에서 추가적인 처리 또는 화학적 변환 반응을 위해 저장 또는 사용될 수 있다.
바람직하게는, pLAO는 아민을 100 백만분율(ppm) 미만으로 포함한다. 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, pLAO는 아민을 10 ppm 미만으로 함유한다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에서, 적어도 단계 g는 2.0 MPa(20 bar) 초과, 바람직하게는 2.1 MPa 내지 5.0 MPa(21 bar 내지 50 bar), 2.1 MPa 내지 40 MPa(21 bar 내지 40 bar) 또는 2.0 MPa 내지 3.0 MPa(20 bar 내지 30 bar)의 압력에서 수행된다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에서, 본 방법은 연속 공정으로서 수행된다. 용어 "연속"은 본 발명의 문맥에서, 본 방법의 모든 단계들이 인간에 의한 수동적인 상호작용 없이 정해진 방식으로 작동될 때 사용된다. 이는 종종 "회분식" 작동과 반대되는 것으로 보인다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에서, 유기상에 존재하는 선형 a-올레핀은 에틸렌의 올리고머화에 의해 수득된다. 올리고머화는 한정된(finite) 중합도를 통해 모노머를 거대분자 복합체로 변환시키는 임의의 화학 공정이다. 올리고머화는 이러한 공정의 수행 작용을 기술한다. 이에, 에틸렌의 올리고머화는 에틸렌 2 당량 내지 10 당량을 에틸렌으로부터 유래되는 2개 내지 10개의 반복부(repeat)로 구성된 하나의 응집성 분자 구조(coherent molecular structure)로 변환시키는 임의의 화학 공정을 기술한다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에서, 아민을 유기상으로부터 분리하는 데에 증류 단계가 사용되지 않는다.
도 2는, 전술한 목적들 중 하나 이상의 달성에 기여하는 본 발명의 제2 측면이 하기 a) 내지 c)의 단계를 포함하는, 아민-이산화탄소 복합체로부터 아민 및 이산화탄소의 정제 방법임을 예시한다:
a) 아민 및 이산화탄소의 하나 이상의 복합체를 포함하는 수성상 II, 및 기체상을 제공하는 단계(32);
b) 수성상 II를 가열하는 단계(34);
c) 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계(36);
여기서, 이산화탄소는 수성상 II로부터 기체상 내로 통과하며;
수성상 II'는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 포함하도록 형성되고;
기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함한다.
단계 a)에서, 아민 및 이산화탄소의 하나 이상의 복합체를 포함하는 수성상 II, 및 기체상이 제공된다. 바람직한 구현예에서, 수성상 II는 전술한 본 발명의 제1 측면에 따른 방법의 생성물이다. 바람직하게는, 수성상 II는 단계 a) 동안 하나 이상의 순간에 70℃ 내지 90℃, 또는 75℃ 내지 85℃의 온도를 가진다.
단계 b)에서, 수성상 II는 가열기에서 가열된다. 바람직하게는, 수성상 II는 60℃ 내지 90℃, 또는 70℃ 내지 85℃의 온도까지 가열된다. 다수의 가열기들인 공지되어 있으며, 당업자에 의해 고려된다. 바람직하게는, 수성상 II는 수성상 II를 관형 열 교환기를 통해 가이드함으로써 가열된다.
본 발명의 방법의 바람직한 구현예에서, 적어도 단계 b)는 2.0 MPa(20 bar) 초과, 바람직하게는 2.1 MPa 내지 4.0 MPa(21 bar 내지 50 bar), 2.1 MPa 내지 4.0 MPa(21 bar 내지 40 bar), 또는 2.0 MPa 내지 3.0 MPa(20 bar 내지 30 bar)의 압력에서 수행된다.
(단계 a)의 온도와 비교하여) 승온된 온도에서 발생하는 단계 c)에서, 복합체는 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해된다. 분해는 실질적으로 완전히 달성된다. 이산화탄소는 수성상 II로부터, 가열된 수성상의 상부에 위치하는 기체상 내로 이동한다. 이로써, 아민으로 농화된 수성상 II'가 형성된다. 그런 다음, 수성상 II'는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 포함한다. 아민으로 농화된 수성상 II'는 바람직하게는 수성상 II'의 총 중량에 대해, 아민을 100 ppm 미만 또는 10 ppm 미만으로 포함한다. 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함한다.
