JP5475314B2 - Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same - Google Patents
Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5475314B2 JP5475314B2 JP2009104207A JP2009104207A JP5475314B2 JP 5475314 B2 JP5475314 B2 JP 5475314B2 JP 2009104207 A JP2009104207 A JP 2009104207A JP 2009104207 A JP2009104207 A JP 2009104207A JP 5475314 B2 JP5475314 B2 JP 5475314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formula
- iii
- reaction
- olefin
- complex catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明はエチレンのオリゴメリ化反応により線状α−オレフィンを製造するときに用いる錯体触媒及びそれを用いた線状α−オレフィンの製造方法に関する。 The present invention relates to a complex catalyst used when a linear α-olefin is produced by an oligomerization reaction of ethylene and a method for producing a linear α-olefin using the same.
エチレンのオリゴメリ化によるα−オレフィンの工業的な製造は、Ni、Zr系等の錯体触媒やトリエチルアルミニウム等の触媒を用いる。この反応ではエチレンがオリゴメリ化したα−オレフィンの他、少量の固形ポリマーが副生し、反応器や配管等への閉塞の原因となり運転に多大な支障を来たすことがある。
この固形ポリマー副生の対策により低い温度で反応を行う方法がある。しかしながらこのような低温反応では触媒活性が著しく低下する。また他の対策として触媒を均一系にする方法がある。例えばZrCl4を遷移金属化合物として使用する場合、ヘテロ原子含有有機化合物を添加し均一系にする。ただし、均一系にするには、ベンゼン等の芳香族溶媒の使用が必要であるが、この芳香族溶媒と生成物のα−オレフィンが反応し、アルキルベンゼンが副生し各α−オレフィンに混入し製品品質を悪化させていた。
Industrial production of α-olefins by oligomerization of ethylene uses a complex catalyst such as Ni or Zr, or a catalyst such as triethylaluminum. In this reaction, in addition to the α-olefin in which ethylene is oligomerized, a small amount of a solid polymer is produced as a by-product, which may cause clogging of the reactor, piping and the like, resulting in a great trouble in operation.
There is a method of performing the reaction at a low temperature by taking measures against this solid polymer by-product. However, such low temperature reaction significantly reduces the catalytic activity. Another measure is to make the catalyst homogeneous. For example, when ZrCl 4 is used as a transition metal compound, a heteroatom-containing organic compound is added to make a uniform system. However, in order to obtain a homogeneous system, it is necessary to use an aromatic solvent such as benzene. However, this aromatic solvent reacts with the α-olefin of the product, and alkylbenzene is by-produced to be mixed into each α-olefin. Product quality was deteriorating.
例えば、特許文献1には、Zr系遷移金属化合物にアセタール及びケタールを添加した遷移金属錯体に有機アルミニウムを加えた錯体触媒を用い、反応に芳香族溶媒を用いてエチレンのオリゴメリ化反応を行うことが記載されている。このような方法では、反応溶媒に芳香族溶媒を使用しているので芳香族溶媒と生成したα−オレフィンによるFriedel−Craft反応が起こりアルキルベンゼンが多量副生する。
例えば、ベンゼンを溶媒に使用した場合に、アルキルベンゼンがC10以上のα−オレフィンに混入し、o−キシレンを反応溶媒に使用した場合、C12以上のα−オレフィンに混入し、製品品質を悪化させる。
For example, Patent Document 1 discloses that an oligomerization reaction of ethylene is performed using an aromatic solvent in a reaction using a complex catalyst obtained by adding organoaluminum to a transition metal complex obtained by adding acetal and ketal to a Zr-based transition metal compound. Is described. In such a method, since an aromatic solvent is used as a reaction solvent, a Friedel-Craft reaction between the aromatic solvent and the generated α-olefin occurs, and a large amount of alkylbenzene is by-produced.
For example, when benzene is used as a solvent, alkylbenzene is mixed into a C10 or higher α-olefin, and when o-xylene is used as a reaction solvent, it is mixed into a C12 or higher α-olefin, thereby deteriorating the product quality.
特許文献2は、反応溶媒に非芳香族溶媒を使用するが、ZrCl4にアセタール及びケタールを添加し錯体を調製する際に芳香族溶媒を使用する。
この方法は、反応系に使用する芳香族系溶媒は少量であるが、この場合も少量使用する溶媒とα−オレフィンが反応しアルキルベンゼンが副生し、製品品質を悪化させる。
また、低温反応ほどポリマー副生を低減するには有利であるが、特許文献2で触媒系へ添加しているアセタール及びケタールは触媒活性が低く、触媒コストが高くなり、結果として製造コストが高くなる課題がある。
In Patent Document 2, a non-aromatic solvent is used as a reaction solvent, but an aromatic solvent is used when a complex is prepared by adding an acetal and a ketal to ZrCl 4 .
This method uses a small amount of the aromatic solvent used in the reaction system, but in this case as well, the solvent used in a small amount reacts with the α-olefin to produce by-produced alkylbenzene, which deteriorates the product quality.
In addition, although the low temperature reaction is more advantageous for reducing polymer by-products, the acetal and ketal added to the catalyst system in Patent Document 2 have low catalytic activity and high catalyst costs, resulting in high production costs. There is a problem.
特許文献3は、ハロゲン化ジルコニウムにエステル、ケトン、エーテル、ニトリル、アミン、酸無水物、アミドやアルデヒド等の有機化合物を添加し大半のハロゲン化ジルコニウムを溶解させ、この触媒を用いてトルエン溶媒下でエチレンのオリゴメリ化反応を行うことを開示している。
ここで、不都合な固形ポリマーの生成を抑制するには触媒系を均一系にすることが記載されている。しかし、均一系にするためには、特にZrのハロゲン化物を使用する場合は、芳香族溶媒の使用が必要となる。
In Patent Document 3, an organic compound such as ester, ketone, ether, nitrile, amine, acid anhydride, amide or aldehyde is added to zirconium halide to dissolve most of the zirconium halide, and this catalyst is used in a toluene solvent. Discloses the oligomerization reaction of ethylene.
Here, it is described that the catalyst system is made homogeneous in order to suppress the formation of inconvenient solid polymers. However, in order to obtain a homogeneous system, it is necessary to use an aromatic solvent, particularly when a halide of Zr is used.
特許文献1にはエチレンのオリゴメリ化反応で副生したアルキルベンゼン類を除去する方法が開示されている。この方法では、溶媒に芳香族溶媒を使用するためにアルキルベンゼン類が副生するので、アルキルベンゼン類を含むα−オレフィン留分をさらに固体酸存在下でFriedel−Craft反応させることにより、重質のアルキルベンゼンとし、蒸留塔で重質側に蒸留除去することでアルキルベンゼン類を除去する。しかし、この方法では装置が煩雑になり、しかもロスが多くなり製造コストが高くなる。 Patent Document 1 discloses a method of removing alkylbenzenes by-produced by ethylene oligomerization reaction. In this method, since an alkylbenzene is by-produced because an aromatic solvent is used as a solvent, a heavy alkylbenzene is obtained by further subjecting an α-olefin fraction containing the alkylbenzene to a Friedel-Craft reaction in the presence of a solid acid. And the alkylbenzenes are removed by distilling off the heavy side in a distillation column. However, this method complicates the apparatus, increases loss, and increases manufacturing costs.
