一种合成聚α-烯烃的方法及其制得的产品技术

本申请提供了一种由α

【技术实现步骤摘要】
一种合成聚
α
‑
烯烃的方法及其制得的产品


[0001]本申请涉及化学合成领域，更具体来说涉及一种通过分步聚合改善烯烃聚合控制和产品品质的工艺。

技术介绍

[0002]聚α
‑
烯烃(PAO)也常被称为PAO合成基础油，通常是由α
‑
烯烃聚合得到。PAO的侧链具有规整的“梳状结构”，在低温下具有优良的流动性质，良好的热和氧化稳定性，在高温下低的蒸发损失，高粘度指数，良好的摩擦行为，良好的水解稳定性以及良好的耐腐蚀性，另外，PAO可以与矿物油、其他烃类液体、流体和酯混溶。基于上述优良性能，PAO非常适合用于调制发动机机油、压缩机机油、齿轮油和一些功能性流体。
[0003]聚α
‑
烯烃通常采用烯烃催化聚合的技术来生产，使用一种或多种C4‑
C
20
α
‑
烯烃作为单体原料，采用路易斯酸型催化剂或齐格勒
‑
纳塔催化剂进行催化。相关领域的科研人员近年来进行了大量研究，尝试通过改进催化剂体系和聚合工艺条件来提高聚α
‑
烯烃的性能，并且取得了一定的进展。但是上述研究也暴露出了现有技术的很多严重缺陷，例如采用三氟化硼或三氯化铝催化剂的聚合反应过程中会发生骨架碳的重排和异构，导致制得的聚α
‑
烯烃产物具有不规则的侧链，严重影响聚α
‑
烯烃的粘温性能、倾点和耐久性。
[0004]现有技术中相当多的聚α
‑
烯烃产品的多分散性往往不尽如人意。多分散性表示聚合物的重均分子量与数均分子量的比值(Mw/Mn)。聚合产物的该多分散性数值越接近1，则表明产物的分子量(对应于聚合物链长)分布越窄，如果多分散性数值等于1，则表示聚合产物中包含的所有链长度相等。人们迫切希望制备的聚α
‑
烯烃具有在合理范围下尽可能低的多分散性数值。
[0005]另外，人们还尝试开发其他的催化剂体系，例如茂金属催化剂就是此类催化剂体系的一个实例，但是使用茂金属催化剂的催化反应却又带来了新的问题，例如催化剂活性极高，在常规反应器内反应容易活化不充分，导致用量较大，反应过程中的温度不易控制，容易飞温，反应的可控性差，产率较低，产品分子量分布较宽，由此使得反应制得的产品成本较高，产品质量降低，严重影响相关工艺的产业化。
[0006]因此，本领域迫切希望能够开发一种新的聚α
‑
烯烃合成技术，该技术能够实现催化的高效活化，尽量减少昂贵的催化剂的用量，能够以常规的反应设备以最简化的工艺步骤大规模生产，以降低产品的生产成本，希望制得的聚α
‑
烯烃产物具有更窄的分子量分布(多分散性的数值尽可能低)，同时还希望该技术能够克服现有技术中的各种其他缺陷中的一种、多种甚至全部，这些其他缺陷包括温度难以控制和飞温，反应条件要求过高，反应可控性差，反应效率低下，产率较低，产物粘温性能差和倾点差等。
[0007]尽管人们为了解决这个问题进行了广泛而深入的研究，但是迄今为止，现有技术尚未报道能够解决上述问题的技术新进展。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本申请的专利技术人进行了深入的研究，成功地开发出一种精巧设计的全新聚α
‑
烯烃合成技术，此种技术能够有效地解决长期以来亟待解决的上述问题。
[0009]本申请的第一个方面提供了一种由α
‑
烯烃原料合成聚α
‑
烯烃的方法，该方法包括：(1)将所述α
‑
烯烃原料分为第一部分α
‑
烯烃原料和第二部分α
‑
烯烃原料，所述第一部分α
‑
烯烃原料的摩尔量小于所述第二部分α
‑
烯烃原料；(2)使所述第一部分α
‑
烯烃原料在微通道反应器中发生第一聚合反应，生成第一反应混合物；以及(3)将所述第一反应混合物和所述第二部分α
‑
烯烃原料加入第二反应器中，发生第二聚合反应，生成包含所述聚α
‑
烯烃的产物混合物，所述第二反应器不是微通道反应器。
[0010]本申请的第二个方面提供了一种通过本专利技术的方法合成的聚α
‑
烯烃。
附图说明
[0011]在接下来的段落中结合附图对本专利技术的各种实施方式进行论述。但是此处需要指出的是，附图中所示和以下具体描述的实施方式仅仅是本专利技术的一些优选实施方式，本专利技术的保护范围由权利要求书来限定，而非仅限于这些优选的实施方式。
[0012]图1显示了根据本申请一个实施方式聚α
‑
烯烃合成方法的流程示意图。
具体实施方式