바람직하게는, 기체상은 가열기의 상부에서 제거된다. 하나의 선택사항은 이산화탄소를 환경으로 유리시키는 것이다. 이산화탄소를 또 다른 공정의 이산화탄소 공급물에, 예를 들어 본 발명의 제1 측면의 공정 단계 g에 재순환시키는 것이 바람직하다. 나아가, 가열기는 아민으로 농화된 수성상 II'를 제거하기 위해 하나 이상의 배출구를 포함한다.
본 발명의 제2 측면의 일 구현예에서, 적어도 일부의 물이 수성상 II'로부터 제거되며, 여기서, 아민으로 농화된 (수성) 상 II"가 수득된다.
본 발명의 제2 측면의 일 구현예에서, 본 방법은 연속 공정이다.
도 3은 전술한 목적들 중 하나 이상의 달성에 기여하는 본 발명의 제3 측면이 하기 (1) 내지 (11)의 단계를 포함하는, 선형 a-올레핀(LAO)의 제조 방법임을 예시하고 있다:
(1) 하나 이상의 에틸렌 및 촉매를 포함하는 유기상을 제공하는 단계;
(2) 에틸렌을 올리고머화하며, 선형 a-올레핀(LAO)을 포함하는 유기상이 수득되는 단계(20);
(3) 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계(20);
(4) 아민을 제공하는 단계(20);
(5) 단계 (2), (3) 및 (4)의 화합물을 혼합하는 단계(22);
(6) 유기상으로부터 수성상 I을 분리하는 단계(24);
(7) 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계(26);
(8) 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계(28);
(9) 단계 (8)에서 유기상 내에서 형성된 고체를 포함하는 수성상 II를 분리하는 단계(30);
(10) 수성상 II를 가열하는 단계(40);
(11) 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계(40);
여기서, 정제된 선형 a-올레핀이 유기상에서 수득되며(38), 아민-이산화탄소 복합체를 포함하는 수성상 II 및 기체상이 제공되며;
이산화탄소는 수성상 II로부터 기체상 내로 통과하며;
수성상 II는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 함유하고(42);
기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함한다(42).
본 발명의 제3 측면은 필수적으로, 본 발명의 제1 측면의 공정 및 본 발명의 제2 측면의 공정을 조합하며, 여기서, 단계 (3) 내지 (9)는 본 발명의 제1 측면의 단계 b 내지 h에 상응한다. 단계 (10) 및 (11)은 본 발명의 제2 측면의 단계 b) 내지 c)에 상응한다. 본 발명의 제3 측면의 바람직한 특성 및 구현예는 본 발명의 제1 측면 및 제2 측면의 특성 및 구현예에 상응하고, 원용에 의해 본원에 포함된다.
일반적으로, 단계 (1) 및 (2)는 당업계에 공지된 공정을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 이러한 공정은 유럽 특허 공개 2 287 142 A1에 기술되어 있다. 유럽 특허 공개 2 287 142 A1은 그 전체, 특히 LAO의 제조 방법이 원용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명의 제3 측면의 일 구현예에서, 수성상 II'로부터의 적어도 일부의 물이 추가적인 단계 (12)에서 제거되며, 여기서, 아민-농화된 상, 바람직하게는 수성상 II"가 수득된다.
본 발명의 제3 측면의 일 구현예에서, 본 방법은 연속 공정이다. 바람직하게는, 단계 (11) 또는 단계 (12)에서 수득되는 수성상 II' 또는 수성상 II"는 단계 (4)에서의 혼합을 위해 제공되기 전에, 메이크업 라인으로부터 아민과 조합된다. 바람직하게는, 단계 (11)에서 수득된 기체상은 단계 (8)에서 이산화탄소를 제공하기 위한 메이크업 라인으로부터의 이산화탄소 공급물과 조합된다.
이제 도 4를 참조로 하면, 전술한 목적들 중 하나 이상의 달성에 기여하는 본 발명의 제4 측면은 하기를 포함하는 장치이다:
A) 하나 이상의 공급구(feed)(Ex) 및 하나 이상의 배출구(1a)를 가진 반응기(1);
B) 반응기(1)는 혼합기(2)와 유체가 순차적으로 연결됨;
C) 2개 이상의 공급구(7, 13)는 반응기(1)의 하류에 위치하지만 혼합기(2)의 상류에 위치함;
D) 배출구(12 및 13a)와 함께 혼합기의 하류에 위치하는 경사기(decanter);
E) 배출구(15 및 8)와 함께 경사기(3)의 하류에 위치하는 경사기(4);
F) 경사기(3)의 하류이지만, 경사기(4)의 상류 또는 경사기(4)에 직접 부착되는 하나 이상의 공급구(6); 및
G) 배출구(15)와 유체 소통되는 가열 장비(5);
가열 장비(5)는 경사기(4)의 주입구(4a) 또는 대안적으로 공급구(6)와, 선택적으로는 펌프를 통해, 유체 소통되는 기체 배출구(5a)를 바람직하게는 이러한 가열 장비(5)의 상부(top part)에 가지고;
가열 장비(5)는 경사기(16)와 유체 소통되는 액체 배출구(5b)를 바람직하게는 이러한 가열 장비(5)의 하부(bottom part)에 가지며;
H) 경사기(16)는 유체가 배출구(17)와 바람직하게는 이러한 경사기(16)의 하부에서 연결되며, 배출구(16a)와 바람직하게는 이러한 경사기(16)의 상부에서 연결되며, 배출구(16a)는 펌프(18)와 유체 소통되고;
I) 펌프(18)는 공급구(13)와 유체 소통됨.
다수의 유형의 반응기들이 당업자의 고려 대상이 된다. 바람직하게는, 반응기는 컬럼 반응기, 예를 들어 버블 컬럼 반응기이다. 바람직하게는, 반응기는 길이-대-직경(L/D) 비가 1 내지 10, 2 내지 5, 또는 2 내지 3이다. 바람직하게는, 반응기는 하나 이상의 공급구, 예를 들어 Ex를 포함하며, 여기서, 각각의 공급구 Ex는 반응기에서 수행되어야 하는 반응을 위해 하나 이상의 유리물(educt)을 수송할 수 있다. 바람직한 반응은 바람직하게는 에틸렌 또는 프로필렌의 올레핀 중합 또는 올레핀 올리고머화이다. 또한, 공급구 Ex는 반응기에 촉매를 공급하는 데 사용될 수 있다.
다수의 유형의 혼합기들이 당업자의 고려 대상이 된다. 적합한 혼합기의 예는 본 발명의 제1 측면의 단계 d와 관련하여 전술되어 있다. 이들 혼합기 및 혼합 장비는 본원에 포함된다. 기술된 바람직한 구현예들 또한 본원에 포함된다.
경사기(3)로서 유용한 다수의 유형의 경사기들이 당업자의 고려 대상이 된다. 경사기(3)로서 적합한 경사기의 예는 본 발명의 제1 측면의 단계 e와 관련하여 전술되어 있다. 이들 경사기는 본원에 포함된다. 기술된 바람직한 구현예들 또한 본원에 포함된다. 배출구(12)는 바람직하게는 수성상의 수송에 사용된다. 배출구(3a)는 바람직하게는 LAO를 포함하는 탄화수소 스트림의 수송에 사용된다.
경사기(4)로서 유용한 다수의 유형의 경사기들이 당업자의 고려 대상이 된다. 경사기(4)로서 적합한 경사기의 예는 본 발명의 제1 측면의 단계 h와 관련하여 전술되어 있다. 이들 경사기는 본원에 포함된다. 기술된 바람직한 구현예들 또한 본원에 포함된다(15). 배출구(4b)는 바람직하게는 수성상의 수송에 사용된다. 배출구(4c)는 바람직하게는, 현재 정제된 LAO를 포함하는 탄화수소 스트림의 수송에 사용된다.
가열 장비(5)로서 유용한 다수의 유형의 가열 장비들이 당업자의 고려 대상이 된다. 가열 장비(5)로서 적합한 가열 장비의 예는 동일하거나 서로 다른 유형의 가열 반응기, 가열 용기, 열 교환기, 바람직하게는 플레이트 열 교환기, 동심이중관 열 교환기(concentric tube heat exchanger), 플레이트 핀 열 교환기(plate fin heat exchanger), 쉘 및 튜브 열 교환기(shell and tube heat exchanger), 또는 이들 열 교환기 중 둘 이상의 조합이다.
