外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法技术

本发明专利技术属于化工用催化剂技术领域，涉及一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，包括以下步骤：在三乙基铝母液中加入含钛铝粉和钠钾合金活化剂，通入氢气进行氢化反应，再与乙烯进行乙基化反应得到粗制三乙基铝产品。发明专利技术通过添加钠钾合金活化剂，减少反应中氢化反应的引发时间，提高氢化反应速度以减少氢化反应时间，并且可以一定程度上降低反应的温度和压力，避免副反应的增多。本发明专利技术得到的粗制三乙基铝产品经过精馏提纯，使部分未反应的钠钾合金与釜中反应物生成的不溶物，可在精馏过程中去除并进行处理，从而不影响最终产品质量，且生产过程对环境不造成额外污染。且生产过程对环境不造成额外污染。且生产过程对环境不造成额外污染。

【技术实现步骤摘要】
外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法


[0001]本专利技术属于化工用催化剂
，涉及一种三乙基铝生产方法，尤其是涉及一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法。

技术介绍

[0002]作为齐格勒纳塔催化剂体系中的助催化剂组分，三乙基铝对聚烯烃的合成及发展有着至关重要的作用。生产三乙基铝方法主要分为连续式和间歇式，其中间歇式主要包括氢化和乙基化两步反应，相关反应原理如下列方程式所示：
[0003]Al+3/2H2+2(C2H5)3Al
→
3(C2H5)2AlH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
1)
[0004]3(C2H5)2AlH+3C2H4→
3(C2H5)3Al
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
1)
[0005](C2H5)3Al+H2→
(C2H5)2AlH+C2H6↑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
2)
[0006](C2H5)3Al+3C2H4→
(C4H9)3Al
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
2)
[0007]其中(1
‑
1)与(2
‑
1)为主反应，(1
‑
2)与(2
‑
2)为可能的副反应。
[0008]采用上述间歇式方法生产三乙基铝单批次时间约为12小时，其中氢化反应在大于10MPa压力下持续6
‑
7小时，乙基化反应在1
‑
2MPa压力下持续4
‑
5小时。例如，授权公告号为CN101805363B的专利技术专利公开的一种三乙基铝的连续生产方法，生产效率较低。一种提高反应速度的方法是通过提高反应温度和反应压力，但是提高反应温度和反应压力会导致副反应增多(1
‑
2)和(2
‑
2)，容易发生氢解作用，因此需要额外增加氢气和乙烯的消耗量，从而增加了生产成本，且提高反应温度和压力，需要大功率冷却设备，生产安全性差；副反应生产的正丁基铝影响精馏过程与最终产品质量。
[0009]另一种提高反应速度的方法则为外引入活化剂，催化反应以实现目标。例如，授权公告号为CN102584879B的中国专利技术专利公开了一种三乙基铝的制备方法，该技术方案中利用微量的铬粉对铝粉进行预活化，然后用于反应以提高生产效率，工艺繁杂耗时；且该活化过程中所引入的水或醇，即使微量残余也可能与三乙基铝母液或产物反应并燃烧爆炸，影响生产安全性；同时，所用的铬粉不易去除，影响产品质量，且易造成环境重金属污染。
[0010]又如，公开号为US2943102A的美国专利中提出采用钠加速氢化反应，且将钠分散于短链碳氢化合物中形成氢化钠分散液滴，该方案能够大幅度提高氢化反应，但钠用量较高，且残留的轻质碳氢化合物无法有效去除，增加了生产成本，影响产品质量。
[0011]因此，亟需一种提高三乙基铝生产效率的新方法。

