将铝氧烷的生产整合到催化剂生产中的方法_2

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催化剂生产系统5。正如所示的,所述催化 剂生产系统5可包括铝氧烷生产单元10,催化剂混合单元15,干燥单元20,和蒸汽冷凝单元 25。循环物流30可被进料到铝氧烷生产单元10内的反应器环管35中。循环物流30通常 可包括溶剂和HAC。水流40和HAC物流45也可被进料到反应器环管35中。在一些实施方 案中,循环物流30,水流40,和HAC物流45,或者一种或多种这些物流,可连续地注入到管 路混合器的入口内部(未示出)。管路混合器可例如提供均相反应区。另外,一种或多种这 些物流可在不同点处注入到反应器环管35内。
[0032] 在反应器环管35中,水和HAC可反应,形成含烷烃(例如,甲烷),产物铝氧烷和未 反应的HAC的反应混合物。所述反应混合物可在反应器环管35内循环到脱气罐50中,在 此在水解反应中形成的副产物甲烷可借助例如气体物流55除去。组成溶剂物流60也可添 加到铝氧烷生产单元10中。正如所示的,组成溶剂物流60可加入到脱气罐50中,以补偿 与气体物流55和例如在干燥的催化剂组合物90中一起损失的溶剂。可使用泵65在反应 器环管35内循环所述反应混合物。所述反应混合物可流经例如冷却器70,以维持水解反应 在选择的温度范围内。正如所示的,一部分所述反应混合物可绕反应器环管35泵送。泵送 的一部分所述反应混合物可被进料到管路混合器的入口内(未示出)。另外,在含有一些未 反应的HAC的溶剂内的含产物铝氧烷的产物物流75可从反应器环管35中引出。
[0033] 可从反应器环管35中引出产物物流75,并在催化剂混合单元15内与额外的催化 剂组分80混合,形成催化剂原料85。额外的催化剂组分80可包括例如催化剂组分和/或 载体,和/或连续性添加剂。产物物流75可包括与一些未反应的HAC -起的在溶剂内的铝 氧烷。铝氧烷和催化剂组分可反应或者结合,形成催化剂组合物。可使用干燥单元20,将催 化剂组合物与更大挥发性的组分例如溶剂和未反应的HAC分离。干燥单元20可包括加热, 抽真空,和/或喷雾干燥催化剂原料85。在干燥单元20中,干燥的催化剂组合物90可例如 以粉末形式收集。含溶剂和其他挥发物(例如未反应的HAC)的气态混合物95也可从干燥 单元20中除去。在喷雾干燥实施方案中,气态混合物95可进一步包括氮气,它可在喷雾干 燥催化剂原料85中使用。冷凝单元25可用于冷凝溶剂与循环到铝氧烷生产单元10中的 含溶剂和未反应的HAC的循环物流30。氮气(如果有的话)也可与溶剂在冷凝单元25中 分离以再用于喷雾干燥中。正如所示的,溶剂废物流26也可从冷凝单元25中除去。考虑 实施方案可包括从体系5中借助溶剂废物流26除去至少一部分溶剂或其他液体且不循环 到铝氧烷生产单元10中。
[0034] 现参考图2,阐述了催化剂生产系统5的另一实施方案,其中铝氧烷生产单元10不 包括泵送所述反应混合物。在不受到理论束缚的情况下,可能不需要泵送,因为在产物物流 75内的铝氧烷可能不被浓缩和可在小于约10wt%铝氧烷的浓度下使用。正如所示的,含溶 剂和HAC的循环物流30可被循环并与水流40和HAC物流45结合,形成反应物流100。在 反应物流100中,水和HAC可反应,形成含溶剂、产物铝氧烷和未反应的HAC的反应混合物。 可使用脱气罐50,借助气体物流55,从反应物流100中除去副产物甲烷。组成溶剂物流60 也可加入到铝氧烷生产单元10中。正如所示的,组成溶剂物流60可加入到循环物流30中。 在含有未反应的HAC的溶剂内的含产物铝氧烷的产物物流75可被进料到催化剂混合单元 15中,并与额外的催化剂组分80混合,形成催化剂原料85。铝氧烷和催化剂组分可反应或 结合,形成催化剂组合物。可使用干燥单元20,将催化剂组合物与催化剂原料85内的更大 挥发性的组分(例如溶剂和未反应的HAC)分离。在干燥单元20中,可例如以粉末形式收 集干燥的催化剂组合物90。含溶剂和其他挥发物(例如,未反应的HAC)的气态混合物95 也可从干燥单元20中除去。可使用冷凝单元25冷凝溶剂与循环到铝氧烷生产单元10中 的含溶剂和未反应的HAC的循环物流30。溶剂废物流26也可从冷凝单元25中除去。
