技术领域本文公开了用于使用酸催化剂从烯烃流股中去除芳香族杂质的方法。还公开了用于制备优选为聚合物的下游产物和成形体的方法。
背景技术：
烯烃(alkene)，特别是α-烯烃(α-olefin)，在化学工业中已经长时间是期望的。由于双键，可以将它们转化为大量的其他有价值的化合物，仅仅举几个例子，如醇、醛、酮和有机卤化物。在聚合反应中它们可以用作单体或共聚单体，并且在塑料的生产中是特别有价值的。由于毒性、环境安全和生产效率的原因，期望产生具有减少含量的特定芳香族化合物，特别是苯的烯烃流股。减少特定芳香族化合物的含量也涉及符合各种政府的环境条例的方面。在现有技术中对用于减少烯烃流股中的特定芳香族化合物，特别是苯的含量的方法，仍然存在需要。
技术实现要素：
在各种实施方式中，公开了用于制备包含芳香族化合物的化学组合物的方法。一种用于制备基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物的方法，包括：a.提供以下反应组分：i.包含以下的化学组合物：a)基于化学组合物的总重量处于按重量计浓度A的芳香族化合物α，以及b)基于化学组合物的总重量，处于约50至约99.99wt.％的量的烯烃，和ii.酸；以及b.使这些组分反应以获得基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物；其中，浓度B小于浓度A。以下将更具体地描述这些和其他特征和特性。附图说明以下是附图的简要说明，其中相同的要素标号相同，并且呈现附图是为了说明本文公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制其的目的。图1是用降低特定的芳香族化合物的含量的示意性工艺流程图。具体实施方式本申请总体上基于克服现有技术中关于降低烯烃流股中特定芳香族化合物的含量(特别是降低烯烃流股中的苯含量，具体地其中烯烃是α烯烃)中遇到的问题中的至少一个。其特别适用于在工业规模过程中应被去除的低浓度的芳香族化合物。另一问题是提供用于生产下游产物和成形体的高效和可持续的烯烃来源。由用于制备基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物的方法做出解决本文中确定的至少一个问题的贡献，该方法包括：a.提供以下的反应组分：i.包含以下的化学组合物：a)基于化学组合物的总重量处于按重量计浓度A的芳香族化合物α，b)基于化学组合物的总重量，处于约50至约99.99wt.％、优选约80至约99.99wt.％、更优选约95至约99.99wt.％、最优选约99至约99.99wt.％的量的烯烃，ii.酸；b.将组分反应以获得基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物；其中，浓度B小于浓度A。在该方法的一个实施方式中，烯烃b)是α-烯烃。在该方法的一个实施方式中，烯烃b)是C2-C20烯烃、优选C2-C15烯烃、更优选C4-C10烯烃。在该方法的一个实施方式中，烯烃b)是C6-C20烯烃、优选C6-C15烯烃、更优选C6-C10烯烃。在该方法的一个实施方式中，基于化学组合物i的总重量，浓度A是约2份每百万(ppm)至约10重量百分数(wt.％)、优选约3ppm至约5wt.％、更优选约4ppm至约1wt.％。在该方法的一个实施方式中，A:B的比率为约1:0至约1:0.1、优选约1:0至约1:0.01、更优选约1:0.1至约1:0.001。在该方法的一个实施方式中，芳香族化合物是苯。在该方法的一个实施方式中，存在作为a)的组分的另外的烯烃，其中另外的烯烃与烯烃b)不同。在该方法的一个实施方式中，另外的烯烃是C2-C20烯烃、优选C2-C15烯烃、更优选C4-C10烯烃。在该方法的一个实施方式中，酸包括路易斯酸。在该方法的一个实施方式中，路易斯酸具有式AlaXbRc，其中：-X是卤素，-R是烷基基团或氢，优选乙基，-a是1或2，-b是0至3×a的整数，优选a至2×a，并且-c是等于3×a-b的整数。