경사기(16)로서 유용한 다수의 유형의 경사기들이 당업자의 고려 대상이 된다. 경사기(16)로서 적합한 경사기의 예는 본 발명의 제1 측면의 단계 h와 관련하여 전술되어 있다. 이들 경사기는 본원에 포함된다. 기술된 바람직한 구현예들 또한 본원에 포함된다. 배출구(17)는 바람직하게는 수성상의 수송에 사용된다. 배출구(16a)는 바람직하게는, 현재 재순환된 아민의 수송에 사용된다. 아이템 I)로서 유용한 다수의 유형의 펌프들이 당업자의 고려 대상이 된다.
파이프의 다양한 피스(piece)들이 사용되어, 장치의 다양한 아이템들을 연결한다. 탄화수소 생성물 라인(8)은 바람직하게는 하나 이상의 LAO를 포함하는 유기상을 수송한다. 탄화수소 생성물 라인(8)은 반응기(1)의 상류에서 배출구(1a)에 연결된 다음, 하류에서 혼합기(2)에 연결되며, 추가로 혼합기(2)의 배출구를 하류에서 경사기(3)의 주입구와 연결하고, 추가로 경사기(3)의 배출구(3a)를 경사기(4)의 주입구와 연결하며, 추가로 하나 이상의 LAO - 현재 정제된 것 -를 포함하는 유기상을 배출구(4c)로부터 저장 용기 또는 추가적인 가공 또는 둘 다에 수송한다.
라인(15)에서 수성상과 아민 이산화탄소 복합체를 포함하는 수성 스트림은 배출구(4b)로부터 가열 장비(5)의 주입구로 연결된다.
아민/물 스트림 이송 라인(14)은 배출구(5b)로부터 경사기(16)의 주입구로 연결된다.
배출구(16)로부터, 아민 - 현재 정제된 것 -을 펌프(18)를 통해 공급구(13)로 수송하는 라인(19)이 존재한다.
공급구는 파이프의 다양한 위치들 및 장치의 일부 장비들에 위치한다. 다수의 유형의 공급구들이 당업자의 고려 대상이 된다. 공급구의 유형 및 장비는 당업자의 보편적인 일반 지식과 관련하여 공급되는 화합물 및/또는 이의 물리적 상태에 따라 당업자에 의해 선택된다. 바람직한 공급구는 선택적으로 체크-밸브, 센서, 제어기 등이 구비된 액체 주입기, 기체 주입기이다. 매우 간단한 방식에서, 공급구는 하류에서 추가로 수송되는 스트림을 수송하는 또 다른 파이프와 접합되는 파이프에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 제5 측면은 본 발명의 제4 측면의 장치에서 수행되는 본 발명의 제3 측면의 방법에 따른 방법이다. 본 발명의 제3 측면 및 제4 측면 둘 다의 바람직한 구현예는 본 발명의 제5 측면에 구현예로서 본원에 포함된다.
도 4는 본 발명의 방법을 이용하는 시스템의 크게 간략화된 구현예를 보여준다. 반응기(1)로부터 나오는 생성물 스트림은 혼합기(2) 내로 통과하며, 혼합기(2)에서, 라인(9)으로부터 나오는 (0.3-0.8 중량%) 농도의 아민 용액 및 라인(7)로부터 나오는 (15-30 중량%) 농도의 부식성 용액과 혼합된다. 혼합기(2)로부터 나오는 생성물 스트림은 경사기(3) 내로 수송되며, 경사기(3)에서, 수성층은 생성물 스트림으로부터 분리되고 배출구(12)를 통해 제거된다. 그런 다음, 경사기(3)로부터 나오는 유기 생성물 스트림은 경사기(4) 내로 통과하며, 이러한 경사기(4)는 물 주입 라인(6) 및 이산화탄소 주입 라인(13)을 가진다. 생성물 스트림은 라인(8)을 통해 경사기(4)를 벗어난다. 아민-이산화탄소 복합체를 함유하는 물 스트림은 배출구(4b)를 통해 계속해서 제거되며, 라인(15)을 통해 가열 장비(5) 내로 수송된다. 가열 장비(5)에서, 아민-이산화탄소 복합체는 약 80℃ 내지 100℃의 온도 및 약 2.1 메가파스칼(MPa) 내지 약 3.0 MPa(약 21 bar 내지 약 30 bar) 범위의 압력에서 분해된다. 이산화탄소 기체는 기체 배출구(5a)를 통해 가열 용기(5)를 벗어나며, 이산화탄소 재순환 라인(11)을 통해 경사기(4)에서 주입구(4a)에 연결된다. 나아가, 메이크업 이산화탄소는 라인(10)으로부터 라인(11) 내로 주입된다. 그런 다음, 아민-물 스트림은 가열 용기(5)의 배출구(5b)로부터 라인(14)을 통해 경사기(16)로 이송되며, 경사기(16)에서, 아민 및 물이 분리된다. 아민은 경사기(16)의 배출구(16a)로부터 펌프(18)를 사용하여 라인(19)을 통해 반응기(1)의 하류인 공급구(13)로 수송된다. 수성 스트림은 배출구(17)를 통해 시스템으로부터 제거된다.