[0035] 现参考图3,示出了催化剂生产系统5的另一实施方案,其中在铝氧烷生产单元10 之前,添加载体材料105。在不束缚于理论的情况下,可通过在铝氧烷生产单元10之前引 入载体材料105,改进铝氧烷在载体材料105上的分布。在一些实施方案中,载体材料105 可以是湿的载体材料,例如具有一些水含量的湿氧化硅,另外,由于存在载体材料105,也可 减少在铝氧烷生产单元10内来自水解反应的升温。正如所示的,含溶剂和HAC的循环物流 30可以被循环并与载体材料105在载体混合单元110内结合。正如所示的,组成溶剂物流 60也可加入到载体混合单元110中。来自载体混合单元110的载体/循环混合物112可 被进料到铝氧烷生产单元10中,并与水流40和HAC物流45结合,形成反应物流100。所 有或一部分HAC物流45也可被进料到载体混合单元110中。也可在添加载体材料105之 前或者就在额外的催化剂组分80的上游,引入一些或所有水流40。在反应物流100中,水 和HAC可反应,形成含溶剂、产物铝氧烷和未反应的HAC的反应混合物。可使用脱气罐50, 借助气体物流55,从反应物流100中除去副产物甲烷。在含有未反应的HAC的溶剂内的含 产物铝氧烷的产物物流75可被进料到催化剂混合单元15中,并与额外的催化剂组分80混 合,形成催化剂原料85。铝氧烷和催化剂组分可反应或者结合,形成催化剂组合物。可使用 干燥单元20,将催化剂组合物与催化剂原料85内的更大挥发性的组分(例如溶剂和未反应 的HAC)分离。在干燥单元20中,可例如以粉末形式收集干燥的催化剂组合物90。含溶剂 和其他挥发物(例如,未反应的HAC)的气态混合物95也可从干燥单元20中除去。可使用 冷凝单元25冷凝溶剂与循环到铝氧烷生产单元10中的含溶剂和未反应的HAC的循环物流 30。溶剂废物流26也可从冷凝单元25中除去。
[0036] 现参考图4,示出了催化剂生产系统5的又一实施方案。在所示的实施方案中,已 经在铝氧烷生产单元10中结合了图1-3的催化剂混合单元15和脱气罐50。在一些实施方 案中,图4中的催化剂生产系统5内的铝氧烷生产单元10可在间歇模式下操作,以生产铝 氧烷。在一个特别的实施方案中,具有HAC的循环的溶剂可借助管线115进料到铝氧烷生 产单元10中。循环的溶剂可借助泵125从循环缓冲容器120进料。正如所示的,组成溶剂 物流60可添加到循环缓冲容器120中。
[0037] 可在铝氧烷生产单元10内,循环溶剂在反应器环管35中循环。在一些实施方案 中,载体材料(未示出)现可引入到反应器环管35中。在不束缚于理论的情况下,引入载 体材料可有助于吸收水解反应的热量,并且也可影响铝氧烷在载体材料上的整合。也可使 用冷却夹套(未示出),除去反应热。为了生产产物铝氧烷,水流40和HAC物流45也可进 料到反应器环管35中。在反应器环管35中,水和HAC可反应,形成含溶剂、产物铝氧烷和 未反应的HAC的反应混合物。在反应器环管35内的脱气/催化剂混合罐130可借助气体 物流55从所述反应混合物中除去副产物甲烷,所述甲烷可例如送去燃烧(flare)。可使用 泵65在反应器环管35内循环所述反应混合物。
[0038] 然后可终止水流40和HAC物流45的注入,然后可引入额外的催化剂组分80到例 如脱气/催化剂混合罐130内。额外的催化剂组分80可包括例如催化剂组分,载体和/或 连续性添加剂。可使用例如在脱气/催化剂混合罐130上的加热夹套135来增加体系温度。 所生产的铝氧烷和催化剂组分可反应或结合,形成催化剂组合物。
[0039] 含催化剂组合物、溶剂和未反应的HAC的催化剂原料85然后可从铝氧烷生产单元 10中移除并进料到可包括例如加热夹套145的缓冲容器140中。可使用泵150,借助管线 155,从催化剂缓冲容器140递送含催化剂组合物、溶剂和未反应的HAC的物流155到干燥 单元20中。干燥单元20可被整合到脱气/催化剂混合罐130内。可使用干燥单元20,将 催化剂组合物与更大挥发性的组分(例如溶剂和未反应的HAC)分离。在干燥单元20中,可 例如以粉末形式收集干燥的催化剂组合物90。含溶剂和其他挥发物(例如未反应的HAC) 的气态混合物95也可从干燥单元20中除去。可使用冷凝单元25冷凝溶剂与循环到循环 缓冲容器120中的含溶剂和未反应的HAC的循环物流30。溶剂废物流26也可从冷凝单元 25中除去。
