улучшенный способ сушки альфа-олефинов

Формула изобретения

1. Способ получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена, включающий следующие стадии:

(1) олигомеризацию этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора;

(ii) перенос выходящего из реактора жидкого органического потока, содержащего растворитель, катализатор, растворенный этилен и линейные альфа-олефины, в секцию дезактивации катализатора;

(iii) дезактивацию катализатора промыванием выходящего потока водно-щелочной фазой с образованием водной фазы, содержащей дезактивированный катализатор, и органической фазы, насыщенной водой;

(iv) разделение водной и органической фаз со стадии (iii);

(v) подачу насыщенной водой органической фазы в дистилляционную колонну;

(vi) дистилляцию насыщенной водой органической фазы с целью направления воды в верхнюю часть дистилляционной колонны и конденсации воды совместно с легкими линейными альфа-олефинами; и

(vii) разделение дистиллированных органической и водной фаз в фазовом сепараторе.

2. Способ по п.1, в котором разделение на стадии (iv) проводят в фазовом сепараторе.

3. Способ по п.1, в котором после стадии (vii) органическую фазу пропускают через адсорбент.

4. Способ по п.3, в котором адсорбент представляет собой цеолит, молекулярное сито, оксид алюминия, оксид кремния или их смеси.

5. Способ по п.1, в котором водно-щелочная фаза содержит гидроксид щелочного металла, предпочтительно NaOH и/или КОН, NН₃, органические амины или их смеси.

6. Способ по п.1, в котором после дезактивации катализатора водно-щелочной фазой на стадии (iii), полученную органическую фазу дополнительно промывают водой.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором водные фазы, полученные на стадии (iv) и/или (vii), подвергают рециркуляции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения линейных альфа-олефинов (LAO).

Широко известны способы олигомеризации этилена в присутствии гомогенных катализаторов. Так, например, в DE 4338414 С1 описывается способ олигомеризации этилена, приводящей к образованию линейных альфа-олефинов, в котором каталитическую конверсию этилена проводят в полом трубчатом реакторе в присутствии катализатора, содержащего циркониевый и алюминиевый компоненты. Предпочтительно использовать непрерывный процесс, в котором образуются выходящие потоки газа и жидкости. Жидкий выходящий поток обычно содержит растворитель, катализатор, растворенный этилен и линейные альфа-олефины. Во избежание закупоривания и засорения реактора отложениями катализатор, содержащийся в выходящем потоке жидкости, следует немедленно дезактивировать с тем, чтобы исключить дальнейшую олигомеризацию.

Согласно известным из уровня техники способам с целью дезактивации каталитических компонентов выходящий поток жидкости можно обрабатывать водой, спиртом или жирными кислотами. В ходе дезактивации водой образуются большие количества жидких линейных альфа-олефинов, насыщенных водой, что предопределяет необходимость удаления воды на дальнейших технологических стадиях. До настоящего времени удаление воды осуществляли пропусканием жидкого выходящего потока через абсорбер, содержащий, например, молекулярные сита, оксид алюминия или оксид кремния, на которых адсорбируется вода и каталитические компоненты.

В связи с образованием больших количеств жидких линейных альфа-олефинов, насыщенных водой, приходится использовать адсорбер исключительно большого размера, что требует больших капитальных затрат. Кроме этого, для регенерации столь больших количеств адсорбентов требуется использовать громадное количество газа, что предопределяет большие расходы на его переработку.

В DE 19807226 А1 описан способ дезактивации сложных металлорганических катализаторов, используемых в гомогенных процессах, таких как олигомеризация этилена, в котором раствор полученного продукта смешивают с гидроксидом металла в среде протонного растворителя и в котором активацию и извлечение катализаторов из органической фазы проводят в одну стадию. В этом способе количество водной фазы поддерживается на низком уровне ровно настолько, чтобы обеспечить дезактивацию катализатора. Небольшое количество водной фазы может растворяться в органической фазе или захватываться ею, однако это количество слишком мало для образования отдельной водной фазы.

Цель изобретения состоит в разработке способа получения линейных альфа-олефинов, исключающего недостатки известных способов, особенно в разработке способа, включающего усовершенствованную стадию сушки полученных линейных альфа-олефинов, что приводит к снижению затрат и уменьшает количество производственных отходов.

Поставленная цель достигается с помощью способа получения линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена, включающего следующие стадии:

(i) олигомеризацию этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора;

(ii) перенос выходящего из реактора жидкого органического потока, содержащего растворитель, катализатор, растворенный этилен и линейные альфа-олефины, в секцию дезактивации катализатора;

(iii) дезактивацию катализатора в результате промывки выходящего потока водно-щелочной фазой с образованием водной фазы, содержащей дезактивированный катализатор, и органической фазы, насыщенной водой;

(iv) разделение водной и органической фаз со стадии (iii);

(v) подачу органической фазы, насыщенной водой, в дистилляционную колонну;

(vi) дистилляцию органической фазы, насыщенной водой; и

(vii) разделение дистиллированных органической и водной фаз.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения сепарацию на стадии (iv) и/или (vii) осуществляют в фазовом разделителе.

