KR20220087986A - Method for producing ethylene oligomer and device for producing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌 올리고머의 제조방법 및 에틸렌 올리고머 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 본 발명은 에틸렌 올리고머의 제조방법은 에틸렌 올리고머화 반응 스트림의 진행방향에 따라 상이한 위치에 존재하는 하나 이상의 에틸렌 주입부로부터 에틸렌을 추가로 공급하는 에틸렌 올리고머의 제조방법 및 이의 제조장치를 제공한다.The present invention relates to a method for producing ethylene oligomer and an apparatus for producing ethylene oligomer, and more particularly, the present invention relates to a method for producing ethylene oligomer from one or more ethylene injection units present at different positions depending on the progress direction of the ethylene oligomerization reaction stream. Provided are a method for producing an ethylene oligomer by additionally supplying ethylene, and an apparatus for producing the same.

Description

에틸렌 올리고머의 제조방법 및 이의 제조장치{Method for producing ethylene oligomer and device for producing the same}Method for producing ethylene oligomer and apparatus for producing the same

본 발명은 에틸렌 올리고머의 제조방법 및 에틸렌 올리고머의 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 에틸렌의 선택도 및 전환율을 높이고 반응성의 안정성을 개선하기 위한 에틸렌 올리고머의 제조방법 및 에틸렌 올리고머의 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an ethylene oligomer and an apparatus for producing an ethylene oligomer, and more particularly, to a method for producing an ethylene oligomer and an apparatus for producing an ethylene oligomer for increasing the selectivity and conversion rate of ethylene and improving the stability of reactivity .

에틸렌 올리고머 중 1-헥센(1-hexene) 및 1-옥텐(1-octene)은 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀의 중합 시 공단량체로서 대량으로 사용되고 있는 물질로서, 균일계 메탈로센계 촉매를 사용한 폴리올레핀 생산이 증가함에 따라 이에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다.Among ethylene oligomers, 1-hexene and 1-octene are materials used in large quantities as comonomers in the polymerization of polyolefins such as polyethylene, and polyolefin production using homogeneous metallocene catalysts is increasing. As a result, the demand for it is steadily increasing.

종래는 니켈 촉매를 근간으로 한 Shell Higher Olefin Process(SHOP)에서 에틸렌을 올리고머화함으로써, 탄소수 약 4개 내지 약 30개의 다양한 1-알켄(1-alkene)을 생성하고, 이로부터 1-헥센 및/또는 1-옥텐을 별도로 분리하여 얻을 수 있었다.Conventionally, by oligomerizing ethylene in the Shell Higher Olefin Process (SHOP) based on a nickel catalyst, various 1-alkenes having about 4 to about 30 carbon atoms are produced, and from this, 1-hexene and / Alternatively, 1-octene could be separately obtained.

이후 에틸렌 올리고머화 반응에서의 선택도를 높여, 1-헥센 또는 1-옥텐을 고수율로 생성할 수 있는 촉매 시스템이 개발되었다.Thereafter, a catalyst system capable of producing 1-hexene or 1-octene in high yield by increasing the selectivity in the ethylene oligomerization reaction was developed.

대표적인 예로, 미국특허 7511183B2 에서는 크롬 3가 화합물(CrCl3 또는 Cr(acac)3), 비스포스핀 리간드(bisphosphine ligand)인 (iPrN(PPh2)2) 및 메틸알루미녹산(methylaluminoxane, MAO)을 사용하여 1-옥텐 및 1-헥센을 선택적으로 생성할 수 있는 촉매 제조 방법이 보고되었다.As a representative example, US Patent 7511183B2 uses a chromium trivalent compound (CrCl 3 or Cr(acac) 3 ), a bisphosphine ligand (iPrN(PPh 2 ) 2 ) and methylaluminoxane (MAO). Thus, a method for preparing a catalyst capable of selectively producing 1-octene and 1-hexene has been reported.

그러나, 상기 촉매 시스템은 상업적으로 활용가능한 수준의 활성도를 구현하기 위해 고가의 MAO를 다량(Al/Cr = 300~500)으로 사용해야함은 물론 공정안정성을 심각하게 저해하는 폴리에틸렌(polyetylene, PE)이 다량 생성되는 문제점이 보고되었다(Organometallics, 27, 5712-5716).However, the catalyst system has to use a large amount of expensive MAO (Al/Cr = 300 to 500) to realize a commercially usable level of activity, as well as polyethylene (PE), which seriously inhibits process stability. A problem of mass production has been reported (Organometallics, 27, 5712-5716).

또한 높은 온도에서 올리고머화 촉매 시스템은 촉매활성이 저하되어 올레핀, 특히 1-옥텐의 생산량 및 선택성이 저하되고, 부산물의 생성이 높아짐에 따라 관막힘 및 파울링이 발생됨에 따라 공정중단이 불가피하게 발생하게 됨으로써 올레핀 중합 공정에 있어 심각한 문제를 발생시킨다.In addition, the oligomerization catalyst system at a high temperature decreases the catalytic activity, so the production and selectivity of olefins, especially 1-octene, decreases. This causes a serious problem in the olefin polymerization process.

구체적으로 부산물로 생성된 폴리에틸렌은 고분자 층을 형성하고, 형성된 고분자 층상에 다시 고분자층이 형성되어 유체의 유속이 낮아지며, 반응기 벽을 따라 형성된 고분자 고팅층은 열 전달에 부정적으로 영향을 미치는 단열재 역할을 하게 된다. 즉, 관막힘 및 파울링이 발생되어 고분자층을 제거하기위해 2차 저리가 필요하여 빈번한 공정 셧다운을 야기시킨다.Specifically, polyethylene produced as a by-product forms a polymer layer, and a polymer layer is formed again on the formed polymer layer to lower the flow rate of the fluid, and the polymer coating layer formed along the reactor wall serves as an insulator that negatively affects heat transfer. will do In other words, pipe clogging and fouling occur, and a secondary low temperature is required to remove the polymer layer, resulting in frequent process shutdown.

따라서 촉매 활성을 저하시키기 않는 동시에 높은 선택도로 1-헥센 및 1-옥텐을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 공정 안정성을 저해하는 폴리에틸렌 생성량을 현저하게 감소시킬 수 있는 개선된 공정의 에틸렌 올리고머의 제조방법이 요구된다.Therefore, there is an improved process for producing ethylene oligomers that can produce 1-hexene and 1-octene with high selectivity without reducing catalytic activity, and significantly reduce the amount of polyethylene produced that inhibits process stability. is required

미국등록특허 7511183B2US Patent 7511183B2

Organometallics, 27, 5712-5716Organometallics, 27, 5712-5716

본 발명은 상기와 같은 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높은 선택도로 1-헥센 및 1-옥텐을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 촉매 활성을 저하시키기 않는 동시에 공정 안정성을 저해하는 폴리에틸렌 생성량을 현저히 줄일 수 있는 에틸렌 올리고머의 제조방법 및 에틸렌 올리고머 제조장치를 제공한다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and not only can produce 1-hexene and 1-octene with high selectivity, but also significantly reduce the amount of polyethylene produced that inhibits process stability without reducing catalyst activity. Provided are a method for producing an ethylene oligomer that can be reduced and an apparatus for producing an ethylene oligomer.

본 발명은 향상된 촉매활성을 유지시키는 동시에 폴리에틸렌 생성을 억제하여 공정 안정성을 가지는 에틸렌 올리고머의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은,The present invention provides a method for producing an ethylene oligomer having process stability by suppressing polyethylene production while maintaining improved catalytic activity.

크롬 촉매 또는 크롬 공급원, 유기 리간드 및 에틸렌을 공급하여 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계; 및supplying a chromium catalyst or chromium source, an organic ligand and ethylene to form an ethylene oligomerization reaction stream; and

상기 반응 스트림의 진행방향으로 서로 상이한 위치에 존재하는 하나 이상의 에틸렌 주입부로부터 추가 에틸렌이 공급되는 단계를 포함하며,Comprising the step of supplying additional ethylene from one or more ethylene injection units present at different positions in the progress direction of the reaction stream,

상기 추가 공급되는 에틸렌은 하기 식 1을 만족하는 양으로 공급된다.The additionally supplied ethylene is supplied in an amount satisfying Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

FEn-1 > FEn FE n-1 > FE n

(상기 식 1에서,(In Equation 1 above,

n은 1이상의 정수로, 상기 반응 스트림의 진행방향에 따라 상기 반응 스트림상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부며;n is an integer greater than or equal to 1, and is the nth ethylene injection unit located on the reaction stream according to the direction of travel of the reaction stream;

FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;

단, FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)provided that FE 0 is the initial feed amount of ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 추가 공급되는 에틸렌은 하기 식 2를 만족하는 양으로 공급되는 것일 수 있다.Preferably, the additionally supplied ethylene according to an embodiment of the present invention may be supplied in an amount satisfying Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

2×FE0

Figure pat00001
2×FE 0
Figure pat00001

(상기 식 2에서,(In Equation 2 above,

FE는 반응 스트림의 진행방향으로 반응 스트림에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;FE is the ethylene feed amount additionally fed from the ethylene injection section according to the order in which they are positioned in the reaction stream in the forward direction of the reaction stream;

n은 1이상의 정수이며, 반응 스트림의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 순서를 나타내며;n is an integer greater than or equal to 1, indicating the order of the ethylene injection starting from one end of the reaction stream;

단, FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)provided that FE 0 is the initial feed amount of ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.)

본 발명의 일 실시예에 따른 각 에틸렌 주입부 사이의 반응 스트림의 체류시간은 0.1 내지 2시간일 수 있다.The residence time of the reaction stream between each ethylene injection unit according to an embodiment of the present invention may be 0.1 to 2 hours.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 시스템은 촉매 활성화제를 더 포함할 수 있으며, 촉매 시스템 내의 크롬 1몰에 대하여 10 내지 1000몰로 포함될 수 있다.The catalyst system according to an embodiment of the present invention may further include a catalyst activator, and may be included in an amount of 10 to 1000 moles based on 1 mole of chromium in the catalyst system.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 크롬 촉매는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물일 수 있다.Preferably, the chromium catalyst according to an embodiment of the present invention may be a chromium compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 2] [Formula 2]

Al(R11)(R12)(R13)Al(R 11 )(R 12 )(R 13 )

(상기 화학식 1 및 2에서,(In Formulas 1 and 2,

R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고; R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며; R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트, 또는 에테르 및 아미노에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 C1-C30하이드로카빌이고; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkylcarboxylate, acetylacetonate, or C1-C30 hydrocarbyl comprising at least one selected from ether and amino;

A는 보론 또는 알루미늄이고; A is boron or aluminum;

Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C60아릴, 불소가 치환된 C6-C60아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C60알콕시이며;Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C60 aryl, fluorine-substituted C6-C60 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C60 alkoxy;

R11 내지 R13은 서로 독립적으로 C1-C20알킬이며,R 11 to R 13 are each independently C1-C20 alkyl;

상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 크롬 공급원은 하기 화학식 3으로 표시되는 크롬 화합물일 수 있다.Preferably, the chromium source according to an embodiment of the present invention may be a chromium compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Cr(Z)n(A)m Cr(Z) n (A) m

(상기 화학식 3에서, (In Formula 3,

Z는 각각 독립적으로 할로겐기, 아세틸아세토네이트기 또는 카복실레이트기 중 어느 하나이며, Z is each independently any one of a halogen group, an acetylacetonate group, or a carboxylate group,

A는 탄소수 2 내지 20의 에테르 또는 아세토나이트릴이며;A is an ether or acetonitrile having 2 to 20 carbon atoms;

n 및 m은 서로 독립적으로 0 또는 3으로, n 및 m이 동시에 0인 경우는 제외된다.)n and m are each independently 0 or 3, except when n and m are 0 at the same time.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 리간드는 4로 표시되는 비스포스핀 리간드일 수 있다.Preferably, the organic ligand according to an embodiment of the present invention may be a bisphosphine ligand represented by 4.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00003
Figure pat00003

(상기 화학식 4에서, (In Formula 4,

R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고; R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며; R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매활성화제는 하기 화학식 11 내지 13으로 표시되는 화합물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.Preferably, the catalyst activator according to an embodiment of the present invention may be one or two or more selected from compounds represented by the following Chemical Formulas 11 to 13.