以上のように、エチレンのオリゴメリ化反応では、如何に固形ポリマーの副生を抑制するか、あるいは如何にアルキルベンゼンの副生を抑制するかが大きな課題となっている。そして、ポリマー副生を抑制し連続運転可能にするため、均一系触媒で比較的低温で反応できる触媒が求められていた。さらに有効留分の多い製品分布が得られる触媒が求められていた。 As described above, in the oligomerization reaction of ethylene, how to suppress the by-product of solid polymer or how to suppress the by-product of alkylbenzene has become a major issue. And in order to suppress a polymer byproduct and to enable continuous operation, a catalyst capable of reacting at a relatively low temperature with a homogeneous catalyst has been demanded. Furthermore, there has been a demand for a catalyst capable of obtaining a product distribution with a large effective fraction.
上記の課題に鑑み、本発明の目的は、線状α−オレフィンを製造するときにポリマー副生及びアルキルベンゼン類の副生を抑制できる活性の高い錯体触媒を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a highly active complex catalyst capable of suppressing polymer by-product and alkylbenzenes by-product when producing a linear α-olefin.
本発明によれば、以下の錯体触媒及び線状α−オレフィンの製造方法が提供される。
1.式(I)で表わされる遷移金属化合物及び式(II)で表わされるジエーテル系有機化合物からなる錯体触媒。
ZrXx(OR1)y (I)
(式(I)中、Xはハロゲン原子を示し、R1は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、x及びyは0〜4の整数であり、x+y=4である。)
R2CH(OR3)(OR4) (II)
(式(II)中、R2は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜30の炭化水素基を示す。)
2.前記錯体触媒がさらに、式(III)で表わされるアルキルアルミニウム化合物、又は式(III)で表わされるアルキルアルミニウム化合物及び式(IV)で表わされるアルキルアルミニウム化合物の混合物を含む1に記載の錯体触媒。
R5 3Al2Cl3 (III)
(式(III)中、R5は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
R6 3Al (IV)
(式(IV)中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
3.前記式(I)のXが塩素原子であり、R1が炭素数が2〜4の炭化水素基である1又は2に記載の錯体触媒。
4.前記式(II)のR3及びR4が、それぞれ炭素数1〜6の炭化水素基である1〜3のいずれかに記載の錯体触媒。
5.前記式(III)のアルキルアルミニウム化合物がエチルアルミニウムセスキクロライドであり、前記式(IV)のアルミニウム化合物がトリエチルアルミニウムである2〜4のいずれかに記載の錯体触媒。
6.前記式(II)のジエーテル系有機化合物と前記式(I)の遷移金属化合物のモル比((II)/(I))が1.0より大きい1〜5のいずれかに記載の錯体触媒。
7.前記式(III)のアルキルアルミニウム化合物及び前記式(IV)のアルキルアルミニウム化合物の合計と前記式(I)の遷移金属化合物のモル比(((III)+(IV))/(I))が1〜100であり、前記式(III)のアルキルアルミニウム化合物と前記式(IV)のアルキルアルミニウム化合物のモル比((III)/(IV))が1〜100である2〜6のいずれかに記載の錯体触媒。
8.1〜7のいずれかに記載の錯体触媒を用いて、エチレンをオリゴメリ化反応する、線状α−オレフィンの製造方法。
9.前記式(III)又は式(III)及び式(IV)のアルキルアルミニウム化合物に添加する溶媒及び前記エチレンのオリゴメリ化反応に用いる溶媒が、飽和脂肪族炭化水素又はナフテン系炭化水素である8に記載の線状α−オレフィンの製造方法。
According to the present invention, the following complex catalyst and method for producing a linear α-olefin are provided.
1. A complex catalyst comprising a transition metal compound represented by the formula (I) and a diether organic compound represented by the formula (II).
ZrX x (OR 1 ) y (I)
(In formula (I), X represents a halogen atom, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, x and y are integers of 0 to 4, and x + y = 4.)
R 2 CH (OR 3 ) (OR 4 ) (II)
(In Formula (II), R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 and R 4 each represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)
2. 2. The complex catalyst according to 1, wherein the complex catalyst further comprises an alkylaluminum compound represented by formula (III), or a mixture of an alkylaluminum compound represented by formula (III) and an alkylaluminum compound represented by formula (IV).
R 5 3 Al 2 Cl 3 (III)
(In formula (III), R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
R 6 3 Al (IV)
(In formula (IV), R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
3. The complex catalyst according to 1 or 2, wherein X in the formula (I) is a chlorine atom, and R 1 is a hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms.
4). The complex catalyst according to any one of 1 to 3, wherein R 3 and R 4 in the formula (II) are each a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
5. The complex catalyst according to any one of 2 to 4, wherein the alkylaluminum compound of the formula (III) is ethylaluminum sesquichloride and the aluminum compound of the formula (IV) is triethylaluminum.
6). The complex catalyst according to any one of 1 to 5, wherein a molar ratio ((II) / (I)) of the diether organic compound of the formula (II) and the transition metal compound of the formula (I) is larger than 1.0.
7). The molar ratio (((III) + (IV)) / (I)) of the sum of the alkylaluminum compound of formula (III) and the alkylaluminum compound of formula (IV) to the transition metal compound of formula (I) is Any one of 2 to 6, wherein the molar ratio ((III) / (IV)) of the alkylaluminum compound of the formula (III) and the alkylaluminum compound of the formula (IV) is 1-100. The complex catalyst described.
The manufacturing method of the linear alpha olefin which carries out the oligomerization reaction of ethylene using the complex catalyst in any one of 8.1-7.
9. 9. The solvent added to the alkylaluminum compound of the formula (III) or the formula (III) and the formula (IV) and the solvent used for the oligomerization reaction of ethylene are saturated aliphatic hydrocarbons or naphthenic hydrocarbons. A method for producing a linear α-olefin.
本発明によれば、ポリマー副生及びアルキルベンゼン類の副生を抑制できる活性の高い錯体触媒及び線状α−オレフィンの製造方法を提供できる。本発明は従来の課題を解決でき、その工業的な意義は大きい。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a highly active complex catalyst which can suppress the byproduct of a polymer byproduct and alkylbenzenes, and a linear alpha olefin can be provided. The present invention can solve the conventional problems and has great industrial significance.
本発明の錯体触媒は、式(I)で表わされる遷移金属化合物及び式(II)で表わされるジエーテル系有機化合物からなる。
ZrXx(OR1)y (I)
(式(I)中、Xはハロゲン原子を示し、R1は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、x及びyは0〜4の整数であり、x+y=4である。)
R2CH(OR3)(OR4) (II)
(式(II)中、R2は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R3及びR4は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、R3及びR4は同一であっても異なっていてもよい。)
The complex catalyst of the present invention comprises a transition metal compound represented by the formula (I) and a diether organic compound represented by the formula (II).
ZrX x (OR 1 ) y (I)
(In formula (I), X represents a halogen atom, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, x and y are integers of 0 to 4, and x + y = 4.)
R 2 CH (OR 3 ) (OR 4 ) (II)
(In formula (II), R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 and R 4 represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and R 3 and R 4 are the same. May be different.)
上記式(I)のXは、好ましくは塩素原子又は臭素原子であり、より好ましくは塩素原子である。yは好ましくは0である。
R1は好ましくは炭素数は1〜6の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数は2〜4の炭化水素基である。
式(I)で表わされる遷移金属化合物としては、ZrCl4、Zr(OEt)4、Zr(OEt)2Cl2、Zr(OPr)4、Zr(OPr)2Cl2等が挙げられ、好ましくはZrCl4、Zr(OEt)4、Zr(OPr)4である。
X in the above formula (I) is preferably a chlorine atom or a bromine atom, and more preferably a chlorine atom. y is preferably 0.