하기 실시예는 본원에 개시된 장비를 예시할 뿐, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
실시예
도 4에 기술된 바와 같은 장치를 사용하여 실시예를 수행하였다. 생성물 스트림(주로 1-옥타다이엔을 포함함)을 반응기로부터 수득하고, 정적 혼합기(M)에 통과시켰다. 그런 다음, 이를 재순환된 아민 용액 및 (필요하다면) 새로운 용액을 조합한 (0.3 중량%) 농도의 아민 용액 공급물, 및 (20 중량%) 농도의 부식성 용액을 가진 또 다른 공급물과 혼합하였다. 정적 혼합기(M)로부터 나오는 생성물 스트림을 L/D 비가 3인 제1 경사기에 수송하였으며, 제1 경사기에서, 수성층을 생성물 스트림으로부터 분리하고 배출구를 통해 제거하였다. 그런 다음, 제1 경사기로부터 나온 유기 생성물 스트림을 제2 경사기에 통과시켰다. 물을 첨가하고, 이산화탄소를 이산화탄소 주입기에 의해 제2 경사기 내의 액체상에 주입하였다. 정제된 생성물 스트림은 추가적인 가공을 위해 라인을 통해 제2 경사기를 벗어났다. 제2 경사기를 벗어난 수성상은 고체(아민-이산화탄소 복합체)를 함유하였다. 고체를 함유하는 수성상을 가열 용기 내로 수송하고, 가열 용기 내에서, 수성상을 24.7 bar의 압력에서 85℃의 온도까지 가열하였다. 그런 다음, 고체는 분해되었고, 이산화탄소를 방출하였다. 이산화탄소 기체를 라인을 통해 이송하고, 제2 경사기의 이산화탄소 주입기(CI)로 수송하였다. 부가적인 (새로운) 이산화탄소를 필요에 따라 첨가하여, 압력 및 이산화탄소 농도를 유지시켰다. 수성상을 가열 용기로부터 제3 경사기로 이송하며, 제3 경사기에서, 아민(=유기상) 및 물을 분리하였다. 아민을 제3 경사기로부터 펌프를 통해 정적 혼합기(M)로 이송하였다. 필요하다면, 새로운 아민을 첨가하였다. 제3 경사기에 존재하는 수성상을 배출구를 통해 제거하였다. 전술한 진행은 폐기물의 발생을 최소화하면서도, LAO의 정제된 스트림을 전달하였다. 이는 이산화탄소 및 아민 둘 다를 재순환 및 재사용함으로써 실현되었다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 적어도 하기 구현예를 포함한다:
구현예 1:
선형 a-올레핀을 포함하는 유기상을 제공하는 단계; 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계; 아민을 제공하는 단계; 선형 a-올레핀, 알칼리 수성상 I 및 아민을 혼합하는 단계; 상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계; 상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계; 상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계; 이산화탄소와 접촉되었을 때, 상기 유기상에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계를 포함하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법으로서, 여기서, 정제된 선형 a-올레핀을 유기상에서 수득하는, 방법.