技术实现思路

[0012]本申请的目的是针对上述问题，提供了一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法；
[0013]本专利技术创造性地提出了一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，包括以下步骤：
[0014]在三乙基铝母液中加入含钛铝粉和钠钾合金活化剂，通入氢气进行氢化反应，再
与乙烯进行乙基化反应得到粗制三乙基铝产品。
[0015]通过外加钠钾合金活化剂催化铝粉捕氢能力，并促进铝粉表面氧化层的溶解，从而减少了铝粉反应的引发时间，进而增加了整个反应体系的速度。并且可以一定程度上降低反应的温度和压力，不增加副反应产物。
[0016]部分未反应的钠钾合金与釜中反应物生成不溶物，可在精馏过程中去除并进行处理，对环境不造成额外污染和工艺负担，相关副产物容易去除且不影响环境和生产安全。
[0017]相比于铬粉，本专利技术能够避免复杂的活化过程和铬重金属污染。并且含钛铝粉与铝粉相比具有较高的活性，能够大大提高反应转化率。
[0018]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，三乙基铝母液中加入的钠钾合金活化剂与铝粉的摩尔比为0.5％～1.5％。
[0019]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述三乙基铝母液与铝粉的重量比为84.3:5。
[0020]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述钠钾合金活化剂中钠和钾的重量比为2:8～3:7。
[0021]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述钠钾合金活化剂中钠和钾的重量比为22:78，熔点为
‑
12.6℃。
[0022]本方法可实现连续化生产，每次的钠钾合金活化剂可以完成若干个批次的三乙基铝生产，控制合适的钠含量，钠钾合金在常温下为液体，便于通过与反应釜连接的钠钾合金储存罐进行补充，安全性较高，从而具有生产应用价值和意义。
[0023]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述钠钾合金活化剂的合成方法为：将带有磁力转子的烧瓶置于密闭环境中，向烧瓶中加入设定量的钠和钾，加热至40℃停止加热，并不断搅拌直至烧瓶内形成银白色液体。
[0024]其中，密闭环境可以采用将烧瓶置于手套箱中实现。
[0025]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述含钛铝粉中的钛含量为0.2
‑
0.3％。
[0026]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，包括以下步骤：
[0027]反应釜中加入三乙基铝母液，在三乙基铝母液中加入铝粉和钠钾合金活化剂，通过循环油浴升温至115℃，通入高压氢气，使反应压力上升至100bar，并在恒压下继续通入氢气完成氢化反应，氢化反应阶段反应时长控制在3
‑
7h。
[0028]完成氢化反应后，将反应釜升温至65℃，向反应釜内通入乙烯，控制恒定压力为14bar，直至完成乙基化反应得到粗制三乙基铝产品，乙基化反应阶段反应时长控制在3
‑
5h。
[0029]所得粗制三乙基铝产品经过精馏提纯。通过精馏可以去除残留于三乙基铝中的钠钾合金或者钠钾合金与三乙基铝的反应产物。
[0030]为了提高单批次生产效率，氢化反应阶段可以控制在3
‑
5h，即能达到较好的转化率。
[0031]上述的精馏提纯采用sulzer填料进行，设备真空度维持在50
±
2mbar。
[0032]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述反应釜置于密闭环境中，控制反应物中水氧含量低于1ppm。
[0033]其中，密闭环境可以采用将烧瓶置于手套箱中实现。
[0034]在上述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法中，所述反应釜1分别连接用于氢气进料的氢气管道4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：在三乙基铝母液中加入含钛铝粉和钠钾合金活化剂，通入氢气进行氢化反应，再与乙烯进行乙基化反应得到粗制三乙基铝产品。2.如权利要求1所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于：三乙基铝母液中加入的钠钾合金活化剂与铝粉的摩尔比为0.5％～1.5％。3.如权利要求1所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于：所述三乙基铝母液与铝粉的质量比为100:5
–
50:5。4.如权利要求1所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于：所述钠钾合金活化剂中钠和钾的质量比为1:9～4:6。5.如权利要求1所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于：所述钠钾合金活化剂中钠和钾的质量比为22:78，熔点为
‑
12.6℃。6.如权利要求4或5所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于，所述钠钾合金活化剂的合成方法为：将带有磁力转子的烧瓶置于密闭环境中，向烧瓶中加入设定量的钠和钾，加热至40℃停止加热，并不断搅拌直至烧瓶内形成银白色液体。7.如权利要求1所述的一种外加活化剂提高三乙基铝生产效率的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维亚，唐伟杰，张扬，
申请(专利权)人：诺力昂化学品嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：