R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms.
Examples of the transition metal compound represented by the formula (I) include ZrCl 4 , Zr (OEt) 4 , Zr (OEt) 2 Cl 2 , Zr (OPr) 4 , Zr (OPr) 2 Cl 2 , preferably ZrCl 4 , Zr (OEt) 4 , and Zr (OPr) 4 .
上記式(II)のR2は、好ましくは炭素数2〜3の炭化水素基である。R3及びR4は、好ましくはそれぞれ炭素数1〜6の炭化水素基である。
式(II)で表わされるジエーテル系有機化合物として、1,1−ジメトキシプロパン、1,1−ジメトキシブタン、1,1−ジメトキシペンタン、1,1−ジメトキシヘキサン、1,1−ジメトキシヘプタン、1,1−ジメトキシオクタン、1,1−ジエトキシプロパン、1,1−ジエトキシブタン、1,1−ジエトキシペンタン、1,1−ジエトキシヘキサン、1,1−ジエトキシヘプタン、1,1−ジエトキシオクタン、1,1−ジプロポキシプロパン、1,1−ジプロポキシブタン、1,1−ジプロポキシペンタン、1,1−ジプロポキシヘキサン、1,1−ジプロポキシヘプタン、1,1−ジプロポキシオクタン、1,1−ジブトキシプロパン、1,1−ジブトキシブタン、1,1−ジペンチルオキシプロパン、1,1−ジペンチルオキシブタン、1,1−ジへキシルオキシプロパン、1,1−ジへキシルオキシブタン、ベンズアルデヒドジメチルアセタール等が挙げられる。
R 2 in the above formula (II) is preferably a hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms. R 3 and R 4 are preferably each a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of the diether organic compound represented by the formula (II) include 1,1-dimethoxypropane, 1,1-dimethoxybutane, 1,1-dimethoxypentane, 1,1-dimethoxyhexane, 1,1-dimethoxyheptane, 1, 1-dimethoxyoctane, 1,1-diethoxypropane, 1,1-diethoxybutane, 1,1-diethoxypentane, 1,1-diethoxyhexane, 1,1-diethoxyheptane, 1,1-diethoxy Ethoxyoctane, 1,1-dipropoxypropane, 1,1-dipropoxybutane, 1,1-dipropoxypentane, 1,1-dipropoxyhexane, 1,1-dipropoxyheptane, 1,1-dipropoxyoctane 1,1-dibutoxypropane, 1,1-dibutoxybutane, 1,1-dipentyloxypropane, 1,1-dipentyl Kishibutan, 1,1-hexyl oxy propane, 1,1-hexyl oxy-butane, dimethyl acetal, and the like.
尚、ジエーテル系有機化合物は単独で使用しても混合系で使用してもよい。
これらジエーテル系有機化合物を添加すると、触媒の活性が高まる。高活性であるので、より低い温度で反応ができ、このために固形ポリマー副生を抑制し、かつ高い製品純度をもつ線状α−オレフィンを得ることができる。また、比較的有効留分の多い分布が得られる。
The diether organic compound may be used alone or in a mixed system.
Addition of these diether organic compounds increases the activity of the catalyst. Since it is highly active, the reaction can be carried out at a lower temperature. For this reason, a linear α-olefin having a high product purity can be obtained while suppressing solid polymer by-product. In addition, a distribution with a relatively large effective fraction can be obtained.
前記式(II)のジエーテル系有機化合物と前記式(I)の遷移金属化合物のモル比((II)/(I))は、好ましくは1.0より大きく、より好ましくは1より大きく10以下であり、さらに好ましくは1より大きく5以下であり、特に好ましくは1より大きく2以下である。((II)/(I))が1.0より大きいと、反応に芳香族化合物を溶媒として用いたときアルキルベンゼン類の副生を抑制できる。
((II)/(I))が10より大きいと、触媒活性が低下する恐れがある。1以下の場合、アルキルベンゼン類が副生し、製品中に混入する恐れがある。
The molar ratio ((II) / (I)) of the diether organic compound of formula (II) to the transition metal compound of formula (I) is preferably greater than 1.0, more preferably greater than 1 and less than or equal to 10 More preferably, it is more than 1 and 5 or less, and particularly preferably more than 1 and 2 or less. When ((II) / (I)) is greater than 1.0, by-products of alkylbenzenes can be suppressed when an aromatic compound is used as a solvent in the reaction.
If ((II) / (I)) is greater than 10, the catalytic activity may be reduced. In the case of 1 or less, alkylbenzenes may be by-produced and mixed into the product.
本発明の錯体触媒は、好ましくはさらに式(III)で表わされるアルキルアルミニウム化合物、又は式(III)で表わされるアルキルアルミニウム化合物及び式(IV)で表わされるアルキルアルミニウム化合物の混合物を含む。
R5 3Al2Cl3 (III)
(式(III)中、R5は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
R6 3Al (IV)
(式(IV)中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
The complex catalyst of the present invention preferably further comprises an alkylaluminum compound represented by formula (III) or a mixture of an alkylaluminum compound represented by formula (III) and an alkylaluminum compound represented by formula (IV).
R 5 3 Al 2 Cl 3 (III)
(In formula (III), R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
R 6 3 Al (IV)
(In formula (IV), R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
上記式(III)のR5は好ましくは炭素数2〜4の炭化水素基ある。
式(III)のアルキルアルミニウム化合物は好ましくはエチルアルミニウムセスキクロライドである。
上記式(IV)のR6は好ましくは炭素数2〜4の炭化水素基ある。
式(IV)のアルキルアルミニウム化合物は好ましくはトリエチルアルミニウムである。
R 5 in the above formula (III) is preferably a hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms.
The alkylaluminum compound of formula (III) is preferably ethylaluminum sesquichloride.
R 6 in the above formula (IV) is preferably a hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms.
The alkylaluminum compound of formula (IV) is preferably triethylaluminum.
上記式(III)のアルキルアルミニウム化合物と上記式(IV)のアルキルアルミニウム化合物を混合して用いるとき、モル比((III)/(IV))は、好ましくは1〜100であり、好ましくは2〜80、さらに好ましくは3〜30である。
式(IV)のアルキルアルミニウム化合物の量が多すぎるとポリマー副生量が多くなり、オリゴマー収率が低下するばかりでなく、ポリマーによる反応器や配管等の閉塞の原因となり連続運転が困難となる恐れがある。
When the alkylaluminum compound of the above formula (III) and the alkylaluminum compound of the above formula (IV) are mixed and used, the molar ratio ((III) / (IV)) is preferably 1 to 100, preferably 2 -80, more preferably 3-30.
If the amount of the alkylaluminum compound of the formula (IV) is too large, the amount of polymer by-products increases and not only the oligomer yield decreases but also the continuous operation becomes difficult due to the blockage of the reactor and piping by the polymer. There is a fear.
