MX2008001280A - Metodo para preparar alfa-olefinas lineales con retiro de calor mejorado. - Google Patents
Metodo para preparar alfa-olefinas lineales con retiro de calor mejorado.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un método para preparar alfa-olefinas lineales al oligomerizar etileno en la presencia de un primer solvente orgánico y un catalizador homogéneo en un reactor, caracterizado en que la parte superior del reactor se enfría por medio de un refrigerante.
Description
MÉTODO PA RA PREPARAR A LFA-OLEFINAS LIN EA LES CON RETIRO DE CALOR MEJORADO
La presente i nvención se refiere a un método para preparar alfa-olefi nas li neales (LAO) al oligomerizar etiieno en la presencia de un primer solvente orgánico y un catalizador homogéneo en un rector. La oligomerizacion de etiieno utilizando un catalizador organometálico se conoce ampliamente en la materia. La oligomerizacion es altamente exotérmica de manera que el calor de reacción tiene que removerse del reactor para prevenir una fuga. DE 43 38 414 C1 describe un método para la preparación de alfa-olefi nas li neales, en donde el etiieno grado polímero se vuelve a circular para remover el calor de reacción. Por lo tanto, la alimentación de etiieno (que tiene un contenido de etiieno de aproxi madamente 100% con cantidades menores de i mpurezas) se introduce en el reactor a una temperatura i nferior, y etiieno monomérico no oligomerizado se remueve a una temperatura más alta, se enfria y se vuelve a introducir en el reactor. Se encontró que solamente aproximadamente 3% de l a ali mentación de etiieno se utiliza en el proceso de oligomerizacion, en donde el resto se utiliza como medio de enfriamiento. Etiieno es bastante costoso. Adicionalmente, se encontró que para suficiente retiro de calor, la velocidad de flujo del gas de ciclo de enfriamiento de etiieno tiene que ser suficientemente alta resultando en demandas incrementadas de equi po, tubería, consumo de energía, etc. De acuerdo al estado de la materia, una temperatura típica de la parte superior de un reactor para la oligomerización de etileno para producir alfa-olefinas lineales es aproximadamente 50°C, mientras la temperatura de la parte inferior del reactor es aproximadamente 60 a aproximadamente 100°C. En este caso, el enfriamiento de la parte superior se logra usualmente por medio de agua de enfriamiento, preferentemente utilizando un condensador. En base a estas condiciones y la aplicación de tolueno como solvente adecuado, una cantidad pequeña de tolueno se evapora en la parte inferior del reactor, fluye hacia arriba a la parte superior del reactor, se condesa parcialmente y sirve como reflujo interno. Este ciclo interno contribuye al retiro de calor del reactor solamente con un porcentaje muy pequeño. Por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar un método para preparar alfa-olefinas lineales al oligomerizar etileno, tal método supera las desventajas de la técnica anterior. Especialmente, debe proporcionarse un método que muestra un retiro de calor mejorado del reactor, junto con una reducción significativa de la velocidad de flujo del gas de ciclo de enfriamiento, resultando en ahorros de equipo, tubería, consumo de energía, etc. Este objeto se logra en que la temperatura de la parte superior del reactor se enfría por medio de un refrigerante. Preferentemente, la temperatura en la parte superior del reactor se mantiene a aproximadamente 15 a aproximadamente 20°C, preferentemente por un condensador. Más preferentemente, el refrigerante es propileno. Adicionalmente, el método puede llevarse a cabo en la presencia de al menos un medio de enfriamiento, agregarse al reactor y condensarse en la parte superior del reactor y volverse a evaporar en la parte inferior del reactor. Preferentemente, el medio de enfriamiento se selecciona de manera que permanece substancialmente dentro del reactor mientras opera el método. En una modalidad también preferida, el medio de enfriamiento se selecciona de un segundo solvente orgánico inerte que tiene un punto de ebullición de al menos aproximadamente 120°C a presión atmosférica. El primer solvente orgánico puede ser tolueno. Preferentemente, el catalizador comprende una sal de zirconio de ácidos orgánicos y al menos un compuesto de organoal uminio. Se propone que la sal de zirconio tenga la fórmula ZrCI4-mXm , en donde X = OCOR o OS03R' con R y R' siendo independientemente alquilo, alqueno o fenilo, y en donde 0 < m < 4.
El al menos un compuesto de aluminio puede ser AI(C2H5)3, Al 2Cl3(C2H5) 3 , AI CI(C2H5)2 o mezclas de los mismos. Fi nalmente, la temperatura i nferior del reactor de oligomerización está entre aproximadamente 60 a aproximadamente 1 00°C.
