RU2570650C1 - Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 - Google Patents
Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570650C1 RU2570650C1 RU2015106557/04A RU2015106557A RU2570650C1 RU 2570650 C1 RU2570650 C1 RU 2570650C1 RU 2015106557/04 A RU2015106557/04 A RU 2015106557/04A RU 2015106557 A RU2015106557 A RU 2015106557A RU 2570650 C1 RU2570650 C1 RU 2570650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- olefin
- alpha
- temperature
- mol
- oligomerization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения олигомеров в процессе олигомеризации альфа-олефинов (гексена-1, октена-1 или децена-1), пригодных в качестве основ синтетических базовых масел и может быть использовано в нефтехимической промышленности.The invention relates to a method for producing oligomers in the process of oligomerization of alpha-olefins (hexene-1, octene-1 or decene-1), suitable as bases for synthetic base oils and can be used in the petrochemical industry.
Известные способы получения олигомеров альфа-олефинов, пригодных в качестве основ синтетических базовых полиальфаолефиновых масел, различаются между собой различными типами применяемых катализаторов.Known methods for producing oligomers of alpha-olefins suitable as bases for synthetic base polyalphaolefin oils are distinguished by different types of catalysts used.
Наиболее широко известными из них являются катализаторы катионной полимеризации.The most widely known of these are cationic polymerization catalysts.
К очевидным недостаткам известных способов олигомеризации альфа-олефинов в присутствии комплексов BF3 или AlCl3 с различными соединениями можно отнести:The obvious disadvantages of the known methods for oligomerization of alpha-olefins in the presence of complexes of BF 3 or AlCl 3 with various compounds include:
- использование достаточно токсичных и коррозионно-активных химических реагентов из класса галогенидов бора и алюминия, в результате чего увеличиваются затраты на утилизацию отходов производства, охрану труда, износ оборудования;- the use of sufficiently toxic and corrosive chemicals from the class of boron and aluminum halides, resulting in increased costs for the disposal of industrial waste, labor protection, equipment wear;
- низкую производительность каталитических систем;- low productivity of catalytic systems;
- низкую селективность процесса, в результате чего снижается выход масляной фракции, увеличиваются удельные расходы сырья и катализатора.- low selectivity of the process, resulting in a reduced yield of the oil fraction, increased specific consumption of raw materials and catalyst.
Использование цеолитных катализаторов приводит к образованию олигомеров, в составе которых преобладают димеры (от 60 до 90 мас. %).The use of zeolite catalysts leads to the formation of oligomers, the composition of which is dominated by dimers (from 60 to 90 wt.%).
Между тем известно, что выделяемые из продуктов реакции тримеры альфа-олефинов после гидрирования характеризуются уникальным комплексом физических свойств - высоким индексом вязкости, низкой температурой застывания, высокой температурой вспышки и низкой испаряемостью (Таблица 1). Такое сочетание свойств обеспечивает возможность их использования в качестве основ синтетических базовых масел.Meanwhile, it is known that alpha-olefin trimers isolated from the reaction products after hydrogenation are characterized by a unique set of physical properties - high viscosity index, low pour point, high flash point, and low volatility (Table 1). This combination of properties provides the possibility of their use as the basis of synthetic base oils.
Таким образом, тримеры альфа-олефинов являются предпочтительным продуктом олигомеризации, который может использоваться в качестве высококачественных основ синтетических базовых масел.Thus, alpha-olefin trimers are the preferred oligomerization product that can be used as high-quality synthetic base oil bases.
Высокие требования к качеству основ синтетических полиальфаолефиновых базовых масел диктуют необходимость поиска новых каталитических систем, селективных в отношении образования преимущественно тримеров альфа-олефинов. Постметаллоценовые каталитические системы на основе комплексных соединений переходных металлов и сокатализаторов в виде алюминийорганических соединений, являются одним из активно развивающихся направлений синтеза высокомолекулярных соединений. Это вызвано, с одной стороны, необходимостью создания нового поколения высокоэффективных и стереоспецифичных катализаторов олигомеризации олефинов, сочетающих в себе достоинства гомогенных и классических гетерогенных катализаторов, а с другой, требованиями рынка к новым типам олигомерных соединений с заданным комплексом полезных свойств. К постметаллоценовым каталитическим системам циглеровского типа относятся каталитические системы, содержащие не менее двух компонентов и обеспечивающие, после формирования каталитически активных центров, проведение процесса олиго- или полимеризации олефиновых углеводородов.High quality requirements for the bases of synthetic polyalphaolefin base oils dictate the need to search for new catalytic systems that are selective with respect to the formation of predominantly trimers of alpha olefins. Postmetallocene catalytic systems based on complex compounds of transition metals and cocatalysts in the form of organoaluminum compounds are one of the actively developing areas for the synthesis of high molecular weight compounds. This is caused, on the one hand, by the need to create a new generation of highly efficient and stereospecific olefin oligomerization catalysts combining the advantages of homogeneous and classical heterogeneous catalysts, and on the other hand, market requirements for new types of oligomeric compounds with a given range of useful properties. Ziegler type postmetallocene catalytic systems include catalytic systems containing at least two components and providing, after the formation of catalytically active centers, the process of oligo- or polymerization of olefinic hydrocarbons.
Основой системы служит комплексное соединение переходного металла, второй компонент - активатор или сокатализатор (в общем случае эту роль исполняет металлорганическое соединение непереходного металла, например метилалюмоксан, или слабокоординирующееся основание типа фенилборатов).The basis of the system is a complex compound of a transition metal, the second component is an activator or cocatalyst (in the general case, this role is played by an organometallic compound of a non-transition metal, for example methylaluminoxane, or a weakly coordinated phenylborate base).
