用防污组分进行选择性乙烯低聚的方法技术

选择性生产1‑丁烯的方法包含在第一步中使至少一种防污剂与至少一种烷基铝化合物接触以形成至少一种防污化合物。所述防污化合物可包含包括与R1基团结合、与R2基团结合和与R3基团结合的中心铝分子的结构。所述方法另外包含在第二步中将所述防污化合物、额外量的所述烷基铝化合物、至少一种钛酸盐化合物和乙烯进料到反应器中以使乙烯二聚。所述钛酸盐化合物作为与所述防污化合物和所述额外量的所述烷基铝化合物的流分离的流进料。所述烷基铝化合物的总和与所述钛酸盐化合物的摩尔比等于或高于1.5并且等于或低于3.0。

Selective ethylene oligomerization with antifouling components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用防污组分进行选择性乙烯低聚的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月7日提交的美国临时申请序列号62/431,049的权益，其通过引用并入本文。
本公开的实施例一般涉及用于乙烯低聚的方法和催化剂体系，并且更具体地，涉及用于乙烯低聚的减少不期望的聚合的方法和防污催化剂体系。
技术介绍
1-丁烯和1-己烯为重要的石化产品，尤其是用于生产聚乙烯。乙烯与其它α-烯烃，尤其是1-丁烯和1-己烯的反应形成各种等级的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，其为有用的商业聚合物。1-丁烯的源为来自烃裂化器(如蒸汽裂化器或流化催化裂化器)的流出物的丁烯级分。然而，从这类流出物中分离1-丁烯的方法需要几个困难的工艺步骤，这可能使所述方法不合期望。几种商业方法选择性地将乙烯低聚成α-烯烃，如1-丁烯和1-己烯。商业上成功的二聚方法为由法国石油研究院(InstituteFrancaisduPetrole)(IFP)开发的AlphabutolTM方法，其描述于A.Forestiere等人,“单烯烃通过均聚催化剂的低聚反应(OligomerizationofMonoolefinsbyHomogenousCatalysts)”,《石油和科学与技术—法国石油研究院杂志(Oil&ScienceandTechnology—Reviewdel'InstituteFrancaisduPetrole)》,第663-664页(第64卷，第6期，2009年11月)。此方法使用含有1-丁烯作为工艺流体的泡点反应器，以将乙烯选择性地低聚成1-丁烯。低聚体系存在已知的问题：聚合物形成。停留时间较长和从高度放热反应中除热较差会导致聚乙烯类残余物的形成。长期结垢的副作用为工艺停工越来越频的和用于除去粘附的聚合物残余物的维护成本更高。聚合物残余物可逐层累积并且最终在具有流体流动的位置封闭开口和端口。另外，沿反应器壁的聚合物涂层可充当绝热体，这可能不利地影响向反应器系统进行的热传递。聚合物沉积物也可能收集可以使反应工艺中毒的碎片。一个尤其棘手的问题为“热点”的形成。热点为外部冷却无效并且催化剂活性高的区域。它表示工艺控制的丧失。可在收集的聚合物区域中引起热点，所述聚合物包括促进副反应(包括聚合)的催化活性材料。如果不加以控制，那么由于冷却能力的丧失、聚合反应的失控或两者，热点最终可导致工艺停工。
技术实现思路
一直需要有效的反应器系统和方法来防止反应器系统壁和管上的聚合物结垢，同时维持期望的低聚速率和选择性以形成期望的反应产物。根据一个实施例，提供选择性生产1-丁烯的方法。方法包括使至少一种防污剂与至少一种烷基铝化合物接触以形成至少一种防污化合物或其衍生物的第一步，所述至少一种防污化合物包括与R1基团结合、与R2基团结合和与R3基团结合的中心铝分子。存在于化学基团R1、R2或R3中的原子任选地与铝原子结合以形成螯合环。方法包括将至少一种防污化合物、额外量的至少一种烷基铝化合物、至少一种钛酸盐化合物和乙烯进料到反应器中以使乙烯二聚的第二步。至少一种钛酸盐化合物作为与至少一种防污化合物和额外量的至少一种烷基铝化合物的流分离的流进料。第一步和第二步中使用的至少一种烷基铝化合物的总和与第二步中使用的至少一种钛酸盐化合物的摩尔比等于或高于1.5并且等于或低于3.0。本文描述的实施例的额外特征和优点将在下面的具体实施方式中加以阐述，并且部分地本领域的技术人员从具体实施方式将容易明白，或通过实践所描述的实施例而认识到，包括随后的具体实施方式以及权利要求书。附图说明图1为根据本公开的一个或多个实施例的具有防污化合物注入系统的通用改进的乙烯低聚方法的示意性说明。图2为根据本公开的一个或多个实施例的进入反应器的催化剂进料流和进入反应器的防污化合物进料流的示意图。定义在本公开中，术语“防污剂”用于指添加到方法中的试剂，更具体地是指图1中的防污化合物制备区段，以防止聚合物结垢并且改进聚合物的可除去性。在本公开中，术语“防污化合物”用于指图1中的防污化合物制备区段中由防污剂和烷基铝化合物反应而新形成的铝化合物。具体实施方式本公开的一个或多个实施例涉及反应器和催化剂体系，其可用于促进乙烯低聚，如乙烯二聚以形成1-丁烯，同时减少由不期望的聚合引起的反应器结垢。