JP5069748B2 - エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合のためのプロセスおよびプラント - Google Patents

Description

本発明は、エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合のためのプロセスおよびそのためのプラントに関する。

有機溶媒中において適切に行われる、有機金属触媒を用いたエチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合が、当該技術分野において広く知られている。特に、エチレンのオリゴマー化の場合において、所望のＣ₄〜Ｃ₂₀の線状アルファオレフィン（ＬＡＯ）から、炭素原子を２０より多く有する高級線状アルファオレフィン、そして既に高分子の生成物までに及ぶ幅広い範囲の生成物が得られる。それゆえ、オリゴマー化／重合後、生成物は、市場性のある生成物と、規格外生成物を含む市場性のない分画とに分離する必要がある。市場性のない分画は、生成物の確定仕様または保証仕様を満たさない生成物または生成物の分画（すなわち、規格外生成物）、もしくは経済的理由のために市場性のない生成物を含むであろう。処理、取扱いのための適切なインフラ設備、または例えば、積込み設備が利用できないことによる経済的理由が認められるかもしれない。その上、特定の生成物または分画の市場取引は、ほんのわずかな生産量、高い輸送費と物流費、およびある地域における低い市場価格のために、経済的ではないかもしれない。

従来技術において、この市場性のないまたは規格外の分画または生成物は通常焼却処分される。何故ならば、焼却処分は、市場性のない生成物を廃棄するための最も経済的な方法であると考えられているからである。

しかしながら、焼却処理および二酸化炭素の生成のために、環境バランスに著しい悪影響がある。

したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を克服した、エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合のためのプロセスを提供することにある。特に、市場性のない分画または生成物の焼却処理を差し控えるだけでなく、そのさらに別の利用法のための代わりの経路を可能にするプロセスを提供すべきである。

さらに、オリゴマー化／重合のためのプラントを提供すべきである。

第１の課題は、エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合のためのプロセスであって、得られた生成物を、少なくとも１種類の市場性のある生成物と、１種類以上の市場性のない分画とに分離し、その市場性のない分画の１種類以上を、そのスチームクラッキングのためのスチームクラッキング炉に送る各工程を有してなるプロセスにより達成される。

エチレンを第１工程でオリゴマー化して、線状アルファオレフィンを形成することが好ましい。

ある実施の形態において、分離工程前に、オリゴマー化／重合に用いた触媒を失活および／または除去してもよく、オリゴマー化／重合に利用した溶媒を除去してもよい。

市場性のあるオリゴマー化／重合分画または生成物と、市場性のないものとの分離は、蒸留、濾過などによって容易に行われるであろう。

スチームクラッキング生成物、好ましくはエチレンは、適切な分離および精製後、オリゴマー化／重合工程中に再循環させることがより好ましい。

第２の課題は、オリゴマー化／重合反応装置およびそれに接続されたスチームクラッキング炉を備えた、エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合のためのプラントにより達成される。

そのスチームクラッキング炉は、スチームクラッキング生成物を、対応する分離装置および精製装置の下流にあるオリゴマー化／重合反応装置に再循環させるための再循環ラインを有することが好ましい。

意外なことに、本発明のプロセスにおいて、エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化／重合の市場性のないまたは規格外分画または生成物は、これらの市場性のない流れを、高いエチレン収率を有するスチームクラッキング生成物に転化するために、スチームクラッキング炉に都合よく移送されることが分かった。さらにまた、本発明のプラントを含む石油化学コンビナートの全体的な経済性が実質的に改善されることが分かった。その上、焼却処理を差し控えることにより、環境バランスにプラスの影響がある。

スチームクラッキングは、石油化学産業において広く知られている。スチームクラッキングは、通常飽和している炭化水素を、小さな、不飽和であることが多い炭化水素に分解するプロセスである。これは、エチレンおよびプロペンを含む低級アルケンを精製するための重要な工業用の方法である。

スチームクラッキングにおいて、ナフサ、ＬＰＧまたはメタンのようなガス状または液体の炭化水素供給物が、蒸気で希釈され、次いで、炉内で手短に加熱される（明らかに、酸素のない状況で）。一般に、反応温度は、８５０℃辺りと、非常に高いが、反応は、非常に短時間しか行われない。スチームクラッキング反応において生成された生成物は、供給物の組成、炭化水素対蒸気の比率およびクラッキング温度と炉内の滞在時間による。