上記式(III)のアルキルアルミニウム化合物及び上記式(IV)のアルキルアルミニウム化合物の合計と上記式(I)の遷移金属化合物のモル比(((III)+(IV))/(I))は、好ましくは1〜100であり、より好ましくは2〜80、さらに好ましくは3〜30である。
(((III)+(IV))/(I))が100より大きいと、触媒活性は頭打ちとなるばかりでなく、軽質分が多くなり特に1−ブテンの生成が多くなる恐れがある。また、1より小さいと触媒活性が低くなるばかりでなく重質分が多くなり、有効留分の得率が低下する恐れがある。
The molar ratio (((III) + (IV)) / (I)) of the sum of the alkylaluminum compound of the above formula (III) and the alkylaluminum compound of the above formula (IV) and the transition metal compound of the above formula (I) is , Preferably it is 1-100, More preferably, it is 2-80, More preferably, it is 3-30.
If (((III) + (IV)) / (I)) is greater than 100, the catalyst activity not only reaches its peak, but also the lightness increases, and in particular, the production of 1-butene may increase. On the other hand, if it is smaller than 1, not only the catalytic activity is lowered, but also the heavy component is increased, and the yield of the effective fraction may be lowered.
上記のZr化合物、ジエーテル系有機化合物、アルキルアルミニウム化合物の種類又は使用する溶媒や、さらには各々の混合比により、生成物分布や触媒活性は異なる。生成物分布はシュルツ・フローリー分布となるが、モル比(((III)+(IV))/(I))やモル比((III)/(IV))を変えることにより生成物分布を変えることができる。これらモル比を最適化することにより、有効留分が多く、しかも高い触媒活性とすることができる。 The product distribution and catalytic activity differ depending on the type of Zr compound, diether organic compound, alkylaluminum compound, the solvent used, and the mixing ratio. The product distribution is Schulz-Flory distribution, but the product distribution can be changed by changing the molar ratio (((III) + (IV)) / (I)) or molar ratio ((III) / (IV)). be able to. By optimizing these molar ratios, the effective fraction can be increased and the catalytic activity can be made high.
本発明の方法は、上記の錯体触媒を用いてエチレンをオリゴメリ化反応して線状α−オレフィンを製造する。エチレンをオリゴメリ化した線状α−オレフィンとは例えば1−ヘキセンや1−オクテン等である。
本発明の方法では、例えば、まず、式(I)の遷移金属化合物と式(II)のジエーテル系有機化合物を溶媒と混合して第1の触媒液を作製し、式(III)又は式(III)と式(IV)のアルキルアルミニウム化合物を溶媒と混合して第2の触媒液を作製し、次に、反応溶媒に、第1の触媒液と第2の触媒液、エチレンを添加して反応させる。
第1の触媒液を作製するとき、式(II)のジエーテル系有機化合物を、ベンゼン等の芳香族溶媒下で式(I)の遷移金属化合物に添加すると、黄色〜褐色に着色し、遷移金属化合物にジエーテル系有機化合物が配位することが判る。
In the method of the present invention, ethylene is oligomerized using the above complex catalyst to produce a linear α-olefin. Examples of the linear α-olefin obtained by oligomerizing ethylene include 1-hexene and 1-octene.
In the method of the present invention, for example, first, a transition metal compound of the formula (I) and a diether organic compound of the formula (II) are mixed with a solvent to prepare a first catalyst solution, and the formula (III) or the formula ( III) and an alkylaluminum compound of formula (IV) are mixed with a solvent to prepare a second catalyst solution, and then the first catalyst solution, the second catalyst solution and ethylene are added to the reaction solvent. React.
When preparing the first catalyst solution, when the diether organic compound of formula (II) is added to the transition metal compound of formula (I) under an aromatic solvent such as benzene, the transition metal is colored yellow to brown. It can be seen that the diether organic compound is coordinated to the compound.
本発明の方法では、第2の触媒液の溶媒及び反応溶媒として、非芳香族溶媒を使用することができる。非芳香族溶媒としては、脂肪族炭化水素、ナフテン系炭化水素溶媒等が挙げられる。好ましくは飽和脂肪族炭化水素又はナフテン系炭化水素である。
脂肪族炭化水素としては、ペンタン、へプタン、ノナン、ウンデカン等、ナフテン系炭化水素溶媒として、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の生成物α−オレフィンと分離可能なものが挙げられる。
本発明の方法では、使用する芳香族溶媒を第1の触媒液に使用するものに限ることができるので、副生するアルキルベンゼン類の量を抑制できる。
In the method of the present invention, a non-aromatic solvent can be used as the solvent and reaction solvent of the second catalyst solution. Examples of the non-aromatic solvent include aliphatic hydrocarbons and naphthenic hydrocarbon solvents. Saturated aliphatic hydrocarbons or naphthenic hydrocarbons are preferred.
Examples of the aliphatic hydrocarbon include pentane, heptane, nonane, undecane, and the like, and examples of the naphthenic hydrocarbon solvent that can be separated from the product α-olefin such as cyclohexane and ethylcyclohexane.
In the method of the present invention, since the aromatic solvent to be used can be limited to that used in the first catalyst solution, the amount of by-produced alkylbenzenes can be suppressed.
オリゴメリ化反応の反応条件は特に限定されず適宜設定できる。例えば、反応温度40〜120℃、反応時間0.5〜3時間、反応圧力0.5〜5MPaである。 The reaction conditions for the oligomerization reaction are not particularly limited and can be set as appropriate. For example, the reaction temperature is 40 to 120 ° C., the reaction time is 0.5 to 3 hours, and the reaction pressure is 0.5 to 5 MPa.
実施例1
(1)触媒液Aの調製
乾燥窒素雰囲気下で攪拌子入りの100mlシュレンク管Aに四塩化ジルコニウム(ZrCl4)0.702g(3mM)及び乾燥o−キシレン45mlを入れた。
乾燥o−キシレン5mlにジエーテル系有機化合物として1,1−ジエトキシプロパン(1,1−DEP)0.59g(4.5mM)を溶解させた溶液を、シュレンク管Bからシュレンク管Aに全量添加し、室温で攪拌した。数分後に溶液は黄色〜褐色に変色し、1,1−DEPがZrCl4に配位したことが確認できた。
このときシュレンク管Aには、ZrCl43mM、1,1−DEP4.5mM及びo−キシレン50mlが含まれる。
Example 1
(1) Preparation of catalyst solution A In a 100 ml Schlenk tube A containing a stirrer in a dry nitrogen atmosphere, 0.702 g (3 mM) of zirconium tetrachloride (ZrCl 4 ) and 45 ml of dry o-xylene were placed.
A total amount of a solution prepared by dissolving 0.59 g (4.5 mM) of 1,1-diethoxypropane (1,1-DEP) as a diether organic compound in 5 ml of dry o-xylene is added from Schlenk tube B to Schlenk tube A And stirred at room temperature. Several minutes later, the solution turned from yellow to brown, and it was confirmed that 1,1-DEP was coordinated to ZrCl 4 .
At this time, the Schlenk tube A contains ZrCl 4 3 mM, 1,1-DEP 4.5 mM, and o-xylene 50 ml.
(2)触媒液Bの調製
乾燥窒素雰囲気下で100mlシュレンク管Cに乾燥シクロヘキサン48.5ml、トリエチルアルミニウム(TEA)0.14ml(1mM)及びエチルアルミニウムセスキクロライド(EASC)1.36ml(6mM)を入れた。
(2) Preparation of catalyst solution B In a 100 ml Schlenk tube C under a dry nitrogen atmosphere, 48.5 ml of dry cyclohexane, 0.14 ml (1 mM) of triethylaluminum (TEA) and 1.36 ml (6 mM) of ethylaluminum sesquichloride (EASC) were added. I put it in.
