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KR20120090028A - Process for making higher olefins - Google Patents

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KR20120090028A
KR20120090028A KR1020127003865A KR20127003865A KR20120090028A KR 20120090028 A KR20120090028 A KR 20120090028A KR 1020127003865 A KR1020127003865 A KR 1020127003865A KR 20127003865 A KR20127003865 A KR 20127003865A KR 20120090028 A KR20120090028 A KR 20120090028A
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Abstract

촉매 증류 조건을 사용하여, 저급 올레핀, 예를 들어, 에틸렌을 고급 올레핀으로 올리고머화함으로써 고급 올레핀을 제조하기 위한 공정이 개시된다. 동시에 그리고 상호의존적으로, 저급 올레핀은 촉매에의해 고급 올레핀으로 올리고머화되고, 상기 고급 올레핀은 액체로서 분리되고 회수된다. Processes for producing higher olefins are disclosed by oligomerizing lower olefins such as ethylene to higher olefins using catalytic distillation conditions. At the same time and interdependently, the lower olefins are oligomerized into higher olefins by a catalyst, which is separated and recovered as a liquid.

Figure P1020127003865
Figure P1020127003865

Description

고급 올레핀의 제조 공정{PROCESS FOR MAKING HIGHER OLEFINS}PROCESS FOR MAKING HIGHER OLEFINS}

본 발명은 촉매 증류 조건(catalytic distillation conditions)을 사용한 고급 올레핀의 동시적 분리와 함께, 저급 올레핀의 올리고머화에 의한 고급 올레핀의 제조와, 특히 에틸렌의 올리고머화에 관한 것이다. 본 공정은 선행기술과 대조적으로, 용제를 첨가할 필요없이 운용된다. The present invention relates to the preparation of higher olefins by oligomerization of lower olefins, in particular to the oligomerization of ethylene, with simultaneous separation of the higher olefins using catalytic distillation conditions. In contrast to the prior art, the process is operated without the need for adding solvent.

올레핀을 고급 올레핀으로 올리고머화하고, 특히 에틸렌을 일련의 고급 올레핀 (C2H4)n으로 올리고머화하기 위해 몇가지 촉매작용 공정이 개발되었다 (식 1).Several catalysis processes have been developed to oligomerize olefins into higher olefins, and in particular to oligomerize ethylene into a series of higher olefins (C 2 H 4 ) n (Equation 1).

Figure pct00001
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처음에 이와 같이 형성된 고급 올레핀은 통상적으로 말단(알파) 올레핀 즉, 첫번째 탄소 원자에서 단일의 이중 결합을 가지는 올레핀이다. 말단 올레핀은 그후 하나 이상의 내부 올레핀 즉, 내부의 탄소 원자에서 이중 결합을 갖는 올레핀으로 이성질화할 수 있다. 그러나, 보통 말단 올레핀은 내부 올레핀보다 더 높은 상업상 유용성과 가치를 갖는다. 예를 들어, 말단 올레핀을 에틸렌과 합동으로 사용하여, 부분적으로 분지화된 폴리올레핀 공단량체, 생분해성 세제, 윤활유, 또는 가소제를 형성하는 것이 바람직하다. The higher olefins thus formed at first are typically terminal (alpha) olefins, ie olefins having a single double bond at the first carbon atom. Terminal olefins may then be isomerized to one or more internal olefins, ie olefins having double bonds at the carbon atoms therein. However, usually terminal olefins have higher commercial utility and value than internal olefins. For example, it is desirable to use terminal olefins in combination with ethylene to form partially branched polyolefin comonomers, biodegradable detergents, lubricants, or plasticizers.

그러므로 이성질화 반응이 최소화되고, 따라서 말단 올레핀에 대한 더 높은 선택성이 보장되는 조건하에서 이 공정의 촉매 반응을 작동시키는 것이 바람직하다. 낮은 온도에서의 작동은 이성질화 반응의 속도를 최소화한다. 그러나, 높은 반응 속도를 가지는 것이 또한 바람직하다. 높은 온도에서의 공정의 작동은 낮은 온도보다 더 높은 반응 속도를 제공한다. 그러나, 이것은 액상에서 높은 올레핀 농도를 허용하기 위해서 높은 반응기 압력을 필요로한다. It is therefore desirable to operate the catalytic reaction of this process under conditions where the isomerization reaction is minimized and thus higher selectivity to terminal olefins is ensured. Operation at low temperatures minimizes the speed of the isomerization reaction. However, it is also desirable to have a high reaction rate. Operation of the process at high temperatures provides higher reaction rates than low temperatures. However, this requires a high reactor pressure to allow high olefin concentrations in the liquid phase.

현재 올레핀의 올리고머화를 위해 사용되고 있는 3가지 주요 상업 공정이 있는데, 이들의 각각은 비교적 높은 수준의 복잡성과 바람직한 효율에 미달하는 효율을 갖는다. Chevron 및 Ethyl Corporation 둘다 균질 촉매 시스템에서 Ziegler 타입 촉매를 사용한다. Shell Higher Olefins Process (SHOP)은 촉매로서 니켈의 착물을 사용한다. 이들 시스템의 각각은 중간냉각기를 반드시 구비한 액상 반응기에서 용제와 촉매를 사용한다. 생성물 스트림중의 혼합물은 그후 일련의 분리 칼럼에서 정제된다. There are three main commercial processes currently being used for oligomerization of olefins, each of which has a relatively high level of complexity and efficiencies below the desired efficiency. Both Chevron and Ethyl Corporation use Ziegler type catalysts in homogeneous catalyst systems. Shell Higher Olefins Process (SHOP) uses a complex of nickel as a catalyst. Each of these systems uses solvents and catalysts in a liquid phase reactor necessarily equipped with an intermediate cooler. The mixture in the product stream is then purified in a series of separation columns.

슬러리 반응기 시스템에서 사용된 고체 상태 촉매 공정은 반응 혼합물로부터 촉매의 분리가 더 쉽지만 몇가지 난제를 나타낸다. 반응물 위에는 물론이고, 촉매 표면 위에 생성물의 강한 흡착이 존재한다. 또한, 내부 올레핀이 형성되면서, 높은 반응 온도에서 원하는 말단 올레핀 생성물에 대한 선택성에 대해 부정적인 열역학적 영향이 존재한다. 보다 활성인 촉매에 대한 필요성이 존재한다. 분해 및 이성질화 생성물의 형성에 의한 촉매 열화(불활성화)를 포함하여 이러한 각각의 요인들은 극복되어야 한다. Solid state catalysis processes used in slurry reactor systems are easier to separate catalyst from the reaction mixture but present some challenges. There is strong adsorption of the product on the catalyst surface as well as on the reactants. In addition, with the formation of internal olefins, there is a negative thermodynamic effect on the selectivity for the desired terminal olefin product at high reaction temperatures. There is a need for more active catalysts. Each of these factors must be overcome, including catalyst degradation (inactivation) by decomposition and formation of isomerization products.

