[发明专利]一种乙烯选择性齐聚的方法及催化剂

说明书

本发明提供了一种乙烯选择性齐聚的方法及催化剂。该催化剂的原料组成为：摩尔比为1:0.5‑100:0.1‑5000的脱氢吡啶轮烯型配体、过渡金属化合物和有机金属化合物。本发明还提供了利用上述催化剂完成的乙烯选择性齐聚的方法。本发明的乙烯选择性齐聚的催化剂的催化活性高，对目标产物1‑己烯及1‑辛烯的选择性高，对1‑丁烯及1‑C₁₀⁺的选择性低。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种乙烯选择性齐聚的催化剂，属于催化剂技术领域。

背景技术

线性α-烯烃是一类重要的有机化工原料，在均聚和共聚生产聚乙烯、表面活性剂、润滑油和油品添加剂等领域有着广泛的应用。其中的轻组分(C4-C8)可作为共聚单体与乙烯共聚生产线性低密度聚乙烯。特别是高纯度的1-己烯和1-辛烯能够显著提升线性低密度聚乙烯的耐磨蚀性能及其他化学和机械性能。随着全球经济的不断发展，对高性能聚乙烯的需求不断增长，1-己烯和1-辛烯的需求量持续以年均5.4％以上的速率增长。

工业上1-己烯和1-辛烯的生产方法主要有石蜡裂解、乙烯齐聚和萃取分离等方法，其中乙烯齐聚法是生产1-己烯和1辛烯的主要方法。例如US6184428公开了一种镍催化剂，采用硼化合物为助催化剂，可以催化乙烯齐聚得到线性α-烯烃的混合物，其中1-己烯的含量占22％，1-辛烯的含量占19％。SHOP工艺(US3676523、US3635937)使用相似的催化体系，齐聚产物中1-己烯的含量占21％、1-辛烯的含量占11％。其它典型的乙烯齐聚工艺，如海湾石油公司的Chevron工艺(DE1443927)、乙基公司(BP/Amoco，US3906053)的乙烯齐聚工艺中，1-己烯、1-辛烯的含量一般为13-25％。Brookhart等报道的铁系催化剂(J.Am.Chem.Soc.,1998,120:7143；Chem.Commun.1998,849；WO 99/02472)用于乙烯齐聚，其1-己烯、1-辛烯的含量也较低(20％)。这些生产工艺中线性α-烯烃的碳数符合Schulz-Flory分布，这种分布使齐聚产物中1-己烯、1-辛烯的含量不可能太高。如果要得到高纯度的1-己烯和1-辛烯需要通过多塔精馏分离实现，其工艺路线复杂，设备投入巨大。因此，寻找高选择性制备1-己烯和1-辛烯的生产工艺显得非常重要。

催化乙烯高选择性齐聚是生产1-己烯和1-辛烯的主要方法，其中催化剂是其关键技术，新型催化体系的开发及其催化机理研究一直是该领域的研究热点和难点问题。近些年来，科研工作者们对乙烯选择性齐聚技术进行了大量的研究，也取得了许多重要的研究成果。如：铬系催化剂体系用于乙烯三聚制备1-己烯，也已经实现工业化生产(US5550305、US5198563)，但其主产物1-己烯的含量一般都大于90％，1-辛烯的含量很少(3％)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化剂活性高、目的产物1-己烯及1-辛烯的选择性高、1-丁烯及1-C₁₀⁺选择性低的乙烯选择性齐聚的催化剂。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种乙烯选择性齐聚的催化剂，该催化剂的原料组成为：摩尔比为1:0.5-100:0.1-5000的脱氢吡啶轮烯型配体、过渡金属化合物和有机金属化合物；其中，脱氢吡啶轮烯型配体的结构通式如式I所示：

R¹，R²，R³分别独自选择于烷基或芳香基基团。