Способ получения линейных альфа-олефинов с улучшенным удалением олигомеров высокого молекулярного веса и реакторная система для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2406716:

САУДИ БЕЙСИК ИНДАСТРИЗ КОРПОРЕЙШН (SA)
ЛИНДЕ АГ (DE)

Изобретение относится к способу получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора, характеризующемуся тем, что из разгрузочного потока, выходящего из реактора, включающего растворитель, катализатор, линейные α-олефины и олигомеры в значительной степени высокого молекулярного веса, находящиеся по большей части в твердом состоянии при температуре реакции, отделяют эти олигомеры высокого молекулярного веса в разделительном устройстве, затем разводят их средой разведения и нагревают от 130°С до 200°С, затем разведенные олигомеры высокого молекулярного веса перемещают к устройству для уничтожения отходов, где часть разведенных олигомеров высокого молекулярного веса уничтожают, а другую их часть направляют на рециркуляцию в петлю рециркуляции, расположенную после разделительного устройства, при этом скорости потока в петле составляют от 1 до 50 м3/ч. Также изобретение относится к устройству для осуществления отмеченного способа. Применение настоящих изобретений позволяет избегать закупорки оборудования и трубопровода, находящихся в контакте с потоками, содержащими олигомеры высокого молекулярного веса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора.

Способы олигомеризации для получения линейных α-олефинов хорошо известны в данной области техники. Такие способы обычно проводят в присутствии катализатора, предпочтительно включающего циркониевый компонент, например тетраизобутират циркония, и алюминиевый компонент в качестве активатора, например этилалюминий полуторахлористый.

Типичный способ получения линейных α-олефинов олигомеризацией этилена раскрыт в DE 4338414 С1. Олигомеризацию проводят в присутствии органического растворителя и гомогенного катализатора. Используемый в способе катализатор включает циркониевый компонент и органоалюминиевый компонент, который является сокатализатором. Способ олигомеризации заключается в том, что исходные материалы, содержащие мономер, катализатор, сокатализатор и растворитель, подают в реактор по первому трубопроводу. Продукт, содержащий олигомеры, непрореагировавший мономер, катализатор, сокатализатор и растворитель, выгружают из реактора и подвергают дальнейшей обработке. Например, в полученном продукте катализатор может быть дезактивирован, растворитель может быть отделен, а олигомеры могут быть разделены на фракции.

Одной проблемой, связанной с таким способом олигомеризации, является то, что получаются не только линейные α-олефины с нужной длиной цепи, например C4-C18, но также олигомеры высокого молекулярного веса, которые находятся в твердом состоянии при температуре около 60-100°С и которые надо удалять из реактора во избежание его закупорки. Такие олигомеры высокого молекулярного веса можно отделять от требуемых α-олефиновых продуктов. Еще одной проблемой является удаление олигомеров высокого молекулярного веса из реактора, поскольку количество образованных олигомеров высокого молекулярного веса является низким (несколько кг/ч) и часто требуется перемещать олигомеры высокого молекулярного веса на большие расстояния до устройства для уничтожения отходов. В трубопроводе, соединяющем реактор со сборником отходов, например мусоросжигательной печью, а также внутри всего оборудования и трубопровода, находящегося в контакте с потоками, содержащими олигомеры высокого молекулярного веса, может произойти закупорка. Закупорка может также случиться из-за низких скоростей тока в реакторной системе.

В некоторых случаях расстояние между реактором для олигомеризации и устройством для уничтожения отходов является большим, например, приблизительно 1-2 км. Таким образом, небольшие количества олигомеров высокого молекулярного веса (в пределах нескольких кг/ч) трудно переместить до устройства для уничтожения отходов из-за длительного времени пребывания и это часто приводит к закупорке оборудования и трубопровода.

Поэтому объектом настоящего изобретения является предоставление способа получения линейных α-олефинов, преодолевающего недостатки ранее известных в данной области техники способов, конкретно, предоставление способа, который позволяет избегать закупорки оборудования и трубопровода, находящихся в контакте с потоками, содержащими олигомеры высокого молекулярного веса.

Эта цель достигается таким способом, что в выходящем из реактора потоке, включающем растворитель, катализатор, линейные α-олефины и олигомеры в значительной степени высокого молекулярного веса, эти олигомеры высокого молекулярного веса отделяют, затем разводят средой разведения и нагревают до приблизительно 130-200°С, затем олигомеры высокого молекулярного веса перемещают к устройству для уничтожения отходов, где установлены петли (контуры) рециркуляции, и скорости тока у потоков в такой петле составляют от приблизительно 1 до приблизительно 50 м3/ч.