좀더 마일드한 조건의 사용과, 그로인해 선택성을 최대화하고, 보다 활성이고 선택적인 촉매의 개발함으로써 수율과 생산속도를 강화하는 것을 포함하여, 올리고머화 공정을 개선할 수 있는 잠재적인 유익한 변경에 대한 몇가지 근거가 존재한다.Some of the potential beneficial changes that can be made to improve the oligomerization process, including the use of milder conditions, thereby maximizing selectivity and enhancing yield and production rates by developing more active and selective catalysts There is evidence.

올레핀의 올리고머화를 촉매작용하는 것으로 알려진 많은 촉매들 중에, 1990년에 등록된 프랑스 특허 2641 477 에 기재되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 황산화 알루미나 위에 지지된 미세하게 분할된 니켈을 포함하는, 고도로 산성인 불균질 촉매가 프로필렌의 이합체화에 특히 활성이라는 것이 발견되었다. '477 에서 사용된 Ni/황산화(sulphated) Al2O3 촉매는 불활성 탄화수소 용제와의 슬러리에서 프로필렌의 이합체화에 대해 상온에서 활성이다. 더욱이, "니켈/술폰화 알루미나 촉매를 사용한 슬러리 반응기에서의 에틸렌의 올리고머화" Ind. Eng. Chem. Res., 36, 3433-3438 (1997)에서 Zhang 등에 의해 기재된 바와 같이(이것의 공개는 참조로서 본원에 포함됨), Ni/술폰화 비-다공성 Al2O3 를 포함하는 유사한 촉매(시중에서 입수가능한 ALON)는 에틸렌의 올리고머화에 활성인 것으로 나타났다. Among the many catalysts known to catalyze the oligomerization of olefins, including, for example, finely divided nickel supported on sulfated alumina, as described in French Patent 2641 477, registered in 1990, It has been found that highly acidic heterogeneous catalysts are particularly active in the dimerization of propylene. The Ni / sulphated Al 2 O 3 catalyst used in '477 is active at room temperature for dimerization of propylene in a slurry with an inert hydrocarbon solvent. Furthermore, "Oligomerization of Ethylene in a Slurry Reactor with Nickel / Sulfonated Alumina Catalysts" Ind. Eng. Chem. As described by Zhang et al. In Res., 36, 3433-3438 (1997), the disclosure of which is incorporated herein by reference, a similar catalyst comprising Ni / sulfonated non-porous Al 2 O 3 (commercially available) Possible ALON) has been shown to be active in oligomerization of ethylene.

올레핀의 올리고머화를 위한 몇가지 추가의 공정들은 특허들과 공개 문헌들에 설명되어 있다. 이들 중에서 균질 또는 불균질 촉매 중의 하나를 사용하여 에틸렌의 올리고머화를 위한 촉매 시스템의 명세서가 있다. 그러나, 본 발명의 공정과는 대조적으로, 모든 선행 기술의 특징은 공정을 수행하는데 필요한 용제의 사용이다. 본 발명과 이와 같이 구별되는 다른 선행 기술의 예에는 다음을 포함한다: Krug 외. 미국특허 6,841,711; Gildert 외. 미국특허 6,274,783, Vora 외. 미국특허 6,025,53 및 Townsend 외. 미국특허 6,004,256. Some further processes for oligomerization of olefins are described in patents and publications. Among these there is a specification of a catalyst system for oligomerization of ethylene using either homogeneous or heterogeneous catalysts. However, in contrast to the process of the present invention, all prior art features are the use of the solvents necessary to carry out the process. Examples of other prior art that distinguish this invention and such include: Krug et al. US Patent 6,841,711; Gildert et al. U.S. Patent 6,274,783, Vora et al. U.S. Patent 6,025,53 and Townsend et al. U.S. Patent 6,004,256.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명의 목적은 추가된 용제를 사용하지 않고, 따라서 탄화수소 용제와 같은 유체로부터 고급 올레핀 생성물을 분리할 필요가 없는 저급 올레핀의 올리고머화, 특히 에틸렌의 올리고머화를 위한 공정을 제공하는 것이다. 이 공정은 생성물 고급 올레핀이 액체 형태가 되도록 하는 촉매 증류 조건 하에서 작동되며, 따라서 생성물은 액체로서 반응 혼합물로부터 쉽게 분리된다.It is an object of the present invention to provide a process for oligomerization of lower olefins, in particular oligomerization of ethylene, without the use of additional solvents and thus without the need to separate higher olefin products from fluids such as hydrocarbon solvents. This process is operated under catalytic distillation conditions such that the product higher olefins are in liquid form, so that the product is easily separated from the reaction mixture as a liquid.

본 발명에 따르면, 저급 올레핀(이때 n은 2 내지 5의 정수임)의 촉매작용 올리고머화 및 특히 에틸렌의 올리고머화를 통해, 화학식 CnH2n(이때 n 은 2보다 큰 정수임)의 고급 올레핀을 만들고, 예를 들어 촉매 증류 칼럼에서 촉매 증류 조건을 사용하여 액체로서 고급 올레핀의 동시 분리하기 위한 공정이 제공된다. 추가의 용제가 필요없다. 본 공정은 연속될 수 있는데, 고급 올레핀이 주로 액상이 되고 에틸렌은 가스와 용해된 상 둘다로 존재하는 그러한 온도와 압력에서 작동하여, 액체 고급 올레핀과의 용액을 형성한다. 적절한 촉매는 위에서 설명한 균질 및 불균질 촉매를 포함하며 예를 들어, 비-다공성 알루미나 지지체 위에 분산된 니켈을 포함하는 촉매는 고도로 활성이고 저온에서 말단 올레핀에 대해 양호한 선택성을 갖는다. 예를 들어, ALON으로 알려진 위에서 설명한 촉매가 유용한 것으로 밝혀졌다. According to the present invention, through catalyzed oligomerization of lower olefins, where n is an integer from 2 to 5 and in particular oligomerization of ethylene, higher olefins of the formula CnH 2 n where n is an integer greater than 2, A process is provided for the simultaneous separation of higher olefins as a liquid using, for example, catalytic distillation conditions in a catalytic distillation column. No additional solvent is needed. The process can be continued, where the higher olefins are predominantly liquid and the ethylene is operated at such temperatures and pressures, both in gas and in the dissolved phase, to form a solution with the liquid higher olefins. Suitable catalysts include the homogeneous and heterogeneous catalysts described above and, for example, catalysts comprising nickel dispersed on a non-porous alumina support are highly active and have good selectivity for terminal olefins at low temperatures. For example, the catalyst described above known as ALON has been found to be useful.

만약 촉매가 고체라면, 그것은 불균질(기체-고체 또는 액체 고체)이라고 부른다. 만일 고체 또는 액체 촉매가 액체 반응 혼합물에 용해된다면, 오직 하나의 상(액체)가 존재하며, 따라서 균질 촉매라고 부른다. If the catalyst is a solid, it is called heterogeneous (gas-solid or liquid solid). If a solid or liquid catalyst is dissolved in the liquid reaction mixture, only one phase (liquid) is present, thus called homogeneous catalyst.