(3)オリゴメリ化反応
攪拌機、熱電対付きの1Lオートクレーブに、乾燥シクロヘキサン300mlを添加し、触媒液A 1ml、触媒液B 2.14mlを添加した。反応に使用した触媒は、Zr0.06mM、1,1−DEP0.09mM、EASC0.257mM及びTEA0.043mMであり、この時の触媒組成はAl/Zr=5(モル比)、EASC/TEA=6(モル比)及び1,1−DEP/Zr=1.5(モル比)であった。触媒と溶媒の添加後、80℃に昇温し、80℃になった時点でエチレンの供給を開始してエチレン圧4MPaに昇圧し、反応を開始した。80℃、4MPaの条件下で攪拌を続行し、2時間反応を行った。2時間後、失活剤として、メタノール約30mlをオートクレーブに入れ、失活させた。80℃で約10分間攪拌後、攪拌を停止し室温まで降温した。室温まで降温後脱圧し、窒素で置換した。その後オートクレーブを開放し、内容物を抜き出し、反応器内及び攪拌翼へのポリマーの付着状況を観察した。
(3) Oligomerization reaction To a 1 L autoclave equipped with a stirrer and a thermocouple, 300 ml of dry cyclohexane was added, and 1 ml of catalyst solution A and 2.14 ml of catalyst solution B were added. The catalyst used in the reaction was Zr 0.06 mM, 1,1-DEP 0.09 mM, EASC 0.257 mM and TEA 0.043 mM. At this time, the catalyst composition was Al / Zr = 5 (molar ratio), EASC / TEA = 6. (Molar ratio) and 1,1-DEP / Zr = 1.5 (molar ratio). After the addition of the catalyst and the solvent, the temperature was raised to 80 ° C., and when the temperature reached 80 ° C., the supply of ethylene was started to raise the ethylene pressure to 4 MPa and the reaction was started. Stirring was continued under the conditions of 80 ° C. and 4 MPa, and the reaction was performed for 2 hours. After 2 hours, about 30 ml of methanol was put in an autoclave as a deactivator and deactivated. After stirring at 80 ° C. for about 10 minutes, stirring was stopped and the temperature was lowered to room temperature. After cooling to room temperature, the pressure was released and the atmosphere was replaced with nitrogen. Thereafter, the autoclave was opened, the contents were extracted, and the state of polymer adhesion to the reactor and the stirring blade was observed.
また、抜き出した内容物にガスクロマトグラフィー(GC)内部標準液としてウンデカンを3.7g添加し、吸引ろ過により固形分をろ過した。ろ過後のろ液は下記の条件でGC分析を行い、収量及び生成物分布を求めた。
カラム:ウルトラII(25m×0.2m×0.33μm)
キャリヤーガス:He(1.1c/min)
Inj.Temp.:270℃
Det.Temp.:270℃
Col.Temp.:35〜280℃(0.5〜1.5℃/min)
Moreover, 3.7 g of undecane as a gas chromatography (GC) internal standard solution was added to the extracted content, and solid content was filtered by suction filtration. The filtrate after filtration was subjected to GC analysis under the following conditions to determine the yield and product distribution.
Column: Ultra II (25m × 0.2m × 0.33μm)
Carrier gas: He (1.1 c / min)
Inj. Temp. : 270 ° C
Det. Temp. : 270 ° C
Col. Temp. : 35-280 ° C (0.5-1.5 ° C / min)
結果を以下に示す。
触媒活性:1800(g/mM・Zr)
α値:0.75
C4生成:10.0(wt%)
AB副生量/C14:1ppm以下
反応後の反応器及び攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
The results are shown below.
Catalytic activity: 1800 (g / mM · Zr)
α value: 0.75
C4 production: 10.0 (wt%)
AB by-product / C14: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
尚、オリゴメリ化反応では芳香族化合物(溶媒)としてo−キシレンを使用した場合、C12以上のα−オレフィン中に各種アルキルベンゼンが混入するが、上記アルキルベンゼン副生量はC14α―オレフィン中に混入するアルキルベンゼン(AB)の量である。 In the oligomerization reaction, when o-xylene is used as the aromatic compound (solvent), various alkylbenzenes are mixed in the C12 or higher α-olefin. It is the amount of (AB).
また、α値は下記シュルツ・フローリー分布式のαの値であり、α値が大きいと重質分が多くなり、α値が小さいと軽質分が多くなる。
シュルツ・フローリー分布式 Mp=P×α(P−2)×(1−α)2/(2−α)
Mp:重量分率(wt%) P:重合度(−) α:Kp/((Kp+Ktr)(−)
Kp:成長反応速度定数(m3/h・kg−Cat) Ktr:連鎖移動速度定数(m3/h・kg−Cat)
In addition, the α value is the α value of the following Schulz-Flory distribution formula. When the α value is large, the heavy component increases, and when the α value is small, the light component increases.
Schulz-Flory distribution formula Mp = P × α (P-2) × (1-α) 2 / (2-α)
Mp: weight fraction (wt%) P: degree of polymerization (−) α: Kp / ((Kp + Ktr) (−)
Kp: Growth reaction rate constant (m 3 / h · kg-Cat) Ktr: Chain transfer rate constant (m 3 / h · kg-Cat)
実施例2
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,1−ジメトキシヘプタン(1,1−DMH)とし、触媒液A中の添加量を0.72g(4.5mM)とし、反応に使用した1,1−DMHを0.014g(0.09mM)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:1500(g/mM・Zr)
α値:0.60
C4生成:22.9(wt%)
AB副生量/C14:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 2
The diether organic compound of catalyst solution A was 1,1-dimethoxyheptane (1,1-DMH), the amount added in catalyst solution A was 0.72 g (4.5 mM), and 1,1-dimethoxyheptane used in the reaction was used. The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that DMH was changed to 0.014 g (0.09 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 1500 (g / mM · Zr)
α value: 0.60
C4 production: 22.9 (wt%)
AB by-product / C14: 1 ppm or less No adhesion of polymer to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例3
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,1−ジメトキシプロパン(1,1−DMP)とし、触媒液A中の添加量を0.47g(4.5mM)とし、反応に使用した1,1−DMPを0.009g(0.09mM)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:1100(g/mM・Zr)
α値:0.65
C4生成:18.1(wt%)
AB副生量/C14:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 3
The diether organic compound of catalyst solution A was 1,1-dimethoxypropane (1,1-DMP), the addition amount in catalyst solution A was 0.47 g (4.5 mM), and 1,1-dimethoxypropane used in the reaction was used. The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that DMP was changed to 0.009 g (0.09 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 1100 (g / mM · Zr)
α value: 0.65
C4 production: 18.1 (wt%)
AB by-product / C14: 1 ppm or less No adhesion of polymer to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例4
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,1−ジメトキシエタン(1,1−DME)とし、触媒液A中の添加量を0.406g(4.5mM)とし、反応に使用した1,1−DMEを0.008g(0.09mM)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:1300(g/mM・Zr)
α値:0.70
C4生成:13.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 4
The diether organic compound of catalyst solution A was 1,1-dimethoxyethane (1,1-DME), and the amount added in catalyst solution A was 0.406 g (4.5 mM). The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that DME was changed to 0.008 g (0.09 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 1300 (g / mM · Zr)
α value: 0.70
C4 production: 13.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例5
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,1−ジエトキシプロパン(1,1−DEP)とし、触媒液A中の添加量を0.793g(6mM)とし、反応に使用した1,1−DEPを0.016g(0.12mM)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
1,1−DEP/Zr:2.0(モル比)であった。
触媒活性:1700(g/mM・Zr)
α値:0.70
C4生成:13.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 5
1,1-diethoxypropane (1,1-DEP) was used as the diether organic compound in catalyst solution A, and the added amount in catalyst solution A was 0.793 g (6 mM), and 1,1-DEP used in the reaction The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0.016 g (0.12 mM) was used. The results are shown below.