Предпочтительно, олигомеры высокого молекулярного веса отделяют с помощью разделительного устройства, предпочтительно фильтрационного устройства или перегонного устройства.

Предпочтительно, температура в реакторе составляет от приблизительно 60 до приблизительно 100°С.

Растворитель может быть толуолом и среда разведения может быть толуолом и/или жидкой фракцией продукта олигомеризации, содержащей олигомеры, содержащие более 18 атомов углерода.

В одном предпочтительном осуществлении среда разведения включает в качестве растворителя кубовый продукт из аппарата для очистки, предпочтительно, перегонной колонны.

Среда разведения может включать олигомеры высокого молекулярного веса.

Способ далее характеризуется тем, что среду разведения с растворенными олигомерами высокого молекулярного веса подвергают рециркуляции в петле для увеличения скорости тока от кг/ч до м3/ч с соответствующими скоростями потока, чтобы избежать закупорки технологических линий.

Предпочтительно, устройство для уничтожения отходов является мусоросжигательной печью.

Предлагается также, чтобы потоки, содержащие олигомеры высокого молекулярного веса, перемешивались.

Дополнительно степень разбавления, определяемая как отношение среды разведения к олигомеру высокого молекулярного веса, может составлять от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1, предпочтительно 10:1.

Наконец, согласно изобретению предоставлена реакторная система для получения линейных α-олефинов, конкретно, согласно способу по изобретению, включающая реактор, разделительное устройство для отделения олигомеров высокого молекулярного веса, петли рециркуляции и трубопровод для перемещения к устройству для уничтожения отходов.

Неожиданно обнаружилось, что в особенности благодаря разведению олигомеров высокого молекулярного веса средой разведения и нагревания их до более высоких температур можно существенным образом избежать закупорки оборудования и трубопроводов, находящихся в контакте с потоками, содержащими олигомеры высокого молекулярного веса. Далее нет необходимости в транспортировке высоковязких/твердых материалов. Из-за низкой концентрации олигомеров высокого молекулярного веса в среде разведения требования к контролю нагрева согласно способу по изобретению значительно снижены. Далее улучшена работоспособность и надежность реактора, в котором проводят олигомеризацию.

Очевидно, что способ согласно изобретению необязательно ограничен олигомеризацией этилена для получения линейных α-олефинов, но может также применяться во всех технологиях, имеющих дело с олигомерами высокого молекулярного веса.

Дополнительные детали и преимущества способа согласно изобретению далее детально проиллюстрированы со ссылкой на приложенную схему.

Чертеж является схематическим представлением способа согласно изобретению для получения линейных α-олефинов.

На чертеже представлен реактор 1 для олигомеризации этилена с получением линейных оолефинов. Внутри реактора 1 этилен олигомеризуется в присутствии растворителя и катализатора, предпочтительно при температуре около 60-100°С. После олигомеризации (реактор предпочтительно работает в непрерывном режиме) разгрузочный поток удаляется из реактора через разгрузочную линию 2. Разгрузочный поток включает растворитель, катализатор, жидкие линейные α-олефины и олигомеры высокого молекулярного веса. Термин «олигомеры высокого молекулярного веса» означает олигомеры, обладающие настолько высоким молекулярным весом, что они находятся по большей части в твердом состоянии при температуре реакции. Дополнительно с реактором связаны другие линии разгрузки и подачи, но они не показаны для ясности схемы. Разгрузочный поток можно перемещать по разгрузочной линии 2 в разделительное устройство 3, которое также поддерживают при температуре 60-100°С, где твердые олигомеры высокого молекулярного веса отделяют от жидкой части разгрузочного потока. Разделительное устройство может быть фильтром или любым другим устройством, известным специалисту в данной области техники. Такое разделительное устройство не является абсолютно необходимым, например, если нет олигомеров высокого молекулярного веса, находящихся в твердом состоянии при температуре реакции. Разгрузочный поток, содержащий значительное количество растворителя и жидких линейных α-олефинов, можно подвергать дальнейшей обработке, как известно специалисту в данной области техники, например, путем перегонки соответствующих линейных α-олефинов.

Растворитель, применяемый в процессе олигомеризации, предпочтительно является толуолом. Толуол доставляется в реактор и удаляется из реактора с помощью системы промывки реактора 4. Система промывки реактора 4 далее соединена с аппаратом для очистки растворителя 5, предпочтительно с оборудованием для перегонки. В аппарате для очистки растворителя 5 растворитель может быть очищен и очищенный растворитель может быть вновь введен в реактор 1. Примеси, которые могут содержаться в растворителе, могут быть также олигомерами высокого молекулярного веса, которые собираются в кубовом продукте аппарата для очистки растворителя 5. Кубовый продукт можно применять в качестве среды разведения.

Отделенные олигомеры высокого молекулярного веса проходят по линии 6. Дополнительно кубовый продукт, включающий также олигомеры высокого молекулярного веса, удаляют из аппарата для очистки растворителя 5 по линии 7. Линии 6 и 7 соединяются. Объединенные потоки далее нагревают до температуры от приблизительно 130°С до приблизительно 200°С, так чтобы олигомеры высокого молекулярного веса можно было развести или расплавить (поскольку у полиэтилена, являющегося основным компонентом олигомеров высокого молекулярного веса, точка плавления составляет приблизительно 130°С). Предпочтительно, весовое соотношение олигомеров высокого молекулярного веса и среды разведения составляет от приблизительно 1:5 до приблизительно 1:15, предпочтительно 1:10. В предпочтительном осуществлении потоки, содержащие олигомеры высокого молекулярного веса, также перемешивают. Объединенные потоки можно затем перемещать по линии 8 в емкость 9, где объединенные потоки можно дополнительно разводить средой разведения. Также можно добавлять фракции линейных α-олефинов, содержащих более 18 атомов углерода, на этой стадии или даже раньше, или позже. Поскольку все еще трудно найти экономически привлекательное применение для фракций С20+, такие фракции можно, предпочтительно, применять для разведения олигомеров высокого молекулярного веса для их уничтожения. Из емкости 9 разведенные олигомеры высокого молекулярного веса перемещают по линии 10 к устройству для уничтожения отходов, предпочтительно, мусоросжигательной печи 11. Из линии 10 разбавленные олигомеры высокого молекулярного веса можно также рециркулировать по линии рециркуляции 12 в емкость 9. Выходящий поток из емкости 9 можно также рециркулировать по линии 13 в линии 6 и 7.

Применяя способ согласно изобретению, потоки, содержащие олигомеры высокого молекулярного веса, разводят подходящей средой разведения, держат при повышенной температуре и, при необходимости, перемешивают. Согласно способу изобретения скорости потоков внутри оборудования и в трубопроводах можно поддерживать на высоком уровне путем установки более высоких производительностей насосов, которые находятся в интервале от приблизительно 1 до приблизительно 50 м3/ч. Благодаря высоким скоростям течения можно избежать какой бы то ни было закупорки оборудования и трубопровода. Дополнительно вязкость и падение давления в трубопроводе можно устанавливать путем изменения степени разведения олигомеров высокого молекулярного веса средой разведения. Таким образом, небольшое количество олигомеров высокого молекулярного веса (в пределах нескольких кг/ч), полученное по способу изобретения, можно легко обезвредить путем разведения и нагревания с предотвращением закупорки.

Детали, раскрытые в вышеприведенном описании, на схеме или в формуле изобретения, как по отдельности, так и в любой их комбинации, являются материалом для осуществления изобретения в различных его формах.

1. Способ получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора, отличающийся тем, что из разгрузочного потока, выходящего из реактора, включающего растворитель, катализатор, линейные α-олефины и олигомеры в значительной степени высокого молекулярного веса, находящиеся по большей части в твердом состоянии при температуре реакции, отделяют эти олигомеры высокого молекулярного веса в разделительном устройстве, затем разводят их средой разведения и нагревают от 130 до 200°С, затем разведенные олигомеры высокого молекулярного веса перемещают к устройству для уничтожения отходов, где часть разведенных олигомеров высокого молекулярного веса уничтожают, а другую их часть направляют на рециркуляцию в петлю рециркуляции, расположенную после разделительного устройства, при этом скорости потока в петле составляют от 1 до 50 м3/ч.

2. Способ по п.1, в котором олигомеры высокого молекулярного веса отделяют в фильтрационном устройстве или перегонном устройстве.

3. Способ по п.1, в котором температура в реакторе составляет от 60 до 100°С.

4. Способ по п.1, в котором растворитель является толуолом.

5. Способ по п.1, в котором среда разведения является толуолом и/или жидкой фракцией продукта олигомеризации, включающей олигомеры, содержащие более 18 атомов углерода.

6. Способ по п.1, в котором дополнительно проводят очистку растворителя в устройстве для очистки растворителя, и в котором среда разведения включает в качестве растворителя кубовый продукт из устройства для очистки, предпочтительно, перегонной колонны.