[화학식 11][Formula 11]

-[Al(R21)-O]c--[Al(R 21 )-O] c -

[화학식 12][Formula 12]

D(R22)3 D(R 22 ) 3

[화학식 13][Formula 13]

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

(상기 화학식 11 내지 13에서,(In Formulas 11 to 13,

R21은 할로겐, C1-C30하이드로카빌, 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이고, c는 2 이상의 정수이며,R 21 is halogen, C1-C30 hydrocarbyl, or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen, c is an integer of 2 or more,

D는 알루미늄 또는 보론이고, R22는 C1-C20하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이며,D is aluminum or boron, R 22 is C1-C20 hydrocarbyl or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen,

L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3의 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 서로 독립적으로 C1-C30하이드로카빌 또는 할로겐, 알킬, 알콕시 또는 페녹시로 치환된 C1-C30하이드로카빌이다.)L is a neutral Lewis base, [LH] + is a Bronsted acid, Q is boron or aluminum in the oxidation state of +3, E is independently of each other C1-C30 hydrocarbyl or halogen, alkyl, alkoxy or phenoxy C1-C30 hydrocarbyl substituted with

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머의 제조 단계는 에틸렌의 압력은 0 내지 100 kgf/cm2이며, 반응온도 0 내지 150℃에서 수행되는 것일 수 있다.Preferably, in the step of preparing the ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention, the pressure of ethylene is 0 to 100 kgf/cm 2 , and the reaction temperature may be 0 to 150°C.

또한 본 발명은 에틸렌 올리고머의 제조장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 에틸렌 올리고머 제조장치는, In addition, the present invention provides an apparatus for producing ethylene oligomer, the apparatus for producing ethylene oligomer of the present invention,

용매가 주입되어 유동되고, 선택적으로 유입되는 촉매 시스템과 에틸렌이 반응하는 관형 반응부를 포함하는 몸체;a body including a tubular reaction unit in which a solvent is injected and flowed, and a catalyst system selectively introduced therein and ethylene react;

상기 몸체의 길이 방향 일단에 형성되어 용매가 유입되는 용매 유입부; 및a solvent inlet formed at one end in the longitudinal direction of the body and into which the solvent is introduced; and

상기 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 크롬 촉매 또는 크롬 공급원, 유기 리간드 및 에틸렌을 포함하는 촉매 시스템을 주입하는 반응물질 투입구; 및a reactant inlet which is selectively located in the longitudinal direction of the body and injects a catalyst system including a chromium catalyst or a chromium source, an organic ligand, and ethylene; and

상기 몸체 길이방향에 형성되어, 에틸렌이 추가 주입되는 1개 이상의 에틸렌 주입부를 포함하며;It is formed in the longitudinal direction of the body, and includes one or more ethylene injection parts into which ethylene is additionally injected;

상기 에틸렌 주입부로터 추가 주입되는 에틸렌은 하기 식 11을 만족하는 양으로 공급된다.Ethylene additionally injected from the ethylene injection unit is supplied in an amount satisfying Equation 11 below.

[식 11][Equation 11]

FEn-1 > FEn FE n-1 > FE n

(상기 식 11에서,(In Equation 11 above,

n은 1이상의 정수로, 상기 몸체 길이방향에 따라 상기 몸체 길이방향상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부며;n is an integer greater than or equal to 1, and is an n-th ethylene injection unit located in the longitudinal direction of the body along the longitudinal direction of the body;

FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;

단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)However, FE 0 is the initial amount of ethylene supplied to the reactant inlet.)

본 발명이 일 실시예에 따른 에틸렌 주입부는 몸체 길이방향에 2개 이상이 이격되어 형성되며, 상기 에틸렌 주입부로부터 에틸렌이 각각 주입되는 것을 특징으로 한다. Two or more ethylene injection units according to an embodiment of the present invention are formed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the body, and ethylene is injected from the ethylene injection unit, respectively.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌은 하기 식 12를 만족하는 양으로 공급되는 것일 수 있다. Preferably, ethylene according to an embodiment of the present invention may be supplied in an amount satisfying Equation 12 below.

[식 12][Equation 12]

2×FE0

Figure pat00004
2×FE 0
Figure pat00004

(상기 식 12에서,(In Equation 12 above,

FE는 몸체 길이방향에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;FE is the ethylene supply amount additionally supplied from the ethylene injection unit according to the order located in the longitudinal direction of the body;

n은 1이상의 정수이며, 몸체 길이방향의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 순서를 나타내며;n is an integer greater than or equal to 1, and represents the order of the ethylene injection portion starting from one end in the longitudinal direction of the body;

단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)However, FE 0 is the initial amount of ethylene supplied to the reactant inlet.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 관형 반응부는 반응물질 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 촉매활성화제가 주입되는 촉매활성화제 주입부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the tubular reaction unit according to an embodiment of the present invention is selectively positioned in the longitudinal direction of the reactant body, and may further include a catalyst activator injection unit into which the catalyst activator is injected.

본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은 유동되는 반응 시스템에 각각 상이한 위치에 존재하는 에틸렌 주입부로부터 에틸렌을 각각 투입함으로써 높은 촉매활성, 우수한 선택도 및 전환율로 에틸렌 올리고머를 제조할 수 있다.In the method for producing an ethylene oligomer of the present invention, ethylene oligomer can be prepared with high catalytic activity, excellent selectivity and conversion rate by respectively introducing ethylene from ethylene injection parts located at different positions in a flowing reaction system.

또한 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은 유동되는 반응 시스템에 상이한 위치에 존재하는 상이한 에틸렌 주입부로부터 에틸렌을 각각 추가 투입함으로써 폴리에틸렌 생성량을 현저하게 감소시킬 수 있어 관막힘 및 파울링이 발생되지 않아 공정 안정성을 유지할 수 있어 매우 경제적이다.In addition, the method for producing an ethylene oligomer of the present invention can significantly reduce the amount of polyethylene produced by additionally adding ethylene from different ethylene injection parts present at different positions in the flowing reaction system, so that pipe clogging and fouling do not occur. It is very economical because it can maintain stability.

또한 본 발명의 에틸렌 올리고머 제조장치는 2개 이상의 에틸렌 주입부를 구비하여 에틸렌을 상이한 위치에서 반응 스트림에 따라 각각 주입함으로써 촉매활성을 저하시키지 않는 동시에 폴리에틸렌 생성량을 감소시켜 우수한 에틸렌 올리고머 선택도 및 에틸렌의 전환율을 가진다.In addition, the ethylene oligomer production apparatus of the present invention includes two or more ethylene injection units, so that ethylene is injected at different positions according to the reaction stream, respectively, so that the catalyst activity is not lowered and the polyethylene production amount is reduced at the same time, thereby providing excellent ethylene oligomer selectivity and ethylene conversion rate. have

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 화학식 A의 13P NMR, 1H NMR, 19F NMR, EPR(Electron paramagnetic resonance) 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the results of 13 P NMR, 1 H NMR, 19 F NMR, and EPR (electron paramagnetic resonance) of Formula A prepared in Example 1 of the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이 때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. If there is no other definition in the technical and scientific terms used at this time, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description. A description of possible known functions and configurations will be omitted.

본 명세서에서 사용된 용어 "알킬"은 (탄소수가 특별히 한정되지 않은 경우) 탄소수 1 내지 60, 바람직하게 탄소수 1 내지 30, 일 양태에서 바람직하게 탄소수 1 내지 20, 일 양태에서 바람직하게 탄소수 1 내지 10, 일 양태에서 바람직하게 탄소수 1 내지 7을 가진 포화된 직쇄상 또는 분지상의 비-고리(cyclic) 탄화수소를 의미한다. "저급 알킬"은 탄소수가 1 내지 7인 일 양태에서 바람직하게 탄소수 1 내지 5인 직쇄상 또는 분지상 알킬을 의미한다. 대표적인 포화 직쇄상 알킬은 -메틸, -에틸, -n-프로필, -n-부틸, -n-펜틸, -n-헥실, -n-헵틸, -n-옥틸, -n-노닐 과 -n-데실을 포함하고, 반면에 포화 분지상 알킬은 -이소프로필, -sec-부틸, -이소부틸, -tert-부틸, 이소펜틸, 2-메틸헥실, 3-메틸부틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 2-메틸헥실, 3-메틸헥실, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 2-메틸헥실, 3-메틸헥실, 4-메틸헥실, 5- 메틸헥실, 2,3-디메틸부틸, 2,3-디메틸펜틸, 2,4-디메틸펜틸, 2,3-디메틸헥실, 2,4-디메틸헥실, 2,5-디메틸헥실, 2,2-디메틸펜틸, 2,2-디메틸헥실, 3,3-디메틸펜틸, 3,3-디메틸헥실, 4,4-디메틸헥실, 2-에틸펜틸, 3-에틸펜틸, 2-데틸헥실, 3-에틸헥실, 4-에틸헥실, 2-메틸-2-에틸펜틸, 2-메틸-3-에틸펜틸, 2-메틸-4-에틸펜틸, 2-메틸-2-에틸헥실, 2-메틸-3-에틸헥실, 2-메틸-4-에틸헥실, 2,2-디에틸펜틸, 3,3-디에틸헥실, 2,2-디에틸헥실, 및 3,3-디에틸헥실을 포함한다.As used herein, the term "alkyl" (when the number of carbon atoms is not particularly limited) has 1 to 60 carbon atoms, preferably 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms in one embodiment, preferably 1 to 10 carbon atoms in one embodiment. , preferably in one aspect, refers to a saturated straight-chain or branched acyclic hydrocarbon having 1 to 7 carbon atoms. "Lower alkyl" means straight-chain or branched alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms in one aspect. Representative saturated straight chain alkyls are -methyl, -ethyl, -n-propyl, -n-butyl, -n-pentyl, -n-hexyl, -n-heptyl, -n-octyl, -n-nonyl and -n- contains decyl, whereas saturated branched alkyl is -isopropyl, -sec-butyl, -isobutyl, -tert-butyl, isopentyl, 2-methylhexyl, 3-methylbutyl, 2-methylpentyl, 3- Methylpentyl, 4-methylpentyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 4-methylhexyl, 5- Methylhexyl, 2,3-dimethylbutyl, 2,3-dimethylpentyl, 2,4-dimethylpentyl, 2,3-dimethylhexyl, 2,4-dimethylhexyl, 2,5-dimethylhexyl, 2,2-dimethyl Pentyl, 2,2-dimethylhexyl, 3,3-dimethylpentyl, 3,3-dimethylhexyl, 4,4-dimethylhexyl, 2-ethylpentyl, 3-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 3-ethylhexyl, 4-ethylhexyl, 2-methyl-2-ethylpentyl, 2-methyl-3-ethylpentyl, 2-methyl-4-ethylpentyl, 2-methyl-2-ethylhexyl, 2-methyl-3-ethylhexyl, 2-methyl-4-ethylhexyl, 2,2-diethylpentyl, 3,3-diethylhexyl, 2,2-diethylhexyl, and 3,3-diethylhexyl.

