RU2553995C1 - Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method - Google Patents
Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553995C1 RU2553995C1 RU2013156512/04A RU2013156512A RU2553995C1 RU 2553995 C1 RU2553995 C1 RU 2553995C1 RU 2013156512/04 A RU2013156512/04 A RU 2013156512/04A RU 2013156512 A RU2013156512 A RU 2013156512A RU 2553995 C1 RU2553995 C1 RU 2553995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethylene
- component
- oligomerization
- catalyst system
- product
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химии полимеризационных процессов, конкретно - к способам получения компонентов каталитических систем олигомеризации олефинов, в частности тримеризации и тетрамеризации этилена. Целью изобретения является разработка способа получения компонентов каталитических систем, используемых в процессах олигомеризации этилена (преимущественно в гексен-1) путем каталитической олигомеризации этилена в присутствии комплексных металлоорганических соединений, включающих трис(2-этилгексаноат) хрома и триалкилалюминий. Изобретение может найти применение в различных отраслях промышленности, особенно в крупнотоннажном синтезе сополимеров этилена и пропилена, полимеров и олигомеров гексена-1, окисей олефинов и в других областях применения.The invention relates to the field of chemistry of polymerization processes, specifically to methods for producing components of catalytic systems for the oligomerization of olefins, in particular trimerization and tetramerization of ethylene. The aim of the invention is to develop a method for producing components of catalytic systems used in the processes of oligomerization of ethylene (mainly in hexene-1) by catalytic oligomerization of ethylene in the presence of complex organometallic compounds, including tris (2-ethylhexanoate) chromium and trialkylaluminium. The invention can find application in various industries, especially in large-scale synthesis of ethylene-propylene copolymers, hexene-1 polymers and oligomers, olefin oxides, and other applications.
Современная нефтехимическая и химическая промышленность в значительно мере базируется на использовании низших олефинов (этилена и пропилена) в качестве исходного сырья для различного рода синтезов. Бутен-1, гексен-1 и октен-1 являются востребованными мономерами олефинового ряда, внимание к которым в течение последних 20 лет постоянно возрастает. Хотя в промышленности эти мономеры могут быть выделены из бутан-бутиленовой фракции газов крекинга или пиролиза углеводородного сырья, а также из продуктов, образующихся в процессах Фишера-Тропша - наиболее перспективным потенциальным промышленным процессом получения бутена-1, гексена-1 и октена-1 полимеризационной степени чистоты является каталитическая олигомеризация этилена. В последние годы, в связи с расширением объемов производства и марочного состава сополимеров этилена и/или пропилена с бутеном-1, гексеном-1 и октеном-1 с улучшенным комплексом свойств возросла потребность в этих α-олефинах.The modern petrochemical and chemical industries are largely based on the use of lower olefins (ethylene and propylene) as feedstock for various kinds of syntheses. Butene-1, hexene-1 and octene-1 are the demanded monomers of the olefin series, attention to which has been constantly increasing over the past 20 years. Although in industry these monomers can be isolated from the butane-butylene fraction of cracking gases or the pyrolysis of hydrocarbon feedstocks, as well as from products formed in the Fischer-Tropsch processes, the most promising potential industrial process for producing butene-1, hexene-1 and octene-1 is polymerization degree of purity is the catalytic oligomerization of ethylene. In recent years, due to the expansion of production volumes and the brand composition of copolymers of ethylene and / or propylene with butene-1, hexene-1 and octene-1 with an improved set of properties, the need for these α-olefins has increased.
Каталитическая олигомеризация этилена в высшие α-олефины может быть осуществлена либо на металлах или окислах металлов на носителях (A. Takahashi et al., Kogyo Kagaku Zasshi. 1963. v.63. p.973, патенты США №3113166, C08F 10/00, 1963; №4000211, C07C 3/10, 1976), либо в присутствии Al(C2H5)3 (K.W. Egger. Trans. Farad. Soc. 1971. v.67. No.575. p.2636, патент США №4484016, C07C 2/04, 1984; японский патент №61122230, C07C 2/30, 1986), либо в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов. Первые два способа характеризуются низкой производительностью и селективностью по бутену-1.The catalytic oligomerization of ethylene into higher α-olefins can be carried out either on metals or metal oxides on supports (A. Takahashi et al., Kogyo Kagaku Zasshi. 1963. v.63. P.973, US patent No. 3113166, C08F 10/00 , 1963; No. 4000211, C07C 3/10, 1976), or in the presence of Al (C 2 H 5 ) 3 (KW Egger. Trans. Farad. Soc. 1971. v. 67. No.575. P.2636, patent US No. 4484016, C07C 2/04, 1984; Japanese Patent No. 61122230, C07C 2/30, 1986), or in the presence of complex organometallic catalysts. The first two methods are characterized by low productivity and selectivity for butene-1.
Наиболее простым и дешевым способом получения бутена-1, гексена-1 и октена-1 полимеризационной степени чистоты на сегодня является способ каталитической олигомеризации этилена в присутствии катализаторов на основе соединений титана, хрома или никеля в сочетании с триалкилами алюминия и различными модификаторами. Именно над этой проблемой и работают в последние 30 лет исследователи в различных странах мира, в том числе и исследователи Института проблем химической физики РАН (патенты США №5030790, C07C 2/24, 1991; №5037997, C07C 2/24, 1991 и др.).The easiest and cheapest way to obtain butene-1, hexene-1 and octene-1 polymerization grade of purity today is the method of catalytic oligomerization of ethylene in the presence of catalysts based on titanium, chromium or nickel compounds in combination with aluminum trialkyls and various modifiers. Over the past 30 years, researchers in various countries of the world have been working on this very problem, including researchers at the Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences (US patents Nos. 5030790, C07C 2/24, 1991; No. 5037997, C07C 2/24, 1991, etc. .).
Одной из задач данного изобретения является разработка способа получения компонента каталитических систем для олигомеризации этилена, преимущественно в гексен-1, на основе трис(2-этилгексаноата) хрома, из которых при необходимости с высоким выходом может быть выделен чистый трис(2-этилгексаноат) хрома, который используется как основной компонент катализаторов различных химических процессов. В частности, это соединение широко применяется в промышленном процессе тримеризации этилена в гексен-1 [Dixon J.T. et al. Organomet. Chem. 2004. V.689. №23. P.3641) и в реакции тетрамеризации этилена, преимущественно, в октен-1 (Blann K., Bollman A., De Bod H., Dixon J.T., Killian E., Nongodlwana P., Maumela M.C., Maumela H., McConnell А.Е., Morgan D.H, Overett M.J., Pretorius M., Kuhlemann S., Wasserscheid P. // J. Catal. 2007. V.249. №2. P.244).One of the objectives of this invention is to develop a method for producing a component of catalytic systems for the oligomerization of ethylene, mainly in hexene-1, based on tris (2-ethylhexanoate) chromium, from which, if necessary, pure tris (2-ethylhexanoate) chromium can be isolated , which is used as the main component of catalysts of various chemical processes. In particular, this compound is widely used in the industrial process of trimerization of ethylene in hexene-1 [Dixon J.T. et al. Organomet. Chem. 2004. V.689. Number 23. P.3641) and in the tetramerization of ethylene, mainly in octene-1 (Blann K., Bollman A., De Bod H., Dixon JT, Killian E., Nongodlwana P., Maumela MC, Maumela H., McConnell A .E., Morgan DH, Overett MJ, Pretorius M., Kuhlemann S., Wasserscheid P. // J. Catal. 2007. V.249. No. 2. P.244).