7. Способ по п.1, в котором среда разведения с растворенными олигомерами высокого молекулярного веса рециркулирует в петле.

8. Способ по п.1, в котором устройство для уничтожения отходов является мусоросжигательной печью.

9. Способ по п.1, в котором степень разведения, определяемая как отношение среды разведения к олигомерам высокого молекулярного веса составляет от 5:1 до 15:1.

10. Реакторная установка для получения линейных α-олефинов, в частности, способом по одному из пп.1-9, содержащая реактор (1) олигомеризации, соединенный через разгрузочную линию (2) с разделительным устройством (3) для отделения олигомеров высокого молекулярного веса, выгруженных из реактора (1) в разгрузочный поток, содержащий дополнительный растворитель, катализатор и линейные α-олефины; разделительное устройство (3) соединено посредством линии (6) с линией (7), обеспечивающей среду разведения, и с линией (8), ведущей к емкости (9) для разведения олигомеров средой разведения, которая соединена с дополнительной линией, обеспечивающей среду разведения; и емкость (9) для разведения олигомеров средой разведения соединена посредством линии (10) с устройством (11) для уничтожения отходов, где линия (10), соединяющая емкость (9) для разведения олигомеров средой разведения с устройством (11) для уничтожения отходов, имеет первую отводящую линию (12) рециркуляции для рециркуляции, по меньшей мере, части выходящего потока из емкости (9) для разведения олигомеров средой разведения назад в емкость (9); и емкость (9) для разведения олигомеров средой разведения соединена со второй линией (13) рециркуляции для рециркуляции выходящего потока из емкости (9) в линию (7), обеспечивающую среду разведения, и линию (6), соединяющую разделительное устройство (3) с линией (7), обеспечивающей среду разведения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения линейного олигомера альфа-олефина в реакторе, содержащем жидкую и газовую фазу, включающему стадии каталитической олигомеризации этилена в присутствии комплекса никеля, палладия, кобальта, титана, циркония, гафния, ванадия, хрома, молибдена или вольфрама в альфа-олефиновый олигомер со средней молекулярной массой от 50 до 350 при выделении тепла и удаления тепла в теплообменнике.

Изобретение относится к способу олигомеризации нормальных бутенов, включающему: (а) подачу водорода и потока смеси С4, содержащего диметиловый эфир, бутадиены, нормальные бутены и органические соединения серы, в первый реактор с дистилляционной колонной, содержащий слой катализатора гидрирования; (b) одновременно в указанном первом реакторе с дистилляционной колонной: (i) контактирование указанного потока смеси С4 и водорода с указанным катализатором гидрирования, и тем самым селективное гидрирование части указанных бутадиенов, и (ii) фракционирование полученной смеси диметилового эфира и смеси C4 в указанном слое катализатора гидрирования; (с) удаление части указанного диметилового эфира из указанного реактора с дистилляционной колонной как головного продукта; (d) удаление указанной смеси С4 из указанного реактора с дистилляционной колонной как кубового продукта, причем указанный кубовый продукт имеет более низкое содержание диметилового эфира и бутадиена; (е) подачу указанного кубового продукта в реактор с неподвижным слоем, содержащий хемосорбционный катализатор, который селективно адсорбирует органические соединения серы, тем самым удаляя часть указанных органических соединений серы; и (f) извлечение потока, выходящего из указанного реактора с неподвижным слоем, в качестве потока С4, содержащего нормальные бутены; (g) подачу выходящего потока во второй реактор с дистилляционной колонной, содержащий слой цеолитного катализатора ZSM-57; (h) контактирование в указанном втором реакторе с дистилляционной колонной указанных нормальных бутенов с указанным цеолитным катализатором ZSM-57 при температуре между 240 и 320°F и давлении между 300 и 400 ф/кв.д, тем самым приводя нормальные бутены в каталитическую реакцию с образованием олигомеров и одновременно разделением и извлечением указанных олигомеров.