본 명세서에서 "C1-C10"와 같이 기재될 경우 이는 탄소수가 1 내지 10개임을 의미한다. 예를 들어, C1-C10알킬은 탄소 수가 1 내지 10인 알킬을 의미한다.When described as "C1-C10" in the present specification, it means that the number of carbon atoms is 1 to 10. For example, C 1 -C 10 alkyl means alkyl having 1 to 10 carbon atoms.

본 명세서에서 사용된 용어 "할로겐" 및 "할로"는 플루오린, 클로린, 브로민 또는 아이오딘을 의미한다.As used herein, the terms “halogen” and “halo” refer to fluorine, chlorine, bromine or iodine.

본 명세서에서 사용된 용어 "불소가 치환된 아릴", "불소가 치환된 아릴옥시" 또는 "불소가 치환된 알콕시"는 각각 하나 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 아릴, 아릴옥시 또는 알콕시 그룹을 의미한다. 예를 들어, 할로아릴은 -C6H4F, -C6H3F2, -C6HF4, 및 이와 유사한 것을 포함한다. 여기에서 아릴 및 할로겐은 위에서 정의된 것과 같으며, 알콕시는 하기에 정의된 바와 같다.As used herein, the terms "fluorine-substituted aryl", "fluorine-substituted aryloxy" or "fluorine-substituted alkoxy" refer to an aryl, aryloxy or alkoxy group in which one or more hydrogen atoms are each replaced by a fluorine atom . For example, haloaryl includes —C 6 H 4 F, —C 6 H 3 F 2 , —C 6 HF 4 , and the like. wherein aryl and halogen are as defined above and alkoxy is as defined below.

본 명세서에서 사용된 용어 "알콕시"는 -OCH3, -OCH2CH3, -O(CH2)2CH3, -O(CH2)3CH3, -O(CH2)4CH3, -O(CH2)5CH3, 및 이와 유사한 것을 포함하는 -O-(알킬)을 의미하며, 여기에서 알킬은 위에서 정의된 것과 같다.As used herein, the term "alkoxy" means -OCH 3 , -OCH 2 CH 3 , -O(CH 2 ) 2 CH 3 , -O(CH 2 ) 3 CH 3 , -O(CH 2 ) 4 CH 3 , -O(CH 2 ) 5 CH 3 , including -O-(alkyl), and the like, wherein alkyl is as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "저급알콕시"는 -O-(저급알킬)을 의미하며, 여기에서 저급 알킬은 위에서 정의된 것과 같다.As used herein, the term "lower alkoxy" means -O- (lower alkyl), wherein lower alkyl is as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "아릴"은 5 내지 10의 고리 원자를 함유하는 탄소고리 방향족 그룹을 의미한다. 대표적인 예는 페닐, 톨일(tolyl), 자이릴(xylyl), 나프틸, 테트라하이드로나프틸, 안트라세닐(anthracenyl), 플루오레닐(fluorenyl), 인데닐(indenyl), 아주레닐(azulenyl) 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 탄소고리 방향족 그룹은 선택적으로 치환될 수 있다.As used herein, the term "aryl" refers to a carbocyclic aromatic group containing 5 to 10 ring atoms. Representative examples include phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl, anthracenyl, fluorenyl, indenyl, azulenyl, etc. including, but not limited to. Carbocyclic aromatic groups may be optionally substituted.

본 명세서에서 사용된 용어 "아릴옥시"는 RO-이며, R은 상기 정의된 아릴이다. "아릴티오"는 RS-이며, R은 상기 정의된 아릴이다.As used herein, the term “aryloxy” is RO—, and R is aryl as defined above. "Arylthio" is RS- and R is aryl as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "모노-알킬아미노"는 -NHCH3, -NHCH2CH3, -NH(CH2)2CH3, -NH(CH2)3CH3, -NH(CH2)4CH3, -NH(CH2)5CH3, 및 이와 유사한 것을 포함하는, -NH(알킬)을 의미하며, 여기에서 알킬은 위에서 정의된 것과 같다.The term "mono-alkylamino" as used herein is -NHCH 3 , -NHCH 2 CH 3 , -NH(CH 2 ) 2 CH 3 , -NH(CH 2 ) 3 CH 3 , -NH(CH 2 ) 4 -NH(alkyl), including CH 3 , —NH(CH 2 ) 5 CH 3 , and the like, wherein alkyl is as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "디-알킬아미노"는 -N(CH3)2, -N(CH2CH3)2, -N((CH2)2CH3)2, -N(CH3)(CH2CH3), 및 이와 유사한 것을 포함하는 -N(알킬)(알킬)을 의미하며, 여기에서 각 알킬은 서로 독립적으로 위에서 정의된 알킬이다.As used herein, the term “di-alkylamino” means —N(CH 3 ) 2 , —N(CH 2 CH 3 ) 2 , —N((CH 2 ) 2 CH 3 ) 2 , —N(CH 3 ) -N(alkyl)(alkyl), including (CH 2 CH 3 ), and the like, wherein each alkyl independently of the other is alkyl as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "모노-알킬실릴"는 -SiH2CH3, -SiH2CH3, - SiH2 (CH2)2CH3, -SiH2(CH2)3CH3, -SiH2(CH2)4CH3, -SiH2(CH2)5CH3, 및 이와 유사한 것을 포함하는, -SiH2(알킬)을 의미하며, 여기에서 알킬은 위에서 정의된 것과 같다.The term "mono-alkylsilyl" as used herein means -SiH 2 CH 3 , -SiH 2 CH 3 , -SiH 2 (CH 2 ) 2 CH 3 , -SiH 2 (CH 2 ) 3 CH 3 , -SiH 2 -SiH 2 (alkyl), including (CH 2 ) 4 CH 3 , —SiH 2 (CH 2 ) 5 CH 3 , and the like, wherein alkyl is as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "디-알킬실릴"은 -SiH(CH3)2, -SiH(CH(CH3)2)(CH3), -SiH((CH2)2CH3)2, -SiH(CH3)(CH2CH3), 및 이와 유사한 것을 포함하는 -SiH(알킬)(알킬)을 의미하며, 여기에서 각 알킬은 서로 독립적으로 위에서 정의된 알킬이다.As used herein, the term "di-alkylsilyl" refers to -SiH(CH 3 ) 2 , -SiH(CH(CH 3 ) 2 )(CH 3 ), -SiH((CH 2 ) 2 CH 3 ) 2 , - -SiH(alkyl)(alkyl), including SiH(CH 3 )(CH 2 CH 3 ), and the like, wherein each alkyl independently of the other is alkyl as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "트리알킬실릴"은 -Si(CH3)3, -Si(CH2(CH3))3, -Si((CH2)2CH3)3, -Si(CH3)2(CH2CH3), 및 이와 유사한 것을 포함하는 -Si(알킬)(알킬)(알킬)을 의미하며, 여기에서 각 알킬은 서로 독립적으로 위에서 정의된 알킬이다.As used herein, the term "trialkylsilyl" means -Si(CH 3 ) 3 , -Si(CH 2 (CH 3 )) 3 , -Si((CH 2 ) 2 CH 3 ) 3 , -Si(CH 3 ) ) 2 (CH 2 CH 3 ), and the like, —Si(alkyl)(alkyl)(alkyl), wherein each alkyl independently of the other is alkyl as defined above.

본 명세서에서 사용된 용어 "모노아릴실릴", "디아릴실릴" 및 "트리아릴실릴" 은 "모노알킬실릴", "디알킬실릴", 또는 "트리알킬실릴"에서 알킬 대신 아릴에 해당되는 치환기이다.As used herein, the terms "monoarylsilyl", "diarylsilyl" and "triarylsilyl" refer to a substituent corresponding to aryl instead of alkyl in "monoalkylsilyl", "dialkylsilyl", or "trialkylsilyl" to be.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 에틸렌 올리고머의 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing an ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은,The method for producing an ethylene oligomer of the present invention,

크롬 촉매 또는 크롬 공급원; 유기 리간드; 및 에틸렌;을 공급하여 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계; 및chromium catalyst or chromium source; organic ligands; and ethylene to form an ethylene oligomerization reaction stream; and

상기 반응 스트림의 진행방향으로 서로 상이한 위치에 존재하는 하나 이상의 에틸렌 주입부로부터 추가 에틸렌이 공급되는 단계를 포함하며;supplying additional ethylene from one or more ethylene injection units located at different positions in the direction of travel of the reaction stream;

상기 추가 공급되는 에틸렌은 하기 식 1을 만족하는 양으로 공급된다.The additionally supplied ethylene is supplied in an amount satisfying Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

FEn-1 > FEn FE n-1 > FE n

(상기 식 1에서,(In Equation 1 above,

n은 1이상의 정수로, 상기 반응 스트림의 진행방향에 따라 상기 반응 스트림 상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부이며;n is an integer greater than or equal to 1, and is the nth ethylene injection unit located on the reaction stream according to the direction of travel of the reaction stream;

FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;

FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 최초 에틸렌의 최초 공급량이다.)FE 0 is the initial feed of the first ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.)

본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은 촉매 시스템에 반응 스트림의 진행반향에 따라 각각 상이한 위치에 존재하는 상이한 에틸렌 주입부로부터 각각 에틸렌을 추가주입함으로써 반응기 내에 에틸렌 기포 형성 등으로 인한 반응기 내에서의 체류시간에 영향을 주지 않아 높은 촉매활성이 유지되고 높은 선택도로 에틸렌 올리고머를 제조할 수 있다.In the method for producing an ethylene oligomer of the present invention, ethylene is additionally injected from different ethylene injection parts located at different positions according to the direction of progress of a reaction stream in the catalyst system. , high catalytic activity is maintained and ethylene oligomers can be prepared with high selectivity.

더구나 반응 스트림 내에 상이한 위치에 각각 에틸렌을 공급함으로써 폴리에틸렌의 생성을 감소시키며, 에틸렌의 전환율을 높일 수 있다.Moreover, by supplying ethylene to different locations in the reaction stream, the production of polyethylene can be reduced and the conversion rate of ethylene can be increased.

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머의 제조방법은 반응 스트림의 진행방향으로 상이한 위치에 존재하는 상이한 에틸렌 주입부로부터 각각의 에틸렌을 반응 스트림 내에 공급할 뿐만 아니라 상기 식 1과 같이 공급되는 에틸렌의 양을 제어함으로써 보다 우수한 전환율로 에틸렌 올리고머를 제조할 수 있으며, 에틸렌의 선택도 또한 향상시킨다.In the method for producing an ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention, each ethylene is supplied into the reaction stream from different ethylene injection parts located at different positions in the progress direction of the reaction stream, as well as the amount of ethylene supplied as in Equation 1 above. By controlling

구체적으로 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법에서 에틸렌은 반응 스트림의 진행방향에 따라 상이한 위치에서 공급하되, 공급되는 에틸렌의 양은 먼저 공급된 양보다 적을 수 있다.Specifically, in the method for producing an ethylene oligomer of the present invention, ethylene is supplied at different positions depending on the progress direction of the reaction stream, but the amount of ethylene supplied may be less than the amount supplied earlier.