В отличие от металлоценов постметаллоценовые катализаторы могут быть активированы не только МАО, но и «стандартными» в классическом катализе Циглера-Натта алюминийорганическими активаторами, такими как ТЭА, ТИБА, ДЭАХ и т.п. При этом они способны работать в низких концентрациях, образовывать активные центры моноцентрового типа, катализировать процессы олигомеризации как низших, так и высших олефиновых углеводородов.In contrast to metallocenes, postmetallocene catalysts can be activated not only by MAO, but also by “standard” in the classical Ziegler-Natta catalysis with organoaluminum activators such as TEA, TIBA, DEAH, etc. Moreover, they are able to work in low concentrations, to form active centers of a monocenter type, to catalyze the oligomerization processes of both lower and higher olefinic hydrocarbons.
Данный тип катализаторов с наибольшей эффективностью может быть использован для получения известных и новых олигомерных материалов с улучшенными свойствами, к примеру основ синтетических базовых масел. Образующиеся олигомеры могут иметь молекулярную массу от 200 до 400 г/моль и выше. Однако использование постметаллоценовых каталитических систем для этих целей мало изучено.This type of catalyst with the greatest efficiency can be used to obtain known and new oligomeric materials with improved properties, for example, the basis of synthetic base oils. The resulting oligomers can have a molecular weight of 200 to 400 g / mol and higher. However, the use of postmetallocene catalyst systems for these purposes has been little studied.
Известен способ получения С20-С60 олигомеров α-олефинов, в качестве которых преимущественно используется октен-1 и децен-1 в присутствии двухкомпонентной каталитической системы, содержащей алюминийалкилгалогенид и галоидорганическое соединение. В качестве алюминийалкилгалогенида используют этилалюминийсесквихлорид или диэтилалюминийхлорид. Галоидорганическим соединением является трет-бутилхлорид, алкилхлорид или бензилхлорид. Олигомеризацию проводят при температуре 100-150°C. Выход олигомерного продукта составляет ~56%, средняя молекулярная масса - 490-506. US 4952739, 28.08.1990.A known method for producing C 20 -C 60 oligomers of α-olefins, which are mainly used octene-1 and decene-1 in the presence of a two-component catalyst system containing aluminum alkyl halide and an organohalogen compound. As the aluminum alkyl halide, ethyl aluminum sesquichloride or diethyl aluminum chloride is used. The organo halide is tert-butyl chloride, alkyl chloride or benzyl chloride. Oligomerization is carried out at a temperature of 100-150 ° C. The yield of oligomeric product is ~ 56%, the average molecular weight is 490-506. US 4952739, 08/28/1990.
Недостатком данного способа является низкий (менее 20 мас. %) выход целевых тримеров децена-1.The disadvantage of this method is the low (less than 20 wt.%) Yield of target trimers decene-1.
Известен способ получения олигомеров альфа-олефинов гексена-1 и децена-1 в присутствии каталитической системы, включающей соединение хрома (3+), 1,3,5-трис(циклоалкил)-1,3,5-триазоциклогексан и активатор - триалкилалюминий или алкилалюмоксан. Процесс олигомеризации проводится в инертной атмосфере при температуре 20-110°C. US 2005/0256357 A1, 17.10.2005, WO 0058319 A1, 05.10.2000.A known method of producing oligomers of alpha-olefins of hexene-1 and decene-1 in the presence of a catalytic system comprising a compound of chromium (3+), 1,3,5-tris (cycloalkyl) -1,3,5-triazocyclohexane and the activator is trialkylaluminum alkylaluminoxane. The oligomerization process is carried out in an inert atmosphere at a temperature of 20-110 ° C. US 2005/0256357 A1, 10.17.2005, WO 0058319 A1, 05/10/2000.
Недостатком данного способа является плохая растворимость прекурсора катализатора - комплекса хрома с 1,3,5-триазоциклогексановым лигандом, вследствие чего в структуру лиганда приходится вводить длинноцепочечные алкильные или циклоалкилалкильные радикалы, что увеличивает себестоимость прекурсора катализатора.The disadvantage of this method is the poor solubility of the catalyst precursor — a complex of chromium with a 1,3,5-triazocyclohexane ligand, as a result of which long-chain alkyl or cycloalkylalkyl radicals have to be introduced into the ligand structure, which increases the cost of the catalyst precursor.
Другим недостатком является низкая стабильность комплекса, легкость его диссоциации в присутствии полярных растворителей и некоторых реагентов, что в целом определяет плохую воспроизводимость результатов олигомеризации, полученных на подобных системах.Another disadvantage is the low stability of the complex, the ease of its dissociation in the presence of polar solvents and some reagents, which generally determines the poor reproducibility of the oligomerization results obtained on such systems.
Известен способ получения олигомеров α-олефинов C8-C14 в присутствии каталитической системы, включающей BF3, протонный промотор (вода, спирт, или их смесь), и модификатор (1,3-диоксалан или 1,3-диоксан) при температуре от 20 до 60°C, давлении от 0,03 до 0,70 МПа. Соотношение модификатор/промотор составляет 0,5-2 моль/моль. Время реакции составляет 90-120 минут. Состав полученного продукта следующий: С20 - 62,0%, С30 - 28,7%, С40 - 5,6%, С50 - 0,5%. US 5744676 А, 28.04.1998.A known method of producing oligomers of α-olefins C 8 -C 14 in the presence of a catalytic system comprising BF 3 , a proton promoter (water, alcohol, or a mixture thereof), and a modifier (1,3-dioxalane or 1,3-dioxane) at a temperature from 20 to 60 ° C, pressure from 0.03 to 0.70 MPa. The ratio of modifier / promoter is 0.5-2 mol / mol. The reaction time is 90-120 minutes. The composition of the obtained product is as follows: C 20 - 62.0%, C 30 - 28.7%, C 40 - 5.6%, C 50 - 0.5%. US 5744676 A, 04/28/1998.
