KR20190110958A - Alpha olefin synthesis method and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an alpha olefin synthesizing method comprising: a first step of preparing a catalyst composition by mixing the catalyst composition including a catalyst and a promoter during 5-20 minutes; a second step of injecting the catalyst composition and ethylene into a reactor; a third step of performing ethylene oligomerization reaction in the reactor; a fourth step of discharging 50-90 wt% of a reaction solution of the reactor during the oligomerization reaction to the reactor; a fifth step of removing heat by passing the reaction solution from the reactor through a heat exchanging device; and a sixth step of mixing the heat-removed reaction solution with the reaction solution in the reactor. The sixth step discharges the heat-removed reaction solution into the reactor through one or more species selected from a group composed of a mixing educator and a spraying unit. The present invention can improve activity of the catalyst.

Description

알파 올레핀 합성 방법 및 그 장치 {ALPHA OLEFIN SYNTHESIS METHOD AND APPARATUS THEREOF}ALPHA OLEFIN SYNTHESIS METHOD AND APPARATUS THEREOF

본 발명은 알파 올레핀 합성 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 에틸렌을 저중합체화할 때 사용하는 촉매 및 조촉매를 미리 일정 시간 동안 혼합하여 균일한 혼합물이 되도록 하고, 제열(除熱)을 위하여 순환(circulation)되었던 용액과 에틸렌이 반응을 위하여 다시 반응기 내부로 유입되는 알파 올레핀 합성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a device for synthesizing alpha olefins, wherein a catalyst and a promoter used for oligomerization of ethylene are mixed in advance for a predetermined time so as to be a uniform mixture, and circulated for heat removal. The present invention relates to a method and an apparatus for synthesizing alpha olefins, in which a solution and ethylene are introduced into the reactor again for reaction.

선형 알파-올레핀(Linear alpha-olefin)은 공단량체, 세정제, 윤활제, 가소제 등에 쓰이는 중요한 물질로 상업적으로 널리 사용되며, 특히 1-헥센과 1-옥텐은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 제조 시 폴리에틸렌의 밀도를 조절하기 위한 공단량체로서 많이 사용된다.Linear alpha-olefins are widely used commercially as important materials for comonomers, detergents, lubricants, plasticizers, etc. In particular, 1-hexene and 1-octene are used in the production of linear low density polyethylene (LLDPE). It is often used as a comonomer to control the density.

종래의 LLDPE(Linear Low-Density Polyethylene, 선형 저밀도 폴리에틸렌)의 제조 과정에는 에틸렌과 함께 폴리머 골격(polymer backbone)에 분지(branch)를 형성하여 밀도(density)를 조절하기 위하여 알파-올레핀, 예를 들어 1-헥센, 1-옥텐과 같은 공단량체와 공중합이 이루어지도록 하였다.Conventional manufacturing process of LLDPE (Linear Low-Density Polyethylene) is used to form a branch in the polymer backbone together with ethylene to control density by adjusting the density of density. Copolymerization was performed with comonomers such as 1-hexene and 1-octene.

따라서, 공단량체의 함량이 높은 LLDPE의 제조를 위해서는 공단량체의 가격이 제조 비용의 큰 부분을 차지한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 시도가 있어 왔다.Therefore, there is a problem that the price of the comonomer takes a large part of the manufacturing cost for the production of LLDPE having a high comonomer content. Various attempts have been made to solve this problem.

또한, 알파-올레핀은 종류에 따라 응용 분야나 시장 규모가 다르기 때문에 특정 올레핀을 선택적으로 생산할 수 있는 기술은 상업적으로 크게 중요하며, 최근 선택적인 에틸렌 저중합체화(ethylene oligomerization)를 통해 1-헥센 또는 1-옥텐을 높은 선택도로 제조하는 크롬촉매 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.In addition, since alpha-olefins have different application fields or market sizes, technology for selectively producing specific olefins is commercially important, and recently, 1-hexene or ethylene oligomerization may be used. There is much research on the chromium catalyst technology for producing 1-octene with high selectivity.

통상적으로 선형 알파-올레핀의 합성을 위해 연속교반탱크 반응기(CSTR: continuous stirred-tank reactor)에 투입되는 반응 원료는 리간드 화합물, 크롬과 같은 전이금속 화합물 및 조촉매를 포함하는 촉매 조성물과 올레핀 단량체이며, 반응기 내 물질 전달(mass transfer) 효율을 증가시키기 위해 교반기를 사용하는 것이 일반적이다.Typically, the reaction raw materials fed to a continuous stirred-tank reactor (CSTR) for the synthesis of linear alpha-olefins are catalyst compositions and olefin monomers comprising ligand compounds, transition metal compounds such as chromium and promoters. In general, it is common to use a stirrer to increase the mass transfer efficiency in the reactor.

그러나, 반응이 진행되는 동안 올레핀 단량체가 고르게 분산되지 않으면 삼량화(trimerization) 및 사량화(tetramerization)에 그치지 않고 고분자가 계속 성장하여 바람직하지 않은 긴 고분자가 형성되는 문제점이 있다. 또한, 생성된 고분자가 교반기에 달라 붙어 혼합 효율이 낮아지는 경우가 종종 있었으며, 따라서 올리고머화 장치의 유지보수에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.However, if the olefin monomer is not uniformly dispersed during the reaction, there is a problem that not only trimerization and tetramerization but also the polymer continues to grow and an undesirable long polymer is formed. In addition, the resulting polymer is often stuck to the stirrer and the mixing efficiency is often lowered, and thus there is a problem that the maintenance of the oligomerization device is expensive.

이에 따라, 본 발명자들은 리간드 화합물 및 크롬 소스 등의 촉매 원료와 조촉매를 반응기 투입 전 미리 혼합하는 단계를 일정 시간 수행함으로써, 제조된 촉매 조성물의 활성도가 향상되고 반응의 선택성이 일정 수준 이상으로 제어되며 에틸렌으로부터 올리고머가 아닌 폴리머의 생성이 최소화되는 것을 발견하였다. 또한, 제열을 위하여 순환(circulation)되었던 반응중용액(촉매 조성물과 에틸렌)이 반응을 위하여 다시 반응기 내부로 유입될 때 믹싱 이덕터 및/또는 분사 수단을 사용함으로써 반응기 내에서 제열 및 반응 활성이 높아지는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors perform the step of pre-mixing the catalyst raw materials such as ligand compound and chromium source and the co-catalyst before inputting the reactor for a certain time, thereby improving the activity of the prepared catalyst composition and controlling the selectivity of the reaction to a certain level or more. And minimization of the production of non-oligomeric polymers from ethylene. In addition, when the reaction solution (catalyst composition and ethylene) which has been circulated for the heat removal is introduced into the reactor again for the reaction, the heat removal and reaction activity in the reactor is increased by using the mixing eductor and / or the injection means. It was confirmed that the present invention was completed.

본 발명은 알파 올레핀 합성에 사용되는 촉매 조성물의 활성도가 향상되고, 반응기 내부에서 용액의 제열 및 반응 활성 또한 향상된 알파 올레핀 합성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method for synthesizing alpha olefins which improves the activity of the catalyst composition used for the synthesis of alpha olefins, and also improves the heat removal and reaction activity of the solution in the reactor.

본 발명의 일 구현 예는 촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 5 내지 20분 동안 혼합하여 촉매 조성물을 준비하는 제1단계; 상기 촉매 조성물과 에틸렌을 반응기에 주입하는 제2단계; 상기 반응기 내에서 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행하는 제3단계; 상기 올리고머화 반응의 진행 중에 반응기 내부의 반응중용액의 50 내지 90 중량%를 상기 반응기에서 내보내는 제4단계; 상기 반응기에서 나온 반응중용액을 열교환기를 통과시켜 열을 제거하는 제5단계; 및 상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부의 반응중용액에 혼합하는 제6단계;를 포함하며, 상기 제6단계는 믹싱 이덕터(mixing eductor) 및 분사수단으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 통해 상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부로 유입하는 것인, 알파 올레핀 합성 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention comprises a first step of preparing a catalyst composition by mixing a catalyst mixture comprising a catalyst and a promoter for 5 to 20 minutes; Injecting the catalyst composition and ethylene into a reactor; A third step of conducting an ethylene oligomerization reaction in the reactor; A fourth step of discharging 50 to 90% by weight of the reaction solution in the reactor from the reactor during the oligomerization reaction; A fifth step of removing heat by passing the reaction solution from the reactor through a heat exchanger; And a sixth step of mixing the defrosted reaction solution with the reaction solution in the reactor, wherein the sixth step comprises at least one selected from the group consisting of a mixing eductor and spraying means. It provides a method for synthesizing the alpha olefin, which is introduced into the reactor through the defrosted reaction solution.

본 발명의 알파 올레핀 합성 방법에 따르면, 촉매 조성물을 이루는 리간드 화합물, 전이금속 화합물과 조촉매가 반응기에 투입되기 전 균일하게 혼합됨으로써 촉매의 활성이 개선된다. 이로써 반응의 선택성 및 전환율 또한 향상되고 바람직하지 않은 긴 폴리머의 생성이 최소화될 수 있다.According to the method for synthesizing alpha olefin of the present invention, the activity of the catalyst is improved by uniformly mixing the ligand compound, the transition metal compound and the co-catalyst constituting the catalyst composition before entering the reactor. This also improves the selectivity and conversion of the reaction and can minimize the production of undesirable long polymers.

또한, 제열을 위하여 반응기 외부를 순환(circulation)한 반응중용액이 반응을 위하여 다시 반응기 내부로 유입될 때 믹싱 이덕터 또는 분사 수단을 사용함으로써 혼합 효율이 높아지고 물질전달한계(mass transfer limitation)의 영향이 낮아진다. 즉, 반응기 내에서 제열 및 반응 활성이 높아진다. In addition, when the reaction solution circulated outside the reactor for heat removal is introduced into the reactor again for the reaction, the mixing efficiency is increased and the effect of mass transfer limitation is increased by using a mixing eductor or a spraying means. Is lowered. That is, heat removal and reaction activity become high in a reactor.

특히, 상기 믹싱 이덕터를 사용하는 경우 교반기를 별도로 사용하지 않을 수 있어 반응기의 유지 및 보수를 용이하게 하고, 장치의 설치 비용을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 분사 수단으로서 스파징 노즐을 사용하는 경우 미세한 버블 상태로 반응중용액을 분사시킴으로써 반응중용액이 순환 후 반응기 내부로 유입될 때, 반응중용액의 높은 선속도에 의하여 반응기에 미칠 수 있는 기계적 부하를 낮출 수 있다.In particular, in the case of using the mixing eductor, a separate agitator may not be used, thereby facilitating the maintenance and repair of the reactor and minimizing the installation cost of the device. In addition, when the sparging nozzle is used as the injection means, when the reaction solution is introduced into the reactor after the circulation by injecting the reaction solution in a fine bubble state, it may affect the reactor by the high linear velocity of the reaction solution. The mechanical load can be lowered.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 적용되는 믹싱 이덕터의 작동 상태도이다.
도 4는 도 2에 적용되는 믹싱 이덕터와 내부 반응기의 상호 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치의 구성도이다.
도 6은 도 5에 적용되는 스파저의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치의 구성도이다.
도 8은 도 7에서 반응기와 스파징 노즐의 관계를 도시한 평면도이다.
도 9는 도 7 및 도 8에 적용되는 스파징 노즐의 측면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치에서 반응기와 스파징 노즐의 관계를 도시한 평면도이다.
1 is a flowchart of a method for synthesizing alpha olefin according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an alpha olefin synthesis apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an operating state of the mixing eductor applied to FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operating state of a mixing eductor and an internal reactor applied to FIG. 2.
5 is a block diagram of an alpha olefin synthesis apparatus according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a sparger applied to FIG. 5.
7 is a block diagram of an alpha olefin synthesis apparatus according to a third embodiment of the present invention.
8 is a plan view illustrating a relationship between a reactor and a sparging nozzle in FIG. 7.
9 is a side view of the sparging nozzle applied to FIGS. 7 and 8.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 9.
11 is a plan view illustrating a relationship between a reactor and a sparging nozzle in the alpha olefin synthesis apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid in understanding the present invention. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing exemplary embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the terms "comprise", "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, component, or combination thereof, that is, one or more other features, It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof.