즉, 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키기위해 초기에 공급되는 에틸렌량은 FE0으로, 첫번째 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌량 보다 많을 수 있다.That is, the amount of ethylene initially supplied to form the ethylene oligomerization reaction stream is FE 0 , and may be greater than the amount of ethylene additionally supplied from the first ethylene injection unit.

마찬가지로 2개의 에틸렌 주입부가 존재하여 에틸렌의 공급을 각각의 에틸렌 주입부로부터 공급할 시 두번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 양은 첫번째 에틸렌 주입부에서 공급된 에틸렌의 양보다 적다.Similarly, when there are two ethylene injection parts and supply of ethylene is supplied from each ethylene injection part, the amount of ethylene supplied from the second ethylene injection part is less than the amount of ethylene supplied from the first ethylene injection part.

다시 말해 크롬 촉매 또는 크롬 공급원 및 유기 리간드와 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키기위해 초기에 투입되는 에틸렌의 공급량은 FE0로 정의되고, 에틸렌의 주입부가 n개라고 하면, 에틸렌의 공급양은 하기의 식과 같을 수 있다.In other words, if the supply amount of ethylene initially input to form an ethylene oligomerization reaction stream with a chromium catalyst or a chromium source and an organic ligand is defined as FE 0 and n injection portions of ethylene, the supply amount of ethylene is expressed by the following formula can be the same

[식][ceremony]

FE0 > FE1 > FE2 > FE3 > FE4 > FE5 > FE6 > FE7 > FE8 .......> FEn FE 0 > FE 1 > FE 2 > FE 3 > FE 4 > FE 5 > FE 6 > FE 7 > FE 8 .......> FE n

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌의 공급량이 상기의 식 1을 만족하게 되면 반응기에 체류하는 에틸렌 농도의 구배가 일정해져 공정의 안정성이 유지되어 에틸렌의 전환율을 높이고 폴리에틸렌의 형성을 감소시킬 수 있다.When the supply amount of ethylene according to an embodiment of the present invention satisfies Equation 1 above, the gradient of the concentration of ethylene remaining in the reactor becomes constant, so that the stability of the process is maintained, thereby increasing the conversion rate of ethylene and reducing the formation of polyethylene. .

따라서 공급되는 에틸렌의 전체 양은 한정이 있는 것은 아니나, 에틸렌 올리고머화 반응이 진행되어도 에틸렌 농도의 구배가 일정해지도록 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 공급량은 앞서 주입된 에틸렌 공급량 보다 적은 양의 에틸렌을 공급할 수 있다.Therefore, the total amount of ethylene supplied is not limited, but the ethylene supply amount according to an embodiment of the present invention is less than the previously injected ethylene supply amount so that the gradient of ethylene concentration becomes constant even when the ethylene oligomerization reaction proceeds. can supply

즉, 에틸렌의 공급횟수가 늘어남에 따라 에틸렌의 공급량도 줄어들게 되도록 에틸렌의 공급량을 제어할 수 있다.That is, the supply amount of ethylene can be controlled so that the supply amount of ethylene also decreases as the number of times of ethylene supply increases.

나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 공급되는 에틸렌은 하기 식 2를 만족하는 양으로 공급되는 것일 수 있다.Furthermore, the ethylene supplied according to an embodiment of the present invention may be supplied in an amount satisfying the following Equation 2.

[식 2][Equation 2]

2×FE0

Figure pat00005
2×FE 0
Figure pat00005

(상기 식 2에서,(In Equation 2 above,

FE는 반응 스트림의 진행방향으로 반응 스트림에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;FE is the ethylene feed amount additionally fed from the ethylene injection section according to the order in which they are positioned in the reaction stream in the forward direction of the reaction stream;

n은 1이상의 정수이며, 반응 스트림의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 전체 수를 나타내며;n is an integer greater than or equal to 1 and represents the total number of ethylene injections starting from one end of the reaction stream;

단, FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)provided that FE 0 is the initial feed amount of ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.)

본 발명의 일 실시예에 따른 추가 공급되는 에틸렌의 모든 양을 합한 에틸렌 공급량(

Figure pat00006
)은 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키기위해 초기에 공급되는 에틸렌량(FE0)의 2배와 같거나 적을 수 있다.Ethylene supply amount (
Figure pat00006
) may be less than or equal to twice the amount of ethylene initially fed to form the ethylene oligomerization reaction stream (FE 0 ).

구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌이 2회 추가로 공급될 시 2회에 걸쳐 추가 공급된 에틸렌의 양의 총합이 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키기위해 초기에 공급되는 에틸렌량(FE0)의 2배의 양과 같거나 적을 수 있다. 이와 같이 추가 첨가되는 에틸렌의 양을 제어함으로써 촉매활성은 유지시키는 동시에 에틸렌의 전환율 및 에틸렌 올리고머의 수율은 높일 수 있고, 폴리에틸렌의 생성은 감소시킬 수 있다.Specifically, when ethylene according to an embodiment of the present invention is additionally supplied twice, the sum of the amounts of ethylene additionally supplied twice is the amount of ethylene initially supplied to form an ethylene oligomerization reaction stream (FE 0 ) may be equal to or less than twice the amount. By controlling the amount of ethylene added as described above, the catalytic activity can be maintained while the conversion of ethylene and the yield of ethylene oligomer can be increased, and the production of polyethylene can be reduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌의 올리고머화 반응장치는 관형 반응장치 일 수 있으며, 관형 반응장치에 여러 개의 에틸렌 주입부가 구비될 수 있다.The ethylene oligomerization reactor according to an embodiment of the present invention may be a tubular reactor, and a plurality of ethylene injection units may be provided in the tubular reactor.

에틸렌 주입부는 에틸렌이 주입되는 횟수와 동일하거나 그 이상일 수 있다.The ethylene injection portion may be equal to or greater than the number of times ethylene is injected.

구체적으로, 에틸렌 공급이 3회에 걸쳐 주입된다면 에틸렌은 3개 이상의 에틸렌 주입부로부터 각각 공급될 수 있다.Specifically, if the ethylene supply is injected three times, the ethylene may be supplied from three or more ethylene injection units, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 에틸렌 주입부 사이에서 반응 스트림의 체류시간은 0.1 내지 2시간일 수 있으며, 향상된 반응효율을 가지는 동시에 폴리에틸렌의 생성의 저하시키기 위한 측면에서 바람직하게 0.2 내지 2시간, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1시간일 수 있다.The residence time of the reaction stream between each ethylene injection unit according to an embodiment of the present invention may be 0.1 to 2 hours, preferably 0.2 to 2 hours in terms of reducing the production of polyethylene while having improved reaction efficiency. , more preferably 0.2 to 1 hour.

본 발명의 일 실시예에 따른 반응 스트림은 촉매 활성화제를 더 포함할 수 있으며, 촉매 활성화제는 촉매 또는 크롬 공급원 및 유기 리간드의 촉매 조성물을 활성화시킬 수 있는 물질이라면 모두 가능하나, 바람직하게 하기 화학식 11 내지 13으로 표시될 수 있다.The reaction stream according to an embodiment of the present invention may further include a catalyst activator, and the catalyst activator may be any material capable of activating a catalyst or a catalyst composition of a chromium source and an organic ligand, but preferably the formula 11 to 13 may be represented.

[화학식 11][Formula 11]

-[Al(R21)-O]c--[Al(R 21 )-O] c -

[화학식 12][Formula 12]

D(R22)3 D(R 22 ) 3

[화학식 13][Formula 13]

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

(상기 화학식 11 내지 13에서,(In Formulas 11 to 13,

R21은 할로겐, C1-C30하이드로카빌, 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이고, c는 2 이상의 정수이며,R 21 is halogen, C1-C30 hydrocarbyl, or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen, c is an integer of 2 or more,

D는 알루미늄 또는 보론이고, R22는 C1-C20하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이며,D is aluminum or boron, R 22 is C1-C20 hydrocarbyl or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen,

L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3의 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 서로 독립적으로 C1-C30하이드로카빌 또는 할로겐, 알킬, 알콕시 또는 페녹시로 치환된 C1-C30하이드로카빌이다.)L is a neutral Lewis base, [LH] + is a Bronsted acid, Q is boron or aluminum in the oxidation state of +3, E is independently of each other C1-C30 hydrocarbyl or halogen, alkyl, alkoxy or phenoxy C1-C30 hydrocarbyl substituted with

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 11 내지 화학식 13에서 R21은 할로겐, C1-C30알킬, 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20알킬이고, c는 2 이상의 정수이며, D는 알루미늄 또는 보론이고, R22는 C1-C20알킬 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20알킬이며, L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3의 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 서로 독립적으로 C1-C30알킬; C6-C30아릴; 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알콕시 또는 페녹시로 치환된 C1-C30알킬; 또는 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알콕시 또는 페녹시로 치환된 C6-C30아릴일 수 있다.Preferably, in Formulas 11 to 13 according to an embodiment of the present invention, R 21 is halogen, C1-C30 alkyl, or halogen-substituted C1-C20 alkyl, c is an integer of 2 or more, D is aluminum or boron; , R 22 is C 1 -C 20 alkyl or C 1 -C 20 alkyl substituted with halogen, L is a neutral Lewis base, [LH] + is Bronsted acid, Q is boron or aluminum in the oxidation state of +3, E is independently of each other C1-C30 alkyl; C6-C30 aryl; C1-C30 alkyl substituted by halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkoxy or phenoxy; or C6-C30 aryl substituted with halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkoxy or phenoxy.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 11로 표시되는 화합물은 개질메틸알루미녹산(MMAO), 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 12로 표시되는 화합물은 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 디메틸이소부틸알루미늄, 디메틸에틸알루미늄, 디에틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리씨클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페 닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸 보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론 또는 트리부틸보론일 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 13으로 표시되는 화합물은 트리에틸암모니움테트라페닐보론, 트리부틸암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라페닐보론, 트리프로필암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐 보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플루오로페닐보론, 디에틸암모니움 테트라펜타플루오로페닐보론, 트리페닐포스포늄테트라페닐보론, 트리메틸포스포늄테트라페닐보론, 트리에틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리부틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루 미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니 움테트라펜타플로로페닐알루미늄, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라페닐 알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라페닐보론, 트리페닐카보니움테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라펜타플루오로페닐보론일 수 있다.Specifically, the compound represented by Chemical Formula 11 according to an embodiment of the present invention may be modified methylaluminoxane (MMAO), methylaluminoxane (MAO), ethylaluminoxane, isobutylaluminoxane or butylaluminoxane, and the present invention The compound represented by Formula 12 according to an embodiment of , triisopropylaluminum, tri-s-butylaluminum, tricyclopentylaluminum, tripentylaluminum, triisopentylaluminum, trihexylaluminum, ethyldimethylaluminum, methyldiethylaluminum, triphenylaluminum, tri-p-tolyl It may be aluminum, dimethyl aluminum methoxide, dimethyl aluminum ethoxide, trimethyl boron, triethyl boron, triisobutyl boron, tripropyl boron or tributyl boron, and the compound represented by Formula 13 according to an embodiment of the present invention Silver triethylammonium tetraphenyl boron, tributyl ammonium tetraphenyl boron, trimethyl ammonium tetraphenyl boron, tripropyl ammonium tetraphenyl boron, trimethyl ammonium tetra (p-tolyl) boron, tripropyl ammonium tetra (p -Tolyl) boron, triethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl)boron, trimethylammonium tetra(o,p-dimethylphenyl)boron, tributylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, trimethyl Ammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl) boron, tributylammonium tetrapentafluorophenyl boron, N,N-diethylaniliniumtetraphenyl boron, N,N-diethylaniliniumtetraphenylboron, N,N-diethylaniliniumtetrapentafluorophenylboron, diethylammonium tetrapentafluorophenylboron, triphenylphosphonium tetraphenylboron, trimethylphosphoniumtetraphenylboron, triethylammonium tetraphenylaluminum, Tributylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetraphenylaluminum, tripropylammonium tetraphenylaluminum, trimethylammonium tetra(p-tolyl)aluminum, tripropylammoniumtetra(p-tolyl)aluminum, triethylammonium Tetra(o,p-dimethylphenyl)aluminum, tribu Tylammonium tetra(p-trifluoromethylphenyl)aluminum, trimethylammoniumtetra(p-trifluoromethylphenyl)aluminum, tributylammoniumtetrapentafluorophenylaluminum, N,N-diethylaniliniumtetra Phenylaluminum, N,N-diethylaniliniumtetraphenylaluminum, N,N-diethylaniliniumtetrapentafluorophenylaluminum, diethylammoniumtetrapentafluorophenylaluminum, triphenylphosphoniumtetraphenylaluminum , trimethylphosphonium tetraphenylaluminum, triphenylcarboniumtetraphenylboron, triphenylcarboniumtetraphenylaluminum, triphenylcarboniumtetra(p-trifluoromethylphenyl)boron, triphenylcarboniumtetrapentafluoro It may be rophenylboron.

