使用气体顶部空间再循环的低聚方法技术

本发明专利技术涉及在串联放置的至少两个气/液反应器的序列中实施的低聚方法，所述方法包括至少一个气体顶部空间再循环回路。所述方法更具体地涉及将乙烯低聚为直链α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用气体顶部空间再循环的低聚方法


[0001]本专利技术涉及在串联放置的至少两个气/液反应器的序列中实施的低聚方法，所述方法包括至少一个气体顶部空间再循环回路。所述方法更具体地涉及将乙烯低聚为直链α
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烯烃，例如1
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丁烯、1
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己烯、1
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辛烯或直链α
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烯烃的混合物。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及使用气/液反应器的低聚方法领域，所述气/液反应器也称为鼓泡塔。由于低聚反应的放热性质，鼓泡塔同样包括循环回路，由此将液体部分取出、冷却并再引入反应室。由于与循环回路相关的良好的传热能力，所述循环回路使得可以获得浓度的良好均匀性并且控制整个反应体积的温度。
[0003]当使用这种类型的塔时，在低聚方法中遇到的一个缺点是气相(也称为气体顶部空间)的管理。原因是所述气体顶部空间包含在液相中溶解度低的气态组分、部分可溶于液体中但为惰性的化合物和不溶于所述液体中的气态乙烯。气态乙烯从液相向气相(或气体顶部空间)的通过是被称为穿透(breakthrough)的现象。事实上，气体顶部空间被排放以便除去所述气态化合物。当存在于气体顶部空间中的气态乙烯的量高时，气体顶部空间的排放导致乙烯的并非微不足道的损失，这对低聚方法的生产率和成本是不利的。
[0004]为了提高低聚方法的效率，特别是在生产率和成本方面，因此限制气体顶部空间中所含的未反应乙烯的损失以提高其在所述方法中的转化率，同时保持对所需直链α
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烯烃的高选择性是至关重要的。
[0005]如图1所示，使用液体循环回路的现有技术方法不能限制气态乙烯的损失，并且气体顶部空间的排放导致气态乙烯从反应器中排出，这对该方法的产率和成本是不利的。
[0006]申请人在申请WO2019/011806和WO2019/011609中描述了这样的方法，其使得可以通过分散或涡流装置增加液体部分的上部和气体顶部空间之间的接触表面积，以促进气体顶部空间中含有的乙烯在液/气界面处通向液相。然而，当气体顶部空间中乙烯的量由于高穿透程度而相当大时，这些方法可能是不足够的。
[0007]此外，在其研究期间，申请人已经发现，在以注入气态乙烯的恒定流量操作的反应器中，溶解的乙烯的量和因此穿透的程度取决于实施该方法的反应器的尺寸，并且尤其取决于液相的高度。这是因为高度越低，气态乙烯穿过液相溶解的时间越短，穿透程度越高。
[0008]令人惊奇的是，申请人已经发现了一种新方法，其使用串联放置的至少两个气/液反应器的序列，并且包括至少一个将气体顶部空间的至少一部分再循环到串联的第一反应器中的液相的下部的步骤，使得可以优化该方法中涉及的气态乙烯的溶解，并且调节第一反应器内的压力而不导致乙烯损失。特别地，该方法使得可以获得直链α
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烯烃，例如1
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丁烯、1
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己烯或1
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辛烯的选择性生产。
[0009]根据本专利技术的方法的另一个优点是，使用根据本专利技术的气/液反应器序列，可以实现更高的选择性和转化率，并限制实施成本。
[0010]根据本专利技术的再循环步骤的另一个优点是它能够简单和经济地补偿在低聚方法
中气态乙烯穿透到气体顶部空间中的现象，而与反应器的尺寸无关。