본 명세서 전체에서 '촉매계', '촉매 조성물' 또는 '촉매 시스템' 이라 함은 전이금속 소스, 리간드 화합물 및 조촉매를 포함하는 3 성분, 또는 대안적으로, 전이금속 화합물 및 조촉매의 2 성분이 동시에 또는 임의의 순서로 첨가되어 활성이 있는 촉매 조성물로 수득될 수 있는 상태의 것을 의미한다. 상기 촉매 조성물의 3 성분 또는 2 성분은 용매 및 단량체의 존재 또는 부존재 하에 첨가될 수 있으며, 상기 세 용어는 혼용될 수 있다.Throughout this specification, "catalyst system", "catalyst composition" or "catalyst system" means a three component comprising a transition metal source, a ligand compound and a promoter, or alternatively, two components of the transition metal compound and a promoter It means a state which can be added simultaneously or in any order to obtain an active catalyst composition. Three or two components of the catalyst composition may be added in the presence or absence of a solvent and a monomer, and the three terms may be used interchangeably.

본 명세서에서 사용하는 용어 '저중합체화(oligomerization)'란, 올레핀이 소중합되는 것을 의미한다. 중합되는 올레핀의 개수에 따라 삼량화(trimerization), 사량화(tetramerization)라고 불리며, 이를 총칭하여 다량화(multimerization)라고 한다. 특히 본 명세서에서는 에틸렌으로부터 LLDPE의 주요 공단량체인 1-헥센 및 1-옥텐을 선택적으로 제조하는 것을 의미한다.As used herein, the term 'oligomerization' means that the olefin is small polymerized. Depending on the number of olefins to be polymerized, it is called trimerization and tetramerization, which is collectively called multimerization. In particular, it is meant herein to selectively prepare 1-hexene and 1-octene which are the main comonomers of LLDPE from ethylene.

본 명세서에서 하이드로카빌기는 탄소와 수소로만 이루어진 모든 화합물을 의미하며, 예를 들면, 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 시클로알킬기 등이 있고, 이러한 하이드로카빌기를 의미하는 용어의 사용에 있어서 특별한 언급이 없는 한, 직쇄와 분지쇄 모두를 의미할 수 있으며, 비치환형 및 치환형 모두를 의미할 수 있다. 예를 들면, C1~C20의 알킬기인 그룹이라 함은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 의미할 수 있고, C6~C20의 아릴기라 함은, 예컨대, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the hydrocarbyl group refers to all compounds consisting of only carbon and hydrogen, and examples thereof include an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, and the like. As long as there is no, it can mean both straight and branched chain, it can mean both unsubstituted and substituted. For example, a group which is an alkyl group of C1 to C20 may mean methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, and the like. The aryl group of ˜C20 includes, for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에서 알킬아릴기는 1 이상의 알킬기를 치환기로 갖는 아릴기를 의미하고, 아릴알킬기는 1 이상의 아릴기를 치환기로 갖는 알킬기를 의미한다.In this specification, an alkylaryl group means an aryl group having at least one alkyl group as a substituent, and an arylalkyl group means an alkyl group having at least one aryl group as a substituent.

본 명세서에서 헤테로 원소는 N, O, S, P를 의미하고, 헤테로하이드로카빌기는 헤테로 원자가 1이상 포함된 하이드로카빌기를 의미할 수 있다. 즉, 헤테로알킬기는 알킬기의 구성 탄소 중 어느 하나의 탄소가 헤테로 원자로 치환되거나, 치환기로 헤테로 원자를 포함하는 것을 의미할 수 있고, 헤테로아릴기는 피리딜기와 같이 방향족 고리의 탄소 중 어느 하나가 헤테로 원자로 치환된 것을 의미할 수 있다. 이 외 헤테로아릴알킬기, 헤테로알킬아릴기, 헤테로알케닐아릴기 등의 경우도 마찬가지일 수 있다.In the present specification, the hetero element refers to N, O, S, and P, and the heterohydrocarbyl group may mean a hydrocarbyl group including one or more hetero atoms. That is, a heteroalkyl group may mean that any one carbon of the constituent carbons of the alkyl group is substituted with a hetero atom, or a hetero atom is included as a substituent, and the heteroaryl group, like a pyridyl group, any one of the carbons in the aromatic ring is a hetero atom. It may mean substituted. The same may also apply to other heteroarylalkyl groups, heteroalkylaryl groups, heteroalkenylaryl groups, and the like.

이하, 본 발명의 알파 올레핀 합성 방법에 대해 상세히 서술한다.Hereinafter, the alpha olefin synthesis method of this invention is explained in full detail.

알파 올레핀의 합성 방법Synthesis method of alpha olefin

본 발명의 알파 올레핀 합성 방법은 촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 5 내지 20분 동안 혼합하여 촉매 조성물을 준비하는 제1단계; 상기 촉매 조성물과 에틸렌을 반응기에 주입하는 제2단계; 상기 반응기 내에서 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행하는 제3단계; 상기 올리고머화 반응의 진행 중에 반응기 내부의 반응중용액의 50 내지 90 중량%를 상기 반응기에서 내보내는 제4단계; 상기 반응기에서 나온 반응중용액을 열교환기를 통과시켜 열을 제거하는 제5단계; 및 상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부의 반응중용액에 혼합하는 제6단계;를 포함하며, 상기 제6단계는 믹싱 이덕터(mixing eductor) 및 분사수단으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 통해 상기 반응중용액을 반응기 내부로 유입하는 것을 특징으로 한다.The alpha olefin synthesis method of the present invention comprises the first step of preparing a catalyst composition by mixing a catalyst mixture comprising a catalyst and a promoter for 5 to 20 minutes; Injecting the catalyst composition and ethylene into a reactor; A third step of conducting an ethylene oligomerization reaction in the reactor; A fourth step of discharging 50 to 90% by weight of the reaction solution in the reactor from the reactor during the oligomerization reaction; A fifth step of removing heat by passing the reaction solution from the reactor through a heat exchanger; And a sixth step of mixing the defrosted reaction solution with the reaction solution in the reactor, wherein the sixth step comprises at least one selected from the group consisting of a mixing eductor and spraying means. It is characterized in that the reaction solution is introduced into the reactor through.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 방법에 대한 순서도이고, 도 2 및 도 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치의 구성도이다.1 is a flowchart illustrating a method for synthesizing alpha olefins according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 7 are structural diagrams of an apparatus for synthesizing alpha olefins according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 일 실시예의 알파 올레핀 합성 방법은 촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 인라인 믹서(1)를 이용해 혼합하여 촉매 조성물을 준비하고, 상기 촉매 조성물 및 에틸렌을 반응기(2)에 주입하여 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행한 후, 반응을 완료한 반응완료용액을 반응기(2)에서 내보낸다. 1, 2 and 7, the alpha olefin synthesis method according to one embodiment prepares a catalyst composition by mixing a catalyst mixture including a catalyst and a promoter using an in-line mixer 1, and prepares the catalyst composition and ethylene. To the reactor (2) to proceed with the ethylene oligomerization (oligomerization) reaction, and then complete the reaction solution is completed in the reactor (2).

알파 올레핀 저중합체의 합성은 에틸렌 등의 알파 올레핀을 원료로 하는 저중합 반응으로써 발열 반응이기 때문에 반응기(2)를 냉각시키면서 진행된다. 이를 위하여, 반응기(2)는 외부에 냉각수(또는 냉매) 재킷(21)을 더 구비한다. 즉 냉각수(또는 냉매) 재킷(21)은 발열 반응이 진행되는 반응기(2)를 냉각시킨다. 그리고 반응기(2)는 상부에 릴리프 밸브(22)를 구비하여, 합성 반응 중에 내부 압력을 설정압으로 안전하게 유지시킬 수 있다. 선택적으로, 반응기 열을 제거하기 위해, 반응기 내부에 코일(coil)을 포함할 수 있다(미도시).The synthesis of the alpha olefin oligomer is a low polymerization reaction using alpha olefins such as ethylene as an exothermic reaction, and thus proceeds while cooling the reactor 2. To this end, the reactor 2 is further provided with a coolant (or refrigerant) jacket 21 on the outside. That is, the cooling water (or refrigerant) jacket 21 cools the reactor 2 in which the exothermic reaction proceeds. And the reactor 2 is provided with a relief valve 22 at the top, it is possible to safely maintain the internal pressure at the set pressure during the synthesis reaction. Optionally, a coil may be included inside the reactor to remove reactor heat (not shown).

예를 들면, 알파 올레핀 합성 방법은 촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 5 내지 20분 동안 혼합하여 촉매 조성물을 준비하는 제1단계(ST1); 상기 촉매 조성물과 에틸렌을 반응기에 주입하는 제2단계(ST2); 상기 반응기 내에서 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행하는 제3단계(ST3); 상기 올리고머화 반응의 진행 중에 반응기 내부의 반응중용액의 50 내지 90 중량%를 상기 반응기에서 내보내는 제4단계(ST4); 상기 반응기에서 나온 반응중용액을 열교환기를 통과시켜 열을 제거하는 제5단계(ST5); 및 상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부의 반응중용액에 혼합하는 제6단계(ST6)를 포함한다.For example, the alpha olefin synthesis method may include a first step (ST1) of preparing a catalyst composition by mixing a catalyst mixture including a catalyst and a promoter for 5 to 20 minutes; A second step (ST2) of injecting the catalyst composition and ethylene into the reactor; A third step (ST3) of carrying out an ethylene oligomerization reaction in the reactor; A fourth step (ST4) of discharging 50 to 90% by weight of the reaction solution in the reactor from the reactor during the oligomerization reaction; A fifth step (ST5) of removing heat by passing the reaction solution from the reactor through a heat exchanger; And a sixth step (ST6) of mixing the deoxidized reaction solution with the reaction solution in the reactor.

일 예로서, 상기 제1단계(ST1)는 인라인 믹서(1)를 이용하여 수행될 수 있다. 인라인 믹서는 원료와 액상 용매를 이용하여 혼합하는 시스템으로서 고정자(stator)와 고속으로 회전하는 회전자(rotor)의 미세한 간격 사이로 내용물을 통과시켜 분자간의 응집력을 낮추며 분산 및 분쇄 효과를 일으킨다. 따라서, 인라인 믹서는 안정적인 혼합이 가능하고, 내용물을 순환시켜 분산, 분쇄 및 유화가 진행되므로 작업 효율이 높아지는 이점이 있다.As an example, the first step ST1 may be performed using the inline mixer 1. In-line mixer is a system that mixes the raw material and the liquid solvent to pass the contents between the minute interval between the stator and the rotor rotating at high speed to reduce the cohesion between molecules and to produce a dispersion and grinding effect. Therefore, the in-line mixer is capable of stable mixing, there is an advantage that the work efficiency is increased because the dispersion, grinding and emulsification proceeds by circulating the contents.

이로써 촉매와 조촉매가 균일하게 혼합될 수 있어 촉매의 선택도가 동일하게 유지될 수 있다. 따라서, 촉매의 활성도가 향상되고 올리고머가 아닌 폴리머의 생성이 최소화되는 효과가 있다. 본 발명에서는 통상적으로 사용되는 인라인 믹서를 사용할 수 있으며 특별히 이에 제한되지 않는다.This allows the catalyst and cocatalyst to be uniformly mixed so that the selectivity of the catalyst can remain the same. Therefore, there is an effect that the activity of the catalyst is improved and the production of the polymer other than the oligomer is minimized. In the present invention, a commonly used inline mixer may be used, and the present invention is not particularly limited thereto.

