制备聚α-烯烃的方法和系统、聚α-烯烃及连续反应器技术方案

本公开涉及一种制备聚α‑烯烃的方法和系统、聚α‑烯烃及连续反应器，该方法包括如下步骤：使α‑烯烃连续进入连续反应器，在α‑烯烃聚合反应条件下与α‑烯烃聚合反应催化剂和反应助剂接触，进行α‑烯烃聚合反应，得到含有聚α‑烯烃的产物混合物；α‑烯烃为碳原子数为6～14的α‑烯烃；连续反应器包括反应管和用于容纳换热介质的空心筒状壳体，反应管呈螺旋盘管状设置于空心筒状壳体内。该方法在特定结构的连续反应器中连续生产聚α‑烯烃，该反应器中反应管呈螺旋状盘设于容纳换热介质的空心筒状壳体内，能够精确有效地控制反应温度等条件，提高转化率与选择性；且反应管主体处于换热介质中，能够避免紧急情况泄露的反应物料对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
制备聚α-烯烃的方法和系统、聚α-烯烃及连续反应器
本公开涉及润滑油基础油制备
，具体地，涉及一种制备聚α-烯烃的方法和系统、聚α-烯烃及连续反应器。
技术介绍
润滑油规格日益严格，高品质润滑油及合成油的需求明显增长，而聚α-烯烃则是增长最快的品种之一。它具有操作温度范围宽，低温、高温稳定性好，低倾点，低挥发性，粘温性能佳，高抗氧化性，高粘度指数等优点，可以运用在调制各类高档机油上，如汽油机油、柴油机油、压缩机机油、军用润滑油等等。聚α-烯烃主要是由C8-C12的α-烯烃在催化剂作用下进行聚合反应，经过分离、加氢等一系列工艺处理后得到的长链烷烃。聚α-烯烃的直链烷烃骨架能保证良好的粘温特性，其较短、较多的侧链又能保持低温流动性，加上不含芳烃、环烷烃等基团，有利于物理、化学的稳定。因此，聚α-烯烃是一种理想的润滑油基础油。目前，聚α-烯烃的生产以间歇釜式反应器为多，在一釜反应完成之后，需进行倒料、置换、碱洗、水洗等过程。通常反应时间较长，反应取热慢，反应飞温严重，催化剂浪费多，人工操作麻烦，进一步提高了工艺的复杂程度。此外，由于是间歇反应，每釜的操作条件很难完全一致，可能导致产品质量不稳定。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种连续反应器及制备聚α-烯烃的方法和系统，该连续反应器及含有该连续反应器的方法和系统能够连续生产聚α-烯烃。本公开的另一个目的是提供上述方法制备的聚α-烯烃。为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种制备聚α-烯烃的方法，该方法包括如下步骤：使α-烯烃连续进入连续反应器，在α-烯烃聚合反应条件下与α-烯烃聚合反应催化剂和反应助剂接触，进行α-烯烃聚合反应，得到含有所述聚α-烯烃的产物混合物；所述α-烯烃为碳原子数为6～14的α-烯烃；所述连续反应器包括反应管和用于容纳换热介质的空心筒状壳体，所述反应管呈螺旋盘管状设置于所述空心筒状壳体内。可选地，所述空心筒状壳体内沿周向间隔设有折流板，所述折流板沿所述反应管的截面方向延伸且折流板上形成有可容纳所述反应管的通孔，以使所述反应管穿过所述折流板。可选地，所述折流板包括交替间隔设置的上折流板和下折流板，所述上折流板的顶边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、底边与所述空心筒状壳体的底面留有间隙；所述下折流板的底边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、顶边与所述空心筒状壳体的顶面留有间隙。可选地，所述空心筒状壳体内设有轴向延伸的挡板，所述挡板的四周分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接，所述挡板两侧的壳体上分别设有换热介质入口和换热介质出口。可选地，该方法包括：使α-烯烃连续进入串联和/或并联的2～100个所述连续反应器，进行所述α-烯烃聚合反应。可选地，该方法包括：使所述α-烯烃、α-烯烃聚合反应催化剂和反应助剂混合得到混合反应物料，使所述混合反应物料连续通入所述连续反应器中，进行所述α-烯烃聚合反应。可选地，该方法包括：使所述产物混合物进行气液分离，得到主要含有α-烯烃聚合反应催化剂的气相产物和主要含有聚α-烯烃的液相产物。可选地，该方法包括：使所述气相产物中的至少一部分返回到所述连续反应器中。可选地，该方法还包括：在线测量所述换热介质中杂质元素的含量，所述杂质元素包括F元素、B元素和Al元素中的至少一种。可选地，所述α-烯烃聚合反应催化剂为路易斯酸，所述路易斯酸为选自卤化硼、烷基硼、烷氧基硼、烷基卤化硼、卤化铝、烷基铝、烷氧基铝和烷基卤化铝中的至少一种；所述反应助剂为碳原子数为1～20的醇、碳原子数为1～20的醚、碳原子数为1～20的羧酸、碳原子数为1～20的酯和碳原子数为1～20的酚中的至少一种。可选地，所述α-烯烃聚合反应的条件包括：反应温度为-50℃至100℃，反应压力为10Pa～5MPa，所述α-烯烃、α-烯烃聚合反应催化剂和反应助剂的摩尔比为1：(0.001～0.2)：(0.001～0.4)。可选地，所述α-烯烃在所述连续反应器中的停留时间为1～36000s。本公开的第二方面提供由本公开的第一方面的方法制备得到的聚α-烯烃。本公开的第三方面提供一种用于制备聚α-烯烃的连续反应器，所述连续反应器包括反应管和用于容纳换热介质的空心筒状壳体，所述反应管呈螺旋盘管状设置于所述空心筒状壳体内。可选地，所述空心筒状壳体内沿周向间隔设有折流板，所述折流板沿所述反应管的截面方向延伸且折流板上形成有可容纳所述反应管的通孔，以使所述反应管穿过所述折流板。可选地，所述折流板包括交替间隔设置的上折流板和下折流板，所述上折流板的顶边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、底边与所述空心筒状壳体的底面留有间隙；所述下折流板的底边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、顶边与所述空心筒状壳体的顶面留有间隙。可选地，所述空心筒状壳体内设有轴向延伸的挡板，所述挡板的四周分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接，所述挡板两侧的壳体上分别设有换热介质入口和换热介质出口。