Sorprendentemente, se encuentra que el enfriamiento de l a parte superior del reactor por medio de un refrigerante, preferentemente por una reducción de la temperatura de la parte superior del reactor a aproximadamente 1 5 a aproxi madamente 20°C de manera significativa incrementa el ciclo de enfriamiento i nterno. Adicionalmente, la alta alimentación de etileno siendo hasta ahora esencial para el retiro de calor, puede reducirse, y de esta manera la velocidad de flujo del gas de ciclo de enfriamiento puede reducirse significativamente. Esto resulta además en ahorros de equi po, tubería, consumo de energía, etc. En una modalidad preferida, un medio de enfriamiento apropiado puede introducirse además en el reactor de LAO proporcionado un retiro mejorado adicional del calor generado debido al proceso de oligomerización exotérmico. El medio de enfriamiento que está por introducirse en el reactor, preferentemente inyectarse, se selecciona de manera que el medio de enfriamiento puede condensarse fácilmente en la parte superior del reactor, pero también puede volverse a evaporar fácilmente en la parte inferior del reactor. Además, el punto de ebullición a presión atmosférica del medio de enfriamiento se selecciona preferentemente en que evita de manera satisfactoria la descarga del medio de enfriamiento del reactor. De acuerdo al método inventivo puede lograrse un enfriamiento interno directo. El método de la presente invención se ilustra ahora en detalle.
El catalizador disuelto en un solvente adecuado, tal como tolueno, se alimenta a un reactor de oligomerización. Adicionalmente, se suministra etileno al reactor, y un medio de enfriamiento puede también proporcionarse para introducción en el mismo. El medio de enfriamiento se selecciona de manera que puede condensarse fácilmente en la parte superior del reactor, pero también puede volverse a evaporar fácilmente en la parte inferior del reactor. En el reactor, etileno se oligomeriza para obtener alfa-olefinas lineales. Especialmente, la oligomerización de etileno se conduce en el reactor, cuando la alimentación de las burbujas de etileno a través de la mezcla de solvente y catalizador. Los productos de la oligomerización permanecen disueltos en el solvente. La temperatura de la parte inferior del reactor es aproximadamente 60 a aproximadamente 100°C. La temperatura de la parte superior del reactor se mantiene a aproxi madamente 1 5 a aproximadamente 20°C, preferentemente por aplicación de un refrigerante, preferentemente utilizando un condensador. En esta materia, el ciclo de enfriamiento interno dentro del reactor se incrementa significativamente. Del reactor, una mezcla de etileno y alfa-olefi nas ligeras pueden removerse a través de la parte superior del reactor y puede recolectarse en un separador. El líquido obtenido, que comprende solvente y alfa-olefinas, puede volverse a circular hacia el reactor. La parte del separador que permanece gaseosa puede enfriarse además en un dispositivo de enfriamiento a una temperatura de aproximadamente 5°C y se transfiere entonces hacia un segundo separador. En el dispositivo de enfriamiento, el enfriamiento se aj usta de manera que las defi nas más pesadas que el etileno se licúan. Las alfa-olefi nas lineal es obtenidas pueden entonces procesarse además como se sabe en la materia. Etileno no consumido puede, en mezcla con una alimentación fresca del mismo, introducirse de nuevo hacia el reactor. Una mezcla líquida que comprende solvente, catalizador y alfa-ol efi nas li neales puede descargarse del reactor a través de una línea arriba de la parte inferior del reactor y puede procesarse además como se sabe en la materia. Las características descritas en la descripción anterior, en el dibujo o en las reivi ndicaciones puede, tanto por separado como en cualquier combinación de las mismas, ser material para realizar la invención en diversas formas de la misma.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES 1 . Método para preparar alfa-olefinas lineales al oligomerizar etileno en la presencia de un primer solvente orgánico y un catalizador homogéneo en un reactor, caracterizado en que la parte superior del reactor se enfría por medio de un refrigerante.
- 2. Método según la reivindicación 1 , en donde la temperatura en la parte superior del reactor se mantiene a aproxi madamente 1 5 a aproxi madamente 20°C, preferentemente por un condensador.
- 3. Método según la reivindicación 2, en donde el refrigerante es propileno.
- 4. M étodo según cualquiera de las reivi ndicaciones precedentes, en donde el método se lleva a cabo en la presencia de al menos un medio de enfriamiento agregado al reactor y condensarse en la parte superior del reactor y re-evaporarse en la parte inferior del reactor.
- 5. Método según la reivindicación 4, en donde el medio de enfriamiento se selecciona de manera que permanece substancialmente dentro del reactor mientras opera el método.
- 6. M étodo según la reivi ndicación 4 o 5, en donde el medio de enfriamiento se selecciona de un segundo solvente orgánico inerte que tiene un punto de ebullición de al menos aproximadamente 120°C a presión atmosférica.
- 7. M étodo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer solvente orgánico es tolueno.
- 8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catalizador comprende una sal de zirconi o de ácidos orgánicos y al menos un compuesto de organoal umi nio.
- 9. Método según la reivindicación 8, en donde la sal de zirconio tiene la fórmula ZrCI4-mXm, en donde X = OCOR o OSO3R' con R y R' siendo independientemente alquilo, alqueno o fenilo, y en donde 0 < m < 4. 1 0. Método según la reivindicación 9, en donde el al menos un compuesto de aluminio es AI(C2Hs)3, AI2Cl3(C2 H5) 3 , AICI(C2H5)2 o mezclas de los mismos. 1 1 . Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la temperatura de la parte inferior del reactor de oligomerización está entre aproximadamente 60 a aproximadamente 100°C.
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