상기 혼합은 5 내지 20분 동안 수행되는 것을 특징으로 하며, 바람직하게 7 내지 15분 동안 수행될 수 있다. 상기 혼합이 5분 미만으로 수행되는 경우, 촉매와 조촉매의 배위 결합과 같은 화학적 결합이 잘 이루어지지 않아 스케일(scale)이 발생할 수 있다. 또한, 혼합이 20분 초과로 수행되는 경우, 촉매의 열화가 일어나서 안정성이 저하되고, 촉매당 제품 생산성이 저하될 수 있다.The mixing is characterized in that it is carried out for 5 to 20 minutes, preferably may be carried out for 7 to 15 minutes. If the mixing is performed in less than 5 minutes, chemical bonds such as coordination bonds between the catalyst and the promoter are not well formed, resulting in scale. Can be. In addition, when mixing is performed for more than 20 minutes, deterioration of the catalyst may occur, resulting in a decrease in stability and a decrease in product productivity per catalyst.

제3단계(ST3)는 주입된 촉매 조성물과 에틸렌이 반응기(2) 내에 설정 시간 체류하면서 에틸렌 저중합체화 반응을 진행한다. In the third step ST3, the injected catalyst composition and ethylene remain in the reactor 2 for a predetermined time to proceed with the ethylene oligomerization reaction.

상기 제3단계(ST3)에서, 상기 촉매 조성물과 통상적인 장치 및 접촉기술을 이용하여 불활성 용매의 존재 또는 부재 하에서 균질 액상 반응, 촉매 조성물이 일부 용해되지 않거나 전부 용해되지 않는 형태인 슬러리 반응, 2상 액체/액체반응, 또는 생성물 올레핀이 주매질로 작용하는 벌크상 반응 또는 가스상 반응으로 가능하며, 균질 액상 반응이 바람직하다.In the third step (ST3), a homogeneous liquid phase reaction in the presence or absence of an inert solvent using a conventional apparatus and contact technology with the catalyst composition, slurry reaction in which the catalyst composition is not partially or completely dissolved, 2 A phase liquid / liquid reaction, or a bulk phase reaction or a gas phase reaction in which the product olefins act as the main medium, is possible, and a homogeneous liquid phase reaction is preferred.

일 예로서, 상기 제3단계(ST3)는 약 5℃ 내지 약 200℃의 온도, 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 150℃, 보다 바람직하게 45 내지 120℃의 온도에서 수행될 수 있다. As an example, the third step ST3 may be performed at a temperature of about 5 ° C. to about 200 ° C., preferably about 30 ° C. to about 150 ° C., and more preferably 45 to 120 ° C.

또한, 상기 제3단계(ST3)는 약 20 bar 내지 약 300 bar의 압력에서, 바람직하게는 약 20 bar 내지 약 150 bar, 보다 바람직하게 45 내지 100bar의 압력에서 수행될 수 있다.In addition, the third step ST3 may be performed at a pressure of about 20 bar to about 300 bar, preferably about 20 bar to about 150 bar, and more preferably 45 to 100 bar.

상기 온도 및 압력 조건의 범위는 에틸렌을 저중합체화 반응시키는 호적의 조건일 수 있으며, 상기 온도 범위 및 압력 범위 내에서 에틸렌 저중합체화 반응 수행시, 원하는 알파-올레핀에 대해 선택도가 우수하고, 부산물의 양이 저감되며, 공정 운용 상 효율을 상승시키고 비용을 절감할 수 있다.The range of the temperature and pressure conditions may be a condition of the family register to ethylene oligomerization reaction, when performing the ethylene oligomerization reaction within the temperature range and pressure range, the selectivity is excellent for the desired alpha-olefin, The amount of by-products can be reduced, increasing efficiency and reducing costs in process operation.

또한, 상기 제3단계(ST3)는 반응기 내에 반응용매가 투입된 상태에서 에틸렌과 상기 저중합체화 촉매 조성물이 반응기로 투입됨으로써, 또는 반응용매와 에틸렌이 반응기 내에 투입된 상태에서 상기 촉매 조성물이 반응기로 투입됨으로써 개시될 수 있다. 또한, 상기 촉매 조성물은 용매를 포함할 수 있다.In addition, the third step (ST3) is the ethylene and the oligomerized catalyst composition is added to the reactor in the state where the reaction solvent is added to the reactor, or the catalyst composition is added to the reactor while the reaction solvent and ethylene in the reactor It can be initiated by. In addition, the catalyst composition may include a solvent.

상기 반응용매는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 큐멘, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 헵탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, n-헥산, 1-헥센, 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The reaction solvent is one selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, cumene, chlorobenzene, dichlorobenzene, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, methylcyclopentane, n-hexane, 1-hexene, 1-octene It may be abnormal.

또한, 상기 알파 올레핀 합성 방법은, 상기 제3단계(ST3) 이후, 생성물로서 1-헥센을 포함하는 조성물과 1-옥텐을 포함하는 조성물을 수득하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 생성물을 얻는 단계는 에틸렌의 저중합체화 반응에 의해 생성된 생성물들을 증류탑 등의 장치를 통하여 분리 공정을 수행하는 단계일 수 있다. 상기 분리 공정에서는 에틸렌 저중합체화 반응에 사용되는 용매의 종류에 따라서 분리에 필요한 에너지가 상이할 수 있으며, 일반적으로는 주 생성물인 1-헥센의 비점과 1-옥텐의 비점의 사이에서 비점을 갖는 화합물을 반응용매로 사용할 수 있다. 이 경우에는 분리 에너지 측면에서 상당히 유리할 수 있다.In addition, the method for synthesizing alpha olefin may include obtaining a composition including 1-hexene and 1-octene as a product after the third step (ST3). Obtaining such a product may be a step of separating the products produced by the oligomerization reaction of ethylene through a device such as a distillation column. In the separation process, the energy required for separation may vary depending on the type of solvent used in the ethylene oligomerization reaction, and generally has a boiling point between the boiling point of 1-hexene and 1-octene, which are main products. The compound can be used as the reaction solvent. In this case it can be quite advantageous in terms of separation energy.

제4단계(ST4)는 상기 올리고머화 반응의 진행 중에 반응기 내부의 반응중용액의 50 내지 90 중량%를 상기 반응기(2)에서 내보낸다. In the fourth step ST4, 50 to 90% by weight of the reaction solution in the reactor is discharged from the reactor 2 during the oligomerization reaction.

제5단계(ST5)는 반응중용액이 상기 반응기(2)에서 나와 제1관로(31)를 지나서 열교환기(3)로 유입된다. 상기 열교환기(3)는 반응기(2)의 외부에 구비되어 제1관로(31)로 연결되어 반응중용액을 유입하여 열을 제거하고, 제2관로(32)로 연결되어 제열된 반응중용액을 반응기(2)로 다시 공급한다.In the fifth step (ST5), the solution during the reaction exits the reactor 2 and passes through the first pipe 31 to the heat exchanger (3). The heat exchanger (3) is provided on the outside of the reactor (2) is connected to the first pipe line (31) to remove the heat entering the reaction medium solution, connected to the second pipe line (32) the reaction medium solution Is fed back into the reactor (2).

예를 들면, 열교환기(3)는 고온의 반응중용액이 유입되는 제1관로(31) 측으로 저온의 냉각수가 유입되고, 저온의 반응중용액이 유출되는 제2관로(32) 측으로 고온의 냉각수가 유출되면서 열교환 작용한다.For example, the heat exchanger 3 has a high temperature of cooling water toward the side of the second conduit 32 where low temperature cooling water flows into the first pipe line 31 through which the high temperature reaction solution flows in and a low temperature of the reaction solution flows out. Acts as a heat exchanger.

제1관로(31)에는 스트레이너 또는 필터(311)와 순환 펌프(312)가 설치되어 제1관로(31)를 통하여 반응기(2)에서 나온 반응중용액을 필터링하여 열교환기(3)로 공급한다. 제2관로(32)는 순환 펌프(312)의 압송에 의하여 열교환기(3)를 경유하여 제열된 반응중용액을 반응기(2)로 공급한다.The first pipe 31 is provided with a strainer or filter 311 and the circulation pump 312 to filter the reaction solution from the reactor 2 through the first pipe 31 to supply to the heat exchanger (3). . The second conduit 32 supplies the reaction medium solution, which has been deoxidized via the heat exchanger 3, by the pressure of the circulation pump 312 to the reactor 2.

제6단계(ST6)는 열교환기(3)에서 제열된 반응중용액을 믹싱 이덕터(mixing educator)(4) 또는 스파징 노즐(8)을 통해 다시 반응기(2) 내부의 반응중용액에 혼합함으로써 수행될 수 있다.The sixth step ST6 mixes the reaction solution heated in the heat exchanger 3 to the reaction solution inside the reactor 2 again through a mixing educator 4 or a sparging nozzle 8. This can be done by.

일 구현 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 믹싱 이덕터(4)가 열교환기(3)에 제2관로(32)로 연결되고 반응기(2) 내부에 설치될 수 있다. 따라서 믹싱 이덕터(4)는 열교환기(3)의 순환을 마치고 제열된 반응중용액을 경유시키면서 반응기(2) 내부에서 유입되는 내부의 반응용액도 추가로 혼합시킨다. 따라서 믹싱 이덕터(4)에서는 제열된 반응중용액과 반응기 내부에서 유입되는 내부의 반응용액의 혼합물이 반응기(2) 내부에 주입됨으로써 내부의 반응중용액과 최종적으로 혼합된다.As an example embodiment, as shown in FIG. 2, the mixing eductor 4 may be connected to the heat exchanger 3 by a second conduit 32 and installed inside the reactor 2. Therefore, the mixing eductor 4 finishes the circulation of the heat exchanger 3 and further mixes the reaction solution inside the reactor 2 while passing through the heat-reacted reaction solution. Therefore, in the mixing eductor 4, a mixture of the de-heated reaction solution and the reaction solution inside the reactor flows into the reactor 2 to be finally mixed with the reaction solution inside.

다른 구현 예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 스파징 노즐(8)이 열교환기(3)에 제2관로(32)로 연결되어 반응기(2) 내부에 설치될 수 있다. 따라서 스파징 노즐(8)은 순환 펌프(312)의 압송에 의하여 열교환기(3)에서 제열되어 순환을 마친 반응중용액을 반응기(2) 내부의 용액에 분사함으로써 수행될 수 있다. 이때, 반응중용액은 교반 중인 용액에 버블 상태로 분사된다.As another embodiment, as shown in FIG. 7, the sparging nozzle 8 may be installed in the reactor 2 by being connected to the heat exchanger 3 by a second conduit 32. Therefore, the sparging nozzle 8 may be performed by injecting a solution in the reactor 2 inside the reactor 2, which is de-heated in the heat exchanger 3 by the pressure of the circulation pump 312 and circulated. At this time, the solution during the reaction is sprayed in a bubble state to the stirring solution.

먼저, 믹싱 이덕터(4)가 반응기(2)에 설치되어 제6단계(ST6)가 믹싱 이덕터(4)를 통해 수행되는 경우에 대해 구체적으로 살펴본다. 도 3은 도 2에 적용되는 믹싱 이덕터의 작동 상태도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 믹싱 이덕터(4)는 상기 제열된 반응중용액을 경유시키는 노즐(41), 및 노즐(41)을 경유한 반응중용액을 고속으로 통과시켜 반응기(2)로 유입시키는 디퓨저(42)를 포함한다.First, a case in which the mixing eductor 4 is installed in the reactor 2 and the sixth step ST6 is performed through the mixing eductor 4 will be described in detail. 3 is a diagram illustrating an operating state of the mixing eductor applied to FIG. 2. 1 to 3, the mixing eductor 4 passes the nozzle 41 through the de-heated reaction solution, and the reaction solution through the nozzle 41 at high speed to allow the reactor 2 to flow through. It includes a diffuser (42) flowing in.