Один из промышленных способов получения компонента каталитических систем олигомеризации олефинов - карбоксилатов хрома(III) [Mehrotra R.С., Bohra R. Metal carboxylates. Academic Press Inc. (London) Ltd. 1983. 396 pp.] и, в частности, этилгексаноата Cr(2-этилгексаноат)3 ("Cr(EH)3") обычно включает стадию кипячения ацетата хрома (III) с избытком органической (в частности, 2-этилгексановой) кислоты. Образующаяся уксусная кислота, избыток органической кислоты и вода обычно удаляют как можно более полно откачиванием реакционной смеси в вакууме. Карбоксилаты хрома (III) получают также восстановлением триоксида хрома в присутствии избытка карбоновой кислоты, которая в этом случае действует также как восстановитель. Типичные недостатки указанных методов состоят в том, что продукты обычно содержат остаточные количества карбоновой кислоты и воды. Это ухудшает качество продуктов, поскольку некоторые возможные применения Cr(EH)3 чрезвычайно чувствительны к следам протонодонорных загрязнений (воды, кислот). Образование в рассматриваемых процессах и присутствие в продуктах неконтролируемых количеств полиядерных карбоксилатов хрома может приводить к понижению активности и селективности каталитических систем олигомеризации олефинов на их основе [О.L. Sydora, R.D. Knudsen, E.J. Baralt. US Pat. Appl. 2013/0150605 A1, Int. C1. C07F 11/00 (June 13, 2013. Preparation of transition metal carboxylates)].One of the industrial methods for producing a component of catalytic systems for the oligomerization of olefins is chromium (III) carboxylates [Mehrotra R.C., Bohra R. Metal carboxylates. Academic Press Inc. (London) Ltd. 1983. 396 pp.] And, in particular, Cr (2-ethylhexanoate) 3 ("Cr (EH) 3 ") ethyl hexanoate usually includes a boiling step of chromium (III) acetate with an excess of organic (in particular 2-ethylhexanoic) acid. The resulting acetic acid, excess organic acid and water are usually removed as completely as possible by pumping the reaction mixture in vacuo. Chromium (III) carboxylates are also obtained by reduction of chromium trioxide in the presence of an excess of carboxylic acid, which in this case also acts as a reducing agent. Typical disadvantages of these methods are that the products usually contain residual amounts of carboxylic acid and water. This degrades the quality of the products, as some possible applications of Cr (EH) 3 are extremely sensitive to traces of proton-donating contaminants (water, acids). The formation in the processes under consideration and the presence in the products of uncontrolled quantities of polynuclear chromium carboxylates can lead to a decrease in the activity and selectivity of catalytic systems for the oligomerization of olefins based on them [O. L. Sydora, RD Knudsen, EJ Baralt. US Pat. Appl. 2013/0150605 A1, Int. C1. C07F 11/00 (June 13, 2013. Preparation of transition metal carboxylates)].
Указанный компонент каталитических систем получают также путем многостадийной обменной реакции - взаимодействия этилгексаноата натрия с гидратированным нитратом хрома в процессе длительного кипячения с избытком 2-этилгексановой кислоты (R.b. Steele, Fair Oaks, A. Katzakian, J.J. Scigliano, E.E. Hamel. US Pat. 3838101, Sept.24.1974). Процесс проводится в гетерогенных условиях и степень завершенности процесса не имеет четких критериев. Следует отметить также трудоемкость выделения целевого продукта.The specified component of the catalytic systems is also obtained by a multistage exchange reaction - the interaction of sodium ethyl hexanoate with hydrated chromium nitrate during prolonged boiling with an excess of 2-ethylhexanoic acid (Rb Steele, Fair Oaks, A. Katzakian, JJ Scigliano, EE Hamel. US Pat. 3838101, Sept. 24.1974). The process is carried out under heterogeneous conditions and the degree of completion of the process does not have clear criteria. It should also be noted the complexity of the selection of the target product.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является метод, согласно которому компонент каталитических систем олигомеризации этилена, преимущественно в гексен-1, получают по реакции безводных NaEH и CrCl3(ТТФ)3 в абсолютированном ТГФ при комнатной температуре перемешиванием в течение длительного времени (24-96 ч) с последующим удалением растворителя и летучих веществ в вакууме, экстракцией полученной смеси углеводородным растворителем, удалением избытка NaEH [O.L. Sydora, R.D. Knudsen, E.J. Baralt. US Pat. Appl. 2013/0150605 A1, Int. Cl. C07F 11/00 (June 13, 2013. Preparation of transition metal carboxylates)] (прототип). В соответствии с указанным способом для получения целевых продуктов требуется использование легколетучего пожароопасного органического растворителя (тетрагидрофурана), длительное (24-96 ч) перемешивание гетерогенной реакционной смеси, отгонка растворителя в вакууме, сложная очистка полученных таким образом продуктов от избытка NaEH. Образующиеся в результате указанного процесса продукты представляют собой (за счет присутствия остатков этилгексаноата натрия и сольватирующего растворителя) вязкие смеси, неудобные в обращении. Все вышеуказанные операции значительно усложняют и удорожают получение целевого продукта.Closest to the proposed technical solution is the method according to which the component of the catalytic systems of ethylene oligomerization, mainly in hexene-1, is obtained by the reaction of anhydrous NaEH and CrCl 3 (TTF) 3 in absolute THF at room temperature by stirring for a long time (24-96 h) followed by removal of the solvent and volatiles in vacuo, extraction of the resulting mixture with a hydrocarbon solvent, removal of excess NaEH [OL Sydora, RD Knudsen, EJ Baralt. US Pat. Appl. 2013/0150605 A1, Int. Cl. C07F 11/00 (June 13, 2013. Preparation of transition metal carboxylates)] (prototype). In accordance with the specified method, the use of a volatile fire hazardous organic solvent (tetrahydrofuran), long-term (24-96 h) stirring of the heterogeneous reaction mixture, distillation of the solvent in vacuo, and difficult purification of the products thus obtained from excess NaEH is required to obtain the target products. The products resulting from this process are (due to the presence of residues of sodium ethyl hexanoate and a solvating solvent) viscous mixtures that are inconvenient to handle. All of the above operations significantly complicate and increase the cost of obtaining the target product.
Задачей данного изобретения является разработка способа получения компонента каталитических систем олигомеризации этилена, преимущественно в гексен-1, методом твердофазного механохимического синтеза, в результате которого можно получать готовый твердый продукт, обладающий повышенной и длительной каталитической активностью, который можно хранить или использовать в виде раствора в углеводородных растворителях для олигомеризации (тримеризации, тетрамеризации) этилена в высшие альфа-олефины. Задачей данного изобретения также является разработка процесса олигомеризации этилена в высшие альфа-олефины в среде углеводородных растворителей с использованием каталитических систем на основе полученных компонентов в сочетании с металлоорганическими соединениями.The objective of the invention is to develop a method for producing a component of catalytic systems of ethylene oligomerization, mainly in hexene-1, by the method of solid-phase mechanochemical synthesis, as a result of which it is possible to obtain a finished solid product with increased and long-term catalytic activity, which can be stored or used as a solution in hydrocarbon solvents for oligomerization (trimerization, tetramerization) of ethylene to higher alpha olefins. The objective of the invention is also to develop a process for the oligomerization of ethylene to higher alpha olefins in a hydrocarbon solvent medium using catalytic systems based on the obtained components in combination with organometallic compounds.
В настоящее время в связи с развитием «зеленой химии» (green chemistry) большой интерес вызывают процессы взаимодействия твердых исходных компонентов в отсутствие растворителя (solventless reactions) (G.W.V. Cave, С.L. Raston, J.L. Scott, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 2001, № 21, 2159). Для ускорения таких процессов во многих случаях используется метод механической активации (Е.Г. Аввакумов, Механические методы активации химических процессов, Наука, Новосибирск, 1986, 297 с.; К.Г. Мякишев, В.В. Волков, Препринт 89-12, Ин-т неорганической химии СО РАН, Новосибирск, 1989, 42 с.; В.В. Болдырев, Усп. химии, 2006, 75, 203 [Russ. Chem. Rev., 2006, 75, 177]; M.K. Beyer, H. Clausen-Schaumann, Chem. Rev., 2005, 105, 2921; П.Ю. Бутягин, Усп. химии, 1994, 63, 1031 [Russ. Chem. Rev., 1994, 63, 965]). Механическое воздействие приводит к смешению реагентов на молекулярном или кластерном уровне и их последующему взаимодействию. Локальное повышение температуры в точках соударения элементов активирующей насадки также способствует увеличению подвижности ионов и ускорению процесса взаимодействия.Currently, in connection with the development of "green chemistry" (green chemistry) of great interest are the processes of interaction of solid starting components in the absence of solvent (solventless reactions) (GWV Cave, C. L. Raston, JL Scott, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 2001, No. 21, 2159). In many cases, the method of mechanical activation is used to accelerate such processes (E.G. Avvakumov, Mechanical methods for the activation of chemical processes, Nauka, Novosibirsk, 1986, 297 pp .; K.G. Myakishev, V.V. Volkov, Preprint 89-12 , Institute of Inorganic Chemistry SB RAS, Novosibirsk, 1989, 42 pp .; VV Boldyrev, Usp. Chemistry, 2006, 75, 203 [Russ. Chem. Rev., 2006, 75, 177]; MK Beyer, H. Clausen-Schaumann, Chem. Rev., 2005, 105, 2921; P. Yu. Butyagin, Usp. Chemistry, 1994, 63, 1031 [Russ. Chem. Rev., 1994, 63, 965]). Mechanical action leads to the mixing of reagents at the molecular or cluster level and their subsequent interaction. A local increase in temperature at the points of impact of the elements of the activating nozzle also contributes to an increase in the mobility of ions and acceleration of the interaction process.
Поставленные задачи решаются описываемым ниже способом получения компонента каталитических систем олигомеризации этилена, согласно которому получение указанных компонентов проводят взаимодействием исходных твердых реагентов - 2-этилгексаноата металла 1 группы (лития, натрия, калия) и безводного хлорида хрома(III) в отсутствие растворителя при механической активации с использованием известных устройств, используемых в механохимии (шаровые, вибрационные шаровые, бисерные, планетарные, ударные, истирающие мельницы, дезинтеграторы, смесители-экструдеры) с последующим прогревом активированной смеси.The tasks are solved by the method described below for the preparation of a component of ethylene oligomerization catalytic systems, according to which the preparation of these components is carried out by reacting the starting solid reagents - group 1 metal 2-ethylhexanoate (lithium, sodium, potassium) and anhydrous chromium (III) chloride in the absence of a solvent during mechanical activation using well-known devices used in mechanochemistry (ball, vibration ball, bead, planetary, shock, abrasive mills, disintegrants, mixtures Spruce-extruders), followed by heating the activated mixture.
Поставленные задачи решаются также описываемым способом тримеризации этилена в гексен-1 в среде углеводородного растворителя при температуре 40-95°C и давлении 1-5 МПа на компоненте каталитических систем, включающих трис(2-этилгексаноат) хрома в сочетании с металлоорганическим сокатализатором, отличающимся тем, что процесс олигомеризации этилена проводят в присутствии компонента, полученного описанным в данной заявке способом. Указанные интервалы значений для температуры и давления выбраны для получения наилучших значений активности и селективности каталитических систем. При снижении температуры ниже 40°C и давления этилена в реакторе ниже 1 МПа резко снижаются такие показатели, как активность катализатора и селективность процесса олигомеризации этилена. При повышении температуры выше 95°C уменьшается селективность реакции олигомеризации по основному продукту (гексену-1) и резко возрастает образование нежелательных высших олефинов C8-C14. Проведение процесса олигомеризации при давлении более 5 МПа приводит к снижению селективности олигомеризации этилена по гексену-1 и увеличению выхода побочных продуктов в виде высших олефинов C8-C14 и полимера.The tasks are also solved by the described method of trimerization of ethylene in hexene-1 in a hydrocarbon solvent at a temperature of 40-95 ° C and a pressure of 1-5 MPa on a component of catalytic systems including tris (2-ethylhexanoate) chromium in combination with an organometallic cocatalyst, characterized in that the process of ethylene oligomerization is carried out in the presence of a component obtained by the method described in this application. The indicated ranges of temperature and pressure are selected to obtain the best values of the activity and selectivity of the catalytic systems. When the temperature drops below 40 ° C and the ethylene pressure in the reactor is below 1 MPa, such indicators as catalyst activity and selectivity of the ethylene oligomerization process sharply decrease. As the temperature rises above 95 ° C, the selectivity of the oligomerization reaction for the main product (hexene-1) decreases and the formation of undesired higher C 8 -C 14 olefins sharply increases. Carrying out the oligomerization process at a pressure of more than 5 MPa leads to a decrease in the selectivity of ethylene oligomerization over hexene-1 and an increase in the yield of by-products in the form of higher C 8 -C 14 olefins and a polymer.
Каталитические системы для олигомеризации этилена представляют собой двух-, трех- или четырехкомпонентную систему, состоящую из хромсодержащего компонента, алюминийорганического соединения общей формулы AlR3, где R - алкильный радикал C1-C8, комплексообразующего агента типа: пиррол или его производные, соединения, органические соединения содержащие в своем составе азот и фосфор и т.п., и модификатор типа: AlR2Cl, CCl4, тетрагидрофуран, эфиры, амины. Каталитическая активность (г. продукта/г Cr. час) и селективность по основному продукту реакции олигомеризации (% масс.) сильно зависит от следующих факторов: природы применяемого растворителя и AlR3, типа комплексующего агента и модификатора, молярного соотношения всех компонентов применяемой конкретно каталитической системы, давления этилена и температуры.Catalytic systems for ethylene oligomerization are a two-, three- or four-component system consisting of a chromium-containing component, an organoaluminum compound of the general formula AlR 3 , where R is a C 1 -C 8 alkyl radical, a complexing agent of the type pyrrole or its derivatives, compounds, organic compounds containing nitrogen and phosphorus, etc., and a type modifier: AlR 2 Cl, CCl 4 , tetrahydrofuran, esters, amines. The catalytic activity (product g / g Cr. Hour) and the selectivity for the main product of the oligomerization reaction (% wt.) Strongly depends on the following factors: the nature of the solvent used and AlR 3 , the type of complexing agent and modifier, the molar ratio of all components used specifically catalytic systems, ethylene pressure and temperature.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Получение указанного компонента каталитических систем проводят взаимодействием исходных твердых реагентов 2-этилгексаноата непереходного металла и безводного хлорида хрома (III) при соотношении реагентов MC8H15O2:CrCl3>1:1 в отсутствие растворителя при механической активации в течение заданного времени с использованием известных устройств с последующим прогревом активированной смеси до начала автотермической реакции. Полученная после прогрева смесь соли непереходного металла и трис(2-этилгексаноата) хрома может быть непосредственно использована в качестве компонента каталитической системы. Конкретно, механическую активацию твердых реагентов проводили в течение 1-6 час, предпочтительно 4 ч при комнатной температуре в вибрационной шаровой мельнице. Полученный мелкодисперсный порошок синевато-розового цвета затем нагревали до начала автотермической реакции, при которой порошок быстро превращался в спекшуюся серо-зеленую массу. При остывании до комнатной температуры полученная композиция превращалась в твердое вещество, легко размалываемое в порошок. В дальнейшем полученная композиция может быть подвергнута экстракции гексаном для отделения MCl от карбоксилата хрома путем фильтрования полученной суспензии.The preparation of the indicated component of the catalytic systems is carried out by reacting the starting solid reactants of 2-ethylhexanoate of a non-transition metal and anhydrous chromium (III) chloride at a ratio of reagents MC 8 H 15 O 2 : CrCl 3 > 1: 1 in the absence of a solvent during mechanical activation for a predetermined time using known devices, followed by heating the activated mixture before the start of an autothermal reaction. The mixture of non-transition metal salt and tris (2-ethylhexanoate) chromium obtained after heating can be directly used as a component of the catalytic system. Specifically, the mechanical activation of the solid reagents was carried out for 1-6 hours, preferably 4 hours at room temperature in a vibratory ball mill. The resulting finely divided powder of a bluish-pink color was then heated until the start of an autothermal reaction, in which the powder quickly turned into a sintered gray-green mass. When cooled to room temperature, the resulting composition turned into a solid, easily milled into powder. Subsequently, the obtained composition can be subjected to extraction with hexane to separate MCl from chromium carboxylate by filtering the resulting suspension.
На дебаеграммах исходных порошков имеются рефлексы CrCl3 и соли карбоновой кислоты. Прогрев смеси реагентов без механической активации не приводит к автотермической реакции и образованию целевых продуктов. После механической активации на дебаеграммах остаются рефлексы, характеризующие исходные реагенты, появляется широкая полоса, соответствующая аморфизованным продуктам механо-активации реагентов. После прогрева механически активированной смеси рефлексы исходных веществ исчезают, на дифрактограммах появляется ряд линий, соответствующих наличию хлоридов щелочных металлов LiCl, NaCl, или KCl, а также гало, характеризующее наличие аморфной фазы. Приведенные данные указывают на необходимость как механической обработки, так и последующего прогрева активированных смесей.On the degrams of the initial powders, there are CrCl 3 reflections and carboxylic acid salts. Warming up the mixture of reagents without mechanical activation does not lead to an autothermal reaction and the formation of target products. After mechanical activation, reflexes that characterize the initial reagents remain on the de-grams, a wide band appears corresponding to the amorphized products of the mechanical activation of the reagents. After heating the mechanically activated mixture, the reflections of the starting materials disappear, a number of lines appear on the diffractograms corresponding to the presence of alkali metal chlorides LiCl, NaCl, or KCl, as well as a halo characterizing the presence of an amorphous phase. The data presented indicate the need for both mechanical processing and subsequent heating of activated mixtures.
Сравнение ИК-спектров исходных реагентов, механически активированных смесей реагентов и выделенных продуктов реакции подтверждает факт полного расходования исходных реагентов и образования карбоксилата хрома в смеси после прогрева активированной смеси.A comparison of the IR spectra of the starting reagents, mechanically activated mixtures of the reagents and the isolated reaction products confirms the complete consumption of the starting reagents and the formation of chromium carboxylate in the mixture after heating the activated mixture.
Полученную реакционную смесь и выделенные путем эстрагирования из него образцы Cr(EH)3 использовали в качестве компонента каталитических систем тримеризации этилена. Для сравнения использовали продукт фирмы «abcr GmbH & Со. KG» (раствор в уайт-спирте, 8-10% Cr), полученный длительным и многостадийным синтезом по методу (R.b. Steele, Fair Oaks, A. Katzakian, J.J. Scigliano, E.E. Hamel. US Pat. 3838101, Sept.24.1974). Условия: t=40-95°C, P=1-5 МПа, [Cr]=4·10-4 моль/л, Cr/2,5-диметилпиррол/Al(C2H5)3/CCl4=1/3/15/2, объем жидкой фазы 55 мл. Процессы олигомеризации проводились в реакторе из нержавеющей стали объемом 200 мл. Перед каждым опытом реактор промывали гептаном, герметизировали, нагревали до 90°C, вакуумировали в течение 40 мин и заполняли этиленом (0,6 МПа). После этого температуру реактора доводили до необходимого значения и с помощью металлических шприцов загружали циклогексан, смесь триэтилалюминий/2,5-диметилпиррол/четыреххлористый углерод в циклогексане и раствор полученной композиции или выделенного из нее Cr(EH)3 в циклогексане. Затем в систему подавали этилен до достижения необходимого давления. За ходом реакции следили по убыли давления в мерном баллоне, из которого этилен вводился в реактор для поддержания в нем постоянного давления. Через определенное время загружали в систему изопропанол, выключали перемешивание и охлаждали реактор до 7-10°C. Далее этилен из реактора сбрасывали в атмосферу и отбирали пробу жидкой фазы для выполнения газохроматографического анализа. Анализ продуктов реакции олигомеризации этилена выполняли на газовом хроматографе "Chrom 5", оснащенном капиллярной колонкой (TR-5 MS фирмы «Thermo Fisher Scientific», длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина неподвижной фазы 0,25 мкм) и пламенно-ионизационным детектором, используя гелий в качестве носителя.The resulting reaction mixture and samples of Cr (EH) 3 isolated by extraction from it were used as a component of ethylene trimerization catalyst systems. For comparison, we used the product of the company "abcr GmbH & Co. KG "(a solution in white alcohol, 8-10% Cr) obtained by long and multi-stage synthesis according to the method (Rb Steele, Fair Oaks, A. Katzakian, JJ Scigliano, EE Hamel. US Pat. 3838101, Sept.24.1974). Conditions: t = 40-95 ° C, P = 1-5 MPa, [Cr] = 4 · 10 -4 mol / l, Cr / 2,5-dimethylpyrrole / Al (C 2 H 5 ) 3 / CCl 4 = 1/3/15/2, the volume of the liquid phase is 55 ml. Oligomerization processes were carried out in a 200 ml stainless steel reactor. Before each experiment, the reactor was washed with heptane, sealed, heated to 90 ° C, evacuated for 40 min, and filled with ethylene (0.6 MPa). After that, the temperature of the reactor was brought to the required value and cyclohexane, a mixture of triethylaluminum / 2,5-dimethylpyrrole / carbon tetrachloride in cyclohexane and a solution of the resulting composition or Cr (EH) 3 isolated in cyclohexane were charged with metal syringes. Then ethylene was fed into the system until the required pressure was reached. The progress of the reaction was monitored by the pressure drop in the measuring cylinder from which ethylene was introduced into the reactor to maintain a constant pressure in it. After a certain time, isopropanol was loaded into the system, the stirring was turned off and the reactor was cooled to 7-10 ° C. Then, ethylene from the reactor was discharged into the atmosphere and a sample of the liquid phase was taken to perform gas chromatographic analysis. The products of the ethylene oligomerization reaction were analyzed on a Chrom 5 gas chromatograph equipped with a capillary column (TR-5 MS from Thermo Fisher Scientific, 30 m long, 0.25 mm inner diameter, stationary phase thickness 0.25 μm) and flame -ionization detector using helium as a carrier.
Заявляемое техническое решение имеет ряд существенных отличий от прототипа:The claimed technical solution has a number of significant differences from the prototype:
- исходные реагенты вводят в реакцию в виде твердых веществ;- the starting reagents are introduced into the reaction in the form of solids;
- реакцию проводят не в растворе, а в твердой фазе в отсутствие растворителя;- the reaction is carried out not in solution, but in the solid phase in the absence of solvent;
- реакцию проводят путем механической активации смеси твердых реагентов;- the reaction is carried out by mechanical activation of a mixture of solid reagents;
- механически активированная смесь твердых реагентов подвергается термической обработке.- a mechanically activated mixture of solid reagents is subjected to heat treatment.
Образующаяся в результате указанных операций композиция (смесь карбоксилата хрома с хлоридом металла 1 группы) может быть непосредственно использована в качестве компонента высокоэффективной каталитической системы тримеризации этилена. Все эти отличия свидетельствуют о том, что предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию «новизна».The composition formed as a result of these operations (a mixture of chromium carboxylate with group 1 metal chloride) can be directly used as a component of a highly efficient ethylene trimerization catalytic system. All these differences indicate that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."
Предлагаемое техническое решение позволяет значительно сократить длительность процесса получения каталитически активной композиции (с 24-96 ч до 2-4 ч); исключить использование на стадии синтеза пожароопасного органического растворителя (тетрагидрофурана); исключить стадии выделения целевого продукта и его очистки от избытка этилгексаноата металла 1 группы, значительно повысить каталитическую активность систем олигомеризации этилена. Эти особенности разработанного технического решения свидетельствуют о том, что оно соответствует критерию «положительный эффект».The proposed technical solution can significantly reduce the duration of the process of obtaining a catalytically active composition (from 24-96 hours to 2-4 hours); to exclude the use of a fire hazardous organic solvent (tetrahydrofuran) at the synthesis stage; to exclude the stages of isolation of the target product and its purification from excess of ethyl hexanoate of metal of group 1, significantly increase the catalytic activity of ethylene oligomerization systems. These features of the developed technical solution indicate that it meets the criterion of "positive effect".
Изобретение подтверждается и поясняется (но не исчерпывается) следующими примерами.The invention is supported and illustrated (but not limited to) by the following examples.
Пример 1.Example 1
Смесь 0.105 г (0.66 ммоль) CrCl3 и 0.386 г (2.30 ммоль) 2-этилгексаноата натрия NaC8H15O2 подвергали механической обработке в течение 1.5 ч на вибрационной шаровой мельнице. Полученный мелкодисперсный порошок темно-розового цвета нагревали до начала автотермической реакции. Порошок быстро превращался в спекшуюся серо-зеленую массу. Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы [Cr]/Al(С2Н5)3/2,5-диметилпиррол/CCl4 (мол.) олигомеризации этилена в гексен-1 (здесь и далее, если не оговорено особо, [Cr] - хромсодержащий компонент, давление этилена 2 МПа, температура 60°С). Активность каталитической системы составила 11600 г продукта/(гCr·ч) при содержании 84.3% С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 1.A mixture of 0.105 g (0.66 mmol) of CrCl 3 and 0.386 g (2.30 mmol) of sodium 2-ethylhexanoate NaC 8 H 15 O 2 was subjected to mechanical treatment for 1.5 h in a vibration ball mill. The obtained fine powder of dark pink color was heated before the start of the autothermal reaction. The powder quickly turned into a sintered gray-green mass. The resulting reaction mixture was used as a component of the [Cr] / Al (C 2 H 5 ) 3 / 2,5-dimethylpyrrole / CCl 4 (mol.) Oligomerization of ethylene in hexene-1 catalyst system (hereinafter, unless otherwise indicated, [Cr] - chromium-containing component, ethylene pressure 2 MPa, temperature 60 ° С). The activity of the catalytic system was 11,600 g of product / (g Cr · h) with a content of 84.3% C 6 in the product. See table 1, example 1.
0.39 г прогретой реакционной смеси использовали для выделения продукта методом экстракции гексаном. Зеленый гексановый раствор фильтровали для отделения NaCl. После отгонки растворителя и высушивания в вакууме (160-170°С) получали зеленоватый темноокрашенный порошок. Выход 0.168 г (степень превращения в трис(2-этилгексаноат) хрома - 66% в расчете на CrCl3). Найдено, %: С 59.94; Н 9.71; Cr 11.3. С1 0.9. Для Cr(C8H15O2)3 вычислено, %: С 59.85; Н 9.42; Cr 10.8.0.39 g of the heated reaction mixture was used to isolate the product by hexane extraction. The green hexane solution was filtered to separate NaCl. After distilling off the solvent and drying in vacuo (160-170 ° C), a greenish dark-colored powder was obtained. Yield 0.168 g (conversion to tris (2-ethylhexanoate) chromium - 66% based on CrCl 3 ). Found,%: C 59.94; H 9.71; Cr 11.3. C1 0.9. For Cr (C 8 H 15 O 2 ) 3 calculated,%: C 59.85; H, 9.42; Cr 10.8.
Пример 2.Example 2
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.24 г (1.51 ммоль) CrCl3 и 0.88 г (5.29 ммоль) NaC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 2 ч. Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 12000 г продукта/(гCr·ч) при содержании 86.9%) С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 2.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.24 g (1.51 mmol) of CrCl 3 and 0.88 g (5.29 mmol) of NaC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 2 hours. the mixture was used as a component of a catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1. The activity of the catalytic system is 12000 g of product / (g Cr · h) with a content of 86.9%) C 6 in the product. See table 1, example 2.
Пример 3.Example 3
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.27 г (1.7 ммоль) CrCl3 и 0.99 г (5.95 ммоль) 2-этилгексаноата натрия NaC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 3 ч. Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 13500 г продукта/(гCr·ч) при содержании 95.0% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 3.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.27 g (1.7 mmol) of CrCl 3 and 0.99 g (5.95 mmol) of sodium 2-ethylhexanoate NaC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 3 h. The resulting reaction mixture was used as a component of the catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1. The activity of the catalytic system is 13500 g of product / (g Cr · h) at a content of 95.0% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 3.
Пример 4.Example 4
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.125 г (0.79 ммоль) CrCl3 и 0.460 г (2.77 ммоль) 2-этилгексаноата натрия NaC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 4 ч. Полученную композицию использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 11500 г продукта/(гСr·ч) при содержании 94.6% С6 в продукте (селективность по гексену-1 99.9%). См. таблицу 1, пример 4.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.125 g (0.79 mmol) of CrCl 3 and 0.460 g (2.77 mmol) of sodium 2-ethylhexanoate NaC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 4 h. The resulting composition was used as a component of the catalytic system of oligomerization of ethylene in hexene-1. The activity of the catalytic system is 11500 g of product / (g Cr · h) with a content of 94.6% C 6 in the product (selectivity for hexene-1 99.9%). See table 1, example 4.
После экстракции 0.455 г реакционной смеси получали 0.270 г продукта (степень конверсии CrCl3 ~ 93%).After extraction of 0.455 g of the reaction mixture, 0.270 g of product was obtained (degree of conversion of CrCl 3 ~ 93%).
Примеры 1-4 показывают, что при соотношении реагентов, близком к стехиометрическому, увеличение длительности активации от 1 до 4 ч приводит к увеличению степени конверсии реагентов в Cr(ЕН)3 до величины, близкой к количественному превращению. Таким образом, дальнейшее увеличение длительности процесса в используемых условиях нецелесообразно.Examples 1-4 show that when the reagent ratio is close to stoichiometric, an increase in the activation time from 1 to 4 hours leads to an increase in the degree of conversion of the reagents to Cr (EN) 3 to a value close to quantitative conversion. Thus, a further increase in the duration of the process in the conditions used is impractical.
Пример 5.Example 5
0.3 г прогретой реакционной смеси, полученной в примере 2, использовали для выделения продукта методом экстракции гексаном. Зеленый гексановый раствор фильтровали для отделения NaCl. После отгонки растворителя и высушивания в вакууме (160-170°С) получали зеленоватый темноокрашенный порошок. Выход 0.22 г (степень превращения Cr(ЕН)3 - 74% в расчете на CrCl3).0.3 g of the heated reaction mixture obtained in example 2 was used to isolate the product by hexane extraction. The green hexane solution was filtered to separate NaCl. After distilling off the solvent and drying in vacuo (160-170 ° C), a greenish dark-colored powder was obtained. Yield 0.22 g (degree of conversion of Cr (ЕН) 3 - 74% calculated on CrCl 3 ).
Полученный Cr(ЕН)3 использовали в качестве компонента каталитической системы Cr(ЕН)3/А1(С2Н5)3/2,5-диметилпиррол/CCl4 олигомеризации этилена в гексен-1.The resulting Cr (EH) 3 was used as a component of the Cr (EH) 3 / A1 (C 2 H 5 ) 3 / 2,5-dimethylpyrrole / CCl 4 catalyst system of oligomerization of ethylene in hexene-1.
Активность каталитической системы 49600 г продукта/(гCr·ч) при содержании 95.8% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 5.The activity of the catalytic system is 49600 g of product / (g Cr · h) with a content of 95.8% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 5.
Пример 6.Example 6
Полученную в примере 3 реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1 аналогично примерам 1-4, но при концентрации Cr=2.6·10-4 моль/л. Активность каталитической системы 92200 г продукта/(гCr·ч) при содержании селективности 95.6% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 6.The reaction mixture obtained in example 3 was used as a component of the catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1, similarly to examples 1-4, but at a concentration of Cr = 2.6 · 10 -4 mol / L. The activity of the catalytic system is 92,200 g of product / (g Cr · h) with a selectivity of 95.6% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 6.
Пример 7.Example 7
Полученную в примере 3 реакционную смесь подвергли экстрагированию гексаном аналогично примеру 5. После экстракции 0.86 г реакционной смеси получали 0.45 г продукта (степень конверсии CrCl3 в Cr(ЕН)3 ~ 82%) и использовали в качестве компонента каталитической системы Cr(ЕН)3/Al(С2Н5)3/2,5-диметилпиррол/CCl4 олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 46400 г продукта/(гCr·ч) при содержании 98.5% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 7.The reaction mixture obtained in Example 3 was extracted with hexane in the same manner as in Example 5. After extraction, 0.86 g of the reaction mixture yielded 0.45 g of product (conversion of CrCl 3 to Cr (ЕН) 3 ~ 82%) and was used as a component of the catalyst system Cr (ЕН) 3 / Al (C 2 H 5 ) 3 / 2,5-dimethylpyrrole / CCl 4 oligomerization of ethylene in hexene-1. The activity of the catalytic system is 46,400 g of product / (g Cr · h) with a content of 98.5% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 7.
Пример 8.Example 8
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.045 г (0.28 ммоль) CrCl3 и 0.149 г (0.99 ммоль) LiC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 3 ч. Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 7500 г продукта/(гCr·ч) при содержании 98% С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 8.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.045 g (0.28 mmol) of CrCl 3 and 0.149 g (0.99 mmol) of LiC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction, and the mixture was subjected to mechanical treatment for 3 hours. the mixture was used as a component of a catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1. The activity of the catalytic system of 7500 g of product / (g Cr · h) at a content of 98% C 6 in the product. See table 1, example 8.
Пример 9.Example 9
Cr(ЕН)3 фирмы ABCR GmbH&KG (коммерческий реактив) использовали в качестве компонента каталитической системы Cr(ЕН)3/Al(С2Н5)3/ДМП (2,5-диметилпиррол)/CCl4 олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 8200 г продукта/(гCr·ч) при содержании 86% С6 в продукте (селективность по гексену-1 97%). См. таблицу 1, пример 9.ABCR GmbH & KG Cr (EN) 3 (commercial reagent) was used as a component of the Cr (EH) 3 / Al (C 2 H 5 ) 3 / DMP (2,5-dimethylpyrrole) / CCl 4 catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1 . The activity of the catalytic system of 8200 g of product / (g Cr · h) with a content of 86% C 6 in the product (selectivity for hexene-1 97%). See table 1, example 9.
Пример 10.Example 10
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.075 г (0.47 ммоль) CrCl3 и 0.18 г (1.08 ммоль) 2-этилгексаноата натрия NaC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 3 ч. После прогрева реакционной смеси образовалась вязкая темно-зеленая масса, ИК-спектр которой существенно отличается от спектра целевого продукта. После экстракции в выделенном продукте обнаружили наличие значительного количества хлора. Этот пример показывает, что для полного удаления хлора и получения Cr(ЕН)3 необходимо использование по крайней мере стехиометрического соотношения реагентов.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.075 g (0.47 mmol) of CrCl 3 and 0.18 g (1.08 mmol) of sodium 2-ethylhexanoate NaC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 3 h. After heating the reaction mixture, a viscous dark green mass formed, the IR spectrum of which is significantly different from the spectrum of the target product. After extraction, a significant amount of chlorine was detected in the isolated product. This example shows that at least a stoichiometric ratio of reagents is required to completely remove chlorine and produce Cr (EH) 3 .
Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 6800 г продукта/(гCr·ч) при содержании 87.8% С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 10.The resulting reaction mixture was used as a component of the catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1. The activity of the catalytic system 6800 g of product / (g Cr · h) with a content of 87.8% C 6 in the product. See table 1, example 10.
Пример 11.Example 11
Получение компонента каталитической системы проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.045 г (0.28 ммоль) CrCl3 и 0.195 г (1.1 ммоль) 2-этилгексаноата натрия NaC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 3 ч. После экстракции 0.20 г реакционной смеси получали 0.105 г продукта (степень конверсии CrCl3 ~ 96%). Этот пример показывает, что небольшой избыток NaC8H15O2 приводит к повышению степени конверсии CrCl3 до практически количественной и дальнейшее увеличение избытка нецелесообразно в целях экономии реагентов.The preparation of the catalyst system component was carried out analogously to example 1, with the difference that 0.045 g (0.28 mmol) of CrCl 3 and 0.195 g (1.1 mmol) of sodium 2-ethylhexanoate NaC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 3 h. After extraction of 0.20 g of the reaction mixture, 0.105 g of product was obtained (CrCl 3 conversion ratio ~ 96%). This example shows that a small excess of NaC 8 H 15 O 2 leads to an increase in the degree of conversion of CrCl 3 to almost quantitative and a further increase in the excess is impractical in order to save reagents.
Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 12500 г продукта/(гCr·ч) при содержании 84.4% С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 11.The resulting reaction mixture was used as a component of the catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1. The activity of the catalytic system is 12500 g of product / (g Cr · h) with a content of 84.4% C 6 in the product. See table 1, example 11.
Пример 12.Example 12
Получение компонента каталитических систем проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что в реакцию вводили 0.055 г (0.34 ммоль) CrCl3 и 0.220 г (1.2 ммоль) KC8H15O2 и смесь подвергали механической обработке в течение 3 ч.The preparation of the component of the catalytic systems was carried out analogously to Example 1, with the difference that 0.055 g (0.34 mmol) of CrCl 3 and 0.220 g (1.2 mmol) of KC 8 H 15 O 2 were introduced into the reaction and the mixture was subjected to mechanical treatment for 3 h.
Полученную реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1. Активность каталитической системы 5600 г продукта/(гCr·ч) при содержании 89% С6 в продукте. См. таблицу 1, пример 12.The resulting reaction mixture was used as a component of the catalytic system for ethylene oligomerization in hexene-1. The activity of the catalytic system 5600 g of product / (g Cr · h) with a content of 89% C 6 in the product. See table 1, example 12.
Пример 13.Example 13
Полученную в примере 3 реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1 при температуре 95°С.The reaction mixture obtained in Example 3 was used as a component of the catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1 at a temperature of 95 ° C.
Активность каталитической системы 85300 г продукта/(гCr·ч) при содержании 96.0% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 13.The activity of the catalytic system 85300 g of product / (g Cr · h) with a content of 96.0% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 13.
Пример 14.Example 14
Полученную в примере 3 реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1 в условиях примера 6, но при температуре 40°С. Активность каталитической системы 62100 г продукта/(гCr·ч) при содержании 94% С6 в продукте (селективность по гексену-1>98%). См. таблицу 1, пример 14.The reaction mixture obtained in example 3 was used as a component of the catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1 under the conditions of example 6, but at a temperature of 40 ° C. The activity of the catalytic system 62100 g of product / (g Cr · h) with a content of 94% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 98%). See table 1, example 14.
Пример 15.Example 15
Полученную в примере 3 реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1 в условиях примера 6, но при давлении 1 МПа. Активность каталитической системы 66200 г продукта/(гCr·ч) при содержании 95% С6 в продукте (селективность по гексену-1>99.9%). См. таблицу 1, пример 15.The reaction mixture obtained in example 3 was used as a component of the catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1 under the conditions of example 6, but at a pressure of 1 MPa. The activity of the catalytic system was 66200 g of product / (g Cr · h) at a content of 95% C 6 in the product (selectivity for hexene-1> 99.9%). See table 1, example 15.
Пример 16.Example 16
Полученную в примере 3 реакционную смесь использовали в качестве компонента каталитической системы олигомеризации этилена в гексен-1 в условиях примера 6, но при давлении 5 МПа. Активность каталитической системы 122400 г продукта/(гCr·ч) при содержании 93.5% С6 в продукте (селективность по гексену-1 97.2%). См. таблицу 1, пример 16.The reaction mixture obtained in example 3 was used as a component of the catalytic system for the oligomerization of ethylene in hexene-1 under the conditions of example 6, but at a pressure of 5 MPa. The activity of the catalytic system 122400 g of product / (g Cr · h) with a content of 93.5% C 6 in the product (selectivity for hexene-1 97.2%). See table 1, example 16.
Сравнение полученных нами результатов (примеры 1-16) с литературными данными [1) Хасбиуллин И.И. Дис. к.х.н. Казань. 2013. С.114, С.130; 2) патент RU 2412002 С1; 3) Yang Y. et al. Appl. Catal. A. 2000. V. 193. №1-2. P. 33; 4) Fang Y. et al. Appl. Catal. A. 2002. V. 235. №1-2. P. 35] показывает, что использование полученного предлагаемым методом хромсодержащего компонента каталитической системы олигомеризации этилена без применения дополнительной очистки или использования физических методов стимулирования реакций позволяет значительно (в несколько раз) повысить активность катализатора и снизить долю образующегося полимера по сравнению с аналогичными каталитическими системами олигомеризации этилена на основе коммерческого продукта или на основе продукта, полученного по реакциям с использованием растворителей (ср. примеры 1-7 и 9, пункты 17-20, таблица 1).Comparison of our results (examples 1-16) with published data [1) Khasbiullin I.I. Dis. Ph.D. Kazan. 2013. S. 114, S. 130; 2) patent RU 2412002 C1; 3) Yang Y. et al. Appl. Catal. A. 2000. V. 193. No. 1-2. P. 33; 4) Fang Y. et al. Appl. Catal. A. 2002. V. 235. No. 1-2. P. 35] shows that the use of a catalyst component of the ethylene oligomerization catalyst system obtained by the proposed method without the use of additional purification or the use of physical methods of stimulating reactions allows a significant (several-fold) increase in the activity of the catalyst and a decrease in the proportion of polymer formed compared to similar catalytic systems for ethylene oligomerization based on a commercial product or based on a product obtained from reactions using sol Itel (Wed examples 1-7 and 9, paragraphs 17-20, Table 1).
Таким образом, описываемые способ получения компонента каталитической системы и способ олигомеризации этилена позволяют:Thus, the described method for producing a component of the catalytic system and the method of oligomerization of ethylene allow:
- в одну стадию без дополнительной очистки получить хромсодержащий компонент каталитических систем олигомеризации этилена, обеспечивающий значительно более высокую активность каталитических систем по сравнению с каталитическими системами, в которых используется Cr(ЕН)3, полученный по реакциям, проводимым с использованием растворителей;- in one step, without additional purification, to obtain a chromium component of catalytic systems of ethylene oligomerization, which provides a significantly higher activity of catalytic systems compared to catalytic systems that use Cr (ЕН) 3 obtained by reactions using solvents;
- значительно сократить длительность процесса получения компонента каталитических систем (с 24-96 ч до 2-4 ч);- significantly reduce the duration of the process of obtaining a component of catalytic systems (from 24-96 hours to 2-4 hours);
- исключить использование на стадии синтеза компонента каталитических систем любых растворителей, в том числе используемого в прототипе пожароопасного органического растворителя (тетрагидрофурана);- to exclude the use at the stage of synthesis of the component of the catalytic systems of any solvents, including those used in the prototype fire hazardous organic solvent (tetrahydrofuran);
- исключить стадии выделения целевого продукта и его очистки от избытка этилгексаноата металла 1 группы, избытка 2-этилгексановой кислоты;- to exclude the stage of separation of the target product and its purification from excess of ethyl hexanoate of metal of group 1, excess of 2-ethylhexanoic acid;
- исключить образование продуктов гидратации, гидролиза и поликонденсации хромсодержашего компонента, приводящих к снижению каталитической активности и селективности процесса и тем самым исключить необходимость очистки хромсодержашего компонента от указанных продуктов;- to exclude the formation of products of hydration, hydrolysis and polycondensation of the chromium-containing component, leading to a decrease in catalytic activity and selectivity of the process and thereby eliminate the need to purify the chromium-containing component from these products;
- хранить катализатор длительное время в компактном виде без потери его активности и селективности.- to store the catalyst for a long time in a compact form without loss of its activity and selectivity.
Анализ существующей научно-технической и патентной литературы показал, что заявленная совокупность признаков отвечает критерию промышленной применимости, а также подтверждает соответствие заявляемого изобретения критериям новизны и существенным отличиям.Analysis of the existing scientific, technical and patent literature showed that the claimed combination of features meets the criterion of industrial applicability, and also confirms the compliance of the claimed invention with the criteria of novelty and significant differences.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156512/04A RU2553995C1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156512/04A RU2553995C1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553995C1 true RU2553995C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156512/04A RU2553995C1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553995C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822543C1 (en) * | 2023-12-22 | 2024-07-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" | Electrochemical method of producing chromium 2-ethylhexanoate-precatalyst for trimerisation of ethylene to hexene-1 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1167176A1 (en) * | 1983-04-01 | 1985-07-15 | Кузбасский Политехнический Институт | Method of obtaining naphthenate or 2-ethylhexanoate of chromium |
RU2191190C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-10-20 | Кубанский государственный университет | Method of preparing rare-earth element acetylacetonates |
US20130150605A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Preparation of Transition Metal Carboxylates |
-
2013
- 2013-12-20 RU RU2013156512/04A patent/RU2553995C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1167176A1 (en) * | 1983-04-01 | 1985-07-15 | Кузбасский Политехнический Институт | Method of obtaining naphthenate or 2-ethylhexanoate of chromium |
RU2191190C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-10-20 | Кубанский государственный университет | Method of preparing rare-earth element acetylacetonates |
US20130150605A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Preparation of Transition Metal Carboxylates |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
V. D. Makhaev, A. P. Borisov, V. V. Aleshin, L. A. Petrova. Self-propagating synthesis of chromium acetylacetonate. Russian Chemical Bulletin. June 1995, Volume 44, Issue 6, pp 1111-1113. Хасбиуллин Ильназ Ильфарович. Селективная олигомеризация этилена в гексен-1 под действием растворимых комплексных катализаторов на основе хрома (III). Место защиты диссертации Казань, 2013г. [Найдено в Интернет: Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat] [Найдено 13.11.2014]. * |
Т.М. Зильберштейн, В.А. Кардаш и др. Выбор условий процесса тримеризации этилена под действием хром-пиррольного катализатора. Известия Томского политехнического университета, 2012, Т 321, N 3, стр.116-120 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822543C1 (en) * | 2023-12-22 | 2024-07-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр Российской академии наук" | Electrochemical method of producing chromium 2-ethylhexanoate-precatalyst for trimerisation of ethylene to hexene-1 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW473483B (en) | Process for the trimerization of olefins | |
EP0057971B1 (en) | Process for preparing 4-methyl-1-pentene | |
JP5485415B2 (en) | Catalyst system for olefin (co) trimerization, process for its preparation, and process for olefin (co) trimerization and olefin oligomer (co) polymerization using the catalyst system | |
CN104394986A (en) | Phosphinyl guanidine compounds, metal salt complexes, catalyst systems, and their use to oligomerize or polymerize olefins | |
JP2011240336A (en) | Method for dimerization of ethylene to but-1-ene using composition comprising titanium-based complex and alkoxy ligand functionalized by heteroatom | |
CN107207383B (en) | Process for preparing oligomers of olefins | |
JP2001187345A (en) | Ethylene trimerization catalyst component, trimerization catalyst, and ethylene trimerization method using the same | |
US10875818B2 (en) | Chromium compound, catalyst system including the same, and method for trimerizing ethylene using the catalyst system | |
EP1807381B1 (en) | Process for isomerization of alpha olefins to internal olefins | |
US2669570A (en) | Production of n-vinyl pyrrolidone | |
JPH06254402A (en) | Oligomerization catalyst of alfa-olefin and oligomerization of alfa-olefin | |
JPS637195B2 (en) | ||
EP0143334B1 (en) | Process for preparing 4-methyl-1-pentene | |
RU2553995C1 (en) | Method of producing ethylene oligomerisation catalyst system component, catalyst system component, ethylene oligomerisation catalyst system based on said component and ethylene oligomerisation method | |
US3932553A (en) | Oligomerization of propylene | |
KR101482962B1 (en) | Chromium compound, catalyst system comprising the same, and method for polymerization of olefin using the same | |
NO175941B (en) | Catalyst system and its use in the production of polyalkenes | |
JP3333522B2 (en) | Dimerization of lower olefins | |
RU2429216C2 (en) | Method of producing butene-1 | |
JP2019535504A (en) | Catalyst system used for olefin oligomerization and olefin oligomerization method | |
RU2376311C2 (en) | Method of combined production of tetracyclo [5.4.1.02,6.08,11]dodec-3-ene-9-spiro(3'-ethyl-3'-aluminacyclopentane) and tetracyclo [5.4.1.02,6.08,11]dodec-4-ene-9-spiro(3'-ethyl-3'-aluminacyclopentane) | |
RU2459828C2 (en) | Method of producing 2-alkyl-1,4-bis(diethylaluminio)butanes | |
JP3849021B2 (en) | Method for producing olefin oligomer | |
SU658118A1 (en) | Method of cyclic dimerization of conjugate diens | |
RU2507208C1 (en) | Method of producing 1-bromo-3-alkylborolanes |