It was 1,1-DEP / Zr: 2.0 (molar ratio).
Catalytic activity: 1700 (g / mM · Zr)
α value: 0.70
C4 production: 13.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例6
反応温度を70℃とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:1400(g/mM・Zr)
α値:0.70
C4生成:13.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 6
The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 70 ° C. The results are shown below.
Catalytic activity: 1400 (g / mM · Zr)
α value: 0.70
C4 production: 13.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例7
反応温度を90℃とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:2370(g/mM・Zr)
α値:0.775
C4生成:8.3(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 7
The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 90 ° C. The results are shown below.
Catalytic activity: 2370 (g / mM · Zr)
α value: 0.775
C4 production: 8.3 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例8
反応時の触媒液Bの添加量を4.2mlとし、Al/Zr=10(モル比)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:3800(g/mM・Zr)
α値:0.65
C4生成:18.1(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 8
The reaction was conducted and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of catalyst solution B added during the reaction was 4.2 ml and Al / Zr = 10 (molar ratio). The results are shown below.
Catalytic activity: 3800 (g / mM · Zr)
α value: 0.65
C4 production: 18.1 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例9
触媒液Bを以下のように調製し、反応時の触媒液Bの添加量を6.42mlとした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。
乾燥窒素雰囲気下で100mlシュレンク管Cに乾燥シクロヘキサン48.58ml、トリエチルアルミニウム(TEA)0.23ml(1.75mM)及びエチルアルミニウムセスキクロライド(EASC)1.19ml(5.25mM)を入れ、触媒液Bとした。
この時使用した触媒組成はAl/Zr=15(モル比)及びEASC/TEA=3(モル比)であった。
結果を以下に示す。
触媒活性:4300(g/mM・Zr)
α値:0.70
C4生成:13.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 9
Catalyst solution B was prepared as follows, and reacted and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of catalyst solution B added during the reaction was 6.42 ml.
In a 100 ml Schlenk tube C under a dry nitrogen atmosphere, 48.58 ml of dry cyclohexane, 0.23 ml (1.75 mM) of triethylaluminum (TEA) and 1.19 ml (5.25 mM) of ethylaluminum sesquichloride (EASC) were added to form a catalyst solution. B.
The catalyst composition used at this time was Al / Zr = 15 (molar ratio) and EASC / TEA = 3 (molar ratio).
The results are shown below.
Catalytic activity: 4300 (g / mM · Zr)
α value: 0.70
C4 production: 13.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例10
触媒液Bを以下のように調製し、反応時の触媒液Bの添加量を4.28mlとした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。
乾燥窒素雰囲気下で100mlシュレンク管Cに乾燥シクロヘキサンを48.42ml及びエチルアルミニウムセスキクロライド(EASC)1.58ml(7mM)を入れ、触媒液Bとした。TEAは加えなかった。
この時使用した触媒組成はAl/Zr:10(モル比)であった。
結果を以下に示す。
触媒活性:2100(g/mM・Zr)
α値:0.60
C4生成:22.9(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 10
Catalyst solution B was prepared as follows, and the reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of catalyst solution B added during the reaction was 4.28 ml.
In a dry nitrogen atmosphere, 48.42 ml of dry cyclohexane and 1.58 ml (7 mM) of ethylaluminum sesquichloride (EASC) were placed in a 100 ml Schlenk tube C to prepare catalyst solution B. TEA was not added.
The catalyst composition used at this time was Al / Zr: 10 (molar ratio).
The results are shown below.
Catalytic activity: 2100 (g / mM · Zr)
α value: 0.60
C4 production: 22.9 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
実施例11
触媒液A中の1,1−DEPの添加量を0.39g(3mM)とし、反応に使用した1,1−DEPの添加量を0.06mMとした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
1,1−DEP/Zr=1.0(モル比)であった。
触媒活性:1700(g/mM・Zr)
α値:0.70
C4生成:13.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:80ppm以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Example 11
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the amount of 1,1-DEP in catalyst solution A was 0.39 g (3 mM) and the amount of 1,1-DEP used in the reaction was 0.06 mM. Made and evaluated. The results are shown below.
1,1-DEP / Zr = 1.0 (molar ratio).
Catalytic activity: 1700 (g / mM · Zr)
α value: 0.70
C4 production: 13.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 80 ppm or less No polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was observed.
比較例1
触媒液A、触媒液B及び反応に使用する溶媒を全てo―キシレンとし、触媒液Aのジエーテル系有機化合物を2,2−ジメトキシプロパン(2,2−DMP)とし、触媒液A中の添加量を0.312g(3mM)とし、反応に使用した2,2−DMPを0.006g(0.06mM)とした以外は実施例1と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:800(g/mM・Zr)
α値:0.50
C4生成:33.3(wt%)
アルキルベンゼン副生量:3%(30000ppm)
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 1
Catalyst solution A, catalyst solution B, and the solvent used for the reaction are all o-xylene, the diether organic compound of catalyst solution A is 2,2-dimethoxypropane (2,2-DMP), and the addition in catalyst solution A The reaction was conducted and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount was 0.312 g (3 mM) and 2,2-DMP used in the reaction was 0.006 g (0.06 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 800 (g / mM · Zr)
α value: 0.50
C4 production: 33.3 (wt%)
Alkylbenzene byproduct: 3% (30000ppm)
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例2
触媒液Aに使用する溶媒をo―キシレンとし、触媒液B及び反応に使用する溶媒をシクロヘキサンとした以外は実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:780(g/mM・Zr)
α値:0.50
C4生成:33.3(wt%)
アルキルベンゼン副生量:100ppm
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 2
The reaction was conducted and evaluated in the same manner as in Example 11 except that o-xylene was used as the solvent for the catalyst solution A, and cyclohexane was used as the solvent for the catalyst solution B and the reaction. The results are shown below.
Catalytic activity: 780 (g / mM · Zr)
α value: 0.50
C4 production: 33.3 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 100ppm
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例3
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を2,2−ジエトキシプロパン(2,2−DEP)とし、触媒液A中の添加量を0.397g(3mM)とし、反応に使用した2,2−DEPを0.008g(0.06mM)とした以外は、実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:700(g/mM・Zr)
α値:0.60
C4生成:22.9(wt%)
アルキルベンゼン副生量:120ppm
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 3
The diether organic compound of catalyst solution A was 2,2-diethoxypropane (2,2-DEP), the addition amount in catalyst solution A was 0.397 g (3 mM), and 2,2-DEP used in the reaction The reaction was conducted and evaluated in the same manner as in Example 11 except that 0.008 g (0.06 mM) was used. The results are shown below.
Catalytic activity: 700 (g / mM · Zr)
α value: 0.60
C4 production: 22.9 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 120ppm
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例4
触媒液Aのジエーテル系有機化合物をジメトキシメタン(DMM)とし、触媒液A中の添加量を0.228g(3mM)とし、反応に使用したDMMを0.005g(0.06mM)とした以外は、実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:400(g/mM・Zr)
α値:0.60
C4生成:22.9(wt%)
アルキルベンゼン副生量:200ppm
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 4
The diether organic compound of catalyst solution A was dimethoxymethane (DMM), the addition amount in catalyst solution A was 0.228 g (3 mM), and the DMM used in the reaction was 0.005 g (0.06 mM). The reaction was conducted in the same manner as in Example 11 and evaluated. The results are shown below.