구현예 2: 구현예 1에 있어서, 적어도 상기 유기상과 상기 이산화탄소의 접촉이 2.0 메가파스칼 초과의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 3: 구현예 1 또는 2에 있어서, 상기 방법이 연속 공정으로서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 4: 구현예 1 내지 3 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 아민이 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 환형 아민으로부터 선택되는 유기 아민인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 5: 구현예 4에 있어서, 상기 유기 아민이 t-부틸 아민, 트리에틸 아민, 사이클로펜틸 아민, t-옥틸 아민, n-헵틸 아민, 2-헵틸 아민, 헥실 아민, 2-에틸헥실 아민, 다이헥실 아민, 1,6-다이아미노 헥산, 트리부틸 아민, 1,8-다이아미노 옥탄, n-도데실 아민, 3-에틸헵틸 아민 및 트리스-2-에틸 헥실 아민으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 6: 구현예 1 내지 5 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유기상이, 비극성인 하나 이상의 구성성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 7: 구현예 6에 있어서, 상기 유기상이 방향족 용매 및 지방족 용매로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 8: 구현예 7에 있어서, 상기 유기 용매가 톨루엔 또는 사이클로헥산인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 9: 구현예 1 내지 8 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 선형 a-올레핀이 에틸렌을 올리고머화함으로써 수득되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
구현예 10:
아민 및 이산화탄소의 하나 이상의 복합체를 포함하는 수성상 II, 및 기체상을 제공하는 단계; 상기 수성상 II를 가열하는 단계; 상기 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계를 포함하는, 아민-이산화탄소 복합체로부터 아민 및 이산화탄소의 정제 방법으로서, 상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 상기 기체상 내로 통과하며; 수성상 II'는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 포함하도록 형성되고; 상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함하는, 방법.
구현예 11: 구현예 10에 있어서, 적어도 상기 수성상 II의 가열이 2.0 메가파스칼 초과의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
구현예 12: 구현예 10 또는 11에 있어서, 상기 수성상 II의 가열이, 상기 수성상 II의 온도가 80℃ 내지 100℃로 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
구현예 13: 구현예 10 내지 12 중 어느 한 구현예에 있어서, 적어도 일부의 물이 상기 수성상 II'로부터 제거되고, 아민으로 농화된 수성상 II"가 수득되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
구현예 14: 구현예 10 내지 13 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 방법이 연속 공정인 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
구현예 15:
하나 이상의 에틸렌 및 촉매를 포함하는 유기상을 제공하는 단계; 상기 에틸렌을 올리고머화하며, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상이 수득되어, 화합물 (a)를 형성하는 단계; 화합물 (b)를 형성하는 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계; 화합물 (c)를 형성하는 아민을 제공하는 단계; 상기 화합물 (a), (b) 및 (c)를 혼합하는 단계; 상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계; 상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계; 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계; 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 이산화탄소와 접촉되었을 때, 유기상 내에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계; 상기 수성상 II를 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 80℃ 내지 100℃까지 가열하는 단계; 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계를 포함하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법으로서, 정제된 선형 a-올레핀을 상기 유기상에서 수득하며; 상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 기체상 내로 통과하며; 상기 수성상 II는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 함유하고; 상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함하는, 방법.
구현예 16: 구현예 15에 있어서, 상기 수성상 II로부터 적어도 일부의 물을 제거하는 단계를 추가로 포함하고, 아민으로 농화된 상 II가 수득되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법.
구현예 17: 구현예 15 또는 16에 있어서, 상기 방법이 연속 공정인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법.
구현예 18: 하나 이상의 공급구(feed) 및 하나 이상의 배출구를 가진 반응기; 배출구와 함께 혼합기의 하류에 위치하는 경사기(decanter); 배출구와 함께 상기 경사기의 하류에 위치하는 경사기; 상기 경사기의 하류이지만, 상기 경사기의 상류 또는 상기 경사기에 직접 부착되는 하나 이상의 공급구; 및 배출구와 유체 소통되는 가열 장비를 포함하는, 장치로서, 생성물 배출구는 상기 혼합기와 유체가 순차적으로 연결되며; 2개 이상의 공급구는 상기 반응기의 하류에 위치하지만 상기 혼합기의 상류에 위치하며; 상기 가열 장비는 경사기의 주입구와 유체 소통되는 기체 배출구를 가지며; 상기 가열 장비는 경사기와 유체 소통되는 액체 배출구를 가지며; 상기 경사기는 배출구와 유체 소통되며; 상기 배출구는 펌프와 유체 소통되고; 상기 펌프는 공급구와 유체 소통되는, 장치.