Изобретение относится к способу переработки смесей алифатических спиртов, содержащих глицерин в количестве 27-86 мас.%, путем проведения реакции кросс-конденсации при температуре 300-350°С, давлении инертного газа 1-5 МПа, удельной скорости подачи смеси алифатических спиртов на катализатор 0,4-0,8 дм 3/ч·дм3кат, причем в качестве катализатора используют оксид вольфрама, оксид рения, нанесенные на -оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид вольфрама 1,2-6,7, оксид рения 0,9-1,3, -оксид алюминия - остальное.
Изобретение относится к способу получения олефинов путем температурной обработки жидкого или газообразного углеводородного сырья, в качестве которого используют предельный углеводород линейного строения CnH2n+2, где: n>1, или смесь таких углеводородов, взятых в любых сочетаниях, характеризующемуся тем, что объемный нагрев смеси катализатора с сырьем производят селективно в присутствии гранулированного твердого катализатора, а именно: необходимую для протекания реакции энергию подводят, преимущественно, к катализатору, в объеме частиц которого энергия выделяется в виде теплоты, причем в качестве источника энергии используют СВЧ излучение, а в качестве катализатора - материал, имеющий более высокую, чем углеводородное сырье, способность поглощать СВЧ излучение.
Изобретение относится к способу получения катализатора для превращения оксигенатов в олефины. .

Изобретение относится к способу олигомеризации н-бутенов, который характеризуется тем, что включает подачу н-бутенов в реактор с дистилляционной колонной с катализаторами, состоящими из слоя цеолитного катализатора ZSM-57, контактирование указанных н-бутенов с указанным цеолитным катализатором ZSM-57 в условиях олигомеризации при давлении от 300 до 400 ф/кв.д и температуре в диапазоне от 240 до 320°F, таким образом каталитическое взаимодействие с указанными н-бутенами с образованием олигомеров и одновременным разделением и извлечением указанных олигомеров.
Изобретение относится к вариантам способа получения углеводородов, имеющих число атомов углерода в цепи Cn, где n 2 и n 20, включающим:образование галогенированного углеводорода, при реакции углеводородного реагента, имеющего число атомов углерода в цепи Cm, где m n, m 1 и m 10 с галогенирующим агентом;образование углеводородного продукта, имеющего число атомов углерода в цепи Cn, где n 2 и n 20, при контакте галогенированного углеводорода с каталатическим реагентом оксида металла;выделение углеводородного продукта; ирегенерирование каталитического реагента.
Изобретение относится к способу получения разветвленных олефинов, который включает дегидрирование изопарафиновой композиции, содержащей 0,5% или менее четвертичных алифатических атомов углерода, на подходящем катализаторе, указанная изопарафиновая композиция включает парафины с количеством углеродов в диапазоне от 7 до 35, причем указанные парафины, по меньшей мере часть их молекул, являются разветвленными, среднее количество ответвлений на молекулу парафина составляет от 0,7 до 2,5, и ответвления включают метальные и, необязательно, этильные ветви, указанная изопарафиновая композиция получена путем гидроизомеризации парафина, а указанные разветвленные олефины имеют содержание четвертичных углеродов 0,5% или менее, причем парафины получены способом Фишера-Тропша.

Изобретение относится к сырьевой композиции, к способу олефинового метатезиса, к способу получения сложного полиэфирполиэпоксида и к способу получения , -оксикислоты, сложного , -оксиэфира и/или , -диола с укороченной цепью.

Изобретение относится к способу получения 1,2-дихлорэтана высокой чистоты из растворенного хлора и растворенного этилена, которые приводят в контакт друг с другом, с применением побуждаемой к циркуляции жидкой реакционной среды, которая по существу состоит из 1,2-дихлорэтана и катализатора и по меньшей мере проходит через вертикально расположенную, образующую петлю зону реакции, причем оба колена петли связаны с расположенным вверху газоотделителем, из которого продукт реакции отводят в газообразном или жидком виде или как в газообразном, так и в жидком виде, характеризующемуся тем, что: несколько, по меньшей мере 3, секций подачи расположены в колене петли, по которому жидкость течет вверх; и каждая из этих секций подачи состоит из узла подачи растворенного или газообразного этилена, расположенного на входе в секцию, и узла подачи растворенного хлора, расположенного на выходе из секции, и кроме того может иметь статические смесительные устройства.

Изобретение относится к структуре катализатора для использования в трехфазном колонном барботажном реакторе. .

Изобретение относится к непрерывному способу газофазной полимеризации мономеров, таких как -олефины, в присутствии катализатора полимеризации, в частности, к способу регулирования текучести полимерных частиц, перетекающих внутри реактора газофазной полимеризации.

Изобретение относится к способам обеспечения функционирования трехфазного шламового реактора. .

Изобретение относится к реактору для проведения реакции Фишера-Тропша. .

Изобретение относится к используемой в реакторе для экзотермических реакций системе распределения газа. .

Изобретение относится к фильтрующей системе, пригодной для реактора, используемого в экзотермических реакциях. .
Наверх