[發明專利]一種乙烯低聚生產α-烯烴的系統和工藝

有效

• 申請號: 202210586667.9
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115028506B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 陳冠良;丁明強;張彥雨;車傳亮;張鵬坤;王磊
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C07C2/32
• 分類號: C07C2/32;C07C11/02;C07C11/107
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種乙烯低聚生產α?烯烴的系統和工藝。所述乙烯低聚生產α?烯烴的系統，包括釜式攪拌器、冷卻器、管式反應器；所述釜式攪拌器的進料端與原料輸入管線相連通，出料端依次與計量泵、冷卻器、管式反應器相連通；所述管式反應器的進料端還與催化劑輸入管線相連通，出料端與淬滅釜相連通；所述管式反應器的外壁上設置有超聲振蕩器。本發明可以解決傳統全混流釜式反應器聚合物生成量多，且聚合物粘附于反應器內壁不易去除的技術問題，并且裝置運行穩定，避免產生氣液兩相流，同時保證較高的反應轉化率和選擇性。

技術領域

本發明涉及一種生產系統和工藝，尤其涉及一種乙烯低聚生產α-烯烴的系統和工藝。

背景技術

α-烯烴作為重要的有機原料和化學中間體，可作為線性低密度聚乙烯的共聚單體、合成增塑劑用醇、表面活性劑中間體、潤滑油等。目前具有廣泛市場前景和技術壁壘的α-烯烴主要包括1-己烯、1-辛烯、1-癸烯，隨著國家大力發展高端聚烯烴，尤其以1-己烯和1-辛烯的需求量增長明顯。

南非Sasol公司開發出Cr/PNP/MMAO催化體系，并利用傳統的釜式反應器使乙烯低聚生產1-己烯和1-辛烯，其中1-己烯和1-辛烯的選擇性高達85％(WO2004056479A1)，但該催化體系的反應溫度低、初始反應放熱量大、存在副產低聚物，副產低聚物在較低的反應溫度下不溶于反應液，易析出粘附換熱管、攪拌槳或堵塞管道等，導致裝置持續運行時間較短，Sasol也證實了這一問題(WO2009060343A1)，另外生成的1-己烯和1-辛烯會二次反應生成長支鏈高碳數烯烴(Chem.Commun(2002)858–859)，導致1-己烯和1-辛烯生成量降低，因而乙烯低聚制備1-己烯和1-辛烯在工程化放大方面仍存在較多技術難點。

為了解決上述問題，許多化學公司和工程技術人員在反應器方面做了大量研究和技術開發。專利WO2013168099A1和專利CN113429251A分別采用鼓泡式反應器和塔式反應器，將乙烯液化后進入反應器，乙烯進入反應器后迅速氣化形成擾動傳質，從而避免采用攪拌槳，同時利用乙烯氣化潛熱移走反應熱，緩解副產低聚物掛壁，但該方案由于大量氣態乙烯回用，乙烯夾帶聚合物易造成反應器頂部的冷凝器堵塞。

管式反應器相對于傳統的釜式反應器具有大長徑比、物料流動速度快的特點，可以顯著減少聚合物生成后對設備和內件的粘附纏繞導致的生產中斷，是目前較為新穎的研究方向。

專利CN114377644A采用管式反應器進行低聚反應，將管式反應器分為反應區、淬滅區和熔蠟區，通過將熔蠟區的冷卻介質切換為加熱介質，使管壁的聚合物逐漸溶解在液相中，從而實現反應器系統的在線自清潔效果。該反應器系統通過閥門進行區域功能的自動切換，無法實現工業連續化生產。

此外，申請人經過持續的研究還發現，基于乙烯低聚放熱反應的特點，需要在管式反應器的外壁上設置冰水夾套以轉移反應熱，但冰水夾套情況下反應器壁與反應液溫差較大，仍易造成聚合物的析出和粘附；而且，為保證管式反應器中的反應活性，優選采用乙烯的高濃度進料，但無論是采用CN114377644A中記載的乙烯和溶劑分別進料至反應器中的方法，還是將乙烯溶解后直接進料至反應器的方式，都無法滿足乙烯進入反應器后的濃度設計要求，因為前者會造成部分乙烯不溶于溶劑，而后者高濃度進料方式在進入反應器后也會析出一定量的乙烯，從而產生不被預期的氣液兩相流的問題和產能較低的問題。由于管式反應器內不存在氣相空間，兩相流的存在生會造成管式反應器較大幅度的振動，無法保證穩定生產。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明首先提出一種乙烯低聚生產α-烯烴的系統。該系統采用平推流的管式反應器作為乙烯低聚的反應器，利用管式反應器中物料沿同一方向流動的特性沖刷帶走反應生成的聚合物，有利于緩解聚合物粘附于反應器內壁不易去除的情況，并且返混小，可以降低1-己烯和1-辛烯的二次反應，最大程度的提高1-己烯和1-辛烯生成量，初步解決傳統釜式反應器存在的問題，保證裝置的運行周期。