Catalytic activity: 400 (g / mM · Zr)
α value: 0.60
C4 production: 22.9 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 200ppm
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例5
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,1−ジメトキシオクタン(1,1−DMO)とし、触媒液A中の添加量を0.523g(3mM)とし、反応に使用した1,1−DMOを0.011g(0.06mM)とした以外は、実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:100(g/mM・Zr)
α値:0.625
C4生成:20.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:750ppm
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 5
The diether organic compound of catalyst solution A is 1,1-dimethoxyoctane (1,1-DMO), the amount added in catalyst solution A is 0.523 g (3 mM), and 1,1-DMO used in the reaction is The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 11 except that the amount was 0.011 g (0.06 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 100 (g / mM · Zr)
α value: 0.625
C4 production: 20.5 (wt%)
Alkylbenzene byproduct: 750 ppm
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例6
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を1,2−ジメトキシプロパン(1,2−DMP)とし、触媒液A中の添加量を0.312g(3mM)とし、反応に使用した1,2−DMPを0.006g(0.06mM)とした以外は、実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:20(g/mM・Zr)
α値:0.50
C4生成:33.3(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1200ppm
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 6
The diether organic compound of catalyst solution A is 1,2-dimethoxypropane (1,2-DMP), the addition amount in catalyst solution A is 0.312 g (3 mM), and 1,2-DMP used in the reaction is The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 11 except that the amount was 0.006 g (0.06 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 20 (g / mM · Zr)
α value: 0.50
C4 production: 33.3 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1200ppm
Polymer adhesion to the reactor and the stirring blade after the reaction was not observed.
比較例7
触媒液Aのジエーテル系有機化合物を2,2−ジメトキシプロパン(2,2−DMP)とし、触媒液A中の添加量を0.469g(4.5mM)とし、反応に使用した2,2−DMPを0.009g(0.09mM)とした以外は、実施例11と同様に反応を行い、評価した。結果を以下に示す。
触媒活性:700(g/mM・Zr)
α値:0.625
C4生成:20.5(wt%)
アルキルベンゼン副生量:1以下
反応後の反応器、攪拌翼へのポリマー付着は見られなかった。
Comparative Example 7
The diether organic compound of catalyst solution A was 2,2-dimethoxypropane (2,2-DMP), and the amount added in catalyst solution A was 0.469 g (4.5 mM). The reaction was performed and evaluated in the same manner as in Example 11 except that DMP was changed to 0.009 g (0.09 mM). The results are shown below.
Catalytic activity: 700 (g / mM · Zr)
α value: 0.625
C4 production: 20.5 (wt%)
Alkylbenzene by-product amount: 1 or less Polymer adhesion to the reactor and stirring blade after the reaction was not observed.
上記の実施例及び比較例から以下のことが分かる。
[ジエーテル系有機化合物種の効果]
Zr化合物にR2CH(OR3)(OR4)構造をもつジエーテル系有機化合物を混合することにより、均一系の錯体を合成でき、この錯体を使用すると、有効留分が多く、しかも比較的低温の反応でも高い活性を得るとともに固形ポリマーの副生を抑制できる。
ジエーテル系配位子でも(2,2−体や1,2−体等)を使用すると、軽質分の多い分布となるばかりでなく、触媒活性も低くなる(比較例1〜比較例5)。また、1,1−体でも長鎖のジエーテル体を使用すると、活性は低いものとなる。
The following can be understood from the above-mentioned Examples and Comparative Examples.
[Effects of diether organic compound species]
A homogeneous complex can be synthesized by mixing a diether organic compound having an R 2 CH (OR 3 ) (OR 4 ) structure with a Zr compound. When this complex is used, there are many effective fractions, Even at low temperature reaction, high activity is obtained and by-product of solid polymer can be suppressed.
When a diether ligand (2,2-isomer, 1,2-isomer, etc.) is used, not only the distribution of light components is increased, but also the catalytic activity is reduced (Comparative Examples 1 to 5). Moreover, even if it is a 1, 1-form, if a long-chain diether body is used, activity will become low.
[ジエーテル系有機化合物量の効果]
ジエーテル系有機化合物を添加し、均一系錯体触媒を得るには一般的に芳香族溶媒が使用されるが、この場合に生成α−オレフィンと芳香族溶媒が反応しアルキルベンゼンが副生し、製品品質を悪化させる。
この際、ジエーテル系有機化合物を所定量以上(Zr化合物1モルに対し、1.0モルより大きい添加量)使用し、芳香族溶媒の使用量を低減する(触媒液Bと反応溶媒に非芳香族系溶媒使用)ことにより、アルキルベンゼンの副生を抑制できる。
例えば全ての溶媒を芳香族溶媒を使用し、ジエーテル系有機化合物/Zr化合物のモル比を1にし、反応を行うと、アルキルベンゼンが副生し、例えばC14留分中にアルキルベンゼンは3%(30000ppm)混入する(比較例1)。芳香族溶媒を極力低減しても、ジエーテル系有機化合物/Zr化合物のモル比を1にすると、C14留分中のアルキルベンゼンは数十〜数千ppm混入する(実施例11、比較例4,5)。
このモル比(ジエーテル系有機化合物/Zr化合物)を1より大きい比にすると、アルキルベンゼンの副生を完全に抑制することができる。これはジエーテル系有機化合物がFriedel−Craft反応を抑制しているものと考えられる。
[Effect of amount of diether organic compound]
An aromatic solvent is generally used to obtain a homogeneous complex catalyst by adding a diether organic compound. In this case, the produced α-olefin reacts with the aromatic solvent to produce alkylbenzene as a by-product, resulting in product quality. Worsen.
At this time, the diether organic compound is used in a predetermined amount or more (added amount larger than 1.0 mol with respect to 1 mol of the Zr compound) to reduce the use amount of the aromatic solvent (non-aromatic in the catalyst solution B and the reaction solvent). By using a group-based solvent), by-products of alkylbenzene can be suppressed.
For example, when all the solvents are aromatic solvents and the reaction is carried out at a diether organic compound / Zr compound molar ratio of 1, alkylbenzene is produced as a by-product, for example, 3% (30000 ppm) of alkylbenzene in the C14 fraction. Mixed (Comparative Example 1). Even if the aromatic solvent is reduced as much as possible, if the molar ratio of diether organic compound / Zr compound is set to 1, alkylbenzene in the C14 fraction is mixed in several tens to several thousand ppm (Example 11, Comparative Examples 4 and 5). ).
When this molar ratio (diether-based organic compound / Zr compound) is a ratio larger than 1, by-production of alkylbenzene can be completely suppressed. This is considered that the diether organic compound suppresses the Friedel-Craft reaction.