在该方法的一个实施方式中，路易斯酸是Al2Cl3Eth3。在该方法的一个实施方式中，酸进一步地包含质子化合物(proticcompound)。在该方法的一个实施方式中，质子化合物包含咪唑鎓、铵、或包括上述至少一种的组合。在该方法的一个实施方式中，基于反应组分的总重量，路易斯酸以约0.1至约50wt.％、优选约0.5至约20wt.％、更优选约1至约5wt.％的浓度存在于步骤b.中。在该方法的一个实施方式中，路易斯酸以约1至约20wt.％、优选约2至约10wt.％、更优选约3至约5wt.％的浓度存在于步骤b.中。在该方法的一个实施方式中，化学组合物i.是均质液体。在该方法的一个实施方式中，在约0至约250℃、优选约30至约200℃、更优选约80至约150℃的温度下进行反应b.。通过用于制备下游产物的方法做出达到以上提及的至少一个目的的贡献，该方法包括：i.通过如在本文中描述的方法制备烯烃；以及ii.使烯烃反应以形成下游产物。在用于制备下游产物的方法的一个实施方式中，下游产物是聚合物。在用于制备下游产物的方法的一个实施方式中，下游产物是聚乙烯(polyethene)或聚丙烯(polypropene)(例如，聚乙烯(polyethylene)或聚丙烯(polypropylene))。在用于制备下游产物的方法的一个实施方式中，将下游产物转化为成形体。通过用于处理烯烃流股(优选α-烯烃流股)的方法做出解决在本文中确定的至少一个问题的贡献，以便降低特定芳香族化合物α，优选苯的含量。在一个实施方式中，借助烷基化反应以获得不同于芳香族化合物α的烷基化的芳香族化合物来降低芳香族化合物α的含量。在该实施方式的一个方面中，烷基化的芳香族化合物可以以单个额外的烷基化或多个额外的烷基化不同于芳香族化合物α。烷基化的芳香族化合物优选以一个、两个或三个额外的烷基化不同于芳香族化合物α。在该实施方式的一个方面中，产物组合物包含至少两种或更多种不同的烷基化芳香族化合物，其可以由于不同的烷基基团数目或不同类型的烷基基团，或由于两者的组合而不同。在另一方面中，由单个烷基化产物组成至少50wt.％、优选至少90wt.％、更优选至少99wt.％的烷基化的芳香族产物。在一个实施方式中，通过酸催化芳香族化合物的反应，优选烷基化反应。在该实施方式的一个方面，可以存在不同于酸催化剂的另外的催化剂。技术人员可以以任何他认为适合的方式选择反应条件以增加反应的有利特性。优选，在液相中，优选在单一均质液相中进行反应。优选，在约0至约250℃、优选约0至约200℃、更优选约0至约150℃的温度下进行反应。优选，在允许液相反应的压力下进行反应。在一个实施方式中，在约0.1兆帕(Mpa)至约12MPa(约1至约120巴)、优选约1MPa至约6MPa(约10至约60巴)、更优选约2MPa至约5.5MPa(约20至约55巴)的压力下进行反应。通过用于处理化学组合物的方法做出解决在本文中公开的至少一个问题的贡献，该组合物包括以下组分：a)基于化学组合物的总重量处于按重量计浓度A的芳香族化合物α，以及b)基于化学组合物的总重量，处于约50至约99.99wt.％、优选约80至约99.99wt.％、更优选约95至约99.999wt.％、最优选约99至约99.9999wt.％的量的烯烃。可以根据具体的应用选择烯烃。优选的烯烃是α-烯烃和/或用作聚合反应中的单体和/或共聚单体的烯烃。在该上下文中优选的α-烯烃是包含约2至约30、优选约2至约15、更优选约2至约8个碳原子的那些。优选的α-烯烃是乙烯、丙烯、丁-1-烯、戊-1-烯、己-1-烯、庚-1-烯、辛-1-烯、壬-1-烯、癸-1-烯和更高级的α烯烃。优选的α-烯烃是己-1-烯、庚-1-烯或辛-1-烯。烯烃流股可以含有单一烯烃或可以包含至少两种或更多种不同的烯烃。在一个实施方式中，至少50wt.％、更优选至少90wt.％、最优选至少约99wt.％的化学组合物i)是单一烯烃。在另一个实施方式中，化学组合物包含至少10wt.％、优选至少15wt.％、更优选至少20wt.％的第一烯烃以及至少10wt.