TWI453194B - 包含烯類及胺類之烴流的純化方法 - Google Patents

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Description

包含烯類及胺類之烴流的純化方法
本發明關於一種包含直鏈α烯烴、其異構物及至少一種有機胺類之一烴流的純化方法。
在化學工業中，執行程序通常會導致包含烴類及胺類至一程序單元的一出口流或一進料流之結果。其中一範例為源自一反應器的出口流，該出口流藉由乙烯之寡聚合反應而被利用於製備直鏈α烯烴。被製出的該等直鏈α烯烴接著被分離成不同的餾份以供進一步利用或銷售。通常，一胺類被添加於該寡聚合反應程序中，或被添加至一反應器出口管路系統中。舉例而言，此類程序被揭示於US 5,811,619或WO 2009/095147中。在其它程序中，胺類被利用作為腐蝕抑制劑或用於調整pH值。
在許多情況下，因為該胺類及該烴流(尤其是其餾份)的沸點非常接近，故難以藉由蒸餾自該烴流或其餾份移除該有機胺類。舉例而言，正十二胺(DDA,n-dodecyl amine)通常被添加於一寡聚合反應程序中，該寡聚合反應程序在產物被分餾後最終停止於該C14 -LAO產物餾份。相同情況於添加2-乙基-己胺時亦成立，2-乙基-己胺具有與C10 -直鏈α烯烴非常接近的沸點。
由於該等胺類、該等直鏈α烯烴及其異構物的沸點相近，目前為止皆假設該等胺類不能藉由蒸餾而被移除。
一些可獲得的習知先前技術揭示，一簡單的習知蒸餾方法被排除用於分離成分具有非常接近沸點的混合物。再者，在本發明所屬技術領域中已充分習知的共沸蒸餾或萃取蒸餾，也不能被利用於這些用途，因為目前為止沒有適合的共沸生成劑或萃取劑可能被找到。
因此，目前沒有習知的商業方法用於自各別的一烴流移除一胺類。在該產物流中該胺類相對較高的濃度使該胺類的移除複雜化。
因此，在未公開的歐洲專利申請案09 006 159.9，一種自一烴流移除一有機胺類之方法已經被發展，其中被包含於該烴流中的胺類與一酸類反應並形成一胺鹽。接著，形成的該胺鹽可被萃取至一水溶液相中。
然而，該方法基於利用抗酸材料的結果，在建造工廠時需有大量的投資成本。
更進一步的發現為，該烴流係源自用於製備直鏈α烯烴(LAO)一反應器的一出口流、或一其餾份，而該烴流包含內部直鏈α烯烴及其異構物，意即具有內雙鍵及/或支鏈的異構物，該等異構物亦必須自該等需要的直鏈α烯烴中被分離以改善該LAO的純度。
如EP 09 006 159.9中所揭示，藉由該有機胺類與一酸類反應而分離一烴流會使此類異構物留在該烴流中，以致於該等直鏈α烯烴(需要的該主產物)的品質無法被顯著地改善。
因此本發明的一目的在於提供一種包含直鏈α烯烴、其異構物及至少一種有機胺類之一烴流的純化方法，該純化方法克服了先前技術的缺點。尤其，應該提出避免該高投資成本需求與在建造時利用該抗酸材料的一種方法，及亦可自該所想要的直鏈α烯烴終端產物中移除顯著含量異構物的一種方法。
該目的藉由一種包含直鏈α烯烴、其異構物及至少一種有機胺類之一烴流的純化方法而被達成，該等直鏈α烯烴、異構物及該胺類在大氣壓下具有沸點差異至多為5℃，該純化方法包含藉由蒸餾而自該烴流移除大部分的有機胺類之步驟，其中該蒸餾被實施成，基於在該烴流中異構物總含量介於5%至95wt%之異構物，與該胺類一起，自該烴流被移除至一胺類/異構物含量高之餾份中。
該胺類/異構物含量高之餾份可為該蒸餾的塔頂產物或塔底產物。
較佳者，該等直鏈α烯烴、其異構物及該胺類在大氣壓下具有的沸點差異至多為3℃，較佳係為0.5-3℃。
此處該等異構物之最小值5wt%應該與該胺類一起被較佳地移除。較佳係為，該等異構物約80%應該與該胺類一起被移除。更佳係為，該等異構物約95%應該與該胺類一起被移除。
更佳者，該蒸餾在大氣壓下被實施。
