乙烯齐聚用催化剂组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于乙烯齐聚反应工艺的催化剂组合物，包括式(I)所示的主催化剂氯化取代‑2‑丙酰基‑1,10‑菲咯啉缩‑2,6‑二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂和叔丁基过氧化氢。

Catalyst composition for ethylene oligomerization and its application

The invention discloses a catalyst composition for ethylene oligomerization reaction process, including the main catalyst (I) chloride is shown to replace 2 propionyl 1,10 phenanthroline 2,6 N-ethylaniline two shrinkage of iron (II) complexes, containing catalyst and tert butyl hydrogen peroxide.

【技术实现步骤摘要】
乙烯齐聚用催化剂组合物及其应用
本专利技术涉及乙烯齐聚领域，具体涉及一种用于乙烯齐聚反应工艺的催化剂组合物。
技术介绍
线性α-烯烃在乙烯共聚单体、表面活性剂合成中间体、增塑剂用醇、合成润滑油和油品添加剂等领域有着广泛的应用。近年来，随着聚烯烃工业的不断发展，世界范围内对α-烯烃的需求量增长迅速。目前绝大部分的α-烯烃是由乙烯齐聚制备得到的。乙烯齐聚法所用的催化剂主要有镍系、铬系、锆系和铝系等，近年来，Brookhart小组(Brookhart,Metal，J.Am.Chem.Soc.,1998,120,7143-7144；WO99/02472,1999)，Gibson小组(Gibson,V.C.etal，Chem.Commun.,1998,849-850；Chem.Eur.J.,2000,2221-2231)分别发现一些Fe(II)和Co(II)的三齿吡啶亚胺配合物可催化乙烯齐聚，不但催化剂的催化活性很高，而且α-烯烃的选择性也很高。目前，通常认为水、氧对乙烯齐聚反应工艺是非常不利的，CN200810111717.8公开了一种乙烯齐聚的方法，严格控制在无水无氧的环境下进行，因此目前的乙烯齐聚反应对工艺要求非常苛刻，导致齐聚反应工艺的反应引发以及重复性都非常差。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，专利技术人在乙烯齐聚用催化剂领域进行了广泛深入的研究，惊奇地发现，乙烯在包括式(I)所示的主催化剂氯化取代-2-丙酰基-1,10-菲咯啉缩-2,6-二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂和叔丁基过氧化氢的催化剂组合物作用下进行齐聚反应，反而具有较高的齐聚反应活性，且齐聚反应引发迅速、运行平稳、重复性好；从而克服了本领域技术人员的技术偏见，取得了预料不到的技术效果。根据本专利技术的一个方面，提供了一种乙烯齐聚用催化剂组合物，所述组合物包括式(I)所示的主催化剂取代-2-丙酰基-1,10-菲咯啉缩-2,6-二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂和叔丁基过氧化氢：式(I)中，R1-R6各自独立地选自氢、C1-C6烷基、卤素、C1-C6烷氧基和硝基。根据本专利技术提供的催化剂组合物，加入叔丁基过氧化氢，反而具有较高的乙烯齐聚反应活性，α-烯烃的选择性高。在本专利技术中，术语“C1-C6烷基”指的是含有1-6个碳原子的饱和直链或支链烃基。作为C1-C6烷基，可以提及甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、正己基和仲己基；特别优选甲基、乙基、正丙基和异丙基。在本专利技术中，术语“C1-C6烷氧基”指的是上述C1-C6烷基与一个氧原子连接得到的基团。作为C1-C6烷氧基，可以提及甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、仲戊氧基、正己氧基和仲己氧基；特别优选甲氧基和乙氧基。在本专利技术中，术语“卤素”指的是氟、氯、溴和碘，特别优选氟、氯和溴。在本专利技术中，所述R1-R6的选择可以为上述术语涉及的取代基中的任意组合。其中，在本专利技术的一个优选实施方式中，所述主催化剂中的R1-R6各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、氟、氯、溴、甲氧基、乙氧基和硝基；其中，R1-R6的选择当然也可以为上述基团的任意组合。在上述组合物的一个具体实施例中，所述主催化剂中的R3和R4为甲基，且R1，R2，R5，R6均为氢。在本专利技术中的一个优选实施方式中，所述含铝助催化剂选自铝氧烷和烷基铝化合物中的至少一种。在本专利技术中，所述烷基铝化合物的通式为AlRnXm，其中R各自独立地为直链或支链C1-C8烷基；X各自为卤素，优选氯或溴；n为1～3的整数，m为0～2的整数，并且m+n等于3。所述的烷基铝化合物的具体实例包括但不仅限于下列化合物中的至少一种：三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝、氯化二乙基铝和二氯化乙基铝，如三乙基铝。在本专利技术中，所述铝氧烷为C1-C4烷基铝氧烷，其中C1-C4烷基为直链或支链的烷基。所述铝氧烷的实例包括但不仅限于：甲基铝氧烷、改性甲基铝氧烷、乙基铝氧烷和异丁基铝氧烷中的至少一种；如甲基铝氧烷。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述助催化剂中的铝与所述主催化剂中的铁的摩尔比为30:1至900:1，如100:1至700:1，又如148:1至196:1。在上述组合物的一个具体实施例中，所述助催化剂中的铝与所述主催化剂中的铁的摩尔比为196:1至500:1。即使在提供的较低的摩尔比范围内，所述组合物中的乙烯齐聚活性仍然较高。在本专利技术中的一个优选实施方式中，所述催化剂组合物中，叔丁基过氧化氢的重量含量为5～1750ppm，如25～1750ppm，如35～1300ppm。在一个具体的实例中，所述叔丁基过氧化氢的重量含量为100-1300ppm。在较佳的条件下，所述叔丁基过氧化氢的重量含量为250～1000ppm，如250-500ppm。所述的叔丁基过氧化氢含量范围内，所述催化剂组合物具有更高的乙烯齐聚活性。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述组合物中进一步包含有机溶剂，也即所述组合物包括式(I)所示的主催化剂氯化2-丙酰基-1,10-菲咯啉缩-2,6-二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂、叔丁基过氧化氢和有机溶剂。在本专利技术中，所述叔丁基过氧化氢的重量含量基于有机溶剂的重量来进行计算。例如，当叔丁基过氧化氢的重量含量为5～1750ppm，即基于1g的有机溶剂，组合物中含5～1750×10-6g的叔丁基过氧化氢。所述有机溶剂为本领域内常用的有机溶剂，其具体实例包括但不仅限于：甲苯、环己烷、乙醚、四氢呋喃、乙醇、苯、二甲苯和二氯甲烷中的至少一种，如甲苯、二甲苯或者甲苯和二甲苯的混合物。在本专利技术的组合物用于生产时中，所述主催化剂和助催化剂的用量可根据生产规模和生产设备等具体应用时的工艺条件进行选择。在所述催化剂组合物的一个具体实施例中，以包含有机溶剂的组合物的体积为计算基准，所述主催化剂的含量为2～500μmol/L(即基于1L的组合物，组合物中含2～500×10-6mol的主催化剂)，如20～100μmol/L，如50μmol/L。根据本专利技术的另外一个方面，还提供了一种乙烯齐聚方法。上述催化剂组合物可应用于乙烯的齐聚，所述乙烯在上述催化剂组合物的存在下进行乙烯齐聚反应。其中一个具体的实施例可包括如下步骤：(1)通过高温烘干、真空置换等操作对反应体系进行置换，确保反应体系中无水无氧；(2)使用乙烯对反应体系进行置换，使反应体系处于乙烯环境；(3)在反应体系中加入催化剂组合物，包括主催化剂、助催化剂和叔丁基过氧化氢(以及有机溶剂)，充分搅拌；(4)通入乙烯开始齐聚反应，进行齐聚反应时，可以在例如以下的条件中进行：保持反应压力为0.1至30MPa，且反应温度为-20至150℃下，反应时间可以为30至100min；(5)反应一段时间后停止反应。取反应产物用气相色谱进行(GC)分析。在本专利技术中，步骤(3)所述的主催化剂和助催化剂可先用有机溶剂溶解后再加入反应体系。所述齐聚反应过程，主催化剂与助催化剂的混合在乙烯氛围下进行。所述齐聚反应的温度为-20至150℃，如0～80℃。在较佳的条件下，范围温度为-20至40℃，如5至35℃。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯齐聚用催化剂组合物，包括式(I)所示的主催化剂氯化取代‑2‑丙酰基‑1,10‑菲咯啉缩‑2,6‑二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂和叔丁基过氧化氢：