％、优选至少15wt.％、更优选至少20wt.％的不同于第一烯烃的第二烯烃。在进一步的实施方式中，烯烃流股包含多于一种的不同的烯烃，优选具有至少一种的为C6-C20烯烃、优选C6-C15烯烃、更优选C6-C10烯烃的那些烯烃。在该实施方式的一个方面，基于烯烃流股的总重量，烯烃流股优选以50至约99wt.％、更优选约65至约95wt.％、最优选约75至约90wt.％的量包含己-1-烯。在该实施方式的一个方面，基于烯烃流股的总重量，烯烃流股优选以约1至约30wt.％、更优选约3至约20wt.％、最优选约8至约15wt.％的量包含庚-1-烯。在该实施方式的一个方面，基于烯烃流股的总重量，烯烃流股优选以约0.1至约10wt.％、更优选约0.5至约7wt.％、最优选约1至约5wt.％的量包含辛-1-烯。在该实施方式的一个方面，基于烯烃流股的总重量，烯烃流股优选以约0.1至约10wt.％、更优选约0.5至约7wt.％、最优选约1至约5wt.％包含具有大于8个碳原子的烯烃。在该实施方式的一个方面中，优选是苯的芳香族化合物α以约2ppm至约1000ppm、优选约20ppm至约700ppm、更优选约100ppm至约400ppm的量以浓度A存在于烯烃流股中。在该实施方式的一个方面，芳香族化合物以约0ppm至约1ppm、优选约0.01ppm至约0.5ppm、更优选约0.1ppm至约0.4ppm的量以浓度B存在于产物流股中。可以根据具体的应用选择芳香族化合物α。优选的芳香族化合物α是基于苯环或萘环的，优选基于苯环。芳香族化合物α可以自身是单烷基化、多烷基化或未烷基化的。芳香族化合物α优选是未烷基化的。优选的芳香族化合物α是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、或任意上述的衍生物、或上述至少两种或更多种的混合物，优选苯。芳香族化合物α的优选的取代基是卤素，优选F、Cl、Br或I，优选F或Cl。在上下文中的优选的二甲苯的异构体是邻位、间位或对位、或者它们的至少两种或更多种的组合。优选的芳香族化合物α是苯。在一个实施方式中，基于在组合物i)中的芳香族化合物的总重量，组合物i)的芳香族含量由至少50wt.％、优选至少90wt.％、更优选至少约99wt.％的单一芳香化合物组成。在另一实施方式中，组合物i)的芳香族含量包含至少10wt.％、优选至少15wt.％、更优选至少20wt.％的第一芳香族化合物以及至少约10wt.％、优选至少约15wt.％、更优选至少约20wt.％的第二芳香族化合物，在每种情况基于在组合物i)中的芳香族化合物的总重量。酸ii.优选催化将组合物i)中的芳香族化合物α的含量降低的反应。技术人员具有该酸和它们用作化学催化剂的知识。他可以选择任何他认为适于改善反应的有利特性的酸。优选的催化剂是液态酸，优选包括路易斯酸。在该上下文中的优选的路易斯酸是能够接受至少一个或多于一个孤电子对(未共电子对)的化合物。技术人员具有路易斯酸的知识并且可以以任何他认为适合的方式选择路易斯酸，以增强反应的有利特性。优选的路易斯酸包含能够接受至少一个或两个或更多个孤电子对的至少一个或两个或更多个路易斯酸中心(Lewisacidcenter)或原子。在一个实施方式中，路易斯酸包含选自由以下组成的列表的至少一种或两种或更多种：B、Al、P、As、Sb、Si、Ge、Se、Te、I、Be、S、或包括上述至少一种的组合；优选选自由以下组成的列表的至少一种或两种或更多种：B、Al、P、As、Sb或Si、或包括上述至少一种的组合；更优选选自由以下组成的列表的至少一种或两种或更多种：B、Al、或包括上述至少一种的组合。最优选的路易斯酸包含至少一个或两个或更多个Al原子。优选的包含Al的路易斯酸具有通式AlnY3n其中：-n是约1至约10、优选约1至约5、优选1或2、最优选1的整数；-Y是烃残基，优选烷基基团、卤素、烷氧基基团、硫烷基基团、或氢，其中在单一分子内的Y可以彼此相同或不同。Y优选是烷基、H或卤素。