Недостатком данного способа получения олигомеров альфа-олефинов является низкий выход целевого продукта (тримера) и использование токсичной и коррозионно-активной каталитической системы на основе комплекса бора.The disadvantage of this method of producing oligomers of alpha-olefins is the low yield of the target product (trimer) and the use of toxic and corrosive catalytic systems based on boron complex.
Известен способ олигомеризации α-олефинов С10-С24 в присутствии деалюминированного цеолита Y с соотношением SiO2/Al2O3 от 6,5 до 60 для получения олигомеров, пригодных для использования в качестве основ синтетических базовых масел.A known method of oligomerization of α-olefins With 10 -C 24 in the presence of dealuminated zeolite Y with a ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 from 6.5 to 60 to obtain oligomers suitable for use as bases for synthetic base oils.
Катализатор готовят методом влажной пропитки носителя - цеолита Y, водным раствором солей металлов, в качестве которых используют катионы металлов групп III В, IV В, VI В, VII В. Количество металла составляет 10 мас. %. Мономер и катализатор загружают в трехгорлую колбу, снабженную термометром, устройством для перемешивания, колбонагревателем и водяным холодильником. Смесь нагревают при интенсивном перемешивании до температуры 160-180°C и выдерживают в течение 4-5 ч. Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры, фильтруют и фракционируют с целью отгонки непрореагировавшего сырья. Основным продуктом процесса олигомеризации являются димеры (от 55,0 до 69,4 мас. %). Содержание целевого продукта (тримеров) незначительно и не превышает 18,5 мас. %. US 5120891 А, 09.06.1992.The catalyst is prepared by wet impregnation of a carrier, zeolite Y, with an aqueous solution of metal salts, which use metal cations of groups III B, IV B, VI B, VII V. The amount of metal is 10 wt. % The monomer and catalyst are charged into a three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a mantle heater and a water cooler. The mixture is heated with vigorous stirring to a temperature of 160-180 ° C and kept for 4-5 hours. The resulting product is cooled to room temperature, filtered and fractionated in order to distill off unreacted raw materials. The main product of the oligomerization process are dimers (from 55.0 to 69.4 wt.%). The content of the target product (trimers) is negligible and does not exceed 18.5 wt. % US 5120891 A, 06/09/1992.
Недостатками указанного способа получения олигомеров альфа-олефинов являются низкая активность и коксуемость катализатора в процессе олигомеризации, а также низкий выход целевого продукта.The disadvantages of this method of producing oligomers of alpha-olefins are the low activity and coking ability of the catalyst during the oligomerization process, as well as the low yield of the target product.
Известен способ получения олигомеров в процессе олигомеризации гексена-1 и децена-1 с применением металлоценового катализатора nBuCp2ZrCl2 и активатора метилалюмоксана (МАО) с мольным отношением Al/Zr 200. Процесс проводят при температуре 70-90°C. Основным продуктом процесса являются димеры (от 60 до 71%). Димеры подвергают дальнейшей полимеризации с использованием катализаторов AlCl3 на носителе, EtAlCl2 на носителе и EtAlCl2, нанесенного на силикагелевый носитель с целью получения более высокомолекулярного продукта. Kissin Y.V., Schwab F.С.Post-oligomerization of a-olefin oligomer: a route to single-component and multicomponent synthetic lubricating oils. Journal of Applied Polymer Science. 2009, n. 111, p.273-280.A known method of producing oligomers in the process of oligomerization of hexene-1 and decene-1 using a metallocene catalyst nBuCp 2 ZrCl 2 and activator methylaluminoxane (MAO) with a molar ratio Al / Zr 200. The process is carried out at a temperature of 70-90 ° C. The main product of the process are dimers (from 60 to 71%). The dimers are subjected to further polymerization using supported AlCl 3 catalysts, supported EtAlCl 2 and supported EtAlCl 2 supported on a silica gel carrier to obtain a higher molecular weight product. Kissin YV, Schwab F.C. Post-oligomerization of a-olefin oligomer: a route to single-component and multicomponent synthetic lubricating oils. Journal of Applied Polymer Science. 2009, n. 111, p. 273-280.
