JP2002187902A - 線状α−オレフィンの製造方法 - Google Patents
線状α−オレフィンの製造方法Info
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Abstract
線状α−オレフィンを効率よく製造しうるα−オレフィ
ンの製造方法を提供すること。 【解決手段】 チーグラー−ナッタ型触媒を使用してエ
チレンのオリゴメリ化により線状α−オレフィンを製造
するにあたり、芳香族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製
し、その後非反応性の溶媒下でオリゴメリ化反応を行う
ことを特徴とする線状α−オレフィンの製造方法。
Description
タ(Ziegler-Natta)型触媒を使用してエチレンのオリゴ
メリ化により高純度の線状α−オレフィンを効率よく製
造する方法に関する。
のモノマー、あるいは各種高分子重合体のコモノマーな
どとして広く使用されており、エチレンをチーグラーナ
ッタ型触媒の存在でオリゴメリ化させて製造されてい
る。特に、最近、ポリオレフィンのコモノマーとして使
用されているC6,C8等のオレフィンは、益々高純度
化が望まれており、その需要も年々増大している。しか
しながら、上記のようなチーグラーナッタ型触媒を用い
た反応では、反応系で生成したα−オレフィンの反応に
より副生成物が生成し、製品の純度が低下してしまうと
いう問題があった。そこで、α−オレフィンの反応を抑
制し、いかにエチレンの反応を優先させるかが重要な課
題となる。これにより、製品品質が向上するばかりでな
く、同一純度(同一スペック)にした場合、反応器内の
α−オレフィン濃度を高めたり、反応圧力を低下できた
りするなど、僅かな純度向上でも工業的意義は非常に大
きい。
芳香族溶媒下で触媒を調製したり、反応溶媒に芳香族溶
媒を使用すると、α−オレフィン純度が向上することが
知られてきた。しかし、芳香族溶媒を用いた場合、純度
の向上は認められるものの芳香族溶媒がα−オレフィン
と反応し、アルキルベンゼンが副生するという問題があ
り、特に、触媒の失活時に芳香族溶媒とα−オレフィン
とが反応し、アルキルベンゼンが副生し、これが製品の
α−オレフィン中に混入するという問題があった。本発
明は、前記従来技術の問題点を解消し、副生アルキルベ
ンゼン量を抑制し、高純度のα−オレフィンを効率よく
製造することができる方法を提供することを目的とす
る。
に鑑みて鋭意検討の結果、触媒調製時に芳香族溶媒を使
用し、その後のオリゴメリ化反応にはナフテン系溶媒な
どの非反応性の溶媒を用いると、α−オレフィンの純度
が高くなり、しかも副生するアルキルベンゼン量を低減
できることを見出した。本発明は、このような知見に基
づいて完成したものである。すなわち、本発明は、チー
グラー−ナッタ型触媒を使用してエチレンのオリゴメリ
化により線状α−オレフィンを製造するにあたり、芳香
族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製し、その後非反応性の
溶媒下でオリゴメリ化反応を行うことを特徴とする線状
α−オレフィンの製造方法、及びチーグラー−ナッタ型
触媒を使用してエチレンのオリゴメリ化により線状α−
オレフィンを製造するにあたり、芳香族溶媒を含む溶媒
下において、次いで該芳香族溶媒を含む溶媒を非反応性
の溶媒で置換してなる溶媒下において触媒を調製した
後、あるいは、芳香族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製し
非反応性の溶媒で該芳香族溶媒を含む溶媒を置換した
後、非反応性の溶媒下でオリゴメリ化反応を行う線状α
−オレフィンの製造方法を提供するものである。
に、チーグラー−ナッタ型触媒を芳香族溶媒を含む溶媒
下に調製する。ここで、触媒調製に使用しうる芳香族溶
媒としては、ベンゼン,トルエン,キシレン(例えば、
o,m,p−キシレン),トリメチルベンゼン(例え
ば、1,2,4−トリメチルベンゼン;1,3,5−ト
リメチルベンゼン),テトラメチルベンゼン,その他エ
チル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基を有す
るアルキルベンゼンなどが挙げられ、これらは単独で又
は2種類以上を組み合わせて使用することができる。こ
こで用いる芳香族溶媒を含む溶媒は、芳香族溶媒を20
〜100容量%含むものであることが好ましい。芳香族
溶媒の割合が上記範囲を逸脱するとα−オレフィンの純