在一个实施方式中，路易斯酸具有通式AlaXbRc，其中：-X是卤素，优选F、Br、或Cl，更优选Cl；-R是烷基基团，优选C1-C10烷基、更优选C1-C5烷基、最优选乙基；-a是1或2；-b是0至3×a的整数；并且c是等于3×a-b的整数。在一个实施方式中，优选的路易斯酸是选自以下的至少一种或两种或更多种：AlCl3、AlBr3、AlH3、AlF3、Al(烷基)3或包括上述至少一种的组合，优选AlEth3、BH3、BF3、BCl3、或包括上述至少一种的组合。在另一实施方式中，路易斯酸是通式Al2ClnEth6-n的形式，其中n是约2至约6的整数。在该实施方式的一个方面，路易斯酸是Al2Cl3Eth3。在一个实施方式中，酸催化剂包含除了路易斯酸之外的质子化合物。在该实施方式的一个方面，质子化合物包含至少一个或多于一个N-H键，优选存在于正离子中。在该上下文中，优选质子化合物包含选自以下的至少一种或多于一种的阳离子：铵或其衍生物、咪唑鎓或其衍生物、吡唑鎓或其衍生物、噁唑鎓或其衍生物、吡啶鎓或其衍生物、异噁唑鎓或其衍生物、噻唑鎓或其衍生物，优选铵或其衍生物或咪唑鎓或其衍生物、或包括上述至少一种的组合。以上质子化合物的优选的衍生物包括烷基取代基。优选的铵的衍生物是伯、仲或叔铵，其中，优选的烷基基团是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基，优选甲基或乙基。优选的咪唑鎓的衍生物是烷基取代的咪唑鎓，其中，烷基基团优选是选自以下的一种或多于一种：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，优选甲基或丁基、或包括上述至少一种的组合。咪唑鎓优选在以下位置中的一种或多于一种取代：1、2、4、5，优选1或4。优选的咪唑鎓衍生物是二甲基咪唑鎓，优选1,4-二甲基咪唑鎓；二丁基咪唑鎓，优选1,4-二丁基咪唑鎓；甲基咪唑鎓，优选1-甲基咪唑鎓或4-甲基咪唑鎓；甲基-丁基咪唑鎓，优选1-甲基-4-丁基-咪唑鎓或1-丁基-4-甲基咪唑鎓。在上下文中对于质子阳离子(优选铵或咪唑鎓阳离子)的优选的反荷离子是卤素，优选氯、溴或碘。优选的质子化合物是丁基咪唑鎓氯化物。在一个实施方式中，将用于制备化学组合物，优选具有减少含量的特定芳香化合物，优选减少的苯含量的烯烃流股的方法连接至进一步的随后反应以便获得下游产物。优选的下游产物是获得自聚合反应、氢化反应、卤化反应、及其他化学官能化反应，优选聚合反应的那些。优选的单体下游产物是氯乙烯单体(VCM)、乙二醇单体(MEG)、氧化乙烯(EO)、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、乙酸乙烯酯单体(VAM)。优选的低聚物是烯烃，优选线性烯烃(linearolefins)、优选α烯烃、优选线性α烯烃如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯或1-十八烯。优选的聚合反应可以是单-聚合反应或共-聚合反应。优选的聚合产物是聚乙烯、取代的聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚氯乙烯、聚乙二醇(PEG)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚乙酸乙烯酯、聚烯烃，优选聚α烯烃(PAO)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)，以及包括以上描述的单体中的至少一种的其它聚合物。优选的聚合物是聚乙烯或聚乙烯衍生物。聚乙烯和它的衍生物的优选形式是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、超低分子量聚乙烯(ULMWPE或PE蜡)、高分子量聚乙烯(HMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高密度交联的聚乙烯(HDXLPE)、交联聚乙烯(PEX或XLPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、或极低密度聚乙烯(VLDPE)、氯化聚乙烯(CPE)、或它们中至少两种的组合，优选HDPE、LLDPE或LDPE。