일반적으로, 본 발명은 대안적으로, 본원에 개시된 임의의 적절한 구성성분들을 포함하거나, 구성되거나, 또는 필수적으로 구성된다. 본 발명은 부가적으로 또는 대안적으로, 선행 조성물에 사용되거나 또는 그렇지 않다면 본 발명의 기능 및/또는 목적의 달성에 필수적이지 않은 임의의 구성성분, 물질, 성분, 보조제 또는 화학종을 배제하거나 또는 실질적으로 포함하지 않기 위해 제형화될 수 있다. 동일한 구성성분 또는 특성에 대한 모든 범위들의 종점들은 포함적이며, 독립적으로 조합가능하다(예, "25 중량% 이하, 또는 5 중량% 내지 20 중량%"의 범위는 "5 중량% 내지 25 중량%"의 범위의 종점들 및 모든 중간값들 등을 포함함). 보다 넓은 범위 외에도 더 좁은 범위 또는 더 구체적인 그룹에 대한 개시내용은 보다 넓은 범위 또는 더 큰 그룹을 부인하는 것이 아니다. "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 더욱이, 용어 "제1", "제2" 등은 본원에서 임의의 순서, 양 또는 중요도를 나타내는 것이 아니며, 그보다는 하나의 요소를 또 다른 요소와 구별하는 데 사용된다. 본원에서, 용어 단수형("a", "an" 및 "the")은 양의 한계를 나타내는 것이 아니며, 본원에서 다르게 지시되거나 또는 문맥상 명백하게 상충되지 않는 한, 단수형과 복수형 둘 다를 망라하는 것으로 간주되어야 한다. "또는"은 "및/또는"을 의미한다. 본원에서, 접미사 "(들)"은 이것이 변형시키는 용어의 단수형 및 복수형 둘 다를 포함하고자 하며, 이로써, 해당 용어를 하나 이상 포함한다(예, 필름(들)은 하나 이상의 필름을 포함함). 명세서 전체에서 "하나의 구현예", "또 다른 구현예", "일 구현예" 등에 대한 언급은, 구현예와 관련하여 기술된 특정 요소(예, 특성, 구조 및/또는 특징)가 본원에 기술된 하나 이상의 구현예에 포함되며, 다른 구현예에도 존재할 수 있거나 또는 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 기술된 요소들은 다양한 구현예들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다.
양과 관련하여 사용되는 수식어 "약"은 언급된 값을 포함하며 문맥상 결정되는 의미를 가진다(예, 이는 특정 양의 측정치와 관련된 오차 정도를 포함함). 표기 "+ 10%"는, 지시된 측정치가 언급된 값의 마이너스 10%인 양 내지 언급된 값의 플러스 10%인 양일 수 있음을 의미한다. 용어 "앞", "뒤", "하부" 및/또는 "상부"는 본원에서 사용되며, 다르게 언급되지 않는 한, 단순히 설명의 편리함을 위한 것이며, 임의의 하나의 위치 또는 공간적 배향으로 제한되는 것이 아니다. "선택적인" 또는 "선택적으로"는, 후속적으로 기술되는 사건 또는 환경이 발생하거나 발생하지 않을 수 있으며, 설명이 해당 사건이 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 포함함을 의미한다. 다르게 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 당업자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
모든 인용된 특허, 특허 출원 및 다른 참조 문헌들은 그 전체가 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 그러나, 본 출원의 용어가 인용 참조 문헌의 용어와 상충하는 경우, 본 출원의 용어가 인용 참조 문헌의 상충되는 용어에 우선한다.
특정 구현예가 기술되었지만, 출원인 또는 당업자에 의해, 현재 예상되지 않거나 또는 예상될 수 없는 대안, 변형, 변화, 개선 및 실질적인 등가물이 생성될 수 있다. 이에, 출원된 그 자체 및 보정될 수 있는 첨부된 청구항은 모든 이러한 대안, 변형, 변화, 개선 및 실질적인 등가물들을 포함하고자 한다.

Claims (18)

  1. 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상을 제공하는 단계;
    알칼리 수성상 I을 제공하는 단계;
    아민을 제공하는 단계;
    상기 선형 a-올레핀, 상기 알칼리 수성상 I 및 상기 아민을 혼합하는 단계;
    상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계;
    상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계;
    상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계;
    이산화탄소와 접촉되었을 때, 상기 유기상에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계
    를 포함하고,
    정제된 선형 a-올레핀을 상기 유기상에서 수득하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 유기상과 상기 이산화탄소의 접촉이 2.0 메가파스칼 초과 범위의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방법이 연속 공정으로서 수행되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아민이 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 환형 아민으로부터 선택되는 유기 아민인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유기 아민이 t-부틸 아민, 트리에틸 아민, 사이클로펜틸 아민, t-옥틸 아민, n-헵틸 아민, 2-헵틸 아민, 헥실 아민, 2-에틸헥실 아민, 다이헥실 아민, 1,6-다이아미노 헥산, 트리부틸 아민, 1,8-다이아미노 옥탄, n-도데실 아민, 3-에틸헵틸 아민 및 트리스-2-에틸 헥실 아민으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기상이, 비극성인 하나 이상의 구성성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유기상이 방향족 용매 및 지방족 용매로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유기 용매가 톨루엔 또는 사이클로헥산인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형 a-올레핀이 에틸렌을 올리고머화함으로써 수득되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 정제 방법.