보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화제는 알킬알루미녹산 또는 개질알킬알루미녹산이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 메틸알루미녹산(MAO) 또는 개질메틸알루미녹산(MMAO)이 사용될 수 있다.More preferably, as the activator according to an embodiment of the present invention, alkylaluminoxane or modified alkylaluminoxane may be used, and more preferably methylaluminoxane (MAO) or modified methylaluminoxane (MMAO) may be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 활성화제는 촉매 시스템 내의 크롬 1몰에 대하여 10 내지 1000몰로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 500몰, 보다 바람직하게는 100 내지 300몰로 사용될 수 있다.The catalyst activator according to an embodiment of the present invention may be used in an amount of 10 to 1000 moles, preferably 20 to 500 moles, and more preferably 100 to 300 moles, based on 1 mole of chromium in the catalyst system.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 크롬 촉매는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물일 수 있다.Preferably, the chromium catalyst according to an embodiment of the present invention may be a chromium compound represented by the following formula (1).

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

(상기 화학식 1에서, (In Formula 1,

R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고; R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며; R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트, 또는 에테르 및 아미노에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 C1-C30하이드로카빌이고; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkylcarboxylate, acetylacetonate, or C1-C30 hydrocarbyl comprising at least one selected from ether and amino;

A는 보론 또는 알루미늄이고; A is boron or aluminum;

Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C60아릴, 불소가 치환된 C6-C60아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C60알콕시이며;Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C60 aryl, fluorine-substituted C6-C60 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C60 alkoxy;

상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.)

본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1로 표시되는 특정한 크롬 화합물을 사용함으로써 종래의 값비싼 메틸알루미녹산을 사용하지 않아도 높은 촉매 활성을 나타내어 에틸렌 올리고머의 제조가 가능하다.By using the specific chromium compound represented by Formula 1 according to an embodiment of the present invention, it is possible to prepare an ethylene oligomer by exhibiting high catalytic activity without using conventional expensive methylaluminoxane.

나아가 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 특정한 크롬 화합물을 사용함으로써 1-옥텐 및 1-헥센에 대한 선택도가 높고, 반응효율이 우수하다.Furthermore, in the method for producing an ethylene oligomer of the present invention, the selectivity to 1-octene and 1-hexene is high, and the reaction efficiency is excellent by using the specific chromium compound represented by Formula 1 above.

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머의 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 특정한 크롬 화합물을 사용하고, 상이한 위치에 존재하는 각각의 에틸렌 주입부로부터 에틸렌을 각각 공급함으로써 에틸렌 올리고머의 선택성을 높이는 동시에 폴리에틸렌의 생성을 억제한다.In particular, in the method for producing an ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention, the selectivity of the ethylene oligomer is increased by using a specific chromium compound represented by Chemical Formula 1 and supplying ethylene from each ethylene injection unit located at a different location. At the same time, it suppresses the production of polyethylene.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에 있어서, R은 C1-C60알킬이며; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C60아릴이며; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트 또는 에테르를 포함하는 C1-C30하이드로카빌이고; A는 보론 또는 알루미늄이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C60아릴, 불소가 치환된 C6-C60아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C60알콕시이며; 상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있는 것일 수 있으며, In Formula 1 according to an embodiment of the present invention, R is C 1 -C 60 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C60 aryl; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkylcarboxylate, acetylacetonate or C1-C30 hydrocarbyl including ether; A is boron or aluminum; Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C60 aryl, fluorine-substituted C6-C60 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C60 alkoxy; The alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, mono C1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, triC6-C30 arylamino, monoalkylsilyl, diC1-C30alkylsilyl, triC1-C30alkylsilyl, monoC6-C30arylsilyl, diC6-C30aryl It may be one that may be further substituted with one or more selected from silyl and triC6-C30 arylsilyl,

보다 바람직하게는 R은 C1-C30알킬이며; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C30아릴이며; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트 또는 에테르를 포함하는 C1-C20하이드로카빌이고; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C30아릴, 불소가 치환된 C6-C30아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C30알콕시이며; 상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C20알킬, C6-C20아릴, C1-C20알콕시, 모노C1-C20알킬아미노, 디C1-C20알킬아미노, 트리C1-C20알킬아미노, 모노C6-C20아릴아미노, 디C6-C20아릴아미노, 트리C6-C20아릴아미노, 모노C1-C20알킬실릴, 디C1-C20알킬실릴, 트리C1-C20알킬실릴, 모노C6-C20아릴실릴, 디C6-C20아릴실릴 및 트리C6-C20아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있는 것일 수 있다. more preferably R is C1-C30 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C30 aryl; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkylcarboxylate, acetylacetonate or C1-C20 hydrocarbyl including ether; A is boron; Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C30 aryl, fluorine-substituted C6-C30 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C30 alkoxy; The alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 are C1-C20 alkyl, C6-C20 aryl, C1-C20 alkoxy, monoC1-C20 alkylamino, diC1-C20 alkylamino, triC1-C20 alkylamino, mono C6-C20 arylamino, diC6-C20 arylamino, triC6-C20 arylamino, monoC1-C20alkylsilyl, diC1-C20alkylsilyl, triC1-C20alkylsilyl, monoC6-C20arylsilyl, diC6 It may be one that may be further substituted with one or more selected from -C20 arylsilyl and triC6-C20 arylsilyl.

더욱 좋기로는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1에서 R은 C1-C20알킬이며; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C20아릴이며; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C20알킬, C1-C20알킬카복실레이트 또는 아세틸아세토네이트이고; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C20아릴, 불소가 치환된 C6-C20아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C20알콕시이며; 상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C10알킬, C6-C12아릴, C1-C10알콕시, 모노C1-C10알킬아미노, 디C1-C10알킬아미노, 트리C1-C10알킬아미노, 모노C6-C12아릴아미노, 디C6-C12아릴아미노, 트리C6-C12아릴아미노, 모노C1-C10알킬실릴, 디C1-C10알킬실릴, 및 트리C1-C10알킬실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있는 것일 수 있으며, 보다 좋기로는 R은 C1-C10알킬이며; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C12아릴이며; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐이고; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C12아릴이며; R11 내지 R13은 서로 독립적으로 C1-C7알킬이며, 상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C7알킬 및 트리C1-C7알킬실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있는 것일 수 있다.More preferably, in Formula 1 according to an embodiment of the present invention, R is C1-C20 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C20 aryl; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C20 alkyl, C1-C20 alkylcarboxylate or acetylacetonate; A is boron; Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C20 aryl, fluorine-substituted C6-C20 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C20 alkoxy; The alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 are C1-C10 alkyl, C6-C12 aryl, C1-C10 alkoxy, monoC1-C10 alkylamino, diC1-C10 alkylamino, triC1-C10 alkylamino, mono C6-C12 arylamino, diC6-C12 arylamino, triC6-C12 arylamino, mono C1-C10 alkylsilyl, diC1-C10 alkylsilyl, and triC1-C10 alkylsilyl and more preferably R is C1-C10 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C12 aryl; X 1 and X 2 are each independently halogen; A is boron; Y 1 to Y 4 are each independently C6-C12 aryl substituted with fluorine; R 11 to R 13 are each independently C1-C7 alkyl, wherein the alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 may be further substituted with one or more selected from C1-C7 alkyl and triC1-C7 alkylsilyl it could be

촉매효율, 에틸렌 올리고머의 선택도 및 폴리올레핀 생성 억제 측면에서 보다 바람직하게 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1로 표시될 수 있다.More preferably, in terms of catalyst efficiency, selectivity of ethylene oligomer, and inhibition of polyolefin production, Chemical Formula 1 may be represented by Chemical Formula 1-1 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00008
Figure pat00008

(상기 화학식 1-1에서,(In Formula 1-1,

R은 C1-C30알킬 또는 C6-C30아릴이고; R is C 1 -C 30 alkyl or C 6 -C 30 aryl;

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C20알킬, C1-C20알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트 또는 에테르를 포함하는 C1-C20하이드로카빌이고; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C20 alkyl, C1-C20 alkylcarboxylate, acetylacetonate or C1-C20 hydrocarbyl including ether;

A는 보론 또는 알루미늄이고; A is boron or aluminum;

Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C30아릴, 불소가 치환된 C6-C30아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C30알콕시이며;Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C30 aryl, fluorine-substituted C6-C30 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C30 alkoxy;

R21 내지 R32는 서로 독립적으로 C1-C20알킬이며,R 21 to R 32 are each independently C1-C20 alkyl;

상기 R의 알킬 또는 아릴은 C1-C20알킬, C6-C20아릴, C1-C20알콕시, 모노 C1-C20알킬아미노, 디C1-C20알킬아미노, 트리C1-C20알킬아미노, 모노C1-C20아릴아미노, 디C6-C20아릴아미노 및 트리C6-C20아릴아미노에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R is C1-C20 alkyl, C6-C20 aryl, C1-C20 alkoxy, mono C1-C20 alkylamino, diC1-C20 alkylamino, triC1-C20 alkylamino, mono C1-C20 arylamino, It may be further substituted with one or more selected from diC6-C20 arylamino and triC6-C20 arylamino.)

본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1-1로 표시되는 크롬 화합물은 인(P)과 결합된 페닐(Ph)에 특정한 치환기인 트리알킬실릴기가 도입됨으로써 보다 향상된 촉매 활성 및 에틸렌 올리고머 선택도를 가진다.The chromium compound represented by Formula 1-1 according to an embodiment of the present invention has improved catalytic activity and ethylene oligomer selectivity by introducing a trialkylsilyl group, which is a specific substituent, to phenyl (Ph) bonded to phosphorus (P). .