度が低下することがある。上記芳香族溶媒を含む溶媒
は、芳香族溶媒以外に、例えば、後述のオリゴメリ化反
応に用いる非反応性の溶媒を含有することができる。
に触媒を調製することにより、芳香族溶媒が触媒に配位
し、これにより、α−オレフィンの再挿入付加反応を抑
制し、この結果、α−オレフィンの純度が向上し、副生
成物の副生が抑制されるものと考えられる。また、本発
明においては、触媒の調製中又は調製後に、芳香族溶媒
を含む溶媒を非反応性の溶媒で置換し、その後非反応性
の溶媒下でオリゴメリ化反応を行うことも本発明の好ま
しい態様である。すなわち、芳香族溶媒を含む溶媒下に
おいて、次いで該芳香族溶媒を含む溶媒を非反応性の溶
媒で置換してなる溶媒下において触媒を調製した後、非
反応性の溶媒下でオリゴメリ化反応を行う方法、あるい
は、芳香族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製し非反応性の
溶媒で該芳香族溶媒を含む溶媒を置換した後、非反応性
の溶媒下でオリゴメリ化反応を行う方法が挙げられる。
香族溶媒を含む溶媒を添加し、例えば、70℃以上の温
度で加熱し、冷却後、固体を沈降させ、液相部分をデカ
ンテーションにより除去し、除去した量と同量の非反応
性の溶媒を加えて溶媒を置換する操作を繰り返すことに
より行うことができる。こうして芳香族溶媒を含む溶媒
を非反応性の溶媒で置換した後、他の触媒成分を添加
し、触媒溶液を調製することができる。当然、遷移金属
成分に芳香族溶媒を含む溶媒を添加し、更に他の触媒成
分を添加した後に、溶媒を非反応性の溶媒で置換するこ
ともできる。
触媒の各成分及び溶媒の配合順序には、特に制限はない
が、触媒成分の遷移金属成分に芳香族溶媒を含む溶媒を
添加した後、他の触媒成分を添加するのが好ましい。例
えば、ZrCl4 −エチルアルミニウムセスキクロリド
(以下、EASCと略称することがある)−トリエチル
アルミニウム(以下、TEAと略称することがある)系
触媒を調製する場合には、ZrCl4 にまず芳香族溶媒
を含む溶媒を加え、TEAを添加した後、EASCを添
加するのが好ましい。すべての成分を配合した後、例え
ば40℃以上、好ましくは50〜80℃の温度で30分
以上加熱することにより、より高活性の触媒を得ること
ができる。また、上記方法における触媒成分と芳香族溶
媒の配合割合は、ZrCl4 の濃度として50〜100
ミリモル/リットル溶媒である。
媒下に触媒を調製し、その後非反応性の溶媒下でオリゴ
メリ化反応を行う。非反応性の溶媒としては、シクロヘ
キサン,エチルシクロヘキサン等のナフテン系化合物、
ペンタン,ヘプタン,オクタン等のパラフィン系化合
物、これらのハロゲン化物(例えば、塩化物等)が挙げ
られ、特にナフテン系化合物を好ましく用いることがで
きる。エチレンのオリゴメリ化は、前記のようにして調
製した触媒溶液とエチレンとを、非反応性の溶媒の存在
下で所定の反応温度,反応圧力の下に接触させることに
よって効率よく行うことができる。
00〜130℃の温度で、30〜70kg/cm2 ・G
(2.94〜6.86MPa)の加圧下で行われる。また、
反応時間は、温度や圧力によって左右されるが、通常、
10分〜60分程度で充分である。また、触媒の調製か
ら重合反応を終了するまでのすべての操作は、空気,水
分を排除して行うのが好ましく、窒素,アルゴン等の不
活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。本発明の製造方
法において、原料としてはエチレンが用いられ、また、
得られる線状α−オレフィンは、炭素数4以上、特に4
〜18の各種α−オレフィン低重合体であり、このα−
オレフィン低重合体はそれらの混合物として生成する。
本発明においては、エチレンを重合して得られた反応生
成液について、続いて必要に応じ、未反応α−オレフィ
ンの回収、触媒の失活、脱灰処理などを適宜行うことが
できる。
に説明するが、本発明はこれらによって制限されるもの
ではない。 実施例1 (1)触媒の調製 内容積500mlの撹拌機付きフラスコ中に、アルゴン
雰囲気下で無水四塩化ジルコニウム25ミリモルと乾燥
したトルエン250mlを導入し、10分間撹拌した。
これにトリエチルアルミニウム(TEA)38.9ミリ
モルを添加し、約10分間撹拌した後、エチルアルミニ
ウムセスキクロライド(EASC)136.1ミリモル
〔(EASC+TEA)/ZrCl4 のモル比=7,E
ASC/TEAのモル比=3.5)〕を添加し、70℃