Недостатком данного способа получения олигомеров альфа-олефинов является низкий выход целевого продукта и многоступенчатый процесс его получения, что увеличивает себестоимость продукции.The disadvantage of this method of producing oligomers of alpha-olefins is the low yield of the target product and a multi-stage process for its preparation, which increases the cost of production.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения олигомеров альфа-олефинов С3-С16 в присутствии инертного растворителя, где в качестве катализатора используют металлоценовый катализатор бис(циклопентадиенил) цирконий дихлорид в сочетании с сокатализатором-метилалюмоксаном (МАО). Процесс олигомеризации проводят следующим образом. Перед началом эксперимента колбу с магнитной мешалкой тщательно вакуумируют после продувки аргоном в течение 30 мин. Затем в колбу подают раствор тетрадецена-1 (осушен 5А молекулярными ситами) и 10 мл сухого толуола, осушенного над калием, и нагревают смесь до температуры эксперимента. При температуре 40°C добавляют 4 мл 3,3 М концентрированного сокатализатора-метиалюмоксана в толуоле и перемешивают в течение 15 мин. Далее добавляют 4 мл 6,2×10-3 М раствора катализатора - дихлорида бис (циклопентадиенил) циркония в толуоле. Температуру реакции поддерживают термостатом с шагом ±1°C. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре на протяжении 1 ч. Для прекращения реакции в колбу добавляют 50 мл 10%-ного водного раствора HCl и конечную смесь перемешивают в течение 2 ч. Затем от продукта отделяют органический слой и дважды промывают 50 мл дистиллированной воды. Раствор толуола впоследствии удаляют из органического слоя при помощи роторного испарителя. Анализ продуктовой смеси с помощью высокотемпературной имитированной дистилляции показал выход олигомеров на уровне 66%. Олигомеры состояли из ~42% димеров, 26% тримеров, 15% тетрамеров, 8% пентамеров и 9% высших олигомеров. US 7129197 В2, 31.10.2006.The closest in technical essence is a method for producing oligomers of C 3 -C 16 alpha-olefins in the presence of an inert solvent, where the metallocene catalyst bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride in combination with cocatalyst-methylaluminoxane (MAO) is used as a catalyst. The oligomerization process is carried out as follows. Before starting the experiment, the flask with a magnetic stirrer is thoroughly evacuated after purging with argon for 30 minutes. Then a solution of tetradecene-1 (dried with 5A molecular sieves) and 10 ml of dry toluene dried over potassium was fed into the flask, and the mixture was heated to the experimental temperature. At a temperature of 40 ° C, 4 ml of 3.3 M concentrated cocatalyst-methyalumoxane in toluene are added and stirred for 15 minutes. Then add 4 ml of a 6.2 × 10 -3 M solution of a catalyst - bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride in toluene. The reaction temperature is maintained with a thermostat in increments of ± 1 ° C. The process is carried out with stirring and at a constant temperature for 1 hour. To terminate the reaction, 50 ml of a 10% aqueous HCl solution are added to the flask and the final mixture is stirred for 2 hours. Then the organic layer is separated from the product and washed twice with 50 ml of distilled water. The toluene solution is subsequently removed from the organic layer using a rotary evaporator. Analysis of the product mixture using high-temperature simulated distillation showed an oligomer yield of 66%. Oligomers consisted of ~ 42% dimers, 26% trimers, 15% tetramers, 8% pentamers, and 9% higher oligomers. US 7129197 B2, 10/31/2006.
Недостатком данного способа получения олигомеров альфа-олефинов является низкое содержание целевого продукта - тримеров тетрадецена и использование металлоценовых катализаторов и алюмоксанов, являющихся дорогостоящими химическими соединениями, что значительно увеличивает себестоимость продукции.The disadvantage of this method of producing oligomers of alpha-olefins is the low content of the target product - tetradecene trimers and the use of metallocene catalysts and alumoxanes, which are expensive chemical compounds, which significantly increases the cost of production.
Также недостатком является чрезвычайно высокая чувствительность катализаторов к кислороду и влаге, что в результате существенно ограничивает их промышленное применение.Another disadvantage is the extremely high sensitivity of the catalysts to oxygen and moisture, which as a result significantly limits their industrial use.
Технической задачей данного изобретения является повышение конверсии альфа-олефинов С6, С8 и С10 и выхода целевого продукта (тримера) путем реализации разработанного способа получения олигомеров альфа-олефинов олигомеризацией альфа-олефинов С6, С8 или С10 в присутствии постметаллоценовой каталитической системы.The technical task of this invention is to increase the conversion of C 6 , C 8 and C 10 alpha olefins and the yield of the target product (trimer) by implementing the developed method for producing alpha olefin oligomers by oligomerization of C 6 , C 8 or C 10 alpha olefins in the presence of postmetallocene catalytic system.
Технический результат, достигаемый от реализации изобретения, заключается в обеспечении высокой каталитической активности и селективности катализатора в отношении образования целевого продукта.The technical result achieved from the implementation of the invention is to provide high catalytic activity and selectivity of the catalyst in relation to the formation of the target product.
Техническая задача решается тем, что при получении олигомеров альфа-олефинов С6, C8 или С10 стадию олигомеризации ведут при температуре от 25 до 80°C, соотношении альфа-олефин:растворитель, равном 1:1-3:1, в присутствии реактиватора - этилтрихлорацетата в концентрации 10-20 моль/мл, при этом каталитическая система содержит координационное соединение алкоголята ванадия в концентрации 0,1-1,0 моль/мл, а в качестве сокатализатора -иэтилалюминий хлорид или сесквиэтилалюминий хлорид в концентрации 20-50 моль/мл3.The technical problem is solved in that when oligomers of C 6 , C 8 or C 10 alpha-olefins are obtained, the oligomerization stage is carried out at a temperature of from 25 to 80 ° C, an alpha-olefin: solvent ratio of 1: 1-3: 1, in the presence of reactant - ethyl trichloroacetate in a concentration of 10-20 mol / ml, while the catalytic system contains a coordination compound of vanadium alcoholate in a concentration of 0.1-1.0 mol / ml, and as a cocatalyst, ethyl ethyl chloride or sesquietyl aluminum chloride in a concentration of 20-50 mol / ml 3 .
Указанные отличительные признаки существенны.These distinguishing features are significant.