본 발명과 그것의 더 나아간 목적 및 이점들의 보다 완전한 이해를 위해, 수반되는 도면과 함께 하기의 설명을 참조한다.
도 1 은 동시병행하는 에틸렌의 올리고머화와 고급 올레핀의 분리를 위한 촉매 증류의 개략도이다.
도 2 는 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 첫번째 프로파일을 보여준다. P=40 atm, RR=12, D/F=0.45, 단계 3에서의 RXN, 평형 전환율 = 0.05, 에틸렌의 총 전환율 = 54.36%. 단계 1 은 칼럼의 꼭대기에 있다.
도 3 은 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 두번째 프로파일을 보여준다. P = 40 atm, RR = 12, D/F = 0.45, 단계 3에서의 RXN, 평형 전환율 = 0.05, 에틸렌의 총 전환율 = 44.03%.
도 4 은 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 세번째 프로파일을 보여준다. P = 40 atm, RR=12, D/F-0.45, 단계 3에서의 RXN, 평형 전환율 = 0.05, 에틸렌의 총 전환율 = 44.03%.
도 5 은 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 네번째 프로파일을 보여준다. P = 40 atm, RR=15, D/F=0.35, RXN = 단계 3, 평형 전환율 = 0.10, 에틸렌의 총 전환율 = 61.27%.
도 6 은 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 다섯번째 프로파일을 보여준다. P = 40 atm, RR = 79, D/F = 0.05, RXN = 단계 3, 평형 전환율 = 0.50, 에틸렌의 총 전환율 = 96.88%.
도 7 은 촉매 증류 칼럼을 사용한 에틸렌 올리고머화의 공정의 모델링으로부터 조성 및 온도의 여섯번째 프로파일을 보여준다. P = 40 atm, RR = 79, D/F = 0.05, RXN = 단계 3, 평형 전환율 = 0.50; 에틸렌의 총 전환율 = 96.88%
For a more complete understanding of the invention and its further objects and advantages, reference is made to the following description in conjunction with the accompanying drawings.
1 is a schematic of catalytic distillation for co- oligomerization of ethylene and separation of higher olefins.
2 shows the first profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 12, D / F = 0.45, RXN in step 3, equilibrium conversion = 0.05, total conversion of ethylene = 54.36%. Step 1 is at the top of the column.
3 shows a second profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 12, D / F = 0.45, RXN in step 3, equilibrium conversion = 0.05, total conversion of ethylene = 44.03%.
4 shows a third profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 12, D / F-0.45, RXN in step 3, equilibrium conversion = 0.05, total conversion of ethylene = 44.03%.
5 shows a fourth profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 15, D / F = 0.35, RXN = step 3, equilibrium conversion = 0.10, total conversion of ethylene = 61.27%.
6 shows a fifth profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 79, D / F = 0.05, RXN = Step 3, equilibrium conversion = 0.50, total conversion of ethylene = 96.88%.
7 shows a sixth profile of composition and temperature from modeling of the process of ethylene oligomerization using a catalytic distillation column. P = 40 atm, RR = 79, D / F = 0.05, RXN = Step 3, equilibrium conversion rate = 0.50; Total conversion of ethylene = 96.88%

발명의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

하기의 설명은 실험실 실험과 ASPEN PLUS을 사용한 시뮬레이션을 통해 얻어진 데이터를 포함한다. The following description includes data obtained through laboratory experiments and simulations using ASPEN PLUS.

도면 1을 참조하면, 촉매 증류 칼럼 (12)을 갖는 장비 (10)가 본 공정에서 제공된다. 칼럼 (12)은 상부 제 1 부분 (14), 중간 제 2 부분 (16) 및 하부 제 3 부분 (18)을 갖는다. 콘덴서 (20)은 액체로서 그들의 칼럼 (12)의 제 1 부분 (14)으로의 귀환을 위해 기체상 반응 혼합물 (27)의 응축가능한 성분들의 응축을 위해 제 1 부분 (14)에 제공된다. 리보일러 (22)는 칼럼 (12)의 제 3 부분 (18)으로 휘발성물질들로서 귀환하기 위해 거기에서 수집된 액체 반응 혼합물 (28)의 보다 휘발성인 성분들의 증발을 위해 칼럼 (12)의 제 3 부분 (18)에 제공된다. Referring to FIG. 1, equipment 10 having a catalytic distillation column 12 is provided in this process. Column 12 has an upper first portion 14, an intermediate second portion 16 and a lower third portion 18. A condenser 20 is provided to the first portion 14 for the condensation of the condensable components of the gas phase reaction mixture 27 for the return to the first portion 14 of their column 12 as a liquid. Reboiler 22 has a third portion of column 12 for evaporation of the more volatile components of the liquid reaction mixture 28 collected therein for return as volatiles to third portion 18 of column 12. Provided in part 18.

칼럼 (12)의 제 2 부분 (16)은 그안에 올리고머화 촉매 (26)를 갖는 촉매 베드 (24)를 포함한다. 실험 테스트를 통해, 바람직하게는 촉매 (26)가 산성 촉매인 것으로 밝혀졌다. 촉매는 만약 그것이 적정(titration)하는 동안 상당한 양의 염기를 소비한다면 산성인 것으로 간주된다. 예를 들어, 황산화 니켈/알루미나(ALON)는 적정(titration) 실험을 하는 동안 NH3 를 소비할 것이다. 이러한 발견은 Espinoza 외.에 의한 "니켈-교환된 비정질 실리카-알루미나 위에서의 에틸렌의 촉매작용 올리고머화: 지지체의 산 강도의 영향 [Catalytic Oligomerization of Ethylene over Nickel-exchanged Amorphous Silica-alumina: Effect of the Acid Strength of the Support]" Appl. Catal. 29, 295 (1987)에서의 다른 시스템에 대한 것과 일치한다. The second part 16 of column 12 comprises a catalyst bed 24 having an oligomerization catalyst 26 therein. Experimental testing has shown that the catalyst 26 is preferably an acidic catalyst. The catalyst is considered acidic if it consumes a significant amount of base during the titration. For example, nickel sulfate / alumina (ALON) will consume NH 3 during the titration experiment. This finding is described by Espinoza et al. "Catalytic Oligomerization of Ethylene on Nickel-Exchanged Amorphous Silica-Alumina: Effect of Acid Strength of Support [Catalytic Oligomerization of Ethylene over Nickel-exchanged Amorphous Silica-alumina: Effect of the Acid] Strength of the Support] "Appl. Catal. 29, 295 (1987).