で1時間撹拌しながら錯体を形成させた。触媒溶液は、
錯体形成により赤褐色に変色した。 (2)エチレンのオリゴメリゼーション 1リットルの撹拌機付きオートクレーブ中に、乾燥した
アルゴン雰囲気下で乾燥したシクロヘキサン250ml
と内部標準物質としてウンデカンを所定量添加し、13
0℃まで昇温した。130℃に達したら、予めポットに
導入した上記調製触媒(ZrCl4 :0.08ミリモ
ル、EASC:0.426ミリモル、TEA:0.12
4ミリモル)とともに、原料エチレンを一気に張り込
み、反応圧力6.5MPaまで昇圧した。その後、10
分毎にサンプルを抜き出し、1時間反応を行った。な
お、この間エチレンを連続的に張り込み、反応圧力を一
定とした。なお、10分毎のサンプリング時には、反応
圧低下による純度低下を防ぐため、1N水酸化ナトリウ
ム水溶液中に反応器から生成液を高圧のまま一気に失活
させた。このサンプリングを10分毎に行い、60分ま
で計6本のサンプルを採取した。これらのサンプルを水
洗し、固形分を濾別し、分析に供した。
程度のロスはやむを得ないので、内部標準物質のウンデ
カン基準のC8〜C30留分の生成量からSchulz
・Flory分布を用いてC4,C6生成量を求め、収
量を求めた。また、α−オレフィンの純度低下は、反応
で生成するα−オレフィンが反応し、副生成物が副生す
ることによって起こる。例えば、C18の純度〔C18
留分中の1−オクタデセン濃度(重量%)〕は、反応で
生成するC4からC16までのα−オレフィンの収量に
関係し、この量が多いと、その分これらの反応によりC
18純度は低下する。このようにα−オレフィン純度、
例えばC18純度は、反応条件(温度,圧力)が同一の
場合には生成するC4からC16までのα−オレフィン
の収量に関係し、純度を比較するには、この量を一定と
して比較しないと、正確な純度向上効果を見ることはで
きない。そこで、第1表にはC18純度に影響する反応
場での相対オレフィン濃度〔C4〜C16α−オレフィ
ン/エチレン(モル比)〕を0.002としたときのC
18α−オレフィン純度で比較した。
いた以外は、実施例1と同様に操作し、C18α−オレ
フィン純度及びアルキルベンゼン生成量を測定した。結
果を第1表に示す。 実施例3 触媒調製時の溶媒としてトルエンに変えてメシチレンを
用いた以外は、実施例1と同様に操作し、C18α−オ
レフィン純度及びアルキルベンゼン生成量を測定した。
結果を第1表に示す。
雰囲気下で無水四塩化ジルコニウム25ミリモルと乾燥
トルエン250mlを導入し、70℃で30分間加熱撹
拌した。その後、室温まで冷却し、スラリー触媒の固体
を沈降させた。その後、液相部分を注射器で抜き取り、
抜き取った分の量に相当する乾燥シクロヘキサンを追加
し、撹拌した。この溶媒置換を3回行った。こうして、
ほとんどの溶媒をシクロヘキサンで置換した後、トリエ
チルアルミニウム(TEA)38.9ミリモルを添加
し、約10分間撹拌した後、エチルアルミニウムセスキ
クロライド(EASC)136.1ミリモル〔(EAS
C+TEA)/ZrCl4 のモル比=7,EASC/T
EAのモル比=3.5〕を添加し、70℃で1時間撹拌
しながら錯体を形成させた。生成物について、C18α
−オレフィン純度及びアルキルベンゼン生成量を測定し
た。結果を第1表に示す。
シクロヘキサンの混合溶媒(ベンゼン:シクロヘキサン
=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様に操作
し、生成物についてC18α−オレフィン純度及びアル
キルベンゼン生成量を測定した。結果を第1表に示す。 実施例6 触媒調製時の溶媒として、トルエンに変えてベンゼンと
シクロヘキサンの混合溶媒(ベンゼン:シクロヘキサン
=30:70)を用いた以外は、実施例1と同様に操作
し、生成物についてC18α−オレフィン純度及びアル
キルベンゼン生成量を測定した。結果を第1表に示す。
サンを用いた以外は、実施例1と同様に操作し、生成物
についてC18α−オレフィン純度及びアルキルベンゼ
ン生成量を測定した。結果を第1表に示す。 比較例2 重合反応用溶媒として、シクロヘキサンに変えてトルエ
ンを用いた以外は、実施例1と同様に操作し、生成物に
ついてC18α−オレフィン純度及びアルキルベンゼン
生成量を測定した。結果を第1表に示す。 比較例3 触媒調製時の溶媒としてトルエンに変えてベンゼンを用
い、重合反応用溶媒としてシクロヘキサンに変えてベン
ゼンを用いた以外は、実施例1と同様に操作し、生成物
についてC18α−オレフィン純度及びアルキルベンゼ