Кроме этого, органическая фаза после стадии (vii) может быть пропущена через адсорбер.

Предпочтительно в качестве адсорбента использовать цеолит, молекулярное сито, оксид алюминия, оксид кремния или их смеси.

Предпочтительно водно-щелочная фаза содержит гидроксид щелочного металла, предпочтительно NaOH и/или KOH, NH₃, органические амины или их смеси.

Кроме того, после дезактивации катализатора водно-щелочной фазой на стадии (ii) полученная органическая фаза может дополнительно промываться водой.

Согласно одному из аспектов изобретения водные фазы, полученные на стадии (iv) и/или (vii), подвергают рециркуляции.

При использовании способа изобретения неожиданно было обнаружено, что для удаления остаточной воды, содержащейся в органическом потоке линейных альфа-олефинов, требуется лишь небольшое количество адсорбента или он не требуется вообще. Такой эффект достигается в результате дистилляции насыщенной водой органической фазы с целью удаления основного количества воды. В случае необходимости органическая фаза после дистилляции может быть пропущена через адсорбер. Поскольку требуется использовать лишь небольшие адсорберы, или они не применяются, расходы на оборудование могут быть существенно снижены. Для регенерации адсорбента требуется лишь небольшое количество регенерационного газа. Способ согласно изобретению обеспечивает минимизацию производственных отходов, например, молекулярных сит для адсорбера, отходящего регенерационного газа. Наконец, уменьшается количество воды, потребляемой в процессе, поскольку вода может регенерироваться для последующего использования. Согласно способу изобретения используются большее количество водной фазы, которое позволяет разделить органическую и водную фазы, поскольку большие количества водной фазы не могут растворяться в органической фазе. Для специалиста в данной области техники не составит труда определение количества водного растворителя, обеспечивающего разделение фаз.

Другие отличительные признаки и преимущества способа согласно изобретению станут ясными из подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления.

Олигомеризацию этилена проводят в подходящем реакторе, например в полом трубчатом реакторе, описанном в DE 4338414 С1, в присутствии катализатора, содержащего циркониевый компонент и алюминиевый компонент. Подходящий циркониевый компонент представляет собой тетраизобутират циркония, а подходящий алюминиевый компонент представляет собой этилалюминий сесквихлорид.

Олигомеризацию проводят в условиях, которые хорошо известны в рассматриваемой области техники. Выходящий из реактора жидкий органический поток содержит растворитель (например, толуол), катализатор, растворенный в растворителе этилен и линейные альфа-олефины. Этот жидкий органический выходящий поток подается в зону дезактивации катализатора. Для того чтобы избежать закупорки и засорения реактора и труб, соединяющих реактор и зону дезактивации катализатора, предпочтительно как можно быстрее дезактивировать катализатор после его выхода из реактора. Согласно изобретению дезактивацию катализатора осуществляют промывкой образовавшегося органического отходящего потока водно-щелочной фазой, например водой и гидроксидом натрия. Органическая фаза и водно-щелочная фаза могут быть разделены, и предпочтительно полученная органическая фаза может быть дополнительно промыта водой с последующим разделением на промытую органическую фазу и воду.

После этого насыщенную водой органическую фазу подают в дистилляционную колонну. Дистилляционная колонна может иметь такую конструкцию, которая обеспечивает легкое отделение воды, содержащейся в органической фазе. Особое внимание должно быть уделено исключению возможности вспенивания и образования гидратов. Вспенивание в дистилляционных колоннах может быть исключено путем выбора соответствующих режимных параметров (давление, температура), а также правильной конструкции тарелки и геометрических размеров колонны. Образование гидратов может быть исключено надлежащим выбором режимных параметров (например, давления, температуры, температуры стенки трубок в теплообменниках, температуры охлаждения). Соответствующее проектирование процесса хорошо известно специалисту в рассматриваемой области техники. После дистилляции содержание воды кубового продукта дистилляционной колонны значительно уменьшается, что связано с высокой летучестью воды по сравнению с летучестью высших линейных альфа-олефинов, составляющих значительную часть кубового продукта. Большая часть воды, содержащейся в насыщенной водой органической фазе, направляется в верхнюю часть дистилляционной колонны и может быть сконденсирована в холодильнике совместно с легкими линейными альфа-олефинами. Таким образом, вода может быть регенерирована в жидком состоянии и отделена от легких линейных альфа-олефинов в фазовом разделителе.

Поскольку большая часть воды извлекается в жидкую фазу, остаточное содержание воды в линейных альфа-олефинах значительно понижается.

Для достижения требуемых уровней влагосодержания конечных LAO продуктов при необходимости органические фазы могут быть пропущены через адсорберы. Следует отметить, что такие адсорберы существенно меньше тех, что используются в известных способах, вследствие чего значительно снижаются инвестиционные расходы и существенно уменьшается количество газа, требующегося для регенерации адсорбентов.

Отличительные признаки, раскрытые в предшествующем описании и в формуле изобретения, в отдельности и в виде любых комбинаций могут служить основой для реализации различных форм изобретения.