하나의 바람직한 촉매 (26)는 잘 분산되고 비-다공성 알루미나 지지체 위에 지지된 니켈 (Ni), 예를 들어 상용 제품 ALON을 포함한다. 본 발명자들은 이러한 촉매가 예를 들어, 약 40 내지 50 대기 압력에서 작동될 때, 피드(feed) (30)으로서 실질적으로 순수한 에틸렌의 올리고머화(하기 참조)를 위해 매우 마일드한 조건(약 -10 ℃ 내지 약 8 ℃)하에서 올리고머화 공정이 수행될 수 있도록 하는 고도로 활성인 Ni 부위를 가진다는 것을 발견하였다. 바람직한 표면 산성도는 표면 황산화(sulphation)을 통해 달성된다. ALON 가 오로지 외부 표면만을 가지고 반응 생성물이 큰 분자이기 때문에, 반응 생성물의 탈착은 향상되어(촉매 표면 위에 생성물이 덜 흡착됨) 결과적으로 더 높은 반응 속도와 개선된 촉매 안정성을 가져온다. One preferred catalyst 26 comprises nickel (Ni), for example the commercial product ALON, which is well dispersed and supported on a non-porous alumina support. The inventors have found that the mild conditions (about -10) for oligomerization of substantially pure ethylene as a feed 30 (see below) when such a catalyst is operated at about 40-50 atmospheric pressure, for example. It has been found that it has a highly active Ni moiety that allows the oligomerization process to be carried out under < RTI ID = 0.0 > Preferred surface acidity is achieved through surface sulfation. Since ALON only has an outer surface and the reaction product is a large molecule, the desorption of the reaction product is improved (less adsorbed on the catalyst surface), resulting in higher reaction rates and improved catalyst stability.

장비 (10)의 두번째 실시예에서는 (도시하지 않음), 칼럼 (12) 내의 다른 높이에 복수의 촉매 베드들 (24)이 존재한다. 하나 이상의 촉매 베드 (24)가 존재할 때, 칼럼 (12)내의 온도 구배가 없어지고, 칼럼 (12) 내의 피드 (예를 들어, 에틸렌) (30)의 상대적인 농도가 보다 쉽게 제어가능하다. In a second embodiment of equipment 10 (not shown), there are a plurality of catalyst beds 24 at different heights in column 12. When one or more catalyst beds 24 are present, there is no temperature gradient in column 12 and the relative concentration of feed (eg ethylene) 30 in column 12 is more easily controllable.

추가의 용제는 반응 혼합물에서 전혀 필요하지 않다. No additional solvent is required at all in the reaction mixture.

본 공정의 올리고머화 반응은 (상기 식 1 ) 촉매 베드 (24) 내에서 일어난다는 것을 발견하였다. 에틸렌 (30)이 주로 액체로서 존재하는 그 온도와 압력이 충분히 높고 (에틸렌에 대한 임계 온도-끓는점- 은 -8.9 ℃), 산성 촉매 (26)가 비-다공성 알루미나 위에 지지된 Ni를 포함할 때, 생성물 (36)과 에틸렌 (30) 사이의 접촉은 상기 생성물 (36)의 탈착을 촉진시킨다. 액체 에틸렌 (30)은 촉매 표면 활성 부위에서 흡착된 고급 올레핀 (36)을 용해시키고, 따라서 그 이상의 촉매의 반응을 최소화한다. 결과적으로 올레핀 이성질체 또는 다른 부산물 형성이 최소화되고, 이렇게 하여 바람직한 말단 선형 올레핀 (알파-올레핀)에 대한 선택성을 강화한다. The oligomerization reaction of this process was found to occur in catalyst bed 24 (Equation 1 above). When the temperature and pressure at which ethylene 30 is primarily a liquid are sufficiently high (critical temperature-boiling point-8.9 ° C. for ethylene), and acid catalyst 26 comprises Ni supported on non-porous alumina. , The contact between the product 36 and ethylene 30 promotes the desorption of the product 36. Liquid ethylene 30 dissolves the higher olefins 36 adsorbed at the catalytic surface active site, thus minimizing the reaction of further catalysts. As a result, the formation of olefin isomers or other by-products is minimized, thereby enhancing the selectivity for the desired terminal linear olefins (alpha-olefins).

피드 (30)은 생성물 (36)보다 좀더 휘발성이다. 공정이 충분히 높은 온도와 압력에서 작동될 때, 생성물 (36)은 주로 액체 상(28)으로 존재한다. 바람직하게, 피드 (30)는 액체로서 공급되며, 그것은 환류하는 반응 혼합물 내에서 평형으로 기체와 액체로 존재한다. Feed 30 is more volatile than product 36. When the process is operated at sufficiently high temperatures and pressures, the product 36 is mainly in the liquid phase 28. Preferably, feed 30 is supplied as a liquid, which is present in the gas and liquid in equilibrium in the refluxing reaction mixture.

본 발명자들은 이제 피드 (30)의 한 예로서 에틸렌을 사용하는 공정을 요약할 것이다. 에틸렌 피드 (30)은 실질적으로 순수한 에틸렌, 일반적으로 폴리에틸렌 제조에 사용되는 것과 같은 0.1% 에탄을 포함하는 99.9% 에틸렌, 또는 에틸렌이 풍부한 혼합물, 예를 들어, 일반적으로, 약 80.5% 에틸렌, 18.2% 에탄 및 1.3% 아세틸렌을 포함하는 분별되지 않은 산업용 에틸렌 스트림 중에서 선택될 수 있다. 선택적으로, 아세틸렌은 올리고머화 반응기로 공급되기 전에 제거되거나 변환될 수 있다. 그것의 끓는점에서 액체 형태의 저급 올레핀 피드를 공급하는 반응 매개변수는 에틸렌이 풍부한 피드 혼합물의 다른 조성에 대해 다소 달라질 것이라는 것을 당업자들은 이해할 것이다. 예를 들어, 피드 (30)가 상기의 분별되지 않은 산업용 에틸렌 스트림을 포함할 때, 혼합물은 50 atm에서 16 ℃ 내지 17.5 ℃ 사이에서 플래시(flash)한다. 또한 낮은 올레핀 피드 조성물이 C3, C4, C5, 등을 포함할 때, 필요한 액체 형태로 피드를 제공하는데 요구되는 온도와 압력은 다를 것, 즉, 다른 끓는점이라는 것을 이해할 것이다. We will now summarize the process of using ethylene as an example of a feed 30. Ethylene feed 30 is substantially pure ethylene, 99.9% ethylene comprising 0.1% ethane, such as generally used for making polyethylene, or mixtures rich in ethylene, for example, generally about 80.5% ethylene, 18.2% It may be selected from an unfractionated industrial ethylene stream comprising ethane and 1.3% acetylene. Optionally, acetylene can be removed or converted before feeding to the oligomerization reactor. Those skilled in the art will understand that the reaction parameters for feeding the lower olefin feed in liquid form at its boiling point will vary somewhat for different compositions of the ethylene-rich feed mixture. For example, when feed 30 comprises the above unfractionated industrial ethylene stream, the mixture flashes between 16 ° C. and 17.5 ° C. at 50 atm. It will also be appreciated that when the low olefin feed composition comprises C3, C4, C5, and the like, the temperature and pressure required to provide the feed in the required liquid form will be different, i.e. different boiling points.

액체 에틸렌 (30)은 촉매 베드 (24)의 상부 표면 (34)보다 위에 있는 위치에서 유입 라인 (32)을 통해 칼럼의 상부(14)로 공급된다. 에틸렌 (30)은 일련의 고급 올레핀 CnH2n (36)으로 올리고머화하고 이것은 에틸렌과 혼합하여 액체 상 반응 혼합물 (28)을 형성하고 이것은 촉매 베드 (24)의 바닥 표면 (38)을 통해 내려가서 칼럼 (12)의 제 3 부분 (18)에 수집된다. 라인 (32)를 통해 공급된 액체 에틸렌 (30)은 액체 혼합물 (28)으로서 촉매 표면에 있는 액체 상 생성물 (36)을 씻어낸다. 이렇게 하여 에틸렌 (30)은 지속적으로 공급되고, 촉매 베드 (24) 내에서 반응하고, 생성물 (36)과 함께 액체 혼합물 (28)로서 내려간다. Liquid ethylene 30 is fed to the top 14 of the column through the inlet line 32 at a position above the top surface 34 of the catalyst bed 24. Ethylene 30 is oligomerized with a series of higher olefins CnH 2 n 36 which is mixed with ethylene to form a liquid phase reaction mixture 28 which descends through the bottom surface 38 of the catalyst bed 24 Collected in the third part 18 of the column 12. Liquid ethylene 30 supplied via line 32 washes off liquid phase product 36 on the catalyst surface as liquid mixture 28. In this way ethylene 30 is continuously fed, reacts in catalyst bed 24 and descends as liquid mixture 28 with product 36.

도면 1에 나타낸 바와 같이 유입 라인 (32)의 위치는 촉매 베드 (24)보다 위에 있다. 당업자들은 유입 라인 (32)이 촉매 베드 (24)의 수직 범위내의 어떤 위치보다 위, 아래 또는 그 어떤 위치에 위치할 수 있다는 것을 인정할 것이다. 더욱이, 칼럼 (12) 위의 다른 높이에 위치한 하나 이상의 피드 라인 (32)이 존재할 수 있다. 생성물 분포는 유입 라인 (32)의 위치에 의해 영향을 받는다. 생성물의 슬레이트 내에서의 분포는 유입 라인 (32)의 위치를 수정하고, 환류 속도 및 리보일러 효율을 제어함으로써 통제가능하게 변화될 수 있다. 라인 (42)는 선택가능하다는 것에 특히 주의해야 한다. 그것은 콘덴서에서 기체 상에 불순물 존재하는 경우에만 필요하다. As shown in FIG. 1, the position of the inlet line 32 is above the catalyst bed 24. Those skilled in the art will appreciate that the inlet line 32 may be located above, below or at any position within the vertical range of the catalyst bed 24. Furthermore, there may be one or more feed lines 32 located at different heights above column 12. Product distribution is influenced by the position of inlet line 32. The distribution of the product in the slate can be controlled controllably by modifying the position of the inlet line 32 and controlling the reflux rate and the reboiler efficiency. It should be particularly noted that line 42 is selectable. It is only necessary if impurities are present in the gas phase in the condenser.

액체 생성물 혼합물 (28)은 리보일러 (22)를 통해 제거되고, 그곳으로부터 더 많은 휘발성 성분들과, 특히 에틸렌이, 휘발성물질로서 칼럼 (12)으로 되돌아간다. 나머지 부분은 액체 생성물 (36)이며 이것은 라인 (40)을 통해 제거된다.Liquid product mixture 28 is removed via reboiler 22 from which more volatile components, in particular ethylene, return to column 12 as volatiles. The remaining part is liquid product 36 which is removed via line 40.

에틸렌 (30)의 피드의 속도, 공정 운영 조건, 및 액체 생성물의 제거율은 칼럼 (12)으로부터 제거된 생성물 액체의 조성을 결정한다. 바람직하게는, 반응은 에틸렌 (30)을 그것의 끓는점에서 유지하도록 하기 위해, 높은 압력, 예를 들어 40 대기에서 작동된다. 공정은 40 내지 50 대기 압력에서 작동될 때, 낮은 온도, 바람직하게는 약 -20 ℃ 내지 약 8 ℃, 더욱 바람직하게는 -10 ℃ 내지 8 ℃에서 작동한다. 이들 조건하에서 에틸렌은 칼럼 (12)의 제 1 부분 (14)에서는 그것의 끓는점에서 주로 액체로서 존재하고, 촉매 베드 (24)내와 칼럼 (12)의 제 3 부분 (18)에서는 응축상 (28)로서 생성물 (36)과의 용액으로서 존재한다. 에틸렌이 그것의 끓는점에서 액체인(기체와 액체 둘다 존재한다), 가능한 가장 높은 온도에서 CD 칼럼을 실행하는 것이 바람직하다. 칼럼의 꼭대기에서는, 어떠한 생성물도 없고 따라서 이 구역에서는 에틸렌의 끓는점에서 작동하는 것이 바람직하다 (50 atm에서 약 8 ℃). 베드의 온도는 일단 생성물이 형성되거나 또는 에탄과 같이 더 높은 온도에서 끓는 성분들이 존재할 때, 증가한다. The rate of feed of ethylene 30, process operating conditions, and removal rate of the liquid product determine the composition of the product liquid removed from column 12. Preferably, the reaction is operated at high pressure, for example 40 atmospheres, in order to keep ethylene 30 at its boiling point. When the process is operated at 40-50 atmospheric pressure, it is operated at low temperatures, preferably from about -20 ° C to about 8 ° C, more preferably -10 ° C to 8 ° C. Under these conditions ethylene is mainly present as a liquid at its boiling point in the first part 14 of the column 12 and in the condensed bed 28 in the catalyst bed 24 and in the third part 18 of the column 12. ) As a solution with product (36). It is preferable to run the CD column at the highest possible temperature, where ethylene is liquid at its boiling point (both gas and liquid present). At the top of the column, there is no product and therefore it is preferred to operate at the boiling point of ethylene in this zone (about 8 ° C. at 50 atm). The temperature of the bed increases once the product is formed or when there are ingredients that boil at higher temperatures, such as ethane.

산업용 에틸렌이 에탄을 포함하여, 불순물을 함유한다는 것은 잘 알려져있다. 더욱이, 에탄 또는 다른 가벼운 탄화수소는 반응 혼합물에 축적될 수 있고, 그들이 휘발성이므로, 주로 칼럼 (12)의 제 1 부분 (14)에서 축적될 수 있다. 따라서 배치 모드로 또는 작동할 때 또는 지속적으로 연속 공정을 작동할 때 때때로, 이들 휘발성 물질 (44)을 제거할 필요가 있을 것이다. 바람직하지 않은 휘발성물질 (44)를 함유하는 스트림은 배출구 라인 (42)을 통해 제거된다. It is well known that industrial ethylene contains impurities, including ethane. Moreover, ethane or other light hydrocarbons can accumulate in the reaction mixture and, as they are volatile, can accumulate primarily in the first portion 14 of column 12. Thus, when operating in batch mode or when operating a continuous process continuously, it will sometimes be necessary to remove these volatiles 44. Streams containing undesirable volatiles 44 are removed via outlet line 42.

올레핀의 올리고머화와, 특히 에틸렌의 올리고머화를 위한 새로운 공정은 다음과 같은 유익한 특성을 갖는다. 균질 촉매와 불균질 촉매를 포함하여 몇가지 촉매가 에틸렌의 올리고머화에 활성이다. 한가지 선호되는 촉매는 올리고머화 공정을 매우 마일드한 조건에서 가능하게 하는, 고도로 활성인 Ni 부위를 갖는다. 바람직한 표면 산성도는 표면 황산화(sulphation)를 통해 달성된다. 이러한 선호되는 촉매는 비-다공성 알루미나 지지체 위에 잘 분산되고 지지된 Ni 를 포함하며, 그러므로 생성물 탈착을 용이하게 하고, 그 결과 이성질체 형성을 최소화하며, 따라서 바람직한 말단 선형 올레핀 (알파-올레핀)에 대한 선택성을 강화한다. 액체 피드와 피드의 올리고머화를 통해 형성된 고급 올레핀 둘다 또한 추가된 용제없이, 액체 매개물로서의 역할을 하며, 따라서 촉매 표면으로부터 생성물 탈착을 촉진한다. The new process for oligomerization of olefins and especially oligomerization of ethylene has the following beneficial properties. Several catalysts are active in oligomerization of ethylene, including homogeneous and heterogeneous catalysts. One preferred catalyst has a highly active Ni moiety that enables the oligomerization process under very mild conditions. Preferred surface acidity is achieved through surface sulfation. Such preferred catalysts include Ni, well dispersed and supported on a non-porous alumina support, thus facilitating product desorption and consequently minimizing isomer formation and thus selectivity for the desired terminal linear olefins (alpha-olefins). To strengthen. Both the liquid feed and the higher olefins formed through oligomerization of the feed also serve as liquid vehicles, without added solvent, thus promoting product desorption from the catalyst surface.

촉매 증류 칼럼 (12)의 사용은 추가의 이점들을 제공한다. 발열 반응의 열은 (22 kcal/mol) 증류 단계에서의 에너지 요구량을 줄이는데 사용된다. 핫 스폿이 전혀 없으며, 따라서 중간냉각기(inter-cooler)가 필요없다. 용제는 액체 피드와 생성물 고급 올레핀 (36)이 용제로서의 역할을 하기 때문에 필요치않으며 , 단지 피드 올레핀 만이 칼럼에 공급된다. 결과로 발생하는 높은 반응물 농도는 낮은 대량 전송 저항과 높은 반응 속도를 야기한다. 산성 Ni/Al2O3 촉매, 아래 실시예 1에서 설명되는 것의 상세내용들은 뛰어난 선택성과 안정성을 갖는다. 최소한 하나의 고정된 촉매 베드 (24)가 촉매 증류 칼럼 (12)에서 반응기로서 사용되며, 용제 없이 사용될 수 있는 가능한 고도로 산성인 균질 반응성 증류 시스템과는 대조적으로, 반응 혼합물로부터의 촉매를 분리하기 위한 또다른 칼럼을 제공할 필요가 없다. 따라서, 이 불균질 반응은 몇몇 현재의 상업상 공정에 사용되는 액체 상 반응과 실질적으로 유사하지만, 본원에서 설명되는 촉매와 촉매 증류 공정은 상당한 추가적인 이점들을 부여한다. The use of catalytic distillation column 12 provides further advantages. The heat of the exothermic reaction is used to reduce the energy requirement in the distillation step (22 kcal / mol). There is no hot spot at all, thus eliminating the need for an inter-cooler. Solvents are not necessary because the liquid feed and product higher olefins 36 serve as solvents, only feed olefins are fed to the column. The resulting high reactant concentration results in low mass transfer resistance and high reaction rates. Details of the acidic Ni / Al 2 O 3 catalyst, described in Example 1 below, have excellent selectivity and stability. At least one fixed catalyst bed 24 is used as a reactor in the catalytic distillation column 12, and in order to separate the catalyst from the reaction mixture, in contrast to possible highly acidic homogeneous reactive distillation systems that can be used without solvents. There is no need to provide another column. Thus, this heterogeneous reaction is substantially similar to the liquid phase reaction used in some current commercial processes, but the catalyst and catalytic distillation processes described herein confer significant additional advantages.

실시예Example

실시예 1. 알루미나 위에 지지된 Ni 를 포함하는 촉매의 활성. Example 1. Activity of a catalyst comprising Ni supported on alumina.

본 발명자들은 "니켈/황산화 알루미나 촉매를 사용하는 슬러리 반응기에서의 에틸렌의 올리고머화" Ind. Eng. Chem. Res. 36, 3433-3438 (1997)에서 Zhang 등. 의해 보고된 데이터가 재현가능하고, 상기 촉매는 촉매 증류 조건 하에서 본 발명에 유용하다는 것을 보여주었다. "Oligomerization of Ethylene in Slurry Reactors Using Nickel / Sulfurized Alumina Catalysts" Ind. Eng. Chem. Res. 36, 3433-3438 (1997) to Zhang et al. The data reported by it was reproducible and showed that the catalyst is useful in the present invention under catalytic distillation conditions.

Zhang 등.은 뱃치(batch) 반응기를 사용하여 그리고 헵테인을 용제로서 사용할 때 마일드한 작동 조건하에서 일련의 실험 시행을 수행하였다. 그들에 의해 설명된 바와 같이 준비된 촉매 Ni/ ALON 는 하기의 작동 조건하에서 사용될 때 매우 활성인 것으로 나타났다: Zhang et al. Conducted a series of experiments using batch reactors and under mild operating conditions when heptane was used as a solvent. The catalyst Ni / ALON prepared as described by them appeared to be very active when used under the following operating conditions:

반응 온도: 278, 298, 308, 323 KReaction temperature: 278, 298, 308, 323 K

압력: 170.26 kPa. Pressure: 170.26 kPa.

Parr 반응기에서의 실행 지속기간 : 3 시간 Duration of run in the Parr reactor: 3 hours

n-헵테인 (용제) 충전: 120 mL n-heptane (solvent) charge: 120 mL

교반 속도: 450 rpm Stirring Speed: 450 rpm

촉매: 1.7 wt% Ni 및 5.0 wt% SO4 2- Catalyst: 1.7 wt% Ni and 5.0 wt% SO 4 2-

촉매 충전: 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g
Catalyst charge: 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 g

상기 촉매는 올리고머화에 고도로 활성이다. 공정은 에틸렌 (Eq. 2)에 대해서 일차 키네틱스(first-order kinetics)를 가지고 활성화 에너지는 16.3 kJ/mol인 것으로 밝혀졌다. 입자-간 또는 입자-내부 저항성 모두 이 촉매와 함께 무시될 수 없다. 외부 확산, 내부 확산 및 반응에 대해 결합된 저항성은 식 3에서 나타낸 바와 같이, 제어 단계이다.The catalyst is highly active for oligomerization. The process was found to have first-order kinetics for ethylene (Eq. 2) and an activation energy of 16.3 kJ / mol. Neither inter-particle or inter-particle resistance can be ignored with this catalyst. The combined resistance to external diffusion, internal diffusion and reaction is a control step, as shown in equation (3).

Figure pct00002
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낮은 온도 (<298 K)와 대기에 가까운 압력에서는, n-헵테인을 용제로 사용할 때, 1-뷰텐 및 1-헥센에 대한 높은 선택성을 얻을 수 있다. 이 조건하에서는 어떠한 명백한 열화(불활성화)도 일어나지 않았다.
At low temperatures (<298 K) and close to atmospheric pressure, high selectivity to 1-butene and 1-hexene can be obtained when using n-heptane as solvent. Under this condition no obvious degradation (inactivation) occurred.

실시예 2. 다른 작동 매개변수를 갖는 공정의 시뮬레이션. Example 2. Simulation of a process with different operating parameters.

다음은 ASPEN PLUS® 소프트웨어를 사용한 시뮬레이션을 통해 얻어진 데이터이다. 설계는 20개의 평형 단계를 구비한 칼럼에 기초하였다. 시뮬레이션 결과는 칼럼을 따라 온도와 농도 프로파일을 보여준다. 칼럼의 상단에서는(단계 1), 농도 프로파일로부터 그것의 조성이 피드와 유사하다(주로 C2=)는 것을 볼 수 있다. 칼럼의 바닥에서는(단계 20), 생성물이 C4= 및 C6= 및 잔여물 C2=를 함유한다. 시뮬레이션에서 올리고머화는 단지 C4= 및 C6= 을 평형 농도의 다른 분율로 생산한다고 추정된다. 생성물 분포에 대한 결과는 도면 2-6에 나와있다. 도면 7 은 칼럼에서 단지 10 평형 단계만을 가지고 실행된 또다른 시뮬레이션이며, 다른 모든 조건은 도면 6에서 사용된 것과 동일하다. 온도 프로파일은 리보일러와 콘덴서를 선택하기 위한 설계 데이터를 제공한다. The following data were obtained from a simulation using ASPEN PLUS® software. The design was based on a column with 20 equilibration steps. Simulation results show temperature and concentration profiles along the column. At the top of the column (step 1), it can be seen from the concentration profile that its composition is similar to the feed (mainly C2 =). At the bottom of the column (step 20), the product contains C4 = and C6 = and residue C2 =. It is assumed in the simulation that oligomerization produces only C4 = and C6 = at different fractions of equilibrium concentrations. The results for the product distribution are shown in Figures 2-6. FIG. 7 is another simulation run with only 10 equilibrium steps in the column, all other conditions being the same as those used in FIG. The temperature profile provides design data for selecting the reboiler and capacitor.

당업자들은 촉매 증류 칼럼의 최소한 하나의 촉매 베드내에서 촉매의 제시에 다양한 형태의 장치가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various types of apparatus can be used to present the catalyst in at least one catalyst bed of the catalytic distillation column.

도면 2 에서 7 은 에틸렌의 고급 올레핀으로의 올리고머화를 위해 다른 세트의 공정 작동 매개변수를 사용하는 칼럼 (12) 전역의 농도 및 온도 프로파일을 보여준다. 각각의 경우에, 반응은 촉매 베드 (24) 내에서 촉매 (26) 위에서 일어났다. 2 to 7 show concentration and temperature profiles across column 12 using different sets of process operating parameters for oligomerization of ethylene to higher olefins. In each case, the reaction took place over catalyst 26 in catalyst bed 24.

각각의 세트의 조건 하에서, 칼럼의 제 3 부분 (18)에는 조금의 에틸렌이 존재하고, 액체 상 (28)에 용해된 에틸렌이 리보일러 (22)로부터 휘발성물질로서 칼럼 (12)으로 되돌아가는 반응은 충분히 신속하게 일어난다. 칼럼 (12)의 제 1 부분 (14)에서 증기상으로 존재하는 소량의 올레핀 생성물 (36)은 콘덴서 (20)로부터 액체로서 되돌아온다. Under each set of conditions, some ethylene is present in the third portion 18 of the column and the ethylene dissolved in the liquid phase 28 is returned from the reboiler 22 to the column 12 as a volatile. Happens quickly enough. The small amount of olefin product 36 present in the vapor phase in the first part 14 of column 12 is returned as liquid from the condenser 20.

촉매 증류 칼럼은 균질 촉매와 함께 작동될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 이 경우에 촉매는 피드 에틸렌과 혼합되어 칼럼의 상단에서 도입된다.
It should be noted that the catalytic distillation column can be operated with a homogeneous catalyst. In this case the catalyst is mixed with feed ethylene and introduced at the top of the column.

인용 문헌Cited References

미국 특허 문서U.S. Patent Document

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6,004,256 Townsend et al. Catalytic distillation oligomerization of vinyl monomers to mke polymerizable vinyl monomer oligomers, uses approximately and methods for same [Catalytic distillation oligomerization of vinyl monomers for the production of polymerizable vinyl monomer oligomers, its use and methods thereof]

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2007/0123743 Al Ng et al. Composite catalyst for the selective oligomerization of lower alkenes and the production of high octane products

외국 특허 문서Foreign patent documents

프랑스 특허 2641 477 C. Yves 및 C. Dominique "Process for the preparation and use, in the dimerisation of olefins, of a catalyst containing nickel, sulphur and alumina[니켈, 황 및 알루미나를 함유하는 촉매의, 올레핀의 이합체화에서의 제조 및 사용 방법]"
French Patent 2641 477 C. Yves and C. Dominique "Process for the preparation and use, in the dimerisation of olefins, of a catalyst containing nickel, sulphur and alumina [dimerization of olefins of a catalyst containing nickel, sulfur and alumina Manufacturing and use in

기타 문헌Other literature

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Q. Zhang, M. Kantcheva, LG. Dalla Lana, "Oligomerization of Ethylene in a Slurry Reactor Using a Nickel / Sulfated Alumina Catalyst [Oligomerization of Ethylene in Slurry Reactor with Nickel / Sulfated Alumina Catalyst]" Ind. Eng. Chem. Res. 36, 3433-3438 (1997).

R.L. Espinoza, R. Snel, CJ. Corf, CP. Nicolaide, "Catalytic Oligomerization of Ethylene over Nickel-exchanged Amorphous Silica-alumina: Effect of the Acid Strength of the Support [니켈-교환된 비정질 실리카-알루미나 위에서의 에틸렌의 촉매작용 올리고머화: 지지체의 산 강도의 영향]" Appl. Catal. 29, 295 (1987). R.L. Espinoza, R. Snel, CJ. Corf, CP. Nicolaide, "Catalytic Oligomerization of Ethylene over Nickel-exchanged Amorphous Silica-alumina: Effect of the Acid Strength of the Support Appl. Catal. 29, 295 (1987).