これまで、一般的なオリゴマー化／重合反応装置をスチームクラッキング炉と組み合わせることは、従来技術において示唆されていなかった。

本発明のプロセスによれば、エチレンおよびアルファオレフィンなどのモノマーは、好ましくは有機溶媒および均一系触媒の存在下で、オリゴマー化／重合反応装置中に導入される。均一系触媒は、ジルコニウム成分および有機アルミニウム成分を含むことが好ましいであろう。ジルコニウム成分は、化学式ＺｒＣｌ_4-mＸ_mを有し、ここで、Ｘ＝ＯＣＯＲまたはＯＳＯ₃Ｒ’であり、ＲおよびＲ’は、独立して、アルキル、アルケンまたはフェニルであり、０＜ｍ＜４である。有機アルミニウム成分は、Ａｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₃、Ａｌ₂Ｃｌ₃（Ｃ₂Ｈ₅）₃またはＡｌＣｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₂であることが好ましいであろう。オリゴマー化／重合反応装置内において、分離すべき、市場性のある分画または生成物と、市場性のない（規格外）分画または生成物とを含む生成物が得られる。オリゴマー化／重合後、触媒を失活させ、除去し、必要に応じて溶媒も除去し、分画を、例えば、蒸留によって、または固体の高分子量オリゴマーが得られる場合には濾過によって、分離する。

次いで、１種類以上の市場性のない分画をスチームクラッキング炉に送り、その中で、これらの分画は、典型的なスチームクラッキング生成物に転化され、特に、エチレンが高収率で得られる。分離および精製後、次いで、エチレンは、オリゴマー化／重合反応装置に再循環させても、他の目的に利用してもよい。

本発明のプロセスにより、市場性のない分画または生成物のこれまで利用されていた焼却処分が差し控えられ、プラントの全体的な経済性が増す。

先の説明および特許請求の範囲に開示された特徴は、別々とそれらの任意の組合せにおいて、本発明を多種多様な形態で実現するための素材であろう。

Claims (8)

1. エチレンおよび／またはアルファオレフィンのオリゴマー化のためのプロセスであって、エチレンおよび／またはアルファオレフィンをオリゴマー化させ、得られた生成物を、Ｃ ₄ 〜Ｃ ₂₀ の線状アルファオレフィンを含む少なくとも１つの市場性のある生成物と、２０より多くの炭素原子を有する線状アルファオレフィンを含む１以上の市場性のない分画とに分離し、該市場性のない分画を、スチームクラッキングするためにスチームクラッキング炉に送る各工程を有してなるプロセス。
2. 前記オリゴマー化工程でエチレンをオリゴマー化して、線状アルファオレフィンを形成することを特徴とする請求項１記載のプロセス。
3. 前記分離工程の前に、オリゴマー化に用いられる触媒を失活および／または除去し、オリゴマー化に利用された溶媒を除去することを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。
4. スチームクラッキング生成物を、適切な分離および精製後、前記オリゴマー化工程に再循環させることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のプロセス。
5. 前記スチームクラッキング生成物がエチレンを含むことを特徴とする請求項４記載のプロセス。
6. オリゴマー化を、ジルコニウム成分および有機アルミニウム成分を含む均一系触媒を利用して行うことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載のプロセス。
7. 前記ジルコニウム成分が、化学式ＺｒＣｌ_4-mＸ_mを有し、ここで、Ｘ＝ＯＣＯＲまたはＯＳＯ₃Ｒ’であり、ＲおよびＲ’は、独立して、アルキル、アルケンまたはフェニルであり、０＜ｍ＜４であることを特徴とする請求項６記載のプロセス。
8. 前記有機アルミニウム成分が、Ａｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₃、Ａｌ₂Ｃｌ₃（Ｃ₂Ｈ₅）₃またはＡｌＣｌ（Ｃ₂Ｈ₅）₂であることを特徴とする請求項６または７記載のプロセス。