Улучшенная конструкция реактора олигомеризации/тримеризации/тетрамеризации этилена - RU2018109132A
Код документа: RU2018109132A
Формула
1. Способ, включающий:
периодическое или непрерывное введение олефинового мономера, и периодическое или непрерывное введение каталитической системы или компонентов каталитической системы в реакционную смесь реакционной системы;
олигомеризацию олефинового мономера в реакционной смеси с образованием олигомерного продукта; и
периодический или непрерывный вывод выходящего потока реакционной системы, содержащего олигомерный продукт, из реакционной системы,
причем реакционная система содержит общий объем реакционной смеси реакционной системы; и теплообменный участок реакционной системы, содержащий объем теплообменной реакционной смеси и общую площадь поверхности теплообмена, обеспечивающую непрямой термоконтакт между реакционной смесью и теплоносителем;
при этом соотношение общей площади теплообменной поверхности к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от 0,75 дюйм-1 до 5 дюйм-1; и
при том, что скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы составляет между от 1,0 (фунт)(час-1)(галлон-1) до 6,0 (фунт)(час-1)(галлон-1).
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий периодическое или непрерывное введение реакционного растворителя в реакционную смесь реакционной системы.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение общей площади теплообменной поверхности реакционной системы к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от минимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)]-1,16 до максимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)] + 0,76.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение объема теплообменной реакционной смеси к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от 0,70 до 1,0.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционная система дополнительно содержит участок реакционной системы, не обменивающийся теплом, содержащий объем реакционной смеси, не обменивающийся теплом и общую площадь поверхности, не обменивающуюся теплом, которая не обеспечивает теплообмен между реакционной смесью и теплоносителем, и при этом средняя температура реакционной смеси внутри участка реакционной системы, не обменивающегося теплом не превышает 0,61% средней температуры реакционной смеси в теплообменном участке реакционной системы.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционная система дополнительно содержит участок реакционной системы, не обменивающийся теплом, содержащий объем реакционной смеси, не обменивающийся теплом и общую площадь поверхности, не обменивающуюся теплом, которая не обеспечивает теплообмен между реакционной смесью и теплоносителем, и при этом средняя температура теплообменной среды не превышает 9,3% средней температуры реакционной смеси в теплообменном участке реакционной системы.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционная система содержит реактор, выбранный из группы, состоящей из реактора непрерывного действия с механическим перемешиванием (CSTR), реактора идеального вытеснения или любых их комбинаций.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что реакционная система содержит реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием, и при этом теплоноситель косвенно приведен в контакт с реакционной смесью внутри рубашки, вокруг по меньшей мере части внешней стенки реактора непрерывного действия с механическим перемешиванием, внутри внутренних спиралей теплообменников, или любых их комбинаций.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что реакционная система содержит один или более реакторов идеального вытеснения, и при этом теплоноситель косвенно контактирует с реакционной смесью через стенку по меньшей мере одного участка по меньшей мере одного реактора идеального вытеснения.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что реакционная система содержит путь реакционной смеси, включающий реактор, и при этом реакционную смесь рециркулируют через реактор, а соотношение объемной скорости потока рециркуляции реакционной смеси к объемной скорости выходного потока реакционной системы находится между 8 и 60.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что олефиновый мономер состоит по существу из этилена.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что каталитическая система содержит хром, гетероатомный лиганд и алкилметалл.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что каталитическая система содержит металлоорганическое соединение, состоящее по существу из триалкилалюминия.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит каталитическую систему, содержащую а) соединение никеля и бидентатный органофосфорин, содержащий по меньшей мере одну третичную фосфорорганическую группу или b) комплекс никеля и бидентатного органофосфорина, содержащего по меньшей мере одну третичную фосфорорганическую группу.
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит каталитическую систему, содержащую а) галогенид, гидрокарбилоксид или карбоксилат циркония, и алкилметалл, или b) галогенид, алкоксид или карбоксилат циркония, основание Льюиса и алкилметалл.
16. Способ по п. 11, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит каталитическую систему, содержащую:
a) комплекс переходного металла, включающий комплекс переходного металла с α-диимином и алкилметаллом,
b) комплекс переходного металла, включающий комплекс переходного металла с пиридин 2,6-бисимином и алкилметаллом,
c) соединение переходного металла, пиридин-2,6-бисимин и алкилметалл, или
d) любую их комбинацию.
17. Реакционная система для олигомеризации олефинового мономера, содержащая:
один или более входов реакционной системы, выполненных с возможностью периодически или непрерывно вводить олефиновый мономер, каталитическую систему или компоненты каталитической системы, или любую их комбинацию в реакционную смесь реакционной системы;
один или более выходов реакционной системы, выполненных с возможностью периодически или непрерывно выводить выходящий поток реакционной системы, содержащий олигомерный продукт, из реакционной системы;
общий объем реакционной смеси внутри реакционной системы; и
теплообменный участок реакционной системы, содержащий объем теплообменной реакционной смеси и общую площадь поверхности теплообмена, обеспечивающую непрямой термоконтакт между реакционной смесью и теплоносителем;
причем соотношение общей площади теплообменной поверхности к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от 0,75 дюйм-1 до 5 дюйм-1, и
при этом скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы составляет между от 1,0 фунт/час/галлон до 6,0 фунт/час/галлон.
18. Реакционная система по п. 17, отличающаяся тем, что соотношение общей площади теплообменной поверхности реакционной системы к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от минимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)]-1,16 до максимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)] + 0,76.