[0013]本文所公开的“范围”以下限和上限的形式。可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有可以这种方式进行限定的范围是包含和可组合的，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，针对特定参数列出了60
‑
120和80
‑
110的范围，理解为60
‑
110和80
‑
120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1
‑
3、1
‑
4、1
‑
5、2
‑
3、2
‑
4和2
‑
5。
[0014]在本专利技术中，除非有其他说明，数值范围“a
‑
b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0
‑
5”表示本文中已经全部列出了“0
‑
5”之间的全部实数，“0
‑
5”只是这些数值组合的缩略表示。
[0015]在本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
[0016]在本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
[0017]在本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的“包括”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”可以表示还可以包含没有列出的其他组分，也可以仅包括列出的组分。
[0018]在本申请的方法中，以α
‑
烯烃单体为原料，通过聚合反应来制备聚α
‑
烯烃，该方法包括：
[0019](1)将所述α
‑
烯烃原料分为第一部分α
‑
烯烃原料和第二部分α
‑
烯烃原料，所述第一部分α
‑
烯烃原料的摩尔量小于所述第二部分α
‑
烯烃原料；
[0020](2)使所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由α
‑
烯烃原料合成聚α
‑
烯烃的方法，该方法包括：(1)将所述α
‑
烯烃原料分为第一部分α
‑
烯烃原料和第二部分α
‑
烯烃原料，所述第一部分α
‑
烯烃原料的摩尔量小于所述第二部分α
‑
烯烃原料；(2)使所述第一部分α
‑
烯烃原料在微通道反应器中发生第一聚合反应，生成第一反应混合物；(3)将所述第一反应混合物和所述第二部分α
‑
烯烃原料加入第二反应器中，发生第二聚合反应，生成包含所述聚α
‑
烯烃的产物混合物，所述第二反应器不是微通道反应器。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部分α
‑
烯烃原料与所述第二部分α
‑
烯烃原料的摩尔比为1:4至1:200；并且/或者所述第二反应器选自釜式反应器、管式反应器、塔式反应器和喷射反应器。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，将主催化剂、助催化剂和第一加入量的活化剂与所述第一部分α
‑
烯烃原料合并，得到第一组合物料，并使得该第一组合物料在微通道反应器中发生第一聚合反应，生成第一反应混合物；在步骤(3)中，将第二加入量的活化剂和第二部分α
‑
烯烃原料混合后，与所述第一反应混合物合并，得到第二组合物料，并使得该第二组合物料在第二反应器中发生第二聚合反应；所述活化剂的第一加入量与第二加入量的摩尔比为1:1至100:1，优选为2:1至10:1；所述主催化剂与助催化剂的摩尔比为5:1至1:5，优选为5:4至2:3；所述主催化剂与第一部分α
‑
烯烃原料的摩尔比为1:100至1:1,000,000；所述活化剂的第一加入量与所述主催化剂的摩尔比为10:1至200:1。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主催化剂为茂金属催化剂，其包含至少一种过渡金属和至少一个含茂环配体，所述过渡金属选自Ti、Zr和Hf，所述含茂环配体选自：环戊二烯、取代环戊二烯、取代环戊二烯、茚基、取代茚基，包含两个茂基的配体、包含两个取代茂基的配体、包含两个茚基的配体以及包含两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙予罕，张敏俊，胡泽军，孙志强，宋上飞，
申请(专利权)人：上海睿碳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：