믹싱 이덕터(4)에서 고속 흐름의 반응중용액은 반응기(2) 내부에서 디퓨저(42) 주변의 반응중용액을 디퓨저(42) 내부로 더 끌어들인다. 따라서 디퓨저(42) 내부에서는 제열된 반응중용액과 내부로 끌어들인 반응중용액을 추가적으로 혼합하여, 반응기(2) 내부로 더 빠른 속도로 유입할 수 있다.In the mixing eductor 4, the high-flow reaction medium solution further draws the reaction solution around the diffuser 42 from inside the reactor 2 into the diffuser 42. Therefore, the inside of the diffuser 42 may additionally mix the de-heated reaction solution and the reaction solution drawn into the reactor, and may flow into the reactor 2 at a higher speed.

이를 위하여, 노즐(41)은 제2관로(32)에서 디퓨저(42)를 연결하여 제열된 반응중용액을 공급하는 제1통로(411), 및 제1통로(411)의 측방에 연결되어 반응기(2) 내부에 노출되어 내부 반응중용액을 유입하는 제2통로(412)를 포함한다.To this end, the nozzle 41 is connected to the first passage 411 for connecting the diffuser 42 in the second conduit 32 to supply the heated solution during the reaction, and the side of the first passage 411 to be connected to the reactor. (2) a second passage 412 exposed inside to introduce the internal reaction solution.

즉 노즐(41)의 제1통로(411)를 경유하는 반응중용액의 고속 흐름은 제2통로(412)에 강한 흡인력을 제공하여, 디퓨저(42) 주변에서 반응기(2) 내의 반응중용액을 추가적으로 유입하여, 노즐(41) 및 디퓨져(42)의 내부에서 추가적으로 혼합된다.That is, the high-speed flow of the reaction solution through the first passage 411 of the nozzle 41 provides a strong suction force to the second passage 412, so that the reaction solution in the reactor 2 around the diffuser 42 is removed. It is further introduced, and further mixed inside the nozzle 41 and the diffuser 42.

이와 같이 추가적으로 혼합된 반응중용액은 디퓨저(42)를 통하여 더 빠른 속도로 반응기(2) 내부로 주입되면서, 반응기(2) 내부의 반응중용액에 혼합된다. 이렇게 빠른 속도로 주입되는 반응중용액은 하부에서 주입되는 촉매 조성물 용액(촉매, 조촉매 및 용매) 및 에틸렌과 반응기(2)의 중심부에서 만나서 효과적으로 혼합된다.The additionally mixed reaction solution is injected into the reactor 2 at a higher speed through the diffuser 42 and mixed with the reaction solution inside the reactor 2. The reaction solution injected at such a high speed is effectively mixed with the catalyst composition solution (catalyst, cocatalyst and solvent) injected from the bottom and ethylene at the center of the reactor 2.

즉, 제6단계(ST6)는 (a) 제열된 반응중용액이 믹싱 이덕터(4)의 노즐(41)을 경유하는 노즐 단계, (b) 노즐(41)을 경유한 제열된 반응중용액이 믹싱 이덕터(4)의 디퓨저(42)를 고속 통과함으로써 디퓨저(42) 주변 반응기(2) 내부의 반응중용액이 디퓨저(42) 내부로 유입되는 디퓨저 단계, 및 (c) 디퓨저(42) 내부에서 제열된 반응중용액과 반응기(2) 내부의 반응중용액이 추가적으로 혼합되어 반응기(2) 내부로 유입되는 추가혼합단계를 포함한다.That is, the sixth step ST6 includes (a) a nozzle step in which the heated solution in the reaction passes through the nozzle 41 of the mixing eductor 4, and (b) the heated solution in the removed reaction through the nozzle 41. The diffuser stage in which the reaction solution inside the reactor 2 around the diffuser 42 flows into the diffuser 42 by passing through the diffuser 42 of the mixing eductor 4 at high speed, and (c) the diffuser 42. And a further mixing step in which the reaction intermediate solution deoxidized therein and the reaction solution inside the reactor 2 are additionally mixed and introduced into the reactor 2.

상기 (b) 단계에서는 제열된 반응중용액이 디퓨저(42)를 고속 통과하면서 반응기(2) 내부에서 디퓨저(42) 주변의 반응중용액을 디퓨저(42) 내부로 더 끌어들이게 된다.In the step (b), the heated solution in the reaction passes through the diffuser 42 at high speed, and further draws the reaction solution around the diffuser 42 from inside the reactor 2 into the diffuser 42.

상기 (c) 단계에서는 제열되어 디퓨저(42)를 고속 통과한 반응중용액과 디퓨저(42) 내부로 유입된 반응기(2) 내부의 반응중용액이 추가적으로 혼합되며 반응기(2) 내부로 더 빠른 속도로 유입된다.In the step (c), the reaction solution in the reactor 2, which is heated and rapidly passes through the diffuser 42 and introduced into the diffuser 42, is additionally mixed and has a higher speed into the reactor 2. Flows into.

따라서 반응기(2) 내에 존재하는 용액과 순환을 마치고 유입된 반응중용액의 혼합(mixing) 효율이 높아지고, 물질전달한계(mass transfer limitation)의 영향이 낮아진다. 즉 반응기(2) 내부에서 용액의 제열 및 반응 활성이 높아질 수 있다.Therefore, the mixing efficiency of the solution present in the reactor 2 and the reaction solution introduced after the circulation is increased, and the influence of the mass transfer limitation is lowered. That is, the heat removal and reaction activity of the solution in the reactor 2 can be increased.

도 4는 도 2에 적용되는 믹싱 이덕터와 내부 반응기의 상호 작동 상태도이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 반응기(2)는 내부에 설치되어 반응기(2) 하부에서 상방으로 촉매 조성물 및 에틸렌을 주입하여 상향 흐름을 형성하는 내부 반응기(23)를 포함한다.FIG. 4 is a diagram illustrating an operating state of a mixing eductor and an internal reactor applied to FIG. 2. 2 and 4, the reactor 2 includes an internal reactor 23 installed therein to inject a catalyst composition and ethylene upward from the bottom of the reactor 2 to form an upward flow.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 제2단계(ST2)는 반응기(2)의 내부에 설치되는 내부 반응기(23)의 내부에서 상향 흐름(F1)을 형성한다. 제6단계(ST6)는 믹싱 이덕터(4)에 의하여 내부 반응기(23)의 내부에서 하향 흐름(F2)을 형성하여, 내부 반응기(23)의 중심부에서 상향 흐름(F1)의 반응중용액에 하향 흐름(F2)의 제열된 반응중용액을 혼합한다.1 to 4, the second step ST2 forms an upward flow F1 in the inner reactor 23 installed in the reactor 2. The sixth step ST6 forms a downward flow (F2) inside the internal reactor (23) by the mixing eductor (4), to the reaction medium of the upward flow (F1) in the center of the internal reactor (23) The heated solution of the down stream (F2) is mixed.

또한, 제6단계(ST6)는 내부 반응기(23)의 외부에서 올라오는 상향 흐름(F3)의 반응중용액을 믹싱 이덕터(4)의 제2통로(412)로 빠르게 주입하여, 노즐(41) 및 디퓨저(42)의 내부에서 추가적인 혼합을 구현한다.In addition, the sixth step (ST6) is rapidly injected into the second passage 412 of the mixing eductor 4, the nozzle 41 by rapidly injecting the reaction solution of the upward flow (F3) coming from the outside of the internal reactor (23) ) And further mixing inside the diffuser 42.

이와 같이 믹싱 이덕터(4)는 반응기(2) 내부에서 반응중용액의 흐름을 원활하게 하므로 반응기(2) 내부에서 온도 구배를 낮출 수 있고, 용액의 혼합을 균일하게 할 수 있다. 그리고 일 실시예는 교반기를 사용하지 않으므로 반응기(2) 내에서 교반기에 의한 파울링 현상을 방지할 수 있다.As described above, the mixing eductor 4 smoothly flows the reaction solution in the reactor 2, thereby lowering the temperature gradient in the reactor 2 and making the mixing of the solution uniform. And since one embodiment does not use a stirrer it is possible to prevent the fouling phenomenon by the stirrer in the reactor (2).

따라서 반응기(2) 내부에서 스케일이 발생이 감소될 수 있다. 그리고 추가적인 세정 작업 없이 단시간에 반응기(2)의 세정이 가능하므로 장치를 정지시키는 주기가 늘어날 수 있다. 즉 장치의 가동 시간이 증대된다. 믹싱 이덕터(4)가 교반기에 비하여 구조에서 간단하므로 설비 공간이 작아지고, 장치 설비 비용이 적어진다.Therefore, the generation of scale inside the reactor 2 can be reduced. And since the cleaning of the reactor 2 is possible in a short time without additional cleaning operation, the period of stopping the device can be increased. That is, the running time of the device is increased. Since the mixing eductor 4 is simpler in structure than the stirrer, the installation space is small and the equipment installation cost is reduced.

이하에서 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예와 비교하여 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described below. Compared with the first embodiment, the same configuration will be omitted and different configurations will be described.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치의 구성도이고, 도 6은 도 5에 적용되는 스파저의 사시도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 반응기(61)는 하부에서 상방으로 설치되어 반응기(61) 하부에서 상방으로 용매 및 에틸렌을 주입하는 스파저(sparger)(7)를 더 포함한다.5 is a configuration diagram of an alpha olefin synthesis apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of a sparger applied to FIG. 5. 5 and 6, the reactor 61 further includes a sparger 7 installed upward from the bottom to inject the solvent and ethylene upward from the bottom of the reactor 61.

예를 들면, 스파저(7)는 원통으로 형성되는 도우넛부(71)와 도우넛부(71)에 구비되는 복수의 노즐(72)을 포함한다. 도우넛부(71)는 주입되는 용매 및 에틸렌을 내장하고, 노즐(72)은 도우넛부(71)에 등간격으로 배치되어, 주입되는 용매와 에틸렌을 반응기(61)의 내부로 균일하게 분사한다.For example, the sparger 7 includes a donut part 71 formed in a cylinder and a plurality of nozzles 72 provided in the donut part 71. The donut part 71 contains the solvent and ethylene injected therein, and the nozzles 72 are disposed at equal intervals on the donut part 71 to uniformly inject the injected solvent and ethylene into the reactor 61.

제2단계(ST2)는 반응기(61)의 하부에서 상방으로 설치되는 스파저(7)를 통하여 용매와 에틸렌을 반응기(61) 내부에 주입한다. 이 경우, 촉매와 조촉매를 포함하는 촉매 조성물은 스파저(7) 외부에서 별도로 주입할 수 있다.In the second step ST2, a solvent and ethylene are injected into the reactor 61 through a sparger 7 installed upward from the bottom of the reactor 61. In this case, the catalyst composition including the catalyst and the cocatalyst may be separately injected from the outside of the sparger 7.

제2단계(ST2)는 스파저(7)의 도우넛부(71)와 도우넛부(71)에 등간격으로 배치되는 복수의 노즐(72)을 통하여, 용매와 에틸렌을 반응기(61)의 내부에 균일하게 분사할 수 있다.In the second step ST2, a solvent and ethylene are introduced into the reactor 61 through a plurality of nozzles 72 disposed at equal intervals between the donut part 71 and the donut part 71 of the sparger 7. It can spray uniformly.

스파저(7)는 내부 반응기(23)의 하부에 배치되어, 내부 반응기(23)의 내부에서 용매와 에틸렌의 상향 흐름(F11)을 균일하게 형성하여, 믹싱 이덕터(4)에 의한 하향 흐름(F2)의 제열된 반응중용액에 더 균일하게 혼합할 수 있다. 따라서 반응기(61) 내부에서 온도 구배를 낮출 수 있다.The sparger 7 is disposed below the internal reactor 23 to uniformly form an upward flow F11 of the solvent and ethylene in the internal reactor 23, so as to flow downward by the mixing eductor 4. It can be mixed more uniformly in the defrosted reaction solution of (F2). Therefore, the temperature gradient inside the reactor 61 can be lowered.