本公开的第四方面提供一种制备聚α-烯烃的系统，该系统包括进料口、出料口和本公开第三方面提供的连续反应器；所述进料口与所述连续反应器的反应物入口连通，所述出料口与所述连续反应器的产物出口连通。可选地，该系统包括串联和/或并联的2～100个所述连续反应器。可选地，该系统还包括气液分离装置，所述气液分离装置的入口与所述连续反应器的产物出口连通，所述气液分离装置的液体出口与所述出料口连通。可选地，所述气液分离装置的气体出口与所述连续反应器的反应物入口连通。可选地，该系统还包括用于检测所述换热介质中杂质元素的在线检测装置。与现有技术相比，本公开的方法和系统具有如下优点：1、整个反应过程连续，可精确控制反应条件，保证反应自动运行，人工干预少，产品质量可控；2、可调整连续反应器的个数和串并联关系以适应不同的工艺要求、产品质量要求以及实际工业安装、运输要求；3、反应物料在反应管内进行反应，除去必要接口，绝大部分反应管在冷却水中，当紧急情况(如泄漏、超压)出现时，物料将进入冷却水中，不会对环境造成危险。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开的制备聚α-烯烃的方法的一种具体实施方式的工艺流程图。图2是本公开的制备聚α-烯烃的方法的一种具体实施方式的连续反应器结构示意图。图3是本公开的制备聚α-烯烃的方法的一种具体实施方式的连续反应器的俯视图。图4是本公开的制备聚α-烯烃的方法的一种具体实施方式的连续反应器的侧视图。附图标记说明1α-烯烃2含有BF3的催化剂3反应助剂4原料缓冲罐5在线分析仪6连续反应器61折流板62环状壳程63反应管64挡板65反应管入口66反应管出口7补充反应助剂8补充催化剂9a第一串联控制阀9b第二串联控制阀10a第一并联控制阀10b第二并联控制阀10c第三并联控制阀10d第四并联控制阀10e第五并联控制阀11加热器12产物缓冲罐13冷却回水14冷却供水具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备聚α‑烯烃的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：使α‑烯烃连续进入连续反应器，在α‑烯烃聚合反应条件下与α‑烯烃聚合反应催化剂和反应助剂接触，进行α‑烯烃聚合反应，得到含有所述聚α‑烯烃的产物混合物；所述α‑烯烃为碳原子数为6～14的α‑烯烃；所述连续反应器包括反应管和用于容纳换热介质的空心筒状壳体，所述反应管呈螺旋盘管状设置于所述空心筒状壳体内。

【技术特征摘要】
1.一种制备聚α-烯烃的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：使α-烯烃连续进入连续反应器，在α-烯烃聚合反应条件下与α-烯烃聚合反应催化剂和反应助剂接触，进行α-烯烃聚合反应，得到含有所述聚α-烯烃的产物混合物；所述α-烯烃为碳原子数为6～14的α-烯烃；所述连续反应器包括反应管和用于容纳换热介质的空心筒状壳体，所述反应管呈螺旋盘管状设置于所述空心筒状壳体内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空心筒状壳体内沿周向间隔设有折流板，所述折流板沿所述反应管的截面方向延伸且折流板上形成有可容纳所述反应管的通孔，以使所述反应管穿过所述折流板。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述折流板包括交替间隔设置的上折流板和下折流板，所述上折流板的顶边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、底边与所述空心筒状壳体的底面留有间隙；所述下折流板的底边和两个侧边分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接、顶边与所述空心筒状壳体的顶面留有间隙。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空心筒状壳体内设有轴向延伸的挡板，所述挡板的四周分别与所述空心筒状壳体的内壁密封连接，所述挡板两侧的壳体上分别设有换热介质入口和换热介质出口。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：使α-烯烃连续进入串联和/或并联的2～100个所述连续反应器，进行所述α-烯烃聚合反应。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：使所述α-烯烃、α-烯烃聚合反应催化剂和反应助剂混合得到混合反应物料，使所述混合反应物料连续通入所述连续反应器中，进行所述α-烯烃聚合反应。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：使所述产物混合物进行气液分离，得到主要含有α-烯烃聚合反应催化剂的气相产物和主要含有聚α-烯烃的液相产物。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法包括：使所述气相产物中的至少一部分返回到所述连续反应器中。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在线测量所述换热介质中杂质元素的含量，所述杂质元素包括F元素、B元素和Al元素中的至少一种。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α-烯烃聚合反应催化剂为路易斯酸，所述路易斯酸为选自卤化硼、烷基硼、烷氧基硼、烷基卤化硼、卤化铝、烷基铝、烷氧基铝和烷基卤化铝中的至少一种；所述反应助剂为碳原子数为1～20的醇、碳原子数为1～20的醚、碳原...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晖殿，施昌智，苏朔，黄作鑫，段庆华，徐冰，成欣，么佳耀，辛世豪，赵敏，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11