  10. 아민-이산화탄소 복합체로부터 아민 및 이산화탄소의 정제 방법으로서,
    아민 및 이산화탄소의 하나 이상의 복합체를 포함하는 수성상 II, 및 기체상을 제공하는 단계;
    상기 수성상 II를 가열하는 단계;
    상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 상기 기체상 내로 통과하며, 상기 복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계
    를 포함하고,
    수성상 II'가 이산화탄소보다 아민을 더 많이 포함하도록 형성되고;
    상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 상기 수성상 II의 가열이 2.0 메가파스칼 초과의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 수성상 II의 가열이, 상기 수성상 II의 온도가 80℃ 내지 100℃로 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 일부의 물이 상기 수성상 II'로부터 제거되고,
    아민으로 농화된 수성상 II"가 수득되는 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법이 연속 공정인 것을 특징으로 하는, 아민 및 이산화탄소의 정제 방법.
  15. 하나 이상의 에틸렌 및 촉매를 포함하는 유기상을 제공하는 단계;
    상기 에틸렌을 올리고머화하며, 선형 a-올레핀을 포함하는 유기상이 수득되어, 화합물 (a)를 형성하는 단계;
    화합물 (b)를 형성하는 알칼리 수성상 I을 제공하는 단계;
    화합물 (c)를 형성하는 아민을 제공하는 단계;
    상기 화합물 (a), (b) 및 (c)를 혼합하는 단계;
    상기 유기상으로부터 상기 수성상 I을 분리하는 단계;
    상기 유기상에 물을 첨가함으로써, 수성상 II를 형성하는 단계;
    2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 상기 유기상을 이산화탄소와 접촉시키는 단계;
    2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 이산화탄소와 접촉되었을 때, 유기상 내에 형성된 고체를 포함하는 상기 수성상 II를 분리하는 단계;
    상기 수성상 II를 2.0 메가파스칼 내지 3.0 메가파스칼의 압력에서 80℃ 내지 100℃까지 가열하는 단계;
    복합체를 하나 이상의 아민 및 이산화탄소로 분해하는 단계
    를 포함하고,
    정제된 선형 a-올레핀을 상기 유기상에서 수득하며;
    상기 이산화탄소는 상기 수성상 II로부터 기체상 내로 통과하며;
    상기 수성상 II는 이산화탄소보다 아민을 더 많이 함유하고;
    상기 기체상은 아민보다 이산화탄소를 더 많이 포함하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수성상 II로부터 적어도 일부의 물을 제거하는 단계를 추가로 포함하고,
    아민으로 농화된 상 II가 수득되는 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 방법이 연속 공정인 것을 특징으로 하는, 선형 a-올레핀의 제조 방법.
  18. 하나 이상의 공급구(feed) 및 하나 이상의 배출구를 가진 반응기;
    배출구와 함께 혼합기의 하류에 위치하는 경사기(decanter);
    배출구와 함께 상기 경사기의 하류에 위치하는 경사기;
    상기 경사기의 하류이지만, 상기 경사기의 상류 또는 상기 경사기에 직접 부착되는 하나 이상의 공급구; 및
    배출구와 유체 소통되는 가열 장비
    를 포함하는 장치로서,
    생성물 배출구는 상기 혼합기와 유체가 순차적으로 연결되며;
    2개 이상의 공급구는 상기 반응기의 하류에 위치하지만 상기 혼합기의 상류에 위치하며;
    상기 가열 장비는 경사기의 주입구와 유체 소통되는 기체 배출구를 가지며;
    상기 가열 장비는 경사기와 유체 소통되는 액체 배출구를 가지며;
    상기 경사기는 배출구와 유체 소통되며;
    상기 배출구는 펌프와 유체 소통되고;
    상기 펌프는 공급구와 유체 소통되는, 장치.
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