다음으로, 스파징 노즐(8)이 반응기(2)에 설치되어 스파징 노즐(8)을 통해 제6단계(ST6)가 수행되는 경우에 대해 구체적으로 살펴본다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스파징 노즐(8)은 반응기(2)에 대하여 방사 방향으로 상기 제열된 반응중용액을 분사하도록 설치된다. 이 경우에도, 스파징 노즐(8)은 반응기(2)의 내부에서 용액을 교반하는 교반기(9)의 회전 범위(예, 회전 반경)를 벗어나서 반응중용액을 분사하도록 설치된다. 따라서 교반기(9)의 부하 증가가 방지될 수 있다.Next, a case in which the sparging nozzle 8 is installed in the reactor 2 and the sixth step ST6 is performed through the sparging nozzle 8 will be described in detail. As shown in FIG. 8, the sparging nozzle 8 is installed to spray the heat-reduced reaction solution in the radial direction with respect to the reactor 2. Even in this case, the sparging nozzle 8 is installed to inject the solution during the reaction out of the rotation range (eg, the turning radius) of the stirrer 9 for stirring the solution inside the reactor 2. Therefore, an increase in the load of the stirrer 9 can be prevented.

도 7에 도시된 바와 같이, 스파징 노즐(8)은 반응기(2)의 상부에 설치되어 상기 제열된 반응중용액을 반응기(2) 내의 용액에 분사한다. 도시하지 않았으나, 스파징 노즐은 반응기의 측면부 또는 하부에 설치될 수도 있고, 상부, 측면부 및 하부 중 어느 한 곳 또는 복수의 곳에 설치될 수도 있다.As shown in FIG. 7, a sparging nozzle 8 is installed at the top of the reactor 2 to inject the de-heated reaction solution into the solution in the reactor 2. Although not shown, the sparging nozzle may be installed at the side or bottom of the reactor, and may be installed at any one or a plurality of the top, the side and the bottom.

제2관로(32) 및 스파징 노즐(8)에서 분사되는 반응중용액이 반응기(2)의 상부에서 내부로 스파징 노즐 없이 바로 분사 주입될 경우, 반응중용액이 큰 버블(large bubble)을 형성하고, 이로 인하여 반응중용액에 포함된 기상의 에틸렌이 유입되자마자 관류(one-through)를 형성하여 상부로 배출될 수도 있다. 따라서 분사된 반응중용액이 반응기(2) 내의 용액에 존재하는 촉매와 접촉 확률이 떨어질 수 있다.When the reaction solution injected from the second conduit 32 and the sparging nozzle 8 is directly injected from the upper portion of the reactor 2 without the sparging nozzle, the solution during reaction generates a large bubble. As a result, as soon as the gaseous ethylene contained in the reaction solution is introduced, it may form one-through and discharged to the upper portion. Therefore, the probability that the injected reaction solution is in contact with the catalyst present in the solution in the reactor 2 may be reduced.

그러나 스파징 노즐이 반응기의 상부, 측면부 또는 하부에 설치되는 경우, 분사된 반응중용액에 포함된 기상의 에틸렌이 반응기(2) 내의 용액에 존재하는 촉매와 충분히 접촉될 수 있게 된다. 또한, 상부에 존재하는 기상의 에틸렌은 분사되는 반응중용액의 액적(droplet)에 의하여 포획(capture)되어 반응 활성을 높일 수 있다.However, when the sparging nozzle is installed at the top, side or bottom of the reactor, gaseous ethylene contained in the injected reaction solution can be sufficiently brought into contact with the catalyst present in the solution in the reactor 2. In addition, the gaseous ethylene present in the upper portion is captured by the droplet of the sprayed reaction solution (caplet) can increase the reaction activity.

도 9는 도 7 및 도 8에 적용되는 스파징 노즐의 측면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 스파징 노즐(8)은 캡(81)으로 바디(82)에 결합 구조를 형성한다. FIG. 9 is a side view of the sparging nozzle applied to FIGS. 7 and 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 9. 9 and 10, the sparging nozzle 8 forms a coupling structure to the body 82 with a cap 81.

스파징 노즐(8)은 반응중용액을 직접 분사하는 분사홀(83)을 복수로 구비하며,The sparging nozzle 8 is provided with a plurality of injection holes 83 for directly injecting the solution during the reaction,

분사홀(83)을 직경 0.5 ~ 5mm, 혹은 1 ~ 4mm, 혹은 1.5 ~ 3.5mm로 형성할 수 있다. 분사홀(83)의 직경이 0.5mm 이하인 경우, 분사홀(83)의 형성이 어렵게 되고, 5mm를 초과하는 경우 분사되는 반응중용액의 버블이 지나치게 커짐에 따라 반응기(2) 내에 존재하는 촉매와의 접촉이 어려워질 수도 있게 된다.The injection hole 83 may be formed to a diameter of 0.5 to 5mm, or 1 to 4mm, or 1.5 to 3.5mm. When the diameter of the injection hole 83 is 0.5 mm or less, it is difficult to form the injection hole 83, and when the diameter of the injection hole 83 is greater than 5 mm, as the bubble of the reaction solution injected is too large, May become difficult to contact.

도시하지 않았으나 스파징 노즐은 분사홀을 직사각형으로 형성할 수도 있다. 직사각형의 분사홀은 원형의 분사홀에 비하여 원하는 분사 패턴으로 반응중용액을 반응기 내의 용액에 분사할 수 있게 된다.Although not shown, the sparging nozzle may have a rectangular injection hole. The rectangular injection hole is capable of injecting the solution in the reaction to the solution in the reactor in a desired injection pattern compared to the circular injection hole.

예를 들면, 바디(82)는 반응중용액을 공급하는 제1통로(821)와, 분사 공기를 공급하는 제2통로(822)를 구비한다. 제1, 제2통로(821, 822)는 분사홀(83)에 연결된다.For example, the body 82 includes a first passage 821 for supplying a solution during the reaction and a second passage 822 for supplying injection air. The first and second passages 821 and 822 are connected to the injection hole 83.

따라서 제2관로(32)에 연결되는 제1통로(821)로 반응중용액을 공급하고, 제2통로(822)로 분사 공기를 공급하게 되면, 스파징 노즐(8)은 분사홀(83)을 통하여 반응중용액을 버블 상태로 분사하게 된다. 버블 상태의 반응중용액은 반응기(2) 내의 용액에 효과적으로 혼합되어, 용액에 존재하는 촉매에 효과적으로 접촉될 수 있다.Therefore, when the solution during the reaction is supplied to the first passage 821 connected to the second conduit 32 and the injection air is supplied to the second passage 822, the sparging nozzle 8 is the injection hole 83. Through the injection of the solution in the bubble state. The bubbled reaction solution can be effectively mixed with the solution in the reactor 2, so that it can be effectively contacted with the catalyst present in the solution.

또한, 도시하지 않았으나 분사홀은 다단 직경으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 분사홀의 내측 단이 넓고 외측 단이 좁아지는 다단 또는 점진적으로 좁아지는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 분사 압력이 높아져 분사 거리가 증가될 수 있다. 또한 분사홀의 내측 단이 좁고 외측 단이 넓어지는 다단 또는 점진적으로 넓어지는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 분사 압력이 낮아지므로 허용 분사 거리를 유지하는 범위 내일 것이 요구된다.In addition, although not shown, the injection hole may be formed in a multi-stage diameter. For example, the inner end of the injection hole may be formed in a multi-stage or gradually narrowing structure in which the outer end is narrowed. In this case, the injection pressure may be increased to increase the injection distance. In addition, the inner end of the injection hole may be formed in a multi-stage or progressively wider structure in which the outer end is wider. In this case, since injection pressure becomes low, it is required to exist in the range which maintains an allowable injection distance.

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 알파 올레핀 합성 장치에서 반응기와 스파징 노즐의 관계를 도시한 평면도이다. 도 11을 참조하면, 제2실시예의 알파 올레핀 합성 장치에서, 스파징 노즐(8)은 반응기(2)에 대하여 접선 방향으로 반응중용액을 분사하도록 설치된다.11 is a plan view showing a relationship between a reactor and a sparging nozzle in the alpha olefin synthesis apparatus according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, in the alpha olefin synthesis apparatus of the second embodiment, the sparging nozzle 8 is installed to inject the reaction solution in a tangential direction with respect to the reactor 2.

스파징 노즐(8)에서 반응기(2)의 내벽에 접선 방향으로 분사되는 반응중용액은 반응기(2) 내부의 용액으로 바로 들어가지 않고 내벽을 따라 흐르면서 용액에 혼합된다. 따라서 교반기(9)의 과부하가 방지될 수 있다.The solution during reaction sprayed tangentially to the inner wall of the reactor 2 at the sparging nozzle 8 is mixed into the solution while flowing along the inner wall without directly entering the solution inside the reactor 2. Therefore, overload of the stirrer 9 can be prevented.

또한, 본 발명의 알파 올레핀 합성 방법은 상기 반응기에서 저중합체화 반응에 의해 제조된 1-헥센 및 1-옥텐 등의 알파-올레핀을 포함하는 반응완료용액을 내보내는 제7단계(ST7)를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for synthesizing the alpha olefin of the present invention further includes a seventh step (ST7) of outputting a reaction solution containing alpha-olefins such as 1-hexene and 1-octene prepared by the low-polymerization reaction in the reactor. can do.

일 예로서, 상기 제4단계의 반응기에서 나온 반응중용액이 열교환기(3)로 유입되기 전에 분기된 관로(33)를 통하여 알파-올레핀을 포함하는 반응완료용액 및 에틸렌을 분리할 수 있다.As an example, before the reaction medium solution from the reactor of the fourth stage is introduced into the heat exchanger (3), the reaction completion solution and ethylene containing the alpha-olefin may be separated through the branched pipe (33).

또는, 열교환기(3)를 통과하여 제열된 반응중용액이 반응기로 다시 유입되기 전에 분기된 관로(34)를 통하여 알파-올레핀을 포함하는 반응완료용액 및 에틸렌을 분리할 수 있다. 공정 구성시 상기 관로(33) 또는 관로(34) 중 하나만 선택할 수 있으며, 바람직하게는 관로(33)을 통해 반응완료용액 및 에틸렌을 분리한다.Alternatively, the reaction completed solution including alpha-olefin and ethylene may be separated through the branched conduit 34 before the reacted intermediate solution, which has been passed through the heat exchanger 3, is introduced into the reactor again. In the process configuration, only one of the conduit 33 or the conduit 34 may be selected. Preferably, the reaction completed solution and ethylene are separated through the conduit 33.

또한, 상기 분리된 반응완료용액으로부터 증류탑 등의 장치를 통하여 1-헥센을 포함하는 조성물 및 1-옥텐을 포함하는 조성물을 분리하는 공정 및 제품화하는 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 분리된 에틸렌은 재사용을 위해 반응기로 다시 유입될 수 있다.In addition, it is possible to perform a step of separating and producing a composition comprising 1-hexene and a composition comprising 1-octene from the separated reaction completed solution through a device such as a distillation column. In addition, the separated ethylene can be introduced back into the reactor for reuse.

저중합체화 촉매 조성물Low Polymerization Catalyst Composition

본 발명의 알파 올레핀 합성 방법에서 촉매 조성물로서 통상의 공지된 것을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 일 예로서, 본 발명의 촉매 조성물은 리간드 화합물; 전이금속 화합물; 및 조촉매를 포함할 수 있다.In the method for synthesizing the alpha olefin of the present invention, any conventionally known catalyst can be used, and is not particularly limited. As one example, the catalyst composition of the present invention comprises a ligand compound; Transition metal compounds; And promoters.

선형 알파 올레핀에 대한 선택도를 높이고, 다량화 반응 활성을 높이기 위해, 상기 촉매 혼합물에 포함된 상기 리간드: 상기 전이금속 화합물의 금속: 상기 조촉매의 알루미늄 또는 보론의 몰 비는 약 1: 1: 1 내지 10:1:10,000, 바람직하게 약 0.5:1:1 내지 약 10:1:10,000, 보다 바람직하게 약 0.5:1:100 내지 약 5:1:3,000일 수 있다. In order to increase the selectivity to the linear alpha olefin and to increase the multimerization activity, the molar ratio of the ligand: metal of the transition metal compound: aluminum or boron of the promoter is about 1: 1: 1 to 10: 1: 10,000, preferably about 0.5: 1: 1 to about 10: 1: 10,000, more preferably about 0.5: 1: 100 to about 5: 1: 3,000.

이하, 촉매 조성물을 이루는 리간드 화합물; 전이금속 화합물; 및 조촉매의 구성을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a ligand compound constituting the catalyst composition; Transition metal compounds; And look at the configuration of the promoter in more detail.

리간드 화합물Ligand Compound

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 다이포스핀 모이어티를 하나 이상 포함하는 리간드 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.According to one embodiment of the present specification, a ligand compound including one or more diphosphine moieties may be represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, 상기 A는 N, P, As 또는 Sb이며,In Formula 1, A is N, P, As or Sb,

상기 리간드 화합물이 하나의 다이포스핀 모이어티를 포함할 경우, 상기 *은 C1~C20의 지방족 탄화수소 그룹, C2~C20의 헤테로 지방족 탄화수소 그룹, C3~C20의 지환족 탄화수소 그룹, C3~C20의 헤테로 지환족 탄화수소 그룹, C6~C20의 방향족 탄화수소 그룹 및 C6~C20의 헤테로 방향족 탄화수소 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 그룹이고,When the ligand compound includes one diphosphine moiety, * denotes an aliphatic hydrocarbon group of C 1 to C 20, a heteroaliphatic hydrocarbon group of C 2 to C 20, an alicyclic hydrocarbon group of C 3 to C 20, and a hetero group of C 3 to C 20 At least one group selected from the group consisting of an alicyclic hydrocarbon group, a C6-C20 aromatic hydrocarbon group and a C6-C20 heteroaromatic hydrocarbon group,

상기 리간드 화합물이 2 이상의 다이포스핀 모이어티를 포함하는 경우, 상기 *은 연결기를 통해 연결된 다이포스핀 모이어티이며, 상기 연결기는 C2~C20의 지방족 탄화수소 그룹, C2~C20의 헤테로 지방족 탄화수소 그룹, C3~C20의 지환족 탄화수소 그룹, C3~C20의 헤테로 지환족 탄화수소 그룹, C6~C30의 방향족 탄화수소 그룹 및 C6~C30의 헤테로 방향족 탄화수소 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상이며,When the ligand compound includes two or more diphosphine moieties, * is a diphosphine moiety linked through a linking group, and the linking group is a C 2 to C 20 aliphatic hydrocarbon group, C 2 to C 20 heteroaliphatic hydrocarbon group, At least one member selected from the group consisting of C3 to C20 alicyclic hydrocarbon group, C3 to C20 heteroalicyclic hydrocarbon group, C6 to C30 aromatic hydrocarbon group, and C6 to C30 heteroaromatic hydrocarbon group,

상기 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 C6~C20의 아릴기 또는 C7~C20의 알킬아릴기이다.R1 to R4 are each independently C6 ~ C20 aryl group or C7 ~ C20 alkylaryl group.

전이금속 화합물Transition metal compound

본 발명의 에틸렌의 저중합체화 반응시 사용되는 촉매 조성물에서, 전이금속 화합물의 전이금속은 크롬인 것이 바람직하다. 일 예로서, 상기 전이금속 화합물은 크롬의 산화 상태가 0 내지 6인 유기 또는 무기 크롬 화합물로서, 예를 들어 크롬 금속이거나, 또는 임의의 유기 또는 무기 라디칼이 크롬에 결합된 화합물일 수 있다. 여기서, 상기 유기 라디칼은 라디칼당 1 내지 20의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 에스테르, 케톤, 아미도 라디칼 등일 수 있다. 그리고, 상기 무기 라디칼은 할라이드, 황산염, 산화물 등일 수 있다.In the catalyst composition used in the polymerisation reaction of ethylene of the present invention, the transition metal of the transition metal compound is preferably chromium. As an example, the transition metal compound may be an organic or inorganic chromium compound having an oxidation state of chromium of 0 to 6, for example, a chromium metal or a compound in which any organic or inorganic radical is bonded to chromium. Here, the organic radical may be alkyl, alkoxy, ester, ketone, amido radical, etc. having 1 to 20 carbon atoms per radical. The inorganic radicals may be halides, sulfates, oxides, and the like.

바람직하게, 상기 크롬 소스는 크롬(III)아세틸아세토네이트, 삼염화크롬트리스테트라하이드로퓨란, 크롬(III)-2-에틸헥사노에이트, 크롬(III)트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인디오네이트), 크롬(III)벤조일아세토네이트, 크롬(III)헥사플루오로-2,4-펜테인디오네이트 및 크롬(III)아세테이트하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.Preferably, the chromium source is chromium (III) acetylacetonate, chromium trichloride tristetrahydrofuran, chromium (III) -2-ethylhexanoate, chromium (III) tris (2,2,6,6-tetramethyl At least one selected from the group consisting of -3,5-heptanedionate), chromium (III) benzoylacetonate, chromium (III) hexafluoro-2,4-pentanedionate and chromium (III) acetate hydroxide Can be.

조촉매Promoter

본 발명의 에틸렌의 저중합체화 반응시 사용되는 촉매 조성물에서, 조촉매는 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.In the catalyst composition used in the oligomerization reaction of ethylene of the present invention, the promoter may be at least one selected from the group consisting of compounds represented by Formulas 2 to 4.

[화학식 2][Formula 2]

R5-[Al(R6)-O]c-R7 R 5- [Al (R 6 ) -O] cR 7

상기 화학식 2에서, R5 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1~C20의 하이드로카빌기, 또는 할로겐으로 치환된 C1~C20의 하이드로카빌기이고, c는 2 이상의 정수이며,In Chemical Formula 2, R 5 to R 7 are each independently hydrogen, halogen, C 1 to C 20 hydrocarbyl group, or C 1 to C 20 hydrocarbyl group substituted with halogen, c is an integer of 2 or more,

[화학식 3][Formula 3]

D(R8)3 D (R 8 ) 3

상기 화학식 3에서, D는 알루미늄 또는 보론이고, R8은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1~C20의 하이드로카빌기 또는 할로겐으로 치환된 C1~C20의 하이드로카빌기이고,In Formula 3, D is aluminum or boron, R 8 are each independently hydrogen, halogen, C 1 to C 20 hydrocarbyl group or C 1 to C 20 hydrocarbyl group substituted with halogen,

[화학식 4][Formula 4]

[L-H]+[Q(E)4]- [LH] + [Q (E) 4 ] -

상기 화학식 4에서,In Chemical Formula 4,

L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3 형식 산화 상태의 보론 또는 알루미늄이고, E는 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, C1~C20의 하이드로카빌기, 알콕시 작용기 또는 페녹시 작용기로 치환 또는 비치환된 C6~C20의 아릴기 또는 C1~C20의 알킬기이다.L is a neutral Lewis base, [LH] + is Bronsted acid, Q is boron or aluminum in the +3 type oxidation state, each E is independently at least one hydrogen atom is a halogen, a C1-C20 hydrocarbyl group, It is a C6-C20 aryl group or C1-C20 alkyl group unsubstituted or substituted by the alkoxy functional group or the phenoxy functional group.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물로는, 예를 들어 개질메틸알루미녹산(MMAO), 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등이 될 수 있다.As the compound represented by Formula 2, for example, modified methyl aluminoxane (MMAO), methyl aluminoxane (MAO), ethyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, butyl aluminoxane and the like.

상기 화학식 3으로 표시되는 알킬 금속 화합물로는, 예를 들어 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 디메틸이소부틸알루미늄, 디메틸에틸알루미늄, 디에틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리씨클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 트리부틸보론 등일 수 있다.As the alkyl metal compound represented by the formula (3), for example, trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tripropylaluminum, tributylaluminum, dimethylchloroaluminum, dimethylisobutylaluminum, dimethylethylaluminum and diethyl Chloro aluminum, triisopropyl aluminum, tri-s-butyl aluminum, tricyclopentyl aluminum, tripentyl aluminum, triisopentyl aluminum, trihexyl aluminum, ethyl dimethyl aluminum, methyl diethyl aluminum, triphenyl aluminum, tri-p- Tolyl aluminum, dimethyl aluminum methoxide, dimethyl aluminum ethoxide, trimethyl boron, triethyl boron, triisobutyl boron, tripropyl boron, tributyl boron and the like.

상기 화학식 4로 표시되는 화합물로는, 예를 들어 트리에틸암모늄테트라페닐보론, 트리부틸암모늄테트라페닐보론, 트리메틸암모늄테트라페닐보론, 트리프로필암모늄테트라페닐보론, 트리메틸암모늄테트라(p-톨릴)보론, 트리프로필암모늄테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모늄테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모늄테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모늄테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모늄테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리부틸암모늄테트라펜타플루오로페닐보론, N,N-디에틸아닐리늄테트라페닐 보론, N,N-디에틸아닐리늄테트라페닐보론, N,N-디에틸아닐리늄테트라펜타플루오로페닐보론, 디에틸암모늄테트라펜타플루오로페닐보론, 트리페닐포스포늄테트라페닐보론, 트리메틸포스포늄테트라페닐보론, 트리에틸암모늄테트라페닐알루미늄, 트리부틸암모늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모늄테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모늄테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모늄테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모늄테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모늄테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모늄테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄,트리부틸암모늄테트라펜타플루오로페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리늄테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리늄테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리늄테트라펜타플로로페닐알루미늄, 디에틸암모늄테트라펜타플루오로페닐알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보늄테트라페닐보론, 트리페닐카보늄테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보늄테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보늄테트라펜타플루오로페닐보론 등일 수 있다.Examples of the compound represented by the formula (4) include triethylammonium tetraphenylboron, tributylammonium tetraphenylboron, trimethylammonium tetraphenylboron, tripropylammonium tetraphenylboron, trimethylammonium tetra (p-tolyl) boron, Tripropylammonium tetra (p-tolyl) boron, triethylammonium tetra (o, p-dimethylphenyl) boron, trimethylammonium tetra (o, p-dimethylphenyl) boron, tributylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) Boron, trimethylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) boron, tributylammoniumtetrapentafluorophenylboron, N, N-diethylaniliniumtetraphenyl boron, N, N-diethylaniliniumtetraphenylboron, N , N-diethylanilinium tetrapentafluorophenylboron, diethylammonium tetrapentafluorophenylboron, triphenylphosphonium tetraphenylboron, trimethylphosphonium tetraphenylboron, triethylammo Tetraphenylaluminum, tributylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetraphenylaluminum, tripropylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetra (p-tolyl) aluminum, tripropylammonium tetra (p-tolyl) aluminum, triethylammonium tetra ( o, p-dimethylphenyl) aluminum, tributylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) aluminum, trimethylammonium tetra (p-trifluoromethylphenyl) aluminum, tributylammonium tetrapentafluorophenylaluminum, N, N- Diethylanilinium tetraphenylaluminum, N, N-diethylanilinium tetraphenylaluminum, N, N-diethylanilinium tetrapentafluorophenylaluminum, diethylammonium tetrapentafluorophenylaluminum, triphenylphosphonium tetra Phenyl aluminum, trimethyl phosphonium tetraphenyl aluminum, triphenyl carbonium tetra phenyl boron, triphenyl carbonium te La phenyl aluminum, triphenyl carbonyl titanium tetra (p- methylphenyl to triple) may phenylboronic the like as boron, triphenyl carbonyl titanium tetra-pentafluoropropane.