技术实现思路

[0011]本专利技术的主题涉及用于乙烯低聚的方法，所述方法在0.1
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10MPa的压力、30
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200℃的温度下，在串联放置的至少两个气/液反应器的序列中进行，所述方法包括以下步骤：
[0012]a)将包含至少一种金属前体、任选的至少一种活化剂和任选的至少一种添加剂的催化低聚体系引入到包括反应室的序列的至少第一反应器中的步骤，所述反应室包括在下部区域中的液相和在上部区域中的气相，
[0013]b)将气态乙烯引入到该序列的至少第一反应器的反应室的下部的步骤，
[0014]c)对于每个反应器，从反应器的反应室的下部取出一部分液相的步骤，液体部分被分离成两个物流：第一物流，其对应于所述液体部分的第一部分，称为主要液体部分，其被送至冷却步骤e)；第二物流，其对应于所述液体部分的第二部分，构成位于序列中的下游的反应器的液体进料，除非取出的液体部分来自序列的最后一个反应器，并且对于序列的最后一个反应器，第二物流对应于在低聚方法结束时获得的流出物，
[0015]d)将从位于上游的反应器中取出的液体部分的所述第二部分引入在流动方向位于下游的反应器的反应室中的步骤，
[0016]e)通过使液体部分的所述第一部分进入热交换器来冷却步骤c)中从位于上游的反应器中取出的所述主要液体部分以获得经冷却的液体部分的步骤，
[0017]f)将在步骤e)中冷却的所述液体部分引入所述反应器的反应室顶部的步骤，对所述序列的每个反应器进行步骤a)至f)，
[0018]g)将从反应室的上部区域取出并在所述反应室的下部引入到液相中的气体部分再循环的步骤，至少在该序列的第一反应器中进行所述再循环步骤g)。
[0019]优选地，反应器序列使用2至10个串联放置的气/液反应器。
[0020]优选地，将在步骤g)中取出的气相作为与在步骤b)中引入的气态乙烯的混合物引入。
[0021]优选地，步骤g)中气体部分的取出速率为步骤b)中引入的气态乙烯的流量的0.1
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100％。
[0022]优选地，将在步骤g)中取出的气体部分在反应室的侧下部引入。
[0023]优选地，步骤g)中的气体部分的取出速率由反应室内的压力控制。
[0024]优选地，从气相中取出第二排放气体物流。优选地，第二气态物流的流量为步骤b)中引入的乙烯的流量的0.005
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1.00％。
[0025]优选地，所述方法还使用溶剂，并且引入到反应器序列中的溶剂的重量含量为0.5
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10.0。
[0026]优选地，在步骤b)中将气态氢气物流引入反应室，其流量为输入乙烯的流量的0.2
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5.0重量％。
[0027]优选地，金属前体在催化体系中的浓度相对于反应物质为0.1
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50.0重量ppm原子金属。
[0028]优选地，催化低聚反应连续进行。
[0029]优选地，低聚使得可以获得包含4至20个碳原子的直链烯烃。
[0030]本专利技术的另一个主题涉及用于实施上述方法的反应装置，其中每个反应器包括以下元件：
[0031]‑
反应室i)，其为沿着垂直轴的细长形状，具有下部区域和在所述下部区域上方的上部区域，
[0032]‑
用于将气态乙烯引入所述反应室的任选构件ii)，所述序列的第一反应器总是包括用于引入气态乙烯的所述构件ii)，
[0033]‑
用于引入催化体系的任选构件iii)，所述序列的第一反应器总是包括用于引入催化体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于乙烯低聚的方法，所述方法在0.1
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10MPa的压力、30
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200℃的温度下，在串联放置的至少两个气/液反应器的序列中进行，所述方法包括以下步骤：a)将包含至少一种金属前体、任选的至少一种活化剂和任选的至少一种添加剂的催化低聚体系引入到包括反应室的序列的至少第一反应器中的步骤，所述反应室包括在下部区域中的液相和在上部区域中的气相，b)将气态乙烯引入到所述序列的至少第一反应器的反应室的下部的步骤，c)对于每个反应器，从反应器的反应室的下部取出一部分液相的步骤，液体部分被分离成两个物流：第一物流，其对应于所述液体部分的第一部分，称为主要液体部分，其被送至冷却步骤e)；第二物流，其对应于所述液体部分的第二部分，构成位于序列中的下游的反应器的液体进料，除非取出的液体部分来自序列的最后一个反应器，并且对于序列的最后一个反应器，第二物流对应于在低聚方法结束时获得的流出物，d)将从位于上游的反应器中取出的液体部分的所述第二部分引入在流动方向位于下游的反应器的反应室中的步骤，e)通过使液体部分的所述第一部分进入热交换器来冷却步骤c)中从位于上游的反应器中取出的所述主要液体部分以获得经冷却的液体部分的步骤，f)将在步骤e)中冷却的所述液体部分引入所述反应器的反应室顶部的步骤，对所述序列的每个反应器进行步骤a)至f)，g)将从反应室的上部区域取出并在所述反应室的下部引入到液相中的气体部分再循环的步骤，至少在所述序列的第一反应器中进行所述再循环步骤g)。2.如权利要求1所述的方法，其中所述反应器序列使用2至10个串联放置的气/液反应器。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将在步骤g)中取出的气相作为与在步骤b)中引入的气态乙烯的混合物引入。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤g)中的气态部分的取出速率为步骤b)中的引入的气态乙烯的流量的0.1
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100％。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将在步骤g)中取出的气态部分在反应室的侧下部引入。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤g)中的气态部分的取出速率由反应室内的压力控制。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中从气相中取出第二排放气体物流。8.如权利要求7所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：