这些催化剂体系有时在本公开中称为“防污乙烯低聚催化剂体系”或“防污催化剂体系”。所述防污催化剂体系可包含至少一种钛酸盐化合物、至少一种烷基铝化合物，和至少一种防污剂或其衍生物。防污催化剂体系可另外包含一种或多种醚化合物。防污催化剂体系可用于选择性地低聚乙烯以生产1-丁烯和其它高级α-烯烃，同时减少不期望的聚合反应，有时在本公开中称为“结垢”。举例来说，由于固体聚乙烯类残余物的形成可发生反应器结垢，这可减少流体流动并且部分或完全阻止反应器系统中的流体以期望的速率流动。应该理解，所述“防污乙烯低聚催化剂体系”或“防污催化剂体系”不可完全消除在反应期间的结垢。然而，与不包括如本公开中所述的防污剂的催化剂体系相比，这些催化剂体系减少结垢并且使任何形成的聚合物更容易除去。而且，应该理解，虽然本公开的催化剂体系可用于乙烯低聚反应，如乙烯二聚以形成1-丁烯，但它们也可用于催化其它化学反应，并且本公开中描述的防污催化剂体系不应被认为限于它们将乙烯二聚成1-丁烯的用途。根据本公开的实施例，1-丁烯可通过乙烯二聚来生产。根据生产1-丁烯的方法，可使乙烯与防污催化剂体系接触以使乙烯二聚以形成1-丁烯。在一个或多个实施例中，将乙烯和防污催化剂体系供应至反应器并且混合。反应可以间歇反应或连续工艺反应执行，如连续搅拌釜反应器工艺。根据实施例，反应器中的压力可为5巴至100巴，并且反应器温度可为30摄氏度(℃)至180℃。然而，考虑在这些范围之外的工艺条件，尤其是鉴于反应器系统的具体设计以及反应物和催化剂的浓度。在操作中，防污化合物注入系统在乙烯低聚期间向反应器提供防污化合物和催化剂，其包含一种或多种钛酸盐化合物。防污化合物和催化剂的组合形成防污催化剂体系。参考图1，示出具有防污化合物注入系统的通用改进的乙烯低聚方法的示意图。将乙烯作为乙烯进料20进料到反应器10中，其中发生乙烯催化低聚成1-丁烯和其它高级α-烯烃。另外，反应器10具有用于包含催化剂和防污化合物流40的催化剂流30的单独输入。防污化合物流40包含至少一种防污化合物和至少一种助催化剂的混合物，所述助催化剂包含至少一种烷基铝化合物。通过使防污剂补充流60中提供的防污剂与助催化剂补充流70中提供的过量的至少一种助催化剂接触，在防污化合物制备区段50中制备混合物。单独输入允许催化剂和防污化合物之间的相互作用在反应器10内发生。而且，在其它实施例中，至少一种防污化合物和至少一种助催化剂可作为单独流引入反应器10中。另外，催化剂流30从由催化剂补充流34进料的催化剂制备区段32提供给反应器。在反应器10之后，在催化剂除去区段90中从离开反应器10的流中分离废催化剂80。除去废催化剂后剩余的反应器出口流用作提供给乙烯再循环塔110的工艺流100。乙烯再循环塔110从工艺流100中分离残余乙烯130，用于作为乙烯再循环流132再循环回到反应器10中用于低聚反应，或作为乙烯吹扫流134从燃料系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性生产1‑丁烯的方法，所述方法包含以下两个步骤：步骤1：使至少一种防污剂与至少一种烷基铝化合物接触以形成包含以下结构的至少一种防污化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 US 62/431,0491.一种选择性生产1-丁烯的方法，所述方法包含以下两个步骤：步骤1：使至少一种防污剂与至少一种烷基铝化合物接触以形成包含以下结构的至少一种防污化合物：或其二聚形式，和步骤2：将所述至少一种防污化合物、额外量的所述至少一种烷基铝化合物、至少一种钛酸盐化合物和乙烯进料到反应器中以使乙烯二聚，其中所述至少一种钛酸盐化合物作为与所述至少一种防污化合物和所述额外量的所述至少一种烷基铝化合物的流分离的流进料，其中步骤1和步骤2中使用的所述至少一种烷基铝化合物的总和与步骤2中使用的所述至少一种钛酸盐化合物的摩尔比等于或高于1.5并且等于或低于3.0。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤1中，使所述至少一种防污剂与过量的所述至少一种烷基铝化合物接触，以形成包含所述至少一种防污化合物和剩余的所述至少一种烷基铝化合物的防污混合物，并且在步骤2中，将所述防污混合物、所述至少一种钛酸盐化合物和乙烯进料到所述反应器中。3.根据权利要求2所述的方法，其中化学基团R1、R2和R3中的一个或多个为包含结构–O((CH2)nO)mR4的防污基团，其中：n为1至20的整数；m为1至100的整数；和R4为烃基；其中不包含所述防污基团的所述化学基团R1、R2或R3(如果有的话)为烃基。4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤1中使用的所述至少一种防污剂与步...

【专利技术属性】
技术研发人员：十河研治，索赫尔·K·谢赫，张忠林，徐伟，柏女世平，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA