一种连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置和方法与流程

本发明属于均相催化，尤其涉及一种连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置和方法。

背景技术：

1、线性α-烯烃(1-己烯和1-辛烯)是生产lldpe、hdpe和poe的重要共聚单体，也是重要的精细化学品原料。用1-己烯和1-辛烯合成的聚合物的拉伸强度高、抗冲击性能强和耐久性长，因此代替了乙烯和丁烯作为合成聚合材料的原料。随着乙烯齐聚工艺的开发，国内外对1-己烯和1-辛烯的需求量日益增加。乙烯齐聚工艺的难点在于，c6-c18的烯烃产率小，1-己烯和1-辛烯的产率和选择性都不高，产生的副产低聚物较多，装置无法长周期运行。目前最常用的方法是以过渡金属铬(iii)为中心金属，含氮配体和烷基金属组成组合型催化剂进行催化反应，乙烯选择性三聚反应中加入含氯烷烃，促进反应活性。乙烯选择性齐聚生产1-己烯和1-辛烯的转化率和选择性不能同时提高，聚合反应产生的聚合物多，容易堵塞管路，很难长周期运行。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置和方法，本发明提供的助剂(三乙基铝)可以改变pe(聚乙烯)的形态，降低乙烯四聚产生pe的产量，同时还能作为乙烯三聚的助催化剂，本发明提供的装置和方法提高了1-己烯和1-辛烯的收率和选择性，为装置长周期连续运行提供了保障。

2、本发明提供了一种连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，包括：

3、聚合反应单元和分离回收单元；

4、所述聚合反应单元包括依次连接的反应釜和混合器；

5、所述分离回收单元包括依次连接的过滤器、乙烯分离塔、己烯分离塔、溶剂分离塔、辛烯分离塔、重组分回收塔；

6、所述混合器和过滤器连接。

7、优选的，所述反应釜包括反应釜a和反应釜b；所述混合器包括混合器c和混合器d；所述过滤器包括过滤器e和过滤器f；

8、所述反应釜a、混合器c和过滤器e依次连接；

9、所述反应釜b、混合器d和过滤器f依次连接；

10、所述反应釜a和反应釜b并联。

11、优选的，所述反应釜a包括反应釜a1和反应釜a2，所述反应釜a1和反应釜a2串联；

12、所述反应釜b包括反应釜b1和反应釜b2；所述反应釜b1和反应釜b2串联。

13、优选的，所述反应釜上设置有乙烯、溶剂、主催化剂、助催化剂、助剂进料管线。

14、优选的，所述混合器上设置有淬灭剂进料管线。

15、本发明提供了一种连续式乙烯选择性三聚、四聚生产α-烯烃的方法，包括：

16、将乙烯、溶剂、主催化剂、助催化剂和助剂分别进行乙烯三聚反应和乙烯四聚反应，助剂对乙烯四聚有促进作用，乙烯三聚中没有助剂，只有主催和助催化剂，三乙基铝就是乙烯三聚的助催化剂；

17、将得到的反应产物分别进行猝灭；

18、将淬灭后的产物分别依次进行乙烯分离、己烯分离、溶剂分离、辛烯分离和重组分回收。

19、优选的，所述乙烯分离后得到的乙烯，溶剂分离后得到的溶剂重新用于乙烯三聚反应和乙烯四聚反应。

20、优选的，所述溶剂选自异辛烷、癸烷、十二烷中的一种或几种。

21、优选的，所述猝灭采用的淬灭剂选自丙三醇、丁二醇、丁三醇中的一种或几种。

22、优选的，所述乙烯四聚反应的温度为35℃～65℃；所述乙烯三聚反应的温度为110℃～135℃。

23、本发明为了减少副产聚合物的生产，提高1-辛烯和1-己烯的转化率和选择性，同时进行乙烯三聚和乙烯四聚反应，并且发现乙烯三聚的助催化剂，对乙烯四聚同样有作用，可以改变聚合物的形态，降低聚合物的生成，减少了管路堵塞的可能性，延长了反应周期。

24、本发明提供的方法为连续式工艺，适用于多种乙烯选择性齐聚的催化体系。本发明提供的方法为乙烯三聚、四聚同时反应，提高了1-己烯和1-辛烯的收率和选择性。本发明采用三乙基铝为助剂，可以改变乙烯四聚产生的聚合物的形态，形成分子量小的颗粒状聚合物，防止挂壁、聚集在反应釜内，同时也减少了聚合物量的生成，使工艺装置连续稳定的运行，同时三乙基铝作为乙烯三聚的助催化剂，继续使用。本发明中乙烯三聚反应与乙烯四聚反应共用一套换热器，大大减少了设备投资和公共系统的能耗。本发明中选择双釜串联同时运行，可以提高产品1-辛烯和1-己烯的收率。本发明在混合器中加入高沸点醇类作为淬灭剂，灭活反应液中的催化剂，避免了反应液在高温下反应进一步生成更多的乙烯高聚物。本发明中反应单元到分离单元的管线保温在45℃～65℃，对于换热的能耗小，通过反应釜取热已经满足管线保温，大大降低了能耗。本发明中三聚、四聚的乙烯共用、循环溶剂共用，大大降低了成本，乙烯四聚的反应液经过过滤也可以进入三聚反应釜反应，将未反应的乙烯、丁烯反应生成1-己烯，提高1-己烯的收率。

技术特征：

1.一种连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，包括：

2.根据权利要求1所述的连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，其特征在于，所述反应釜包括反应釜a和反应釜b；所述混合器包括混合器c和混合器d；所述过滤器包括过滤器e和过滤器f；

3.根据权利要求2所述的连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，其特征在于，所述反应釜a包括反应釜a1和反应釜a2，所述反应釜a1和反应釜a2串联；

4.根据权利要求1所述的连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，其特征在于，所述反应釜上设置有乙烯、溶剂、主催化剂、助催化剂、助剂进料管线。

5.根据权利要求1所述的连续式乙烯三聚、四聚生产α-烯烃的装置，其特征在于，所述混合器上设置有淬灭剂进料管线。

6.一种连续式乙烯选择性三聚、四聚生产α-烯烃的方法，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙烯分离后得到的乙烯，溶剂分离后得到的溶剂重新用于乙烯三聚反应和乙烯四聚反应。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述助剂选自烷基铝；

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述猝灭采用的淬灭剂选自丙三醇、丁二醇、丁三醇中的一种或几种。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述乙烯四聚反应的温度为35℃～65℃；所述乙烯三聚反应的温度为110℃～135℃。

技术总结
本发明提供了一种同时进行乙烯三聚、四聚生产α‑烯烃的装置和方法，属于均相催化技术领域。本发明的重点在于催化剂分组进入不同反应釜，乙烯选择性三聚和选择性四聚的反应同时进行，进而提高1‑己烯和1‑辛烯的收率和选择性。三乙基铝作为乙烯三聚反应的助催化剂，同时也能作为乙烯四聚的助剂，降低聚合物PE的量，改变聚合物形态，使反应产物更容易进入分离系统进行分离，延长反应周期，降低管路、过滤器、分离系统的能耗，乙烯四聚反应系统和乙烯三聚反应系统的循环水相互换热。降低设备投入约20％，吨产品能耗降低约24％，乙烯选择性齐聚的产品收率明显提高。

技术研发人员：马韵升,卫旭光,董全文,刘鹏,吕希林,张晓阳,冯其龙,张蒙,岳瑞英
受保护的技术使用者：山东京博石油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12