일 예로서, 상기 촉매 조성물의 조촉매로 바람직하게는 알루미녹산을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 메틸알루미녹산(MAO) 또는 개질메틸알루미녹산(MMAO)을 사용할 수 있다.As an example, aluminoxane may be preferably used as a cocatalyst of the catalyst composition, and more preferably methylaluminoxane (MAO) or modified methylaluminoxane (MMAO) may be used.

실시예Example

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to them.

실시예 1 Example 1

촉매 조성물의 준비Preparation of Catalyst Composition

전이금속으로 크롬(Cr)을 사용한 전이금속 화합물을 에틸렌 저중합체화의 촉매로 준비하였다. 용매인 메틸사이클로헥산과 상기 촉매를 혼합하여 0.05 내지 0.5mM의 용액을 준비하고, 조촉매로서 mMAO(8.6wt% 아이소헵테인 용액)을 준비하였다. 상기 용매 및 촉매가 혼합된 용액, 조촉매를 유리초자에 투입하고, 5~20분 동안 혼합하여 촉매 조성물을 준비하였다. A transition metal compound using chromium (Cr) as the transition metal was prepared as a catalyst for ethylene oligomerization. Methylcyclohexane as a solvent and the catalyst were mixed to prepare a solution of 0.05 to 0.5 mM, and mMAO (8.6 wt% isoheptane solution) was prepared as a promoter. A solution and a cocatalyst in which the solvent and the catalyst were mixed were added to a glass jar, and mixed for 5 to 20 minutes to prepare a catalyst composition.

에틸렌 올리고머화 반응Ethylene oligomerization reaction

600 ml 용량의 Parr 반응기를 준비하여 120℃로 2시간 동안 진공을 잡은 후, 온도를 60℃로 내리고 내부를 아르곤으로 치환하였다. 그 후, 상기 촉매 조성물을 반응기에 주입하였다. After preparing a 600 ml Parr reactor and vacuum for 2 hours at 120 ℃, the temperature was lowered to 60 ℃ and the inside was replaced with argon. Thereafter, the catalyst composition was injected into the reactor.

이후, 반응기 안을 에틸렌 60 bar로 채운 다음, 순환펌프를 이용하여 에틸렌 및 반응생성물을 순환하여, 반응기 내 온도를 제어하였다(T<2℃). 이때 순환되는 반응중용액은 믹싱 이덕터를 통해 다시 반응기로 투입하였다. 미반응 에틸렌을 천천히 vent한 후 노네인(GC internal standard) 1 ml를 넣어주었다. Thereafter, the reactor was filled with 60 bar of ethylene, and then circulated with ethylene and the reaction product using a circulation pump to control the temperature in the reactor (T <2 ° C.). At this time, the circulating reaction solution was put back into the reactor through the mixing eductor. After slowly venting the unreacted ethylene, 1 ml of nonane (GC internal standard) was added thereto.

이후, 반응기의 액체 부분을 조금 취하여 물로 ?칭하고, 유기층을 PTFE 실린지 필터로 필터하여 생성된 고분자를 따로 분리 및 건조하였다. 취한 유기층 부분을 MgSO4을 이용하여 잔류 수분을 제거하고, GC-MS로 유기층의 조성물을 확인한 결과, Schultz-Flory distribution에 따르는 알파-올레핀 중합체의 혼합물 형태인 것을 확인하였다. Thereafter, a small portion of the liquid portion of the reactor was taken, quenched with water, and the organic layer was filtered with a PTFE syringe filter to separate and dry the produced polymer. The organic layer portion was removed using MgSO 4 to remove residual moisture, and the composition of the organic layer was confirmed by GC-MS, and found to be a mixture of alpha-olefin polymers according to the Schultz-Flory distribution.

남은 반응액에 메탄올 및 희석된 HCl의 혼합물을 넣어 교반하여 고체의 양을 분석하였다.A mixture of methanol and diluted HCl was added to the remaining reaction solution, followed by stirring to analyze the amount of solids.

실시예 2Example 2

반응중용액을 반응기에 다시 투입할 때 믹싱 이덕터 대신 스파징 노즐을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실험하였다.Experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the sparging nozzle was used instead of the mixing eductor when the solution was added to the reactor.

실시예 3Example 3

반응중용액을 반응기에 다시 투입할 때 믹싱 이덕터와 함께 스파징 노즐을 함께 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실험하였다.Experiment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the sparging nozzle was used together with the mixing eductor when the solution was added to the reactor.

비교예 1Comparative Example 1

믹싱 이덕터를 사용하지 않는 대신 내부에 교반기가 설치된 반응기를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실험하였다.The experiment was performed in the same manner as in Example 1, except that the mixing eductor was not used but a reactor provided with an agitator therein was used.

비교예 2Comparative Example 2

촉매와 조촉매를 미리 혼합한 촉매 조성물을 제조하지 않고 각각 별도로 반응에 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실험하였다. The experiment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst composition in which the catalyst and the co-catalyst were mixed beforehand was added to the reaction separately.

비교예 3Comparative Example 3

촉매 조성물을 제조하되, 촉매 및 조촉매의 혼합 시간을 30분으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실험하였다.A catalyst composition was prepared, but the same experiment as in Example 1 was conducted except that the mixing time of the catalyst and the promoter was set to 30 minutes.

비교예 4Comparative Example 4

촉매와 조촉매를 미리 혼합한 촉매 조성물을 제조하지 않고 각각 별도로 반응에 첨가하고, 믹싱 이덕터 대신 스파징 노즐을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실험하였다.The experiment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst composition in which the catalyst and the co-catalyst were mixed in advance was added to the reaction separately, and a sparging nozzle was used instead of the mixing eductor.

실험예Experimental Example

상기 실시예 및 비교예의 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The analysis results of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.

온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 시간(min)Time (min) 비교예 1 대비 촉매 활성(%)Catalyst activity (%) compared to Comparative Example 1 올리고머 함량(중량%)Oligomer content (% by weight) Solid(중량%)Solid (% by weight) C6C6 C8C8 C10+C10 + 실시예 1Example 1 6060 6060 1515 120120 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 1-1.51-1.5 실시예 2Example 2 6060 6060 1515 110110 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 1-1.51-1.5 실시예 3Example 3 6060 6060 1515 130130 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 0.5-10.5-1 비교예 1Comparative Example 1 6060 6060 1515 100100 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 1.5-21.5-2 비교예 2Comparative Example 2 6060 6060 1515 8080 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 1.5-21.5-2 비교예 3Comparative Example 3 6060 6060 1515 7070 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 2-2.52-2.5 비교예 4Comparative Example 4 6060 6060 1515 8080 20-2520-25 60-6560-65 5-105-10 1.5-21.5-2

상기 표 1에 정리한 바와 같이, 촉매 및 조촉매를 미리 혼합하여 촉매 조성물을 제조한 후 반응에 사용하면서, 제열된 반응중용액을 재순환시킬 때 교반기 대신 믹싱 이덕터 또는 분사수단(스파징 노즐)을 사용한 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 종래 기술과 같이 내부에 교반기가 설치된 반응기를 이용한 비교예 1에 비하여 촉매 활성이 증가하고 solid 함량은 감소하는 것을 확인하였다. 이는, 상기 믹싱 이덕터와 분사수단을 사용하여 제열된 반응중용액을 반응기 내부의 반응중용액에 혼합할 경우, 교반기보다 더욱 원활하게 혼합이 이루어지며 이를 통해 저중합체화 반응 또한 활발히 일어나게 됨을 의미하는 것이다. As summarized in Table 1 above, the catalyst and the cocatalyst were mixed in advance to prepare a catalyst composition, and then used in the reaction while mixing the eductor or spraying means (sparging nozzle) instead of the stirrer when recirculating the de-heated reaction solution. In the case of Example 1 and Example 2, the catalyst activity was increased and the solid content was decreased compared to Comparative Example 1 using a reactor equipped with a stirrer inside as in the prior art. This means that, when the mixed solution is reacted with the mixing eductor and the injection means in the reaction solution in the reactor, the mixing is more smoothly performed than the stirrer, and this means that the low-polymerization reaction is also active. will be.

특히, 믹싱 이덕터 및 분사수단을 함께 사용한 실시예 3의 경우, 상기 두개의 수단이 시너지 효과를 일으킴으로써 촉매 활성은 가장 높게 나타나면서도 solid 함량을 가장 낮게 조절할 수 있는 것을 알 수 있었다.In particular, in the case of Example 3 using the mixing eductor and the injection means, it can be seen that the two means by means of the synergistic effect, the catalyst activity is the highest and the solid content can be adjusted to the lowest.

또한, 촉매 조성물을 제조하였으나 반응중용액의 재순환에서 교반기를 사용한 비교예 1에서는 부산물인 solid가 다량 형성되는 것을 확인하였다. 또한, 촉매 조성물을 제조하지 않고 촉매 및 조촉매를 각각 별도로 첨가한 비교예 2 및 4의 경우, 조촉매와 촉매를 미리 혼합하여 촉매를 활성화하는 단계를 거치지 않기 때문에 촉매 활성은 낮아지고 solid 생성량은 증가하게 되는 문제점을 확인하였다. 이를 통해, 믹싱 이덕터 또는 분사수단인 스파징 노즐을 사용하더라도, 촉매 조성물을 제조하는 전단계를 거치지 않은 경우, 최종 촉매 활성은 감소하고 solid 생성을 방지할 수 없다는 것을 알 수 있었다. In addition, the catalyst composition was prepared, but in Comparative Example 1 using a stirrer in the recycling of the reaction solution, it was confirmed that a large amount of by-product solid was formed. In addition, in Comparative Examples 2 and 4 in which the catalyst and the promoter were separately added without preparing the catalyst composition, the catalyst activity was lowered and the solid production amount was lowered because the catalyst was not pre-mixed to activate the catalyst. It was confirmed that the problem is increased. Through this, even when using a mixing eductor or sparging nozzle as a spraying means, it was found that the final catalyst activity was reduced and solid formation could not be prevented without going through the previous step of preparing the catalyst composition.

더 나아가, 비교예 3과 같이 5~20분을 초과하여 30분 동안 혼합한 경우, 오히려 촉매 안정성이 저하되어 촉매 활성이 떨어지고, solid 함량이 증가하는 것으로 나타난 결과를 통해, 촉매 조성물을 제조할 때 혼합 시간이 중요한 요소로 작용하며 5~20분 동안 혼합하여 제조하는 것이 촉매 활성을 향상시키고 부산물 생성을 방지하기에 적절한 방법이라는 것을 확인하였다. Furthermore, when mixed for more than 5 to 20 minutes for 30 minutes as in Comparative Example 3, when the catalyst composition is prepared through a result that the catalyst stability is lowered, the catalyst activity is lowered, and the solid content is increased. The mixing time acts as an important factor and it was confirmed that the mixing process for 5 to 20 minutes is an appropriate method for improving the catalytic activity and preventing the formation of by-products.

상기 결과를 통해, 촉매 및 조촉매를 혼합하여 촉매 조성물을 미리 제조하고, 제열된 반응중용액을 재순환시킬 때 교반기 대신 믹싱 이덕터 또는 분사수단(스파징 노즐)을 사용하는 경우, solid 생성을 방지하면서도 촉매 활성은 높게 유지시켜 효율적으로 에틸렌 저중합체화 반응을 수행할 수 있음을 확인하였다. 이러한 방법의 경우, 반응기 내 교반기를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 파울링 현상을 감소시키고 셧 다운 주기 또한 증가시키는 효과를 얻을 수 있을 것이다.Through the above results, the catalyst composition is prepared in advance by mixing the catalyst and the cocatalyst, and when the mixing eductor or the injection means (sparging nozzle) is used instead of the stirrer when recycling the de-heated reaction solution, the solid formation is prevented. At the same time, it was confirmed that the ethylene oligomerization reaction can be efficiently performed by keeping the catalytic activity high. In this case, since there is no need to install a separate stirrer in the reactor, it will be possible to reduce the fouling phenomenon and increase the shutdown period.