[触媒組成の効果]
Zr化合物にR2CH(OR3)(OR4)構造をもつジエーテル系有機化合物を混合すると、従来技術の触媒系に添加する有機化合物に比べてアルキルアルミニウム/遷移金属化合物比(Al/Zr比)の増加及び2種の有機アルミニミウム比((EASC/TEA比)の低減が可能で、この為に高い触媒活性を得ることができる。
また、Al/Zr比や2種のアルキルアルミニウムEASC/TEA比を変えることにより、所望の生成物分布を得ることができる(実施例1と実施例8,9)。
このように需要に応じた製品を得ることができ、工業的な意義は大きい。
[Effect of catalyst composition]
When a diether-based organic compound having an R 2 CH (OR 3 ) (OR 4 ) structure is mixed with a Zr compound, the ratio of alkylaluminum / transition metal compound (Al / Zr ratio) compared to the organic compound added to the catalyst system of the prior art ) And the ratio of the two organoaluminium ratios ((EASC / TEA ratio)) can be reduced, and therefore high catalytic activity can be obtained.
Moreover, a desired product distribution can be obtained by changing the Al / Zr ratio or the two kinds of alkylaluminum EASC / TEA ratios (Examples 1 and 8 and 9).
Thus, products according to demand can be obtained, and industrial significance is great.
本発明の錯体触媒及びこれを用いた線状α−オレフィンの製造方法は、コモノマー、可塑剤用アルコール原料や界面活性剤原料等に使用される線状α−オレフィンの製造に使用できる。 The complex catalyst of the present invention and the method for producing a linear α-olefin using the complex catalyst can be used for producing a linear α-olefin used for a comonomer, an alcohol raw material for a plasticizer, a surfactant raw material, or the like.
Claims (9)
ZrXx(OR1)y (I)
(式(I)中、Xはハロゲン原子を示し、R1は炭素数1〜30の炭化水素基を示し、x及びyは0〜4の整数であり、x+y=4である。)
R2CH(OR3)(OR4) (II)
(式(II)中、R2は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜30の炭化水素基を示す。) A complex catalyst for producing a linear α-olefin, comprising a transition metal compound represented by formula (I) and a diether organic compound represented by formula (II).
ZrX x (OR 1 ) y (I)
(In formula (I), X represents a halogen atom, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, x and y are integers of 0 to 4, and x + y = 4.)
R 2 CH (OR 3 ) (OR 4 ) (II)
(In Formula (II), R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 and R 4 each represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)
R5 3Al2Cl3 (III)
(式(III)中、R5は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
R6 3Al (IV)
(式(IV)中、R6は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。) The wire according to claim 1, wherein the complex catalyst further comprises an alkylaluminum compound represented by formula (III), or a mixture of an alkylaluminum compound represented by formula (III) and an alkylaluminum compound represented by formula (IV). Complex catalyst for producing α-olefin.
R 5 3 Al 2 Cl 3 (III)
(In formula (III), R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
R 6 3 Al (IV)
(In formula (IV), R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
前記式(III)又は式(III)及び式(IV)のアルキルアルミニウム化合物に添加する溶媒及び前記エチレンのオリゴメリ化反応に用いる溶媒が、飽和脂肪族炭化水素又はナフテン系炭化水素である請求項8に記載の線状α−オレフィンの製造方法。
R 5 3 Al 2 Cl 3 (III)
(式(III)中、R 5 は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)
R 6 3 Al (IV)
(式(IV)中、R 6 は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。) The complex catalyst includes an alkylaluminum compound represented by the following formula (III), or a mixture of an alkylaluminum compound represented by the formula (III) and an alkylaluminum compound represented by the following formula (IV):
9. The solvent added to the alkylaluminum compound of the formula (III) or the formula (III) and the formula (IV) and the solvent used for the oligomerization reaction of ethylene are saturated aliphatic hydrocarbons or naphthenic hydrocarbons. A method for producing a linear α-olefin as described in 1. above.
R 5 3 Al 2 Cl 3 (III)
(In formula (III), R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
R 6 3 Al (IV)
(In formula (IV), R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009104207A JP5475314B2 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009104207A JP5475314B2 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010253349A JP2010253349A (en) | 2010-11-11 |
| JP5475314B2 true JP5475314B2 (en) | 2014-04-16 |
Family
ID=43314920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009104207A Expired - Fee Related JP5475314B2 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5475314B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7543376B2 (en) * | 2021-11-23 | 2024-09-02 | インディアン オイル コーポレイション リミテッド | Process and catalyst composition for producing linear alpha-olefins in high yields in the oligomerization of ethylene |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693455B1 (en) * | 1992-07-09 | 1994-09-30 | Inst Francais Du Petrole | Process for the production of light alpha olefins by oligomerization of ethylene. |
| JP3936009B2 (en) * | 1997-02-03 | 2007-06-27 | 出光興産株式会社 | Method for producing linear α-olefin |
| FR2759922B1 (en) * | 1997-02-25 | 1999-05-07 | Inst Francais Du Petrole | IMPROVED CATALYTIC COMPOSITION FOR THE CONVERSION OF ETHYLENE TO LIGHT ALPHA OLEFINS |
| US6001766A (en) * | 1997-12-24 | 1999-12-14 | Mobil Oil Corporation | Bimetallic catalysts for ethylene polymerization reactions activated with paraffin-soluble alkylalumoxanes |
| CA2345621A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Masahiko Kuramoto | Transition metal catalysts and production of .alpha.-olefins and polymers of vinyl compounds |
-
2009
- 2009-04-22 JP JP2009104207A patent/JP5475314B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010253349A (en) | 2010-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3181225B1 (en) | Catalyst compositions for selective dimerization of ethylene | |
| KR101495386B1 (en) | Catalyst composition for oligomerization of ethylene, oligomerization process and method for its preparation | |
| US9309167B2 (en) | Process for oligomerization of olefins that uses a catalytic composition that comprises an organometallic complex that contains an alkoxy ligand that is functionalized by a heteroatom | |
| CN107282126B (en) | Ethylene tetramerization catalyst composition and application thereof | |
| US9260358B2 (en) | Process for oligomerization of olefins that uses a catalytic composition that comprises an organometallic complex that contains a phenoxy ligand that is functionalized by a heteroatom | |
| JP2009525855A5 (en) | ||
| JP2015120732A (en) | Catalyst composition and process for oligomerization of ethylene | |
| CN106536044A (en) | Catalyst composition and process for preparing linear alpha olefins | |
| KR101495385B1 (en) | Catalyst composition and process for preparing linear alpha-olefins | |
| CN103100420A (en) | Catalyst composition for ethylene tetramerization and preparation method of ligand thereof | |
| EP1759766B1 (en) | Process for the preparation of linear alpha-olefins and catalyst used therein | |
| JP5475314B2 (en) | Complex catalyst and method for producing linear α-olefin using the same | |
| CN103100421A (en) | Catalyst composition for ethylene tetramerization | |
| CN105562097A (en) | Ethylene tetrapolymerization catalyst composition and ethylene tetrapolymerization method | |
| CN107282133B (en) | Ethylene tetramerization catalyst composition and application | |
| CN105562096A (en) | Ethylene tetrapolymerization catalyst composition and ethylene tetrapolymerization method | |
| CN107282131B (en) | Catalyst composition and application thereof in ethylene tetramerization | |
| KR102807657B1 (en) | Manufacturing method of 1-butene | |
| CN109701663B (en) | Catalyst composition and application thereof | |
| JPH06329562A (en) | Production of olefin oligomer | |
| CN109701649B (en) | Catalyst composition and application thereof | |
| CN109701662B (en) | Catalyst composition and application thereof | |
| CN107282122B (en) | Ethylene tetramerization catalyst composition and application thereof | |
| CN109701643B (en) | Catalyst composition and application thereof | |
| CN109701661B (en) | Catalyst composition and application thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130424 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130910 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131021 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140206 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |