[发明专利]乙烯低聚的方法及用于其的带有冷却设备的反应器系统

说明书

本发明涉及一种在低聚反应器中，在溶剂和催化剂的存在下，使 乙烯低聚形成线性α-烯烃的方法，其中含有未反应的乙烯和轻质线性 α-烯烃的反应产物从反应器中排出并送入至少一个第一直接冷却设 备，以将反应产物分离为富含乙烯的气态馏分和富含轻质线性α-烯烃 的液态馏分，还涉及用于该方法的反应器系统。

乙烯低聚的方法在本领域是公知的。例如，DE 43 38 414 C1中 公开了一种通过乙烯低聚制备线性α-烯烃的方法，其中低聚反应在有 机溶剂和一种均相液态催化剂的存在下进行。通常，在该方法中使用 的是一种包含锆组分和有机铝组分的催化剂，其中有机铝组分作为助 催化剂。低聚反应可通过将含有单体、催化剂、助催化剂和溶剂的原 料导入一个反应器装置而进行。当在反应器装置中转化后，可将含有 低聚物、未反应的单体、催化剂、助催化剂和溶剂的产物自该反应器 装置中排出，并可作进一步处理。根据DE 43 38 414 C1，可将含有 未反应的乙烯和轻质α-烯烃的反应产物排出，并导入一个热交换器 中，在热交换器中使混合物冷却到一个特定温度，例如35℃。通过冷 却获得的液态馏分(主要含有轻质α-烯烃)重新引入反应器中。获得 的气态馏分(主要含有未反应的乙烯)导入另一个热交换器中，在该 热交换器中使其温度进一步降低，例如降至约5℃。在第二个热交换 器中，未反应的乙烯与残留的轻质α-烯烃充分分离。然后可对分离出 的α-烯烃作进一步处理，例如在精馏塔中。

因此，在现有技术的乙烯低聚方法中，通过在几个热交换器中的 部分冷凝，通常只能将相对较少量的轻质线性α-烯烃从相对较大量的 气态乙烯物流中分离出来。由于气态组分的传热系数相对较小，因而 所用的热交换器相对较大，而且必须支撑在复杂的结构上，例如钢结 构。

本发明的一个目的即为提供一种克服现有技术缺陷的乙烯低聚的 方法。尤其是，提供一种可使用较小的、无须包含在复杂结构中的热 交换器的方法。

此外，本发明的一个目的为提供一种实施本发明方法的反应器系 统。

第一个目的通过将至少一部分富含轻质线性α-烯烃的液态馏分 送入一个第二冷却设备以降低其温度并接着将其重新引入直接冷却设 备而实现。

优选地，在直接冷却设备的顶部重新引入。

此外，还优选将未反应的乙烯循环回低聚反应器或作进一步处理。

在一个优选的实施方案中，将另一部分富含轻质α-烯烃的液态馏 分导入一个分离设备。

优选地，该分离设备为精馏塔。

此外，还优选使第一直接冷却设备含有无规填料(random packing)、规整填料(structured packing)和/或塔板。

一方面，向重新引入第一直接冷却设备的富含轻质α-烯烃的液态 馏分中添加一种另外的溶剂。

在一个优选的实施方案中，所述的另外的溶剂为较重质的α-烯烃 馏分，优选也获自该低聚方法。

一方面，轻质α-烯烃为C₄-C₈烯烃和/或重质α-烯烃为C₁₀-C₁₈烯 烃。

此外，还优选将富含轻质α-烯烃的馏分在第二冷却设备中冷却到 约3℃的温度。乙烯和轻质线性α-烯烃的混合物优选在第一直接冷却 设备中冷却到约8℃的温度。

本发明的第二个目的通过一个用于使乙烯低聚形成线性α-烯烃 的反应器系统实现，优选使用本发明的方法，所述反应器系统包括一 个低聚反应器和一个与该反应器连接的用于使未反应的乙烯与轻质α -烯烃分离的分离单元，该分离单元包括至少一个带有回路的直接冷却 设备，所述回路用于使轻质α-烯烃通过一个第二冷却设备。

根据本发明，热量有利地是从液态物流(轻质线性α-烯烃)中移 出，而非如迄今为止现有技术那样是从气态物流中移出热量。实际上， 热量是从使轻质液态α-烯烃循环的回路中移出。由此，可获得明显更 高的传热系数。因此，本发明方法中所使用的热交换器和冷却设备可 设计为明显更小，并且无需结合在复杂的结构中。本发明的方法还提 供提高的分离效率，因为在直接冷却设备中可采用一个以上的理论分 离级。

本发明的方法和反应器系统的其它特征和优点将参照附图进一步 示例说明，其中图1所示为构成本发明反应器系统一部分的分离单元 的示意图。