Claims (17)

촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 5 내지 20분 동안 혼합하여 촉매 조성물을 준비하는 제1단계;
상기 촉매 조성물과 에틸렌을 반응기에 주입하는 제2단계;
상기 반응기 내에서 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행하는 제3단계;
상기 올리고머화 반응의 진행 중에 반응기 내부의 반응중용액의 50 내지 90 중량%를 상기 반응기에서 내보내는 제4단계;
상기 반응기에서 나온 반응중용액을 열교환기를 통과시켜 열을 제거하는 제5단계; 및
상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부의 반응중용액에 혼합하는 제6단계;를 포함하며,
상기 제6단계는
믹싱 이덕터(mixing eductor) 및 분사수단으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 통해 상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부로 유입하는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
A first step of preparing a catalyst composition by mixing a catalyst mixture including a catalyst and a promoter for 5 to 20 minutes;
Injecting the catalyst composition and ethylene into a reactor;
A third step of conducting an ethylene oligomerization reaction in the reactor;
A fourth step of discharging 50 to 90% by weight of the reaction solution in the reactor from the reactor during the oligomerization reaction;
A fifth step of removing heat by passing the reaction solution from the reactor through a heat exchanger; And
And a sixth step of mixing the preheated reaction solution with the reaction solution in the reactor.
The sixth step
A method for synthesizing alpha olefins, wherein the decanted reaction solution is introduced into a reactor through at least one selected from the group consisting of a mixing eductor and spraying means.
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계의 혼합은 인라인 믹서를 이용하여 수행되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The mixing of the first step is performed using an inline mixer, alpha olefin synthesis method.
청구항 1에 있어서,
상기 제1단계의 혼합은 7 내지 15분 동안 수행되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The mixing of the first step is performed for 7 to 15 minutes, alpha olefin synthesis method.
청구항 1에 있어서,
상기 제6단계는 상기 제열된 반응중용액이 믹싱 이덕터를 경유하면서 반응기 내부의 반응중용액과 혼합된 후 반응기 내부로 유입되는 것이고,
상기 제6단계는
(a) 상기 제열된 반응중용액이 상기 믹싱 이덕터의 노즐을 경유하는 단계,
(b) 상기 노즐을 경유한 제열된 반응중용액이 상기 믹싱 이덕터의 디퓨저를 고속 통과함으로써 디퓨저 주변 반응기 내부의 반응중용액이 디퓨저 내부로 유입되는 단계, 및
(c) 상기 디퓨저 내부에서 제열된 반응중용액과 반응기 내부의 반응중용액이 추가적으로 혼합되어 반응기 내부로 유입되는 단계
를 포함하는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The sixth step is that the heated solution in the reaction is mixed with the reaction solution in the reactor via the mixing eductor and then introduced into the reactor,
The sixth step
(a) passing the deoxidized solution through the nozzle of the mixing eductor,
(b) allowing the heated solution in the reactor to pass through the diffuser of the mixing eductor so that the reacted solution in the reactor around the diffuser flows into the diffuser;
(c) mixing the reaction intermediate solution de-heated in the diffuser and the reaction solution in the reactor to be introduced into the reactor
That comprises, alpha olefin synthesis method.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계는 상기 반응기 하부에서 상방으로 촉매 조성물 및 에틸렌을 주입하여 상향 흐름을 형성하고,
상기 제6단계는 상기 반응기의 상부에 설치된 상기 믹싱 이덕터를 경유하면서 상기 제열된 반응중용액을 상기 반응기 상부에서 하방으로 유입시켜 하향 흐름을 형성하며,
상기 상향 흐름과 상기 하향 흐름은 반응기의 중심부에서 혼합되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The second step is to inject the catalyst composition and ethylene upwards from the bottom of the reactor to form an upward flow,
The sixth step forms a downward flow by flowing the deoxidized reaction solution from the top of the reactor while passing through the mixing eductor provided in the upper part of the reactor,
Wherein the upstream and downflow are mixed at the center of the reactor.
청구항 5에 있어서,
상기 상향 흐름 및 하향 흐름은 반응기의 내부에 설치된 내부 반응기 내부에서 형성되고, 상기 상향 흐름과 상기 하향 흐름은 내부 반응기의 중심부에서 혼합되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 5,
Wherein the upstream and downflow are formed inside an internal reactor installed inside the reactor, and the upstream and downflow are mixed at the center of the internal reactor.
청구항 5에 있어서,
상기 믹싱 이덕터는 제열된 반응중용액을 경유시키는 노즐, 및 상기 노즐을 경유한 반응중용액을 고속으로 통과시켜 반응기로 유입하는 디퓨저를 포함하고,
상기 노즐은 제열된 반응중용액이 공급되어 흐르는 제1통로 및 반응기 내부의 반응중용액이 공급되어 흐르는 제2통로가 구비된 것이며,
상기 제6단계는 상기 상향 흐름의 반응중용액을 믹싱 이덕터의 제2통로로 주입하는 것을 동시에 수행하는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 5,
The mixing eductor includes a nozzle for passing the heated solution in the reaction, and a diffuser for passing the reaction solution through the nozzle at high speed and entering the reactor.
The nozzle is provided with a first passage through which the heated solution in reaction is supplied and a second passage through which the reaction solution in the reactor is supplied.
The sixth step is to perform the simultaneous injection of the reaction solution of the upflow into the second passage of the mixing eductor, alpha olefin synthesis method.
청구항 1에 있어서,
상기 제6단계는 상기 제열된 반응중용액이 믹싱 이덕터를 통하여 반응기 내부로 유입되는 것이고,
상기 제2단계는 상기 반응기의 하부에 설치된 스파저를 통하여 용매와 에틸렌이 상기 반응기 내부에 주입되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The sixth step is that the heated solution in the reaction is introduced into the reactor through the mixing eductor,
In the second step, the solvent and ethylene is injected into the reactor through a sparger installed at the bottom of the reactor, alpha olefin synthesis method.
청구항 8에 있어서,
상기 스파저는 중심부에 공동이 있는 원통으로 형성된 도우넛부, 및 용매와 에틸렌이 상기 반응기 내부로 분사되는 통로로 상기 도우넛부의 원주를 따라 등간격으로 배치된 복수의 노즐을 포함하며,
상기 용매와 에틸렌은 상기 복수의 노즐을 통하여 반응기 내부로 분사되는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 8,
The sparger includes a donut portion formed in a cylinder having a cavity in the center, and a plurality of nozzles disposed at equal intervals along the circumference of the donut portion as a passage through which solvent and ethylene are injected into the reactor.
And the solvent and ethylene are injected into the reactor through the plurality of nozzles.
청구항 1에 있어서,
상기 제6단계는 분사수단으로서 스파징 노즐을 통해 제열된 반응중용액을 반응기 내부에 분사하되, 반응기 내부의 교반기의 회전 범위를 벗어나도록 반응기에 대하여 방사 방향 또는 접선 방향으로 분사하는 것인, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
The sixth step is to spray the reaction solution heated through the sparging nozzle to the inside of the reactor as the injection means, injecting radially or tangentially to the reactor so as to be out of the rotation range of the stirrer in the reactor, alpha Olefin Synthesis Method.
청구항 1에 있어서,
상기 반응기에서 저중합체화 반응에 의해 제조된 알파-올레핀을 포함하는 반응완료용액을 내보내는 제7단계를 더 포함하는, 알파 올레핀 합성 방법.
The method according to claim 1,
In the reactor further comprises a seventh step of sending out the reaction solution containing the alpha-olefin prepared by the low-polymerization reaction, alpha olefin synthesis method.
촉매 및 조촉매를 포함하는 촉매 혼합물을 혼합하여 촉매 조성물을 제조하는 인라인 믹서;
주입되는 촉매 조성물과 에틸렌에 의하여 에틸렌 저중합체화(oligomerization) 반응을 진행하는 반응기;
상기 반응기의 외부에 구비되고 제1관로로 연결되어, 상기 반응기에 설정 시간 체류 후 상기 반응기에서 내보내져 순환되는 상기 촉매 조성물과 에틸렌을 포함하는 반응중용액의 열을 제거하는 열교환기; 및
상기 열교환기에 제2관로로 연결되고 상기 반응기에 설치되어 상기 열교환기의 순환을 마친 제열된 반응중용액을 상기 반응기 내부로 유입시키는 수단;을 포함하고,
상기 제열된 반응중용액을 반응기 내부로 유입시키는 수단은, 상기 제열된 반응중용액을 상기 반응기 내부의 반응중용액과 혼합되도록 유도하는 믹싱 이덕터(mixing eductor) 및 상기 제열된 반응중용액을 상기 반응기 내부에 버블 상태로 분사되도록 유도하는 스파징 노즐로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 알파 올레핀 합성 장치.
An inline mixer for preparing a catalyst composition by mixing a catalyst mixture comprising a catalyst and a promoter;
A reactor for performing an ethylene oligomerization reaction with the injected catalyst composition and ethylene;
A heat exchanger provided outside the reactor and connected to a first pipe line to remove heat of the reaction solution containing ethylene and the catalyst composition circulated after being discharged from the reactor after a predetermined time in the reactor; And
Means for introducing a heated reaction solution, which is connected to the heat exchanger to a second pipe line and installed in the reactor, and has finished circulation of the heat exchanger;
The means for introducing the decanted reaction solution into the reactor may include a mixing eductor and a mixed eductor for inducing the mixed reaction solution with the reaction solution in the reactor. At least one selected from the group consisting of sparging nozzles for injecting bubbles into the reactor.
청구항 12에 있어서,
상기 믹싱 이덕터는
상기 반응중용액을 경유시키는 노즐, 및 상기 노즐을 경유한 상기 반응중용액을 고속으로 통과시키는 디퓨저를 포함하는 것인, 알파 올레핀 합성 장치.
The method according to claim 12,
The mixing eductor
And a diffuser through which the reaction solution passes through the nozzle, and a diffuser allowing the reaction solution to pass through the nozzle at high speed.
청구항 12에 있어서,
상기 반응기는 반응기의 내부에 위치하고 반응기 하부에서 상방으로 주입된 촉매 조성물 및 에틸렌의 상향 흐름이 형성되는 내부 반응기를 더 포함하는 것인, 알파 올레핀 합성 장치.
The method according to claim 12,
Wherein the reactor further comprises an internal reactor in which an upward flow of ethylene and a catalyst composition injected upward from the bottom of the reactor is formed.
청구항 12에 있어서,
상기 장치는 용매 및 에틸렌이 상방으로 주입되도록 상기 반응기의 하부에 상방으로 설치되는 스파저를 더 포함하는 것인, 알파 올레핀 합성 장치.
The method according to claim 12,
The apparatus further comprises a sparger installed upwardly in the lower part of the reactor to inject solvent and ethylene upwards.
청구항 15에 있어서,
상기 스파저는 중심부에 공동이 있는 원통으로 형성된 도우넛부, 및
용매 및 에틸렌이 상기 반응기 내부로 분사되는 통로로 상기 도우넛부의 원주를 따라 등간격으로 배치된 복수의 노즐
을 포함하는 것인, 알파 올레핀 합성 장치.
The method according to claim 15,
The sparger is a donut portion formed of a cylinder having a cavity in the center, and
A plurality of nozzles disposed at equal intervals along the circumference of the donut portion to a passage through which solvent and ethylene are injected into the reactor.
To include, alpha olefin synthesis apparatus.
청구항 12에 있어서,
상기 스파징 노즐은 상기 반응기의 상부, 측면부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에 설치되고,
상기 반응중용액이 상기 반응기에 대한 방사 방향 또는 접선 방향으로 설치되되, 반응기 내부 교반기의 회전 범위를 벗어나서 분사하도록 설치되는 것인, 알파 올레핀 합성 장치.
The method according to claim 12,
The sparge nozzle is installed in at least one of the top, side and bottom of the reactor,
The reaction solution is installed in the radial or tangential direction with respect to the reactor, it is installed to spray outside the rotation range of the stirrer inside the reactor, alpha olefin synthesis apparatus.
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