19. Реакционная система по п. 17, отличающаяся тем, что соотношение объема теплообменной реакционной смеси к общему объему реакционной смеси реакционной системы находится в диапазоне от 0,70 до 1,0.
20. Реакционная система по п. 17, отличающаяся тем, что реакционная система дополнительно содержит участок реакционной системы, не обменивающийся теплом, содержащий объем реакционной смеси, не обменивающийся теплом, и общую площадь поверхности, не обменивающуюся теплом, которая не обеспечивает теплообмен между реакционной смесью и теплоносителем, причем средняя температура реакционной смеси на участке реакционной системы, не обменивающимся теплом, не превышает 0,61% средней температуры реакционной смеси на теплообменном участке реакционной системы.
21. Реакционная система по п. 17, отличающаяся тем, что реакционная система дополнительно содержит участок реакционной системы, не обменивающийся теплом, содержащий объем реакционной смеси, не обменивающийся теплом, и общую площадь поверхности, не обменивающуюся теплом, которая не обеспечивает теплообмен между реакционной смесью и теплоносителем, причем средняя температура теплообменной среды не превышает 9,3% средней температуры реакционной смеси на теплообменном участке реакционной системы.
22. Реакционная система по п. 17, отличающаяся тем, что реакционная система содержит реактор, выбранный из группы, состоящей из реактора непрерывного действия с механическим перемешиванием (CSTR), реактора идеального вытеснения или любой их комбинации.
23. Реакционная система по п. 22, отличающаяся тем, что реакционная система содержит один или более реакторов идеального вытеснения, и при этом теплоноситель косвенно приводят в контакт с реакционной смесью через стенку по меньшей мере участка по меньшей мере одного реактора идеального вытеснения.
24. Способ, включающий:
периодическое или непрерывное введение олефинового мономера, и периодическое или непрерывное введение каталитической системы или компонентов каталитической системы в реакционную смесь реакционной системы, причем реакционная система содержит общий объем реакционной смеси реакционной системы; теплообменный участок реакционной системы, содержащий объем теплообменной реакционной смеси и общую площадь поверхности теплообмена, обеспечивающую непрямой термоконтакт между реакционной смесью и теплоносителем; олигомеризацию олефинового мономера в реакционной смеси с образованием олигомерного продукта;
определение одного или более рабочих параметров реакционной системы во время олигомеризации;
управление одним или более рабочими параметрами реакционной системы во время олигомеризации; и
поддержание соотношения общей площади поверхности теплообмена к общему объему реакционной смеси реакционной системы в диапазоне от 0,75 дюйм-1 до 5 дюйм-1 управлением одним или более рабочими параметрами реакционной системы;
периодический или непрерывный выпуск выходного потока реакционной системы, содержащий олигомерный продукт, из реакционной системы.
25. Способ по п. 24, дополнительно включающий поддержание скорости вывода олигомерного продукта из реакционной системы между 1.0 (фунт)(час-1)(галлон-1) и 6.0 (фунт)(час-1)(галлон-1) управлением одним или более рабочими параметрами реакционной системы.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что один или более рабочих параметров реакционной системы включают объемную скорость входящего потока и объемную скорость выходящего потока реакционной системы, и при этом поддержание соотношения общей площади поверхности теплообмена к общему объему реакционной смеси реакционной системы управляется объемной скоростью входящего и объемной скоростью выходящего потоков реакционной системы.
27. Способ по п. 24, отличающийся тем, что один или более рабочих параметров реакционной системы включают концентрацию олигомерного продукта в реакционной смеси, и при этом поддержание скорости вывода олигомерного продукта контролируется концентрацией олигомерного продукта.
28. Способ по п. 24, дополнительно включающий поддержание соотношения общей площади теплообменной поверхности реакционной системы к общему объему реакционной смеси реакционной системы в диапазоне от минимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)]-1,16 до максимального значения, описанного уравнением [0,64* (скорость вывода олигомерного продукта из реакционной системы)] + 0,76 управлением одним или более рабочими параметрами реакционной системы.
29. Способ по п. 24, дополнительно включающий поддержание средней температуры реакционной смеси в участке реакционной системы, не обменивающимся теплом, в пределах 0,61% средней температуры реакционной смеси в теплообменном участке реакционной системы управлением одним или более рабочими параметрами реакционной системы.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что один или более рабочих параметров реакционной системы включают среднюю температуру реакционной смеси внутри участка реакционной системы, не обменивающегося теплом, среднюю температуру реакционной смеси в пределах теплообменного участка реакционной системы, и среднюю температуру теплообменной среды, и при этом управление одним или более рабочими параметрами реакционной системы включает управление по меньшей мере средней температурой теплоносителя.
31. Способ по п. 30, дополнительно включающий поддержание средней температуры теплоносителя в пределах 9,3% средней температуры реакционной смеси в пределах теплообменного участка реакционной системы.
32. Способ по п. 24, дополнительно включающий поддержание значения числа Рейнольдса реакционной смеси внутри теплообменного участка реакционной системы между от 2×105 до 1×106 управлением одним или более рабочими параметрами реакционной системы.
33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что один или более рабочих параметров реакционной системы включают скорость потока реакционной смеси в теплообменном участке, рабочий параметр устройства для перемешивания или любую их комбинацию.
34. Способ по п. 24, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части реакционной смеси реакционной системы; и поддержание соотношения объемной скорости вывода выходящего потока реакционной смеси для рециркуляции части реакционной смеси, рециклизованной в реакционную систему, к объемной скорости выходящего потока реакционной системы между 8 и 60.