Для получения олигомеров альфа-олефинов С6, C8 или С10 стадию олигомеризации проводят в реакторе периодического действия. Перед началом эксперимента реактор нагревают до температуры 200°C и продувают аргоном в течение 30 мин. Далее вакуумируют и охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения реактора, в противотоке аргона в него подают раствор мономера в растворителе и рассчитанное количество сокатализатора - диэтилалюминийхлорида и нагревают смесь до температуры эксперимента. Далее добавляют раствор катализатора в толуоле и реактиватор - этилтрихлорацетат. Реактор герметизируют и наполняют аргоном до небольшого избыточного давления. Началом процесса олигомеризации считают момент ввода катализатора. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре на протяжении 2-4 ч. Затем к полученной смеси добавляют изопропиловый спирт и 1М раствор соляной кислоты для дезактивации непрореагировавших алюминийорганических соединений, после чего продукт выгружают из реактора, и на делительной воронке отделяют органический слой. Органический слой промывают несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции, высушивают над безводным сульфатом натрия, фильтруют и фракционируют на роторном испарителе с целью отгонки непрореагировавшего сырья и толуола. Остаток фракционируют в вакууме.To obtain C 6 , C 8 or C 10 alpha-olefin oligomers, the oligomerization step is carried out in a batch reactor. Before the start of the experiment, the reactor is heated to a temperature of 200 ° C and purged with argon for 30 minutes. Then vacuum and cool to room temperature. After cooling the reactor, in a countercurrent of argon, a solution of monomer in a solvent and a calculated amount of cocatalyst - diethylaluminium chloride are fed into it and the mixture is heated to the temperature of the experiment. Next, a solution of the catalyst in toluene and a reactant ethyl trichloroacetate are added. The reactor is sealed and filled with argon to a slight overpressure. The start of the oligomerization process is considered to be the moment of catalyst introduction. The process is carried out with stirring and at a constant temperature for 2-4 hours. Then, isopropyl alcohol and 1M hydrochloric acid are added to the resulting mixture to deactivate unreacted organoaluminum compounds, after which the product is discharged from the reactor and the organic layer is separated on a separatory funnel. The organic layer is washed several times with distilled water until neutral, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and fractionated on a rotary evaporator in order to distill off unreacted feed and toluene. The residue was fractionated in vacuo.
В процессе олигомеризации альфа-олефина С6, C8 или С10 были достигнуты высокие показатели процесса: конверсия альфа-олефина ≥78%, выход целевого продукта (тримера) не ниже 60 мас. %.In the process of oligomerization of alpha-olefin C 6 , C 8 or C 10 , high process performance was achieved: conversion of alpha olefin ≥78%, yield of the target product (trimer) at least 60 wt. %
Применение предложенного способа получения олигомеров альфа-олефинов, обеспечивает высокую конверсию альфа-олефина, выход олигомера и выход целевого продукта (Таблица 2).The application of the proposed method for producing oligomers of alpha-olefins, provides a high conversion of alpha-olefin, the output of the oligomer and the yield of the target product (table 2).
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Процесс олигомеризации гексена-1 проводят в реакторе периодического действия. Перед началом эксперимента реактор нагревают до температуры 200°C и продувают аргоном в течение 30 мин. Далее вакуумируют и охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения реактора, в противотоке аргона в него подают раствор гексена-1 в толуоле с соотношением альфа-олефин:растворитель, равным 1:1, и 10 мл (0,08 моль) диэтилалюминийхлорида и нагревают смесь до температуры 25°C. Далее добавляют 2,8 мл (0,2 моль) раствора 2,4-ди-трет-бутил-6-гидроксиметилфенол ванадилпропилата в 10 мл толуола и 2,2 мл (0,02 моль) этилтрихлорацетата. Реактор герметизируют и наполняют аргоном до небольшого избыточного давления. Началом процесса олигомеризации считают момент ввода катализатора. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре 25°C на протяжении 2 ч. Затем к полученной смеси добавляют изопропиловый спирт и 1М раствор соляной кислоты для дезактивации непрореагировавших алюминийорганических соединений, после чего продукт выгружают из реактора, и на делительной воронке отделяют органический слой. Органический слой промывают несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции, высушивают над безводным сульфатом натрия, фильтруют и фракционируют на роторном испарителе с целью отгонки непрореагировавшего сырья и толуола Остаток фракционируют в вакууме. В результате получен олигомер с выходом 75 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 62 мас. %.The hexene-1 oligomerization process is carried out in a batch reactor. Before the start of the experiment, the reactor is heated to a temperature of 200 ° C and purged with argon for 30 minutes. Then vacuum and cool to room temperature. After cooling the reactor, in a countercurrent of argon, a solution of hexene-1 in toluene with an alpha-olefin: solvent ratio of 1: 1 and 10 ml (0.08 mol) of diethylaluminium chloride is fed into it and the mixture is heated to a temperature of 25 ° C. Next, 2.8 ml (0.2 mol) of a solution of 2,4-di-tert-butyl-6-hydroxymethylphenol vanadyl propylate in 10 ml of toluene and 2.2 ml (0.02 mol) of ethyl trichloroacetate are added. The reactor is sealed and filled with argon to a slight overpressure. The start of the oligomerization process is considered to be the moment of catalyst introduction. The process is carried out with stirring and at a constant temperature of 25 ° C for 2 hours. Then, isopropyl alcohol and 1 M hydrochloric acid are added to the resulting mixture to deactivate unreacted organoaluminum compounds, after which the product is discharged from the reactor and the organic layer is separated on a separatory funnel. The organic layer was washed several times with distilled water until neutral, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and fractionated on a rotary evaporator to distill off the unreacted feed and toluene. The residue was fractionated in vacuo. The result is an oligomer with a yield of 75 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 62 wt. %
Пример 2.Example 2
Процесс олигомеризации гексена-1 проводят в реакторе периодического действия. Перед началом эксперимента реактор нагревают до температуры 200°C и продувают аргоном в течение 30 мин. Далее вакуумируют и охлавдают до комнатной температуры. После охлаждения реактора, в противотоке аргона в него подают раствор гексена-1 в бензоле с соотношением альфа-олефин:растворитель, равным 2:1, и 15 мл (0,12 моль) диэтилалюминийхлорида, и нагревают смесь до температуры 35°C. Далее добавляют 10 мл (0,7 моль) раствора 4-трет-бутил-2-(1,1,1,3,3,3-гексафтор-2-гидроксипропан-2-ил)фенол ванадилпропилата в 35 мл толуола и 2,2 (0,02 моль) этилтрихлорацетата. Реактор герметизируют и наполняют аргоном до небольшого избыточного давления. Началом процесса олигомеризации считают момент ввода катализатора.The hexene-1 oligomerization process is carried out in a batch reactor. Before the start of the experiment, the reactor is heated to a temperature of 200 ° C and purged with argon for 30 minutes. Then vacuum and cool to room temperature. After cooling the reactor, in a countercurrent of argon, a solution of hexene-1 in benzene with an alpha-olefin: solvent ratio of 2: 1 and 15 ml (0.12 mol) of diethylaluminium chloride is fed into it, and the mixture is heated to a temperature of 35 ° C. Then, 10 ml (0.7 mol) of a solution of 4-tert-butyl-2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-hydroxypropan-2-yl) phenol of vanadyl propylate in 35 ml of toluene and 2 , 2 (0.02 mol) of ethyl trichloroacetate. The reactor is sealed and filled with argon to a slight overpressure. The start of the oligomerization process is considered to be the moment of catalyst introduction.
Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре 35°C на протяжении 3 ч. Затем к полученной смеси добавляют изопропиловый спирт и 1М раствор соляной кислоты для дезактивации непрореагировавших алюминийорганических соединений, после чего продукт выгружают из реактора и на делительной воронке отделяют органический слой. Органический слой промывают несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции, высушивают над безводным сульфатом натрия, фильтруют и фракционируют на роторном испарителе с целью отгонки непрореагировавшего сырья и толуола. Остаток фракционируют в вакууме. В результате получен олигомер с выходом 75 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 66 мас. %.The process is carried out with stirring and at a constant temperature of 35 ° C for 3 hours. Then, isopropyl alcohol and 1 M hydrochloric acid are added to the resulting mixture to deactivate unreacted organoaluminum compounds, after which the product is discharged from the reactor and the organic layer is separated on a separatory funnel. The organic layer is washed several times with distilled water until neutral, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and fractionated on a rotary evaporator in order to distill off unreacted feed and toluene. The residue was fractionated in vacuo. The result is an oligomer with a yield of 75 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 66 wt. %
Пример 3.Example 3
Процесс олигомеризации гексена-1 проводят в реакторе периодического действия. Перед началом эксперимента реактор нагревают до температуры 200°C и продувают аргоном в течение 30 мин. Далее вакуумируют и охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения реактора в противотоке аргона в него подают раствор гексена-1 в ксилоле с соотношением альфа-олефин:растворитель, равным 3:1, и 25 мл (0,20 моль) диэтилалюминийхлорида и нагревают смесь до температуры 60°C. Далее добавляют 28 мл (2 моль) раствора катализатора - 2,4-ди-трет-бутил-6-гидроксиметилфенол ванадилпропилата в 90 мл толуола и 4,4 мл (0,03 моль) этилтрихлорацетата. Реактор герметизируют и наполняют аргоном до небольшого избыточного давления. Началом процесса олигомеризации считают момент ввода катализатора. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре 60°C на протяжении 4 ч. Затем к полученной смеси добавляют изопропиловый спирт и 1М раствор соляной кислоты для дезактивации непрореагировавших алюминийорганических соединений, после чего продукт выгружают из реактора и на делительной воронке отделяют органический слой. Органический слой промывают несколько раз дистиллированной водой до нейтральной реакции, высушивают над безводным сульфатом натрия, фильтруют и фракционируют на роторном испарителе с целью отгонки непрореагировавшего сырья и толуола. Остаток фракционируют в вакууме. В результате получен олигомер с выходом 75 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 65 мас. %.The hexene-1 oligomerization process is carried out in a batch reactor. Before the start of the experiment, the reactor is heated to a temperature of 200 ° C and purged with argon for 30 minutes. Then vacuum and cool to room temperature. After cooling the reactor in countercurrent with argon, a solution of hexene-1 in xylene with an alpha-olefin: solvent ratio of 3: 1 and 25 ml (0.20 mol) of diethylaluminium chloride is fed into it and the mixture is heated to a temperature of 60 ° C. Then 28 ml (2 mol) of a solution of the catalyst 2,4-di-tert-butyl-6-hydroxymethylphenol vanadyl propylate in 90 ml of toluene and 4.4 ml (0.03 mol) of ethyl trichloroacetate are added. The reactor is sealed and filled with argon to a slight overpressure. The start of the oligomerization process is considered to be the moment of catalyst introduction. The process is carried out with stirring and at a constant temperature of 60 ° C for 4 hours. Then, isopropyl alcohol and 1M hydrochloric acid are added to the resulting mixture to deactivate unreacted organoaluminum compounds, after which the product is discharged from the reactor and the organic layer is separated on a separatory funnel. The organic layer is washed several times with distilled water until neutral, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and fractionated on a rotary evaporator in order to distill off unreacted feed and toluene. The residue was fractionated in vacuo. The result is an oligomer with a yield of 75 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 65 wt. %
Пример 4.Example 4
Синтез, как в Примере 1, за исключением того, что в качестве сокатализатора используют сесквиэтилалюминийхлорид.The synthesis is as in Example 1, except that sesquietylaluminium chloride is used as a cocatalyst.