ン生成量を測定した。結果を第1表に示す。なお、第1
表中、Tolはトルエン、Bzはベンゼン、Mesはメ
シチレン、Cyはシクロヘキサンを表す。
量を抑制し、高純度の線状α−オレフィンを簡単な操作
で効率よく製造することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 チーグラー−ナッタ型触媒を使用してエ
チレンのオリゴメリ化により線状α−オレフィンを製造
するにあたり、芳香族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製
し、その後非反応性の溶媒下でオリゴメリ化反応を行う
ことを特徴とする線状α−オレフィンの製造方法。 - 【請求項2】 チーグラー−ナッタ型触媒が、芳香族溶
媒を含む溶媒下で40℃以上の温度で、30分以上加熱
して調製してなるものである請求項1記載の線状α−オ
レフィンの製造方法。 - 【請求項3】 チーグラー−ナッタ型触媒を使用してエ
チレンのオリゴメリ化により線状α−オレフィンを製造
するにあたり、芳香族溶媒を含む溶媒下において、次い
で該芳香族溶媒を含む溶媒を非反応性の溶媒で置換して
なる溶媒下において触媒を調製した後、あるいは、芳香
族溶媒を含む溶媒下に触媒を調製し非反応性の溶媒で該
芳香族溶媒を含む溶媒を置換した後、非反応性の溶媒下
でオリゴメリ化反応を行う線状α−オレフィンの製造方
法。 - 【請求項4】 非反応性の溶媒がナフテン系化合物、パ
ラフィン系化合物又はこれらのハロゲン化物である請求
項1〜3のいずれかに記載の線状α−オレフィンの製造
方法。 - 【請求項5】 チーグラー−ナッタ型触媒が、遷移金属
成分に芳香族溶媒を含む溶媒を添加した後、他の触媒成
分を添加してなるものである請求項1〜4のいずれかに
記載の線状α−オレフィンの製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000388945A JP4514326B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 線状α−オレフィンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388945A JP4514326B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 線状α−オレフィンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002187902A true JP2002187902A (ja) | 2002-07-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000388945A Expired - Fee Related JP4514326B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 線状α−オレフィンの製造方法 |
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| JP (1) | JP4514326B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS507043B1 (ja) * | 1969-03-03 | 1975-03-20 | ||
| JPH01294710A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-11-28 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 線状α−オレフィンの製造方法 |
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| JP2000313714A (ja) * | 1993-02-05 | 2000-11-14 | Phillips Petroleum Co | 触媒系の製造法及びオレフィンを三量体化、オリゴマー化及び/又は重合する方法 |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388945A patent/JP4514326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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