[0040] 现参考图5,示出了催化剂生产系统5的另一实施方案。在所示的实施方案中,具 有HAC的循环溶剂可借助管线115从循环缓冲容器120进料到铝氧烷生产单元10内。具 有HAC的循环溶剂,管线115,也可进料到脱气/混合罐160中(现在示出的实施方案)。正 如所示的,可添加组成溶剂物流60到循环缓冲容器120中。循环溶剂可在铝氧烷生产单元 10内的反应器环管35中循环。为了生产产物铝氧烷,也可将水流40和HAC物流45进料 到反应器环管35中。在反应器环管35中,水和HAC可反应,形成含溶剂、产物铝氧烷和未 反应的HAC的反应混合物。反应器环管35内的脱气/载体混合罐160可借助气体物流55 从所述反应混合物中除去副产物甲烷,所述甲烷可例如被送去燃烧。脱气/载体混合罐160 可包括用于控温的夹套165,它可以是例如加热或冷却夹套。可使用泵65以用于在反应器 环管35内循环所述反应混合物。在一些实施方案中,载体材料105也可被引入到反应器环 管35内。在不束缚于理论的情况下,引入载体材料105可辅助吸收水解反应的热量,且也 可影响铝氧烷整合到载体材料上。在一些实施方案中,载体材料105可以是湿的载体材料, 例如具有一定水含量的湿氧化硅。正如所示的,可将载体材料105从载体缓冲料斗170引 入到脱气/载体混合罐160内。正如所示的,一部分所述反应混合物可绕反应器环管35泵 送。另外,在含有一些未反应的HAC和载体材料的溶剂内的含产物铝氧烷的产物物流75可 从反应器环管35中引出。
[0041] 正如所示的,额外的催化剂组分80可进料到催化剂组分混合罐175内。来自循环 缓冲罐120的循环溶剂的侧物流180 (其中包括例如一些未反应的HAC)也可进料到催化剂 组分混合罐175中。来自侧物流180的含循环溶剂的催化剂组分185可从催化剂组分混合 罐175中引出并与产物物流75结合。正如所示的,可将催化剂组分185和产物物流75引 入到例如管路混合器195的入口内,在此它们结合形成催化剂原料85。可使用泵190,递送 催化剂组分185到管路混合器195中。铝氧烷和催化剂组分可反应或结合,形成催化剂组 合物。可使用干燥单元20,将催化剂组合物与催化剂原料85内的更大挥发性组分(例如溶 剂和未反应的HAC)分离。在干燥单元20中,可例如以粉末形式收集干燥的催化剂组合物 90。含溶剂和其他挥发物(例如,未反应的HAC)的气态混合物95也可从干燥单元20中除 去。可使用冷凝单元25冷凝溶剂和借助泵190循环到铝氧烷生产单元10中的含溶剂与未 反应的HAC的循环物流30。也可从冷凝单元25中除去溶剂废物流26。
[0042] 催化剂组分
[0043] 可结合催化剂组分与铝氧烷。可使用的催化剂组分的非限制性实例包括茂金属催 化剂,常规催化剂,例如齐格勒-纳塔催化剂和菲利普斯-型铬催化剂,和含第15族的催化 剂。还考虑诸如AlCl 3,钴,铁和钯催化剂之类的催化剂。本文中所使用的术语"催化剂组 分"与术语"催化剂"可互换使用,且包括能增加化学反应(例如聚合或低聚一种或多种烯 烃)的速率的任何化合物或组分,或化合物和组分的组合。在一些实施方案中,催化剂组分 可以是单位点催化剂。
[0044] 茂金属催化剂
[0045] 合适的催化剂组分可包括茂金属催化剂。茂金属或茂金属-型催化剂化合物通常 含有含环戊二烯基Cp或环戊二烯基-型结构或其他类似官能结构例如戊二烯、环辛四烯 基和酰亚胺的一种或多种配体。本领域的技术人员要理解,本文提到茂金属催化剂化合物 和/或体系也可以是指茂金属-型催化剂化合物和/或组合物。本文中所使用的催化剂 组合物是指含催化剂化合物和助催化剂或活化剂的结合物。典型的茂金属化合物通常被 描述为含有一种或多种配体和键合到至少一个金属原子上的一个或多个离去基。对于本 文的目的来说,术语"离去基"可以指键合到催化剂组分的中心金属原子上的一个或多个化 学部分,例如配体,它可通过活化剂或助催化剂从催化剂组分中夺取,从而产生对烯烃聚合 或低聚具有活性的催化剂物质。在例如美国专利Nos. 4, 530, 914,4, 871,705,4, 937, 299, 5,
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