В результате получен олигомер с выходом 78 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 66 мас. %.The result is an oligomer with a yield of 78 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 66 wt. %
Пример 5.Example 5
Синтез, как в Примере 4, за исключением того, что процесс олигомеризации проводят при температуре 80°C.The synthesis as in Example 4, except that the oligomerization process is carried out at a temperature of 80 ° C.
В результате получен олигомер с выходом 76 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 63 мас. %.The result is an oligomer with a yield of 76 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 63 wt. %
Пример 6.Example 6
Синтез, как в Примере 1, за исключением того, что в качестве альфа-олефинового сырья используют октен-1.The synthesis as in Example 1, except that octene-1 is used as the alpha olefin feed.
В результате получен олигомер с выходом 80 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 70 мас. %.The result is an oligomer with a yield of 80 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 70 wt. %
Пример 7.Example 7
Синтез, как в Примере 3, за исключением того, что в качестве альфа-олефинового сырья используют децен-1.The synthesis as in Example 3, except that decen-1 is used as the alpha olefin feed.
В результате получен олигомер с выходом 83 мас. %, выход целевого продукта (тримера) составляет 72 мас. %.The result is an oligomer with a yield of 83 wt. %, the yield of the target product (trimer) is 72 wt. %
Пример 8 (по прототипу).Example 8 (prototype).
Перед началом эксперимента колба с магнитной мешалкой была тщательно вакуумирована после продувки аргоном в течение 30 мин. Затем в колбу подают раствор тетрадецена-1 (осушен 5А молекулярными ситами) и 10 мл сухого толуола, осушенного над калием и нагревают смесь до температуры эксперимента. При температуре 40°C добавляют 4 мл 3,3 М концентрированного метиалюмоксана в толуоле и перемешивают в течение 15 мин. Далее добавляют 4 мл 6,2×10-3 М раствора дихлорида бис(циклопентадиенил) циркония в толуоле. Температуру реакции поддерживают термостатом с шагом ±1°C. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре на протяжении 1 ч. Для прекращения реакции в колбу добавляют 50 мл 10%-ного водного раствора HCl и конечную смесь перемешивают в течение 2 ч. Затем от продукта отделяют органический слой и дважды промывают 50 мл дистиллированной воды. Раствор толуола впоследствии удаляют из органического слоя при помощи роторного испарителя. Анализ продуктовой смеси с помощью высокотемпературной имитированной дистилляции показал выход олигомеров на уровне 66%. Олигомеры состоят из ~42% димеров, 26% тримеров, 15% тетрамеров, 8% пентамеров и 9% высших олигомеров.Before the experiment, the flask with a magnetic stirrer was thoroughly evacuated after purging with argon for 30 min. Then, a solution of tetradecene-1 (dried with 5A molecular sieves) and 10 ml of dry toluene dried over potassium are fed into the flask and the mixture is heated to the temperature of the experiment. At a temperature of 40 ° C, 4 ml of 3.3 M concentrated methaluminoxane in toluene are added and stirred for 15 minutes. Then add 4 ml of a 6.2 × 10 -3 M solution of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride in toluene. The reaction temperature is maintained with a thermostat in increments of ± 1 ° C. The process is carried out with stirring and at a constant temperature for 1 hour. To terminate the reaction, 50 ml of a 10% aqueous HCl solution are added to the flask and the final mixture is stirred for 2 hours. Then the organic layer is separated from the product and washed twice with 50 ml of distilled water. The toluene solution is subsequently removed from the organic layer using a rotary evaporator. Analysis of the product mixture using high-temperature simulated distillation showed an oligomer yield of 66%. Oligomers consist of ~ 42% dimers, 26% trimers, 15% tetramers, 8% pentamers and 9% higher oligomers.
Пример 9 (по прототипу).Example 9 (prototype).
Перед началом эксперимента колба с магнитной мешалкой была тщательно вакуумирована после продувки аргоном в течение 30 мин. Затем в колбу подают раствор децена-1 (осушен 5А молекулярными ситами) и 10 мл сухого толуола, осушенного над калием и нагревают смесь до температуры эксперимента. При температуре 60°C добавляют 2 мл 3,3 М концентрированного метиалюмоксана в толуоле и перемешивают в течение 15 мин. Далее добавляют 4 мл 6,2×10-3 М раствора дихлорида бис(циклопентадиенил) циркония в толуоле. Температуру реакции поддерживают термостатом с шагом ±1°C. Процесс ведут при перемешивании и постоянной температуре при температуре 60°C на протяжении 1 ч. Для прекращения реакции в колбу добавляют 50 мл 10%-ного водного раствора HCl и конечную смесь перемешивают в течение 2 ч. Затем от продукта отделяют органический слой и дважды промывают 50 мл дистиллированной воды. Раствор толуола впоследствии удаляют из органического слоя при помощи роторного испарителя. Анализ продуктовой смеси с помощью высокотемпературной имитированной дистилляции показал выход олигомеров на уровне 94%. Олигомеры состояли из ~60% димеров, 23% тримеров, 9% тетрамеров, 3% пентамеров и 5% высших олигомеров.Before the experiment, the flask with a magnetic stirrer was thoroughly evacuated after purging with argon for 30 min. Then, a solution of decene-1 (dried with 5A molecular sieves) and 10 ml of dry toluene dried over potassium was fed into the flask and the mixture was heated to the experimental temperature. At a temperature of 60 ° C, 2 ml of 3.3 M concentrated methaluminoxane in toluene are added and stirred for 15 minutes. Then add 4 ml of a 6.2 × 10 -3 M solution of bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride in toluene. The reaction temperature is maintained with a thermostat in increments of ± 1 ° C. The process is carried out with stirring and at a constant temperature at a temperature of 60 ° C for 1 hour. To terminate the reaction, 50 ml of a 10% aqueous HCl solution are added to the flask and the final mixture is stirred for 2 hours. Then the organic layer is separated from the product and washed twice 50 ml of distilled water. The toluene solution is subsequently removed from the organic layer using a rotary evaporator. Analysis of the product mixture using high-temperature simulated distillation showed an oligomer yield of 94%. Oligomers consisted of ~ 60% dimers, 23% trimers, 9% tetramers, 3% pentamers, and 5% higher oligomers.
