Способ и установка для олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов

Настоящее изобретение относится к способу олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов. Описан способ олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов, который включает стадии олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов, которую проводят при использовании гомогенного катализатора, содержащего циркониевый компонент, в котором циркониевое соединение описывается формулой ZrCl_4-mX_m, где Х=OCOR или OSO₃R', при этом R и R' независимо представляют собой алкил, алкилен и фенил, и где 0<m<4, и алюминийорганический компонент, разделения полученного продукта на, по меньшей мере, один востребованный на рынке продукт и одну или несколько невостребованных на рынке фракций, и направления одной или нескольких невостребованных на рынке фракций в печь для парофазного крекинга в целях проведения их парофазного крекинга. Технический результат - способ олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов, в котором отсутствует сжигание невостребованных на рынке фракций, с реализацией альтернативного пути их дополнительного использования. 4 з.п. ф-лы.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов и к установке для этого.

Уровень техники

Олигомеризация/полимеризация этилена и/или альфа-олефинов при использовании металлоорганического катализатора, в подходящем случае в органическом растворителе, широко известна на современном уровне техники. В особенности в случае олигомеризации этилена получают широкий спектр продуктов, простирающийся от желательных C₄-C₂₀ линейных альфа-олефинов (ЛАО) до высших линейных альфа-олефинов, содержащих более чем 20 атомов углерода, и до уже полимерных продуктов. Таким образом, после проведения олигомеризации/полимеризации продукт необходимо разделять на востребованные на рынке продукты и невостребованные на рынке фракции, содержащие некондиционные продукты. Невостребованные на рынке фракции могут содержать продукты или фракции продуктов, которые не соответствуют определенным или гарантированным техническим условиям на продукт (то есть некондиционные продукты) или продукты, которые невостребованы на рынке по экономическим причинам. Экономические причины могут быть обусловлены недоступностью надлежащей инфраструктуры для перерабатывающих, погрузочно-разгрузочных или, например, наливных устройств. В дополнение к этому реализация конкретных продукта или фракции на рынке может оказаться нерентабельной вследствие производства только лишь небольших количеств, высоких затрат по транспортировке и материально-техническому обеспечению и низкой рыночной цены в определенном регионе.

На предшествующем уровне техники данные невостребованные на рынке или некондиционные фракции или продукты обычно сжигали, поскольку предполагается то, что сжигание является наиболее рентабельным путем утилизации невостребованных на рынке продуктов.

Однако имеет место отрицательное воздействие на экологический баланс, обусловленное сжиганием и образованием диоксида углерода.

Раскрытие сущности изобретения

Поэтому цель настоящего изобретения заключается в предложении способа олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов, который устраняет недостатки предшествующего уровня техники. В особенности, должен быть предложен способ, который позволяет избежать сжигания невостребованных на рынке фракций или продуктов, но делает возможной реализацию альтернативного пути их дополнительного использования.

В дополнение к этому должна быть предложена установка для олигомеризации/полимеризации.

Достижения первой цели добиваются при использовании способа олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов, включающего стадии олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов, разделения полученного продукта на, по меньшей мере, один востребованный на рынке продукт и одну или несколько невостребованных на рынке фракций и направления одной или нескольких невостребованных на рынке фракций в печь для парофазного крекинга в целях проведения их парофазного крекинга.

В соответствии с заявленным изобретением под востребованным на рынке продуктом понимают продукт, содержащий С₄-С₂₀ линейные альфа-олефины, а под невостребованной на рынке фракцией понимают продукт, содержащий линейные альфа-олефины, имеющие более чем 20 атомов углерода.

Предпочтительно на первой стадии подвергают олигомеризации этилен и получают линейные альфа-олефины.

В одном варианте реализации перед проведением разделения катализатор, используемый для олигомеризации/полимеризации, можно дезактивировать и/или удалить, а растворитель, используемый при олигомеризации/полимеризации, можно удалить.

Разделения на востребованные на рынке и невостребованные на рынке фракции или продукты олигомеризации/полимеризации легко можно добиться при проведении перегонки, фильтрации и тому подобного.

Более предпочтительно продукты парофазного крекинга, предпочтительно этилен, отправляют на рецикл на стадию олигомеризации/полимеризации после проведения надлежащих разделения и очистки.

Достижения второй цели добиваются при использовании установки для олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов, включающей реактор для олигомеризации/полимеризации и соединенную с ним печь для парофазного крекинга.

Предпочтительно печь для парофазного крекинга имеет линию для отправления на рецикл, предназначенную для отправления продуктов парофазного крекинга на рецикл в реактор для олигомеризации/полимеризации, расположенный на технологической схеме после соответствующего устройства для разделения и очистки.

Как это ни удивительно, но было обнаружено то, что в способе изобретения невостребованные на рынке или некондиционные фракции или продукты олигомеризации/полимеризации этилена и/или альфа-олефинов могут быть с выгодой переведены в печь для парофазного крекинга в целях превращения данных невостребованных на рынке потоков в продукты парофазного крекинга, характеризующегося высоким выходом этилена. Кроме того, как было обнаружено, существенно улучшаются общие технико-экономические показатели нефтехимического комплекса, включающего установку изобретения. В дополнение к этому имеет место и положительное воздействие на экологический баланс благодаря устранению сжигания.

Парофазный крекинг широко известен в нефтехимической промышленности. Парофазный крекинг представляет собой способ, по которому обычно насыщенные углеводороды расщепляют на небольшие, зачастую ненасыщенные, углеводороды. Это основной промышленный способ получения более легких алкенов, в том числе этилена и пропена.

В парофазном крекинге подаваемое газообразное или жидкое углеводородное исходное сырье, подобное лигроину, СНГ или этану, разбавляют водяным паром, а после этого кратковременно нагревают в печи (очевидно, что в отсутствие кислорода). Обычно температура реакции является очень высокой - приблизительно 850°С, - но реакции дают возможность протекать только в течение очень короткого промежутка времени. Продукты, полученные в ходе проведения реакции парофазного крекинга, зависят от состава подаваемого исходного сырья, соотношения между количествами углеводорода и водяного пара и температуры крекинга и времени пребывания в печи.

До сих пор на предшествующем уровне техники не было какого-либо предложения по комбинированию обычного реактора для олигомеризации/полимеризации и печи для парофазного крекинга.

В соответствии со способом настоящего изобретения в реактор для олигомеризации/полимеризации вводят мономеры, такие как этилен и альфа-олефины, предпочтительно в присутствии органического растворителя и гомогенного катализатора. Гомогенный катализатор предпочтительно может содержать циркониевый компонент и алюминийорганический компонент. Циркониевый компонент может описываться формулой ZrCl_4-mX_m, где Х=OCOR или OSO₃R', и при этом R и R' независимо представляют собой алкил, алкилен и фенил, и где 0<m<4. Алюминийорганическим соединением предпочтительно могут являться Al(С₂Н₅)₃, Al₂Cl₃(С₂Н₅)₃ или AlCl(С₂Н₅)₂. В реакторе для олигомеризации/полимеризации получают продукт, содержащий востребованные на рынке (содержащие С₄-С₂₀ линейные альфа-олефины) и невостребованные на рынке (некондиционные) (содержащие линейные альфа-олефины, имеющие более чем 20 атомов углерода) фракции или продукты, которые необходимо разделить. После проведения олигомеризации/полимеризации катализатор дезактивируют и удаляют, необязательно при удалении растворителя, а фракции разделяют, например, в результате проведения перегонки или фильтрации в случае получения твердых высокомолекулярных олигомеров.

После этого одну или несколько невостребованных на рынке фракций направляют в печь для парофазного крекинга, где данные фракции можно превращать в типичные продукты парофазного крекинга, в особенности с высоким выходом получают этилен. Затем после проведения разделения и очистки этилен можно отправить на рецикл в реактор для олигомеризации/полимеризации или можно использовать для других целей.

В способе изобретения избегают использования применявшегося до сих пор сжигания невостребованных на рынке фракций или продуктов, что вносит свой вклад в общие технико-экономические показатели установки.

Признаки, описываемые в предшествующем описании и в формуле изобретения, как по отдельности, так и в любой их комбинации, могут представлять собой материал для реализации изобретения в его различных формах.

1. Способ олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов, который включает стадии:
олигомеризации этилена и/или альфа-олефинов, которую проводят при использовании гомогенного катализатора, содержащего циркониевый компонент, в котором циркониевое соединение описывается формулой ZrCl_4-mX_m, где Х=OCOR или OSO₃R', при этом R и R' независимо представляют собой алкил, алкилен и фенил, и где 0<m<4, и алюминийорганический компонент,
разделения полученного продукта на, по меньшей мере, один востребованный на рынке продукт и одну или несколько невостребованных на рынке фракций и
направления одной или нескольких невостребованных на рынке фракций в печь для парофазного крекинга в целях проведения их парофазного крекинга.

2. Способ по п.1, в котором на первой стадии этилен олигомеризуют с получением линейных альфа-олефинов.

3. Способ по п.1 или 2, в котором перед проведением разделения катализатор, используемый для олигомеризации, дезактивируют и/или удаляют, а растворитель, используемый при олигомеризации, удаляют.

4. Способ по п.1, в котором продукты парофазного крекинга, предпочтительно этилен, отправляют на рецикл на стадию олигомеризации после проведения надлежащих разделения и очистки.

5. Способ по п.1, в котором алюминийорганический компонент представляет собой Al(С₂Н₅)₃, Al₂Cl₃(С₂Н₅)₃ или AlCl(С₂Н₅)₂.