在一項具體實施例中，一蒸餾塔被利用於移除佔多數含量的有機胺類，且較佳係具有自50至100之理論板。
更佳者，該烴流包含作為主要成分的直鏈C10 α烯烴與其異構物及/或直鏈C14 α烯烴與其異構物。
在一項更佳的具體實施例中，該胺類/異構物含量高之餾份藉由移除在其中包含的有機胺類而被進一步分離，該移除方法係藉由該有機胺類與一酸類轉換而形成一胺鹽，萃取該形成的胺鹽至一水溶液相中，而選擇性地分離出該有機胺類。
該有機胺類之進一步分離較佳為一批式操作或連續式操作。
更佳係為該胺類/異構物含量高之餾份被回收至一寡聚合反應設備的一反應區段而沒有進行先前分離。
最後，分離出的該有機胺類最好被回收至一寡聚合反應設備的一反應區段。
令人驚訝的發現為，本發明包含直鏈α烯烴、其異構物及至少一種有機胺類之一烴流的純化方法，最終提供了明顯地移除該胺類及該等異構物的可能性，以改善該需要的直鏈α烯烴產物純度。更進一步，本發明方法避免在建造時該抗酸材料之需求，因為用於與該胺類形成胺鹽的酸類不必被添加。
對於本發明而言不可或缺的是，藉由應用於移除該胺類的一習知蒸餾步驟，同時該等異構物的某一部分與該胺類一起被移除至該胺類/異構物含量高之餾份。因此，本發明方法提供直鏈α烯烴的一烴流產物，該烴流產物因為其胺類內容物而可以沒有限制地被銷售。更進一步，本發明方法使得自該烴流簡單並充分地移除該胺類。此外，該胺類利用於各自化學反應程序中的成本可被大量地漸少，因為該胺類可被回收及被再利用。
假設被包含於該烴流中的等異構物可作為在該蒸餾步驟中的一(內部)萃取劑，則一萃取蒸餾即不需要添加特定的一外部萃取劑。
此情況尤其成立於如前述揭示的一用於製備直鏈α烯烴之方法，其中一有機胺類被添加至該寡聚合反應器中及/或至一反應器出口管路系統中。
因此，在本發明的一最佳具體實施例中，該純化方法藉由乙烯的寡聚合反應(較佳係存在溶劑及觸媒)而有利於納入一用於製備直鏈α烯烴(LAO)的方法，該寡聚合反應的步驟包含供給乙烯至一寡聚合反應器、在該寡聚合反應器中進行該乙烯的寡聚合反應、自該寡聚合反應器經由一反應器出口管路系統而移除包含直鏈α烯烴的一反應器出口流、傳輸該反應器出口流至一觸媒去活化及觸媒移除步驟(非必要)、及自該反應器出口流而去活化與移除該觸媒(非必要)，其中至少一種有機胺類被添加至該寡聚合反應器中及/或至該反應器出口管路系統中。該反應器出口流或其餾份接著可被當作本發明中的烴流。
在此，寡聚合反應最好在包含一鋯成分及一有機鋁化物成分的一觸媒存在下被實施，該鋯成分較佳係具有化學式ZrCl4-m Xm ，其中X=OCOR或OSO3 R’而R及R’獨立地各為烷基、烯基及苯基，且其中0m4；其中該有機鋁化物較佳為Al(C2 H5 )3 、Al2 Cl3 (C2 H5 )3 、AlCl(C2 H5 )2 或其混合物。
本發明方法尤其可被應用於包含各自胺類的LAO餾份。舉例而言，胺類可為正十二胺，該正十二胺經常接著在該C14 產物餾份中被取得；及2-乙基-己胺，該2-乙基-己胺經常在被分餾出的一LAO寡聚合反應原產物的C10 餾份中被取得。
在一較佳具體實施例中，被包含在該胺類/異構物含量高之餾份中的該胺類可藉由在一連續式模式中或一批式操作中與一酸類反應而被移除，且接著可被回收至一LAO設備的反應區段。
另一方面，該胺類/異構物含量高之餾份可被回收至該LAO設備的反應區段而沒有進行先前分離，以最小化對於一新進料胺類的需求。為了避免異構物在該設備中累積，該餾份的某一部分較佳係必須自該設備被排除。
本發明方法的附加特徵及優點現在將藉由一較佳具體實施例的詳盡描述而明顯地揭示。
產生直鏈α烯烴的一乙烯寡聚合反應被實施於一反應器及該項技術領域中已充分習知的一程序中，該反應器利用包含一鋯成分及一有機鋁化物成分的一觸媒。以該目前範例中的2-乙基-己胺為一有機胺類而被添加至該寡聚合反應器中及/或至該反應器出口管路系統中。
在源自該寡聚合反應器中LAO產物的第一分餾步驟之後，包含由1-癸烯作為的主產物、有機胺類及多種癸烯異構物(如含支鏈的內癸烯)的一C10 原餾份被取得。該C10 原餾份具有下述組成(以重量百分比為單位)：
該C10 原餾份接著被引送至操作在大氣壓下具有70理論板的一蒸餾塔。
為了該蒸餾在穩定靜態狀態下被操作，以致於該C10 原餾份的某一部份可與該胺類一起被移除至該塔頂產物中，而其取決於用於行銷的該C10 產物所需要的個別規格。
該蒸餾在大氣壓下被實施特定的一段時間。塔頂產物及塔底產物接著被分析以得到下述純度。
(圖表單位一般為wt-%。胺類於塔底產物之圖表代表1 wt ppm)
因此，可證明該胺類可自該C10 餾份被移除至適當的一程度，且此外，該產物(該蒸餾的塔底產物)的純度已被改善至97重量百分比。
塔頂產物及塔底產物的分析可以藉由在該項技術領域中已充分習知的方法，例如藉由氣相層析法。如同熟習該項技術領域者所顯然知悉的方法，該等餾份的分析可在該蒸餾程序停止時被實施，或可藉由在蒸餾中該餾份的取樣而被完成，例如藉由一在線方式。因此，該蒸餾步驟的停止時機可藉由操作員而被決定，意即當胺類及/或異構物需要的數量可在該塔頂產物中被偵測到的時候。
在前面的描述中或在申請專利範圍中，以獨立地及以其任一的組合方式所揭示的特徵可能對於本發明以其多種不同形式的瞭解為關鍵。

Claims (10)

  1. 一種包含直鏈α烯烴、其異構物及至少一種有機胺類之一烴流的純化方法，該等直鏈α烯烴、異構物及該胺類在大氣壓下具有的沸點差異至多為5℃，該純化方法包含藉由蒸餾而自該烴流移除大部分的有機胺類之步驟，其中該蒸餾被實施成，基於在該烴流中異構物總含量介於5%至95wt%之異構物，與該胺類一起，自該烴流被移除至該蒸餾的胺類/異構物含量高之餾份中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等直鏈α烯烴、其異構物及該胺類在大氣壓下具有的沸點差異至多為3℃。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等直鏈α烯烴、其異構物及該胺類在大氣壓下具有的沸點差異為0.5-3℃。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其中該蒸餾在大氣壓下被實施。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中一蒸餾塔被利用於移除大部分的有機胺類，且係具有自50至100之理論板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該烴流包含作為一主要成分的直鏈C10 α烯烴與其異構物及/或直鏈C14 α烯烴與其異構物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該胺類/異構物含量高之餾份藉由移除在其中包含的有機胺類而被進一 步分離，該移除方法係藉由該有機胺類與一酸類轉換而形成一胺鹽，萃取該形成的胺鹽至一水溶液相中，而選擇性地分離出該有機胺類。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該有機胺類之進一步分離為一批式操作或連續式操作。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該胺類/異構物含量高之餾份被回收至一寡聚合反應設備的一反應區段而沒有進行先前分離。
  10. 如申請專利範圍第7或8項所述之方法，其中分離出的有機胺類最好被回收至一寡聚合反應設備的一反應區段。
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