Основные показатели процесса олигомеризации альфа-олефанов С6, С8 и С10 по примерам 1-9 приведены в Таблице 2.The main indicators of the process of oligomerization of alpha-olefans C 6 , C 8 and C 10 according to examples 1-9 are shown in Table 2.
Как видно из таблицы, применение заявленного способа олигомеризации в присутствии постметаллоценовой каталитической системы координационного соединения алкоголята ванадия в присутствии реактиватора - этилтрихлорацетата и сокатализатора - диэтилалюминия хлорида или сесквиэтилалюминия хлорида в заданных молярных концентрациях, обеспечивает получение целевого продукта с высокими значениями конверсии исходного мономера (78-85%), выхода целевого продукта (62-72 мас. %) и отношения Втримера/Волигомера (0,83-9,88) по сравнению с прототипом (0,24-0,39).As can be seen from the table, the use of the claimed method of oligomerization in the presence of a postmetallocene catalyst system of the coordination compound of vanadium alcohol in the presence of a reactant — ethyl trichloroacetate and cocatalyst — diethyl aluminum chloride or sesquietyl aluminum chloride in predetermined molar concentrations, provides the target product with high values of the initial conversion of 78 m %), the yield of the target product (62-72 wt.%) and the ratio of the trimer / B oligomer (0.83-9.88) compared with the prototype (0.24-0.39).
Получаемые заявленным способом продукты могут использоваться в качестве основ синтетических полиолефиновых базовых масел различного назначения.Obtained by the claimed method, the products can be used as the basis of synthetic polyolefin base oils for various purposes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106557/04A RU2570650C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106557/04A RU2570650C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570650C1 true RU2570650C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106557/04A RU2570650C1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570650C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU784172A1 (en) * | 1979-04-04 | 1999-03-27 | Отделение Института химической физики АН СССР | Method of producing higher α-olefins |
RU2437920C2 (en) * | 2006-06-14 | 2011-12-27 | Несте Ойл Ойй | Method of producing olefin oligomers |
-
2015
- 2015-02-26 RU RU2015106557/04A patent/RU2570650C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU784172A1 (en) * | 1979-04-04 | 1999-03-27 | Отделение Института химической физики АН СССР | Method of producing higher α-olefins |
RU2437920C2 (en) * | 2006-06-14 | 2011-12-27 | Несте Ойл Ойй | Method of producing olefin oligomers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0257696B1 (en) | Process for dimerizing alpha-olefins | |
US10005972B2 (en) | Processes for preparing low viscosity lubricants | |
RU2235756C2 (en) | Oligomer oil production process | |
US20040097772A1 (en) | Catalyst system for the trimerisation of olefins | |
US9309167B2 (en) | Process for oligomerization of olefins that uses a catalytic composition that comprises an organometallic complex that contains an alkoxy ligand that is functionalized by a heteroatom | |
KR20160108608A (en) | Oligomerization of alpha olefins using metallocene-ssa catalyst systems and use of the resultant polyalphaolefins to prepare lubricant blends | |
KR20040044910A (en) | Method for alpha-olefin trimerization | |
JPH0665110A (en) | Preparation of propene oligomer | |
WO2002066405A1 (en) | Catalyst system for the trimerisation of olefins | |
RU2652118C2 (en) | Production method of vinylidene olefins | |
JP6664375B2 (en) | Olefin polymerization catalyst and method for producing olefin oligomer | |
RU2570650C1 (en) | Method for obtaining ligomers of alpha-olefin c6, c8 or c10 | |
JPH06316538A (en) | Oligomerization | |
CN115400797B (en) | Heteroatom-containing metallocene catalyst system and method for catalyzing alpha-olefin oligomerization | |
CN109701642B (en) | Catalyst composition and application thereof | |
US10308563B2 (en) | Process for producing ethylene oligomers | |
WO2011003044A1 (en) | Selective olefin dimerization with supported metal complexes activated by alkylaluminum compounds or ionic liquids | |
CN113242764B (en) | Ligand for producing 1-octene in chromium-assisted ethylene oligomerization process | |
JP2004530764A (en) | Method for preparing oligomer | |
EP1073521A1 (en) | Catalyst system for alpha-olefin oligomerization | |
TW201700504A (en) | Method for producing [alpha]-olefin low polymer | |
CN109701650B (en) | Preparation method and application of cocatalyst for olefin oligomerization | |
KR20210138694A (en) | Ligand for 1-octene production in chromium-assisted ethylene oligomerization process | |
RU2739445C1 (en) | Method of producing oligomers of alpha-olefins | |
RU2781374C1 (en) | Method for obtaining the bases of synthetic polyolefin oils |