【技术特征摘要】
1.一种乙烯齐聚用催化剂组合物，包括式(I)所示的主催化剂氯化取代-2-丙酰基-1,10-菲咯啉缩-2,6-二乙基苯胺合铁(II)配合物、含铝助催化剂和叔丁基过氧化氢：式中，R1～R6各自独立地选自氢、C1～C6烷基、卤素、C1～C6烷氧基和硝基。2.根据权利要求1所述的催化剂组合物，其特征在于，所述催化剂组合物中，叔丁基过氧化氢的重量含量为5～1750ppm，优选100～1300ppm，进一步优选为250～1000ppm，最优选为250～500ppm。3.根据权利要求1或2所述的催化剂组合物，其特征在于，所述助催化剂中铝与主催化剂中铁的摩尔比为30:1至900:1，优选100:1至700:1，更优选为196:1至500:1。4.根据权利要求1-3中任意所述的催化剂组合物，其特征在于，所述主催化剂中的R1-R6各自独立地选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、氟、氯、溴、甲氧基、乙氧基和硝基；优选R3和R4为甲基，且R1、R2、R5和R6均为氢。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂组合物，其特征在于，所述含铝助催化剂选自铝氧烷和烷基铝化合物中的至少一种。6.根据权利要求5中所述的催化剂组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珺，王怀杰，郑明芳，张海英，吴红飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11