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1-1에서 R은 C1-C20알킬이고; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C20알킬, C1-C20알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트이며; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C20아릴 또는 불소가 치환된 C6-C20아릴옥시일 수 있으며, 좋기로는 R은 C1-C10알킬이고; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐 또는 C1-C10알킬이며; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C12아릴일 수 있다.Preferably, in Formula 1-1 according to an embodiment of the present invention, R is C1-C20 alkyl; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C20 alkyl, C1-C20 alkylcarboxylate, acetylacetonate; A is boron; Y 1 to Y 4 may independently be fluorine-substituted C6-C20 aryl or fluorine-substituted C6-C20 aryloxy, preferably R is C1-C10 alkyl; X 1 and X 2 are each independently halogen or C1-C10 alkyl; A is boron; Y 1 to Y 4 may be each independently C6-C12 aryl substituted with fluorine.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1-1은 하기 화학식 1-2로 표시될 수 있다.Preferably, Chemical Formula 1-1 according to an embodiment of the present invention may be represented by the following Chemical Formula 1-2.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00009
Figure pat00009

(상기 화학식 1-2에서,(In Formula 1-2,

R은 C1-C20알킬 또는 C6-C20아릴이고; R is C1-C20 alkyl or C6-C20 aryl;

X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C20알킬, C1-C20알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트 또는 에테르를 포함하는 C1-C20하이드로카빌이고; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C20 alkyl, C1-C20 alkylcarboxylate, acetylacetonate or C1-C20 hydrocarbyl including ether;

A는 보론 또는 알루미늄이고; A is boron or aluminum;

Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C20아릴, 불소가 치환된 C6-C20아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C20알콕시이며;Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C20 aryl, fluorine-substituted C6-C20 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C20 alkoxy;

Ra 내지 Rd는 서로 독립적으로 C1-C10알킬이며,R a to R d are each independently C1-C10 alkyl;

상기 R의 알킬 또는 아릴은 C1-C20알킬에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R may be further substituted with one or more selected from C1-C20 alkyl.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1-2에서 R은 C1-C10알킬이고; X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C10알킬 또는 아세틸아세토네이트이고; A는 보론이고; Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C12아릴이며; Ra 내지 Rd는 서로 독립적으로 C1-C7알킬이며, 상기 R의 알킬 또는 아릴은 C1-C7알킬에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있으며, 보다 바람직하게는 Ra 내지 Rd가 모두 동일하게 C1-C7알킬일 수 있다.Preferably, in Formula 1-2 according to an embodiment of the present invention, R is C1-C10 alkyl; X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C10 alkyl or acetylacetonate; A is boron; Y 1 to Y 4 are each independently C6-C12 aryl substituted with fluorine; R a to R d are each independently C1-C7 alkyl, and the alkyl or aryl of R may be further substituted with one or more selected from C1-C7 alkyl, more preferably all of R a to R d are the same It may be C1-C7 alkyl.

본 발명의 일 실시예에 따른 크롬 공급원은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The chromium source according to an embodiment of the present invention may be represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Cr(Z)n(A)m Cr(Z) n (A) m

(상기 화학식 2에서, (In Formula 2,

Z는 각각 독립적으로 할로겐기, 아세틸아세토네이트기 또는 카복실레이트기 이며, Z is each independently a halogen group, an acetylacetonate group, or a carboxylate group,

A는 탄소수 2 내지 20의 에테르 또는 아세토나이트릴이며;A is an ether or acetonitrile having 2 to 20 carbon atoms;

n 및 m은 서로 독립적으로 0 또는 3으로, n 및 m이 동시에 0인 경우는 제외된다.)n and m are each independently 0 or 3, except when n and m are 0 at the same time.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 크롬 공급원은 크롬(III) 아세틸 아세토네이트, 삼염화크롬 트리스테트라하이드로퓨란, 크롬(III) 트리(2-에틸헥사노에이트), 크롬(III) 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인디오네이트), 크롬(III) 벤조일 아세토네이트, 크롬(III) 헥사플루오로-2,4-펜테인디오네이트, 크롬(III) 아세테이트 하이드록사이드로, 크롬 (III) 클로라이드 테트라하이드로퓨란, 크롬 (III) 아세테이트, 크롬 (III) 부티레이트, 크롬 (III) 펜타노에이트, 크롬 (III) 라우레이트, 및 크롬 (III) 스테아레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.Preferably, the chromium source according to an embodiment of the present invention is chromium (III) acetyl acetonate, chromium trichloride tristetrahydrofuran, chromium (III) tri (2-ethylhexanoate), chromium (III) tris (2, 2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate), chromium (III) benzoyl acetonate, chromium (III) hexafluoro-2,4-pentaindionate, chromium (III) acetate hydroxide one selected from chromium (III) chloride tetrahydrofuran, chromium (III) acetate, chromium (III) butyrate, chromium (III) pentanoate, chromium (III) laurate, and chromium (III) stearate; or There may be more than one.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 리간드는 당업계에서 사용되는 유기 리간드라면 모두 가능하나, PNP계 리간드 화합물이 보다 바람직하며, 구체적으로 화학식 3으로 표시될 수 있다.Preferably, the organic ligand according to an embodiment of the present invention may be any organic ligand used in the art, but a PNP-based ligand compound is more preferable, and may be specifically represented by Chemical Formula 3.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00010
Figure pat00010

(상기 화학식 3에서, (In Formula 3,

R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고; R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며; R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;

상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.)Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.)

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 3에서 R은 C1-C60알킬이고; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C60아릴이며; Preferably, in Formula 3 according to an embodiment of the present invention, R is C1-C60 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C60 aryl;

상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C30알킬, 트리C1-C30알킬실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.The alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 may be further substituted with one or more selected from C1-C30 alkyl, triC1-C30 alkylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.

보다 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 3에서 R은 C1-C20알킬이고; R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C6-C20아릴이며; 상기 R의 알킬 및 R1 내지 R4의 아릴은 C1-C10알킬, 트리C1-C10알킬실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.More preferably, in Formula 3 according to an embodiment of the present invention, R is C1-C20 alkyl; R 1 to R 4 are each independently C6-C20 aryl; The alkyl of R and the aryl of R 1 to R 4 may be further substituted with one or more selected from C1-C10 alkyl, triC1-C10 alkylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조방법에 있어서 유기 용매는 그 종류에 특별히 한정이 없으나, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄화수소 용매로는 탄소수 4 내지 20의 지방족 탄화수소 용매, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소 용매, 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매로는 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 디클로로메테인, 메틸사이클로헥센, 사이클로헥센 등을 일례로 들 수 있으며, 바람직하게 디클로로메테인, 메틸사이클로헥센, 사이클로헥센일 수 있으며, 상기 예시한 용매를 사용할 경우 중합 활성이 높고 올리고머화 반응 후 생성물인 1-헥센 및 1-옥텐과 용매와의 분리가 보다 용이하다.In the method for preparing an ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention, the organic solvent is not particularly limited in its type, but may be a hydrocarbon solvent substituted or unsubstituted with halogen. Specifically, as the hydrocarbon solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon solvent having 6 to 20 carbon atoms, a mixture thereof, and the like may be used. More specifically, examples of the hydrocarbon solvent substituted or unsubstituted with halogen include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, methylcyclohexene, cyclohexene, and the like, preferably dichloromethane. , methylcyclohexene, or cyclohexene, and when the solvents exemplified above are used, the polymerization activity is high and the separation between the products 1-hexene and 1-octene and the solvent after the oligomerization reaction is easier.

본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머를 제조하는 단계는 에틸렌의 압력이 0 내지 100 kgf/cm2이며, 반응온도 0 내지 150℃에서 수행될 수 있으며, 바람직하게 에틸렌의 압력이 20 내지 80 kgf/cm2이며, 반응온도 20 내지 120℃, 보다 바람직하게는 에틸렌의 압력이 30 내지 60 kgf/cm2이며, 반응온도 40 내지 100℃일 수 있다.In the step of preparing the oligomer according to an embodiment of the present invention, the pressure of ethylene is 0 to 100 kgf/cm 2 , and may be performed at a reaction temperature of 0 to 150° C., preferably, the pressure of ethylene is 20 to 80 kgf/cm cm 2 , and the reaction temperature is 20 to 120° C., more preferably, the pressure of ethylene is 30 to 60 kgf/cm 2 , and the reaction temperature may be 40 to 100° C.

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머의 제조방법은 촉매 시스템 스트림에 에틸렌을 상이한 위치에서 다중으로 주입함으로써 폴리에틸렌의 생성을 억제할 수 있다.The method for producing an ethylene oligomer according to an embodiment of the present invention can suppress the production of polyethylene by injecting ethylene into the catalyst system stream at multiple locations at different locations.

따라서 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법에 따라 제조된 에틸렌 올리고머는 폴리에틸렌의 함량이 1.0중량%이하, 바람직하게 0.9중량%이하, 보다 바람직하게는 0.5%미만일 수 있다.Therefore, the ethylene oligomer prepared according to the method for producing an ethylene oligomer of the present invention may have a polyethylene content of 1.0% by weight or less, preferably 0.9% by weight or less, and more preferably less than 0.5%.

또한 본 발명은 에틸렌 올리고머 제조장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 에틸렌 올리고머 제조장치는In addition, the present invention provides an ethylene oligomer manufacturing apparatus, the ethylene oligomer manufacturing apparatus of the present invention

용매가 주입되어 유동되고, 선택적으로 유입되는 촉매 시스템과 에틸렌이 반응하는 관형 반응부를 포함하는 몸체;a body including a tubular reaction unit in which a solvent is injected and flowed, and a catalyst system selectively introduced therein and ethylene react;

상기 몸체의 길이 방향 일단에 형성되어 용매가 유입되는 용매 유입부; a solvent inlet that is formed at one end in the longitudinal direction of the body and into which the solvent is introduced;

상기 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 크롬 촉매 또는 크롬 공급원, 유기 리간드 및 에틸렌을 포함하는 촉매 시스템이 주입되는 반응물질 투입구; 및 a reactant inlet which is selectively located in the longitudinal direction of the body and into which a catalyst system including a chromium catalyst or a chromium source, an organic ligand and ethylene is injected; and

상기 에틸렌 주입부는 몸체 길이방향에 형성되어, 에틸렌이 추가 주입되는 1개 이상의 에틸렌 주입부를 포함하며;The ethylene injection portion is formed in the longitudinal direction of the body and includes one or more ethylene injection portions into which ethylene is additionally injected;

상기 에틸렌 주입부에서 추가 주입되는 에틸렌은 하기 식 11을 만족하는 양으로 공급된다.Ethylene additionally injected from the ethylene injection unit is supplied in an amount satisfying Equation 11 below.

[식 11][Equation 11]

FEn-1 > FEn FE n-1 > FE n

(상기 식 11에서,(In Equation 11 above,

n은 1이상의 정수로, 상기 몸체 길이방향에 따라 상기 몸체 길이방향상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부며;n is an integer greater than or equal to 1, and is an n-th ethylene injection unit located in the longitudinal direction of the body along the longitudinal direction of the body;

FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;

단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)However, FE 0 is the initial amount of ethylene supplied to the reactant inlet.)

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조장치는 몸체의 길이방향으로 몸체의 길이방향에 1개 이상 형성되어, 추가 에틸렌이 주입되는 에틸렌 주입부를 포함함으로써 높은 촉매활성을 유지하면서도 폴리에틸렌의 생성을 억제해 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.The ethylene oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes at least one ethylene injection unit formed in the longitudinal direction of the body in the longitudinal direction of the body, into which additional ethylene is injected, thereby maintaining high catalytic activity while suppressing the production of polyethylene. This can improve process stability.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조장치는 하기 식 12를 만족하는 양으로 에틸렌이 공급될 수 있다.Preferably, in the ethylene oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, ethylene may be supplied in an amount satisfying Equation 12 below.

[식 12][Equation 12]

2×FE0

Figure pat00011
2×FE 0
Figure pat00011

(상기 식 12에서,(In Equation 12 above,

FE는 몸체 길이방향에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;FE is the ethylene supply amount additionally supplied from the ethylene injection unit according to the order located in the longitudinal direction of the body;

n은 1이상의 정수이며, 몸체 길이방향의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 순서를 나타내며;n is an integer greater than or equal to 1, and represents the order of the ethylene injection portion starting from one end in the longitudinal direction of the body;

단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.)However, FE 0 is the initial amount of ethylene supplied to the reactant inlet.)

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조장치는 상기 식 11 및 식 12를 만족하도록 에틸렌 공급량을 조절함으로써 에틸렌의 전환률 및 선택도를 향상시키는 동시에 폴리에틸렌의 생성을 억제시킨다.The ethylene oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention improves the conversion rate and selectivity of ethylene by adjusting the ethylene supply amount to satisfy Equations 11 and 12, and at the same time suppresses the production of polyethylene.

바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 관형 반응부는 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 촉매활성화제가 주입되는 촉매활성화제 주입부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the tubular reaction unit according to an embodiment of the present invention is selectively positioned in the longitudinal direction of the body, and may further include a catalyst activator injection unit into which the catalyst activator is injected.

본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조장치는 특별히 언급한 것을 제외하고는 당업자가 인식할 수 있는 범위의 수단이 더 구비될 수 있다.The ethylene oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may be further provided with means within a range recognized by those skilled in the art, except as specifically mentioned.

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 올리고머 제조장치는 에틸렌 올리고머화 반응으로 생성된 에틸렌 올리고머를 배출하는 배출부 및 배출된 올리고머를 분리정제하는 분리정제부를 더 포함할 수 있으며, 미반응된 에틸렌을 회수하여 이를 다시 관형반응기로 재유입시킬 수 에틸렌 회수부 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.For example, the ethylene oligomer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a discharge unit for discharging the ethylene oligomer generated by the ethylene oligomerization reaction and a separation and purification unit for separating and purifying the discharged oligomer, Of course, it may further include an ethylene recovery unit capable of recovering ethylene and reintroducing it back into the tubular reactor.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예들은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited to these examples.

[제조예 1] 촉매의 제조[Preparation Example 1] Preparation of catalyst

한국특허 10-2087994에 기재된 방법에 따라 하기 화학식 A로 표시되는 크롬 화합물을 제조하였다. According to the method described in Korean Patent No. 10-2087994, a chromium compound represented by the following formula (A) was prepared.

[화학식 A][Formula A]

Figure pat00012
Figure pat00012

도 1에 제조된 화학식 A의 13P NMR, 1H NMR, 19F NMR, EPR(Electron paramagnetic resonance) 결과를 나타낸 그래프를 나타내었으며, 이로부터 화학식 A가 제조되었음을 알 수 있다. 13 P NMR, 1 H NMR, 19 F NMR, and EPR (electron paramagnetic resonance) results of Formula A prepared in FIG. 1 are shown in graphs, from which it can be seen that Formula A was prepared.

[실시예 1] 에틸렌 올리고머화 반응[Example 1] Ethylene oligomerization reaction

상기 제조예 1에서 제조된 촉매 [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- (1umol) 및 Triisobutylaluminum 200umol (Al/Cr ratio 200)을 포함하는 메틸사이클로헥산 용액 1.2L/hr를 2inch 직경의 1.2m길이 관형 반응기 입구에 주입하였다. 반응물인 에틸렌은 반응기 입구 지점에서 200g/hr, 40cm 지점에서 150g/hr, 80cm 지점에서 100g/hr로 총 450g/hr가 반응기에 나누어 주입하여 반응기 내부 압력은 35kg/cm2g이었고, 온도는 40℃인 상태에서 에틸렌 올리고머화 반응을 수행하였다. Catalyst prepared in Preparation Example 1 [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - (1umol) And 1.2L/hr of a methylcyclohexane solution containing 200umol (Al/Cr ratio 200) of Triisobutylaluminum was injected into the inlet of a 1.2m long tubular reactor with a diameter of 2 inches. A total of 450 g/hr of ethylene as a reactant was divided and injected into the reactor at 200 g/hr at the inlet point of the reactor, 150 g/hr at 40 cm point, and 100 g/hr at 80 cm point, so that the internal pressure of the reactor was 35 kg/cm 2 g, and the temperature was 40 The ethylene oligomerization reaction was performed at ℃.

생성된 물질의 가스크로마토그래피 분석(GC analysis)을 통해, 생성된 올리고머{1-octene (1-C8), 1-hexene (1-C6), methylcyclopentane + methylenecyclopentane (cy-C6), 및 C10이상의 올리고머 (> C10)}의 함량을 측정하여 생성물의 중량을 하기 표 1에 나타내었다. 생성된 고체상의 폴리에틸렌은 상온에서 여과를 통하여 분리해 낸 후 중량을 측정하였으며, [생성된 PE 중량(g) / 생성물 총 중량(g)]의 식을 통해 폴리에틸렌의 중량%를 산출하였다.Through gas chromatography analysis (GC analysis) of the produced material, the produced oligomers {1-octene (1-C8), 1-hexene (1-C6), methylcyclopentane + methylenecyclopentane (cy-C6), and C10 or higher oligomers (> C10)} was measured and the weight of the product is shown in Table 1 below. The resulting solid polyethylene was separated through filtration at room temperature, and then the weight was measured, and the weight % of polyethylene was calculated through the formula [weight of PE produced (g) / total weight of product (g)].

[실시예 2] 에틸렌 올리고머화 반응[Example 2] Ethylene oligomerization reaction

상기 실시예 1에서 에틸렌을 반응기 입구 지점에서 150g/hr, 40cm 지점에서 150g/hr, 80cm 지점에서 150g/hr로 총 450g/hr가 반응기에 나누어 주입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In Example 1, ethylene was injected in the same manner as in Example 1, except that a total of 450 g/hr was divided into the reactor at 150 g/hr at the reactor inlet point, 150 g/hr at 40 cm point, and 150 g/hr at 80 cm point. Thus, an ethylene oligomerization reaction was carried out, and the results are shown in Table 1 below.

[비교예 1] 에틸렌 올리고머화 반응[Comparative Example 1] Ethylene oligomerization reaction

상기 실시예 1의 에틸렌을 촉매 시스템 스트림에서 각각 상이한 위치에 각각 분할하여 투입하는 대신 반응초 한번에 총 450g/hr을 투입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that a total of 450 g / hr was added at one time for the reaction seconds instead of separately introducing the ethylene of Example 1 at different positions in the catalyst system stream. , the results are shown in Table 1 below.

에틸렌
주입 회수
ethylene
number of injections
에틸렌 총 주입량Total Ethylene Injection 에틸렌
전환율(%)
ethylene
Conversion rate (%)
1-C8
(g/hr)
1-C8
(g/hr)
1-C6
(g/hr)
1-C6
(g/hr)
Cy-C6
(g/hr)
Cy-C6
(g/hr)
C10+
(g/hr)
C10+
(g/hr)
PE
(g/hr)
PE
(g/hr)
실시예1Example 1 3회3rd time 450 g/hr450 g/hr 70.970.9 235235 3333 1515 3636 0.60.6 실시예2Example 2 3회3rd time 450 g/hr450 g/hr 67.067.0 222222 3131 1414 3434 0.90.9 비교예1Comparative Example 1 1회1 time 450 g/hr450 g/hr 55.855.8 185185 2626 1212 2828 1.41.4

표 1에 나타낸 바와 같이, 반응 스트림 상의 각각 상이한 위치에 상이한 량의 에틸렌을 3차례 주입한 실시예 1 및 2가 에틸렌을 한번에 주입한 비교예 1과 대비하여 에틸렌 올리고머의 선택도가 현저하게 향상된 되었으며, 폴리에틸렌 생성량도 감소됨을 알 수 있다.As shown in Table 1, the selectivity of the ethylene oligomer was significantly improved compared to Comparative Example 1 in which ethylene was injected at a time in Examples 1 and 2, in which different amounts of ethylene were injected three times at different positions on the reaction stream, and , it can be seen that the polyethylene production amount is also reduced.

특히 본 발명의 실시예 1과 같이 주입하는 회수에 따라 공급되는 에틸렌의 양을 조절함으로써 에틸렌의 전환율 및 에틸렌 올리고머의 수율이 보다 향상될 뿐만 아니라 폴리에틸렌의 생성도 더욱 억제시킬 수 있다.In particular, as in Example 1 of the present invention, by adjusting the amount of ethylene to be supplied according to the number of injections, the conversion rate of ethylene and the yield of ethylene oligomer can be further improved, and the production of polyethylene can be further suppressed.

이는 비교예 1에서 에틸렌이 한번에 투입됨으로써 에틸렌의 기상이 형성되어 반응 스트림의 유속이 빨라지게 되어 체류시간이 감소됨으로써 에틸렌 올리고머의 전환율 및 폴리에틸렌 생성에 영향을 준 것으로 판단된다.In Comparative Example 1, when ethylene was added at once, a gas phase of ethylene was formed, and the flow rate of the reaction stream was increased, and the residence time was reduced, thereby affecting the conversion rate of the ethylene oligomer and the production of polyethylene.

따라서 본 발명의 에틸렌 올리고머의 제조방법은 반응 스트림의 진행방향으로 서로 상이한 위치에 존재하는 하나 이상의 에틸렌 주입부로부터 에틸렌이 다중으로 각각 주입됨으로써 우수한 촉매 활성과 에틸렌 올리고머 선택도를 가지는 동시에 폴리에틸렌 생성이 저하되어 매우 효율적이고 경제적인 방법이다.Therefore, in the method for producing an ethylene oligomer of the present invention, ethylene is injected multiple times from one or more ethylene injection parts located at different positions in the direction of the reaction stream, so that it has excellent catalytic activity and selectivity of ethylene oligomer while reducing polyethylene production. It is a very efficient and economical method.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can view the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. The invention may be practiced with various modifications. Accordingly, modifications of future embodiments of the present invention will not depart from the teachings of the present invention.

Claims (13)

크롬 촉매 또는 크롬 공급원, 유기 리간드, 및 에틸렌을 공급하여 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계; 및
상기 반응 스트림의 진행방향으로 서로 상이한 위치에 존재하는 하나 이상의 에틸렌 주입부로부터 추가 에틸렌이 공급되는 단계;를 포함하며;
상기 추가 공급되는 에틸렌은 하기 식 1을 만족하는 양으로 공급되는 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[식 1]
FEn-1 > FEn
상기 식 1에서,
n은 1이상의 정수로, 상기 반응 스트림의 진행방향에 따라 상기 반응 스트림 상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부이며;
FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;
FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 최초 에틸렌의 최초 공급량이다.
feeding a chromium catalyst or chromium source, an organic ligand, and ethylene to form an ethylene oligomerization reaction stream; and
Including; supplying additional ethylene from one or more ethylene injection units present at different positions in the progress direction of the reaction stream;
The method for producing an ethylene oligomer in which the additionally supplied ethylene is supplied in an amount satisfying the following formula 1.
[Equation 1]
FE n-1 > FE n
In Equation 1 above,
n is an integer greater than or equal to 1, and is the nth ethylene injection unit located on the reaction stream according to the direction of travel of the reaction stream;
FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;
FE 0 is the initial feed of the first ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.
제 1항에 있어서,
상기 추가 공급되는 에틸렌은 하기 식 2를 만족하는 양으로 공급되는 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[식 2]
2×FE0
Figure pat00013

상기 식 2에서,
FE는 반응 스트림의 진행방향으로 반응 스트림에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;
n은 1이상의 정수로, 반응 스트림의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 전체 수를 나타내며;
단, FE0은 상기 에틸렌 올리고머화 반응 스트림을 형성시키는 단계에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.
The method of claim 1,
The method for producing an ethylene oligomer in which the additionally supplied ethylene is supplied in an amount satisfying the following formula (2).
[Equation 2]
2×FE 0
Figure pat00013

In Equation 2 above,
FE is the ethylene feed amount additionally fed from the ethylene injection section according to the order in which they are positioned in the reaction stream in the forward direction of the reaction stream;
n is an integer greater than or equal to 1, representing the total number of ethylene injections starting from one end of the reaction stream;
with the proviso that FE 0 is the initial feed amount of ethylene fed to the step of forming the ethylene oligomerization reaction stream.
제 1항에 있어서,
상기 각 에틸렌 주입부 사이의 반응 스트림의 체류시간은 0.1 내지 2시간인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
The method of claim 1,
A method for producing an ethylene oligomer wherein the residence time of the reaction stream between the respective ethylene injection units is 0.1 to 2 hours.
제 1항에 있어서,
상기 반응 스트림은 촉매 활성화제를 더 포함하는 에틸렌 올리고머의 제조방법.
The method of claim 1,
The reaction stream further comprises a catalyst activator.
제 4항에 있어서,
상기 촉매 활성화제는 크롬 촉매 또는 크롬 공급원의 크롬 1당량에 대하여 10 내지 1000당량인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The catalyst activator is a method for producing an ethylene oligomer in an amount of 10 to 1000 equivalents based on 1 equivalent of the chromium catalyst or chromium source.
제 1항에 있어서,
상기 크롬 촉매는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[화학식 1]
Figure pat00014

상기 화학식 1에서,
R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고;
R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며;
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐, C1-C30알킬, C1-C30알킬카복실레이트, 아세틸아세토네이트, 또는 에테르 및 아미노에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 C1-C30하이드로카빌이고;
A는 보론 또는 알루미늄이고;
Y1 내지 Y4는 서로 독립적으로 불소가 치환된 C6-C60아릴, 불소가 치환된 C6-C60아릴옥시 또는 불소가 치환된 C6-C60알콕시이며;
상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.
The method of claim 1,
The chromium catalyst is a method for producing an ethylene oligomer, which is a chromium compound represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure pat00014

In Formula 1,
R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;
R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;
X 1 and X 2 are each independently halogen, C1-C30 alkyl, C1-C30 alkylcarboxylate, acetylacetonate, or C1-C30 hydrocarbyl comprising at least one selected from ether and amino;
A is boron or aluminum;
Y 1 to Y 4 are each independently fluorine-substituted C6-C60 aryl, fluorine-substituted C6-C60 aryloxy, or fluorine-substituted C6-C60 alkoxy;
Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.
제 1항에 있어서,
상기 크롬 공급원은 하기 화학식 2로 표시되는 크롬 화합물인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[화학식 2]
Cr(Z)n(A)m
상기 화학식 2에서,
Z는 각각 독립적으로 할로겐기, 아세틸아세토네이트기 또는 카복실레이트기이며,
A는 탄소수 2 내지 20의 에테르 또는 아세토나이트릴이며;
n 및 m은 서로 독립적으로 0 또는 3으로, n 및 m이 동시에 0인 경우는 제외된다.
The method of claim 1,
The chromium source is a method for producing an ethylene oligomer, which is a chromium compound represented by the following formula (2).
[Formula 2]
Cr(Z) n (A) m
In Formula 2,
Z is each independently a halogen group, an acetylacetonate group, or a carboxylate group,
A is an ether or acetonitrile having 2 to 20 carbon atoms;
n and m are each independently 0 or 3, except when n and m are 0 at the same time.
제 1항에 있어서,
상기 유기 리간드는 하기 화학식 3으로 표시되는 비스포스핀 리간드인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[화학식 3]
Figure pat00015

상기 화학식 3에서,
R은 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이고;
R1 내지 R4는 서로 독립적으로 C1-C60알킬 또는 C6-C60아릴이며;
상기 R의 알킬 또는 아릴 및 R1 내지 R4의 알킬 또는 아릴은 C1-C30알킬, C6-C30아릴, C1-C30알콕시, 모노C1-C30알킬아미노, 디C1-C30알킬아미노, 트리C1-C30알킬아미노, 모노C6-C30아릴아미노, 디C6-C30아릴아미노, 트리C6-C30아릴아미노, 모노C1-C30알킬실릴, 디C1-C30알킬실릴, 트리C1-C30알킬실릴, 모노C6-C30아릴실릴, 디C6-C30아릴실릴 및 트리C6-C30아릴실릴에서 선택되는 하나이상으로 더 치환될 수 있다.
The method of claim 1,
The method for producing an ethylene oligomer, wherein the organic ligand is a bisphosphine ligand represented by the following formula (3).
[Formula 3]
Figure pat00015

In Formula 3,
R is C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;
R 1 to R 4 are each independently C1-C60 alkyl or C6-C60 aryl;
Alkyl or aryl of R and alkyl or aryl of R 1 to R 4 are C1-C30 alkyl, C6-C30 aryl, C1-C30 alkoxy, monoC1-C30 alkylamino, diC1-C30 alkylamino, triC1-C30 Alkylamino, mono C6-C30 arylamino, diC6-C30 arylamino, tri C6-C30 arylamino, mono C1-C30 alkylsilyl, diC1-C30 alkylsilyl, triC1-C30 alkylsilyl, mono C6-C30 aryl It may be further substituted with one or more selected from silyl, diC6-C30 arylsilyl and triC6-C30 arylsilyl.
제 5항에 있어서,
상기 촉매활성화제는 하기 화학식 11 내지 13으로 표시되는 화합물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 에틸렌 올리고머의 제조방법.
[화학식 11]
-[Al(R21)-O]c-
[화학식 12]
D(R22)3
[화학식 13]
[L-H]+[Q(E)4]-
(상기 화학식 11 내지 13에서,
R21은 할로겐, C1-C30하이드로카빌, 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이고, c는 2 이상의 정수이며,
D는 알루미늄 또는 보론이고, R22는 C1-C20하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 C1-C20하이드로카빌이며,
L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3의 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 서로 독립적으로 C1-C30하이드로카빌 또는 할로겐, 알킬, 알콕시 또는 페녹시로 치환된 C1-C30하이드로카빌이다.)
6. The method of claim 5,
The catalyst activator is a method for producing one or two or more ethylene oligomers selected from compounds represented by the following Chemical Formulas 11 to 13.
[Formula 11]
-[Al(R 21 )-O] c -
[Formula 12]
D(R 22 ) 3
[Formula 13]
[LH] + [Q(E) 4 ] -
(In Formulas 11 to 13,
R 21 is halogen, C1-C30 hydrocarbyl, or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen, c is an integer of 2 or more,
D is aluminum or boron, R 22 is C1-C20 hydrocarbyl or C1-C20 hydrocarbyl substituted with halogen,
L is a neutral Lewis base, [LH] + is a Bronsted acid, Q is boron or aluminum in the oxidation state of +3, E is independently of each other C1-C30 hydrocarbyl or halogen, alkyl, alkoxy or phenoxy C1-C30 hydrocarbyl substituted with
제 1항에 있어서,
상기 에틸렌 올리고머의 제조 단계는 에틸렌의 압력이 0 내지 100 kgf/cm2이며, 반응온도 0 내지 150℃에서 수행되는 에틸렌 올리고머의 제조방법.
The method of claim 1,
The manufacturing step of the ethylene oligomer is a pressure of 0 to 100 kgf / cm 2 of ethylene, and a method for producing an ethylene oligomer is carried out at a reaction temperature of 0 to 150 ℃.
용매가 주입되어 유동되고, 선택적으로 유입되는 촉매 시스템과 에틸렌이 반응하는 관형 반응부를 포함하는 몸체;
상기 몸체의 길이 방향 일단에 형성되어 용매가 유입되는 용매 유입부;
상기 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 크롬 촉매 또는 크롬 공급원, 유기 리간드 및 에틸렌을 포함하는 촉매 시스템을 주입되는 반응물질 투입구; 및
상기 몸체 길이방향에 형성되어, 에틸렌이 추가 주입되는 1개 이상의 에틸렌 주입부를 포함하며;
상기 에틸렌 주입부에서 추가 주입되는 에틸렌은 하기 식 11을 만족하는 양으로 공급되는 에틸렌 올리고머의 제조장치.
[식 11]
FEn-1 > FEn
상기 식 11에서,
n은 1이상의 정수로, 상기 몸체 길이방향에 따라 상기 몸체 길이방향상에 위치한 n번째 에틸렌 주입부며;
FEn은 n번째 에틸렌 주입부에서 공급되는 에틸렌의 공급량이며;
단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.
a body including a tubular reaction unit in which a solvent is injected and flowed, and a catalyst system selectively introduced therein and ethylene react;
a solvent inlet formed at one end in the longitudinal direction of the body and into which the solvent is introduced;
a reactant inlet which is selectively located in the longitudinal direction of the body and into which a catalyst system including a chromium catalyst or a chromium source, an organic ligand, and ethylene is injected; and
It is formed in the longitudinal direction of the body, and includes one or more ethylene injection parts into which ethylene is additionally injected;
An apparatus for producing an ethylene oligomer wherein the ethylene additionally injected from the ethylene injection unit is supplied in an amount satisfying the following Equation 11.
[Equation 11]
FE n-1 > FE n
In Equation 11 above,
n is an integer greater than or equal to 1, and is an n-th ethylene injection unit located in the longitudinal direction of the body along the longitudinal direction of the body;
FE n is the amount of ethylene supplied from the nth ethylene injection section;
However, FE 0 is the initial supply amount of ethylene supplied to the reactant inlet.
제 11항에 있어서,
상기 에틸렌 주입부에서 추가 주입되는 에틸렌은 하기 식 12를 만족하는 양으로 공급되는 에틸렌 올리고머 제조장치.
[식 12]
2×FE0
Figure pat00016

(상기 식 12에서,
FE는 몸체 길이방향에 위치하는 순서에 따른 에틸렌 주입부에서 추가 공급되는 에틸렌 공급량이며;
n은 1이상의 정수이며, 몸체 길이방향의 일단에서부터 시작되는 에틸렌 주입부의 순서를 나타내며;
단, FE0은 상기 반응물질 투입구에 공급된 에틸렌의 최초 공급량이다.
12. The method of claim 11,
Ethylene oligomer production apparatus in which the ethylene additionally injected from the ethylene injection unit is supplied in an amount satisfying the following Equation 12.
[Equation 12]
2×FE 0
Figure pat00016

(In Equation 12 above,
FE is the ethylene supply amount additionally supplied from the ethylene injection unit according to the order located in the longitudinal direction of the body;
n is an integer greater than or equal to 1, and represents the order of the ethylene injection portion starting from one end in the longitudinal direction of the body;
However, FE 0 is the initial supply amount of ethylene supplied to the reactant inlet.
제 11항에 있어서,
상기 관형 반응부는 몸체 길이방향에 선택적으로 위치하며, 촉매활성화제가 주입되는 촉매활성화제 주입부를 더 포함하는 에틸렌 올리고머 제조장치.
12. The method of claim 11,
The tubular reaction part is selectively positioned in the longitudinal direction of the body, and the ethylene oligomer manufacturing apparatus further comprises a catalyst activator injection part into which the catalyst activator is injected.
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Organometallics, 27, 5712-5716

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