Claims (18)

저급 올레핀(이때 n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 피드 조성물을 제공하는 단계,
피드 조성물을, 말단 고급 올레핀의 형성에 대한 선택성을 가지는 올리고머화 촉매를 포함하는 촉매 베드에서, 피드 조성물이 그것의 끓는점에서 액체 형태가 되도록하는 온도와 압력을 포함하는, 촉매 증류 조건에 노출시켜, 고급 올레핀을 함유하는 액체 반응 혼합물을 형성시키는 단계,

동시에, 촉매작용 증류에 의해 반응 혼합물로부터 고급 올레핀을 분리하고, 고급 올레핀을 액체로서 회수하는 단계
를 포함하는 일반식 CnH2n(이때 n 은 2보다 큰 정수임)의 선형 고급 올레핀의 제조 공정.
Providing a feed composition comprising a lower olefin, wherein n is an integer from 2 to 5,
The feed composition is exposed to catalytic distillation conditions in a catalyst bed comprising an oligomerization catalyst having selectivity for the formation of terminal higher olefins, the temperature and pressure causing the feed composition to be in liquid form at its boiling point, Forming a liquid reaction mixture containing a higher olefin,
And
At the same time, separating the higher olefins from the reaction mixture by catalytic distillation and recovering the higher olefins as a liquid
Process for producing a linear higher olefin of the general formula C n H 2 n wherein n is an integer greater than 2.
제 1항에 있어서, 촉매는 불균질 촉매 또는 균질 촉매인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1 wherein the catalyst is a heterogeneous catalyst or a homogeneous catalyst. 제 2항에 있어서, 촉매가 산성 불균질 촉매인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 2 wherein the catalyst is an acidic heterogeneous catalyst. 제 3항에 있어서, 촉매는 술폰화 비-다공성 알루미나 위에 지지된 니켈인 것을 특징으로 하는 공정.4. The process of claim 3, wherein the catalyst is nickel supported on sulfonated non-porous alumina. 제 1항에 있어서, 피드 조성물은 에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1 wherein the feed composition comprises ethylene. 제 5항에 있어서, 온도는 약 -20 ℃ 내지 약 8 ℃이고 압력은 40 내지 50 대기압인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 5, wherein the temperature is about −20 ° C. to about 8 ° C. and the pressure is 40 to 50 atmospheric pressure. 제 1항에 있어서, 피드 조성물은 99.9%의 에틸렌과 0.1 %의 에탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1 wherein the feed composition comprises 99.9% ethylene and 0.1% ethane. 제 1항에 있어서, 피드 조성물은 80.5%의 에틸렌, 18.2%의 에탄 및 1.3%의 아세틸렌을 포함하고, 온도는 16-17.5 ℃이고 압력은 50 대기압인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1 wherein the feed composition comprises 80.5% ethylene, 18.2% ethane and 1.3% acetylene, the temperature is 16-17.5 ° C. and the pressure is 50 atmospheres. 제 1항에 있어서, 공정은 연속적인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 1, wherein the process is continuous. 저급 올레핀 (이때 n은 2 내지 5의 정수임)을 포함하는 피드 조성물을 제공하는 단계,
그것의 끓는점에서 액체 형태인 상기 조성물을, 저급 올레핀 피드 유입구와 고급 올레핀 배출구, 및 말단 고급 올레핀의 형성에 대해 양호한 선택성을 갖는 올리고머화 촉매를 함유하는 촉매 베드를 갖는 촉매 증류 칼럼 안으로 공급하는 단계, ; 이때 저급 올레핀은 올리고머화 촉매 위에서 저급 올레핀을 반응시킴으로써 올리고머화되어, 고급 올레핀을 함유하는 액체 반응 혼합물을 형성하고,
동시에, 칼럼 내에서 촉매작용 증류에 의해 반응 혼합물을 분리시켜, 고급 올레핀이 칼럼 내에서 액체로서 내려가도록 하고 칼럼으로부터 액체 퇴적물로서 고급 올레핀을 회수하는 단계
를 포함하는 일반 화학식 CnH2n(이때 n은 2보다 큰 정수이다)의 선형 고급 올레핀의 제조 공정.
Providing a feed composition comprising a lower olefin, wherein n is an integer from 2 to 5,
Feeding said composition in its boiling point in liquid form into a catalytic distillation column having a lower olefin feed inlet and a higher olefin outlet and a catalyst bed containing an oligomerization catalyst having good selectivity for the formation of terminal higher olefins, ; The lower olefins are then oligomerized by reacting the lower olefins on the oligomerization catalyst to form a liquid reaction mixture containing the higher olefins,
At the same time, separating the reaction mixture by catalysis distillation in the column, causing the higher olefins to descend as a liquid in the column and recovering the higher olefins as a liquid deposit from the column.
Process for producing a linear higher olefin of the general formula C n H 2 n wherein n is an integer greater than 2.
제 10항에 있어서, 촉매 증류 칼럼은 액체 반응 혼합물이 고급 생성물 올레핀을 액상으로 함유하고, 저급 올레핀은 기체와 액체 모두로 존재하도록 하는 압력과 온도에서 작동되는 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 10 wherein the catalytic distillation column is operated at pressures and temperatures such that the liquid reaction mixture contains the higher product olefins in the liquid phase and the lower olefins are present in both gas and liquid. 제 11항에 있어서, 저급 올레핀은 에틸렌이고 고급 올레핀은 에틸렌의 올리고머인 것을 특징으로 하는 공정.12. The process of claim 11, wherein the lower olefin is ethylene and the higher olefin is an oligomer of ethylene. 제 12항에 있어서, 촉매는 산성 불균질 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.13. The process of claim 12, wherein the catalyst comprises an acidic heterogeneous catalyst. 제 12항에 있어서, 촉매는 술폰화 비-다공성 알루미나 위에 지지된 니켈인 것을 특징으로 하는 공정.13. The process of claim 12, wherein the catalyst is nickel supported on sulfonated non-porous alumina. 제 14항에 있어서, 온도는 약 -20 ℃ 내지 약 8 ℃이고 압력은 40 내지 50 대기압인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 14, wherein the temperature is about −20 ° C. to about 8 ° C. and the pressure is 40 to 50 atmospheric pressure. 제 10항에 있어서, 촉매는 균질 촉매인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 10 wherein the catalyst is a homogeneous catalyst. 제 10항에 있어서, 촉매는 Ziegler 타입 니켈 착물인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 10 wherein the catalyst is a Ziegler type nickel complex. 제 10항에 있어서, 공정은 연속인 것을 특징으로 하는 공정.The process of claim 10, wherein the process is continuous.
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