优选的官能化产物是芳香族或非芳香族的化合物、饱和或不饱和的化合物、酮、醛、酯、酰胺、胺、羧酸、醇等。在一个实施方式中，将下游产物进一步地加工，特别是在下游产物是聚合物的情况下，特别是当其是聚乙烯或其衍生物时。在一个实施方式中，这种进一步地加工优选包括成形体的形成，如用于电子设备的塑料零件，机动车零件，如保险杠、仪表板、或其他车身零件，家具，或其他零件或商品，或者用于包装，如塑料袋、膜、或容器。图1示出了用于降低化学组合物(优选烯烃流股，优选α-烯烃流股)的特定芳香族化合物α(优选苯)的含量的示意性工艺流程图100，其中化学组合物进入该工艺，具有含量A的芳香族化合物，101；并且离开该工艺，具有含量B的芳香族化合物α，105。化学组合物101可以首先可选地经受预处理102，优选选自以下中的一种或多种：加热、冷却、过滤、蒸馏、或包括上述至少一种的组合。然后将化学组合物与酸(优选包含路易斯酸，优选烷基铝卤化物)接触，103。然后将化学组合物可选地后处理104，优选选自以下中的一种或多种：加热、冷却、过滤、蒸馏、或包括上述至少一种的组合。在降低芳香族化合物α的含量的工艺之后，化学组合物105可以可选地用作进一步的下游反应106(优选聚合反应)中的反应物，以生产下游产物(优选聚α-烯烃)。使用毛细管气相色谱确定芳香族化合物α的含量。在芳香族化合物α是苯时，使用ASTM国际标准方法ASTMD6229-06(2010)。以下实施例仅说明了本文公开的设备并不旨在将本发明的范围限制于此。实施例实施例1在间歇反应器(分批反应器)(Parr300ml高压釜型号4566迷你台式反应器)中将100毫升(ml)的具有在表1的第2列中给出的组成的烃混合物与5ml的倍半氯化铝反应。在搅拌下在2兆帕(MPa)(20巴)、120℃下进行反应10分钟。在表1的第3列中给出了反应之后的烃混合物。在本文中公开的方法包括至少以下的实施方式：实施方式1：一种用于制备基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物的方法，包括：a.提供以下反应组分：i.包含以下的化学组合物：a)基于化学组合物的总重量处于按重量计浓度A的芳香族化合物α，以及b)基于化学组合物的总重量，处于约50至约99.99wt.％的量的烯烃，和ii.酸；以及b.使组分反应以获得基于化学组合物的总重量以按重量计浓度B包含芳香族化合物α的化学组合物；其中，浓度B小于浓度A。实施方式2：根据实施方式1所述的方法，其中，烯烃b)是α-烯烃。实施方式3：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，烯烃b)是C2-C20烯烃。实施方式4：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，浓度A是基于化学组合物i的总重量的约2ppm至约10wt.％的量。实施方式5：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，浓度A:浓度B的比率为约1:0至约1:0.1。实施方式6：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，芳香族化合物是苯。实施方式7：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，存在作为a)的组分的另外的烯烃，其中另外的烯烃与烯烃b)不同。实施方式8：根据实施方式7所述的方法，其中，另外的烯烃是C2-C20烯烃。实施方式9：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，酸包括路易斯酸。实施方式10：根据实施方式9所述的方法，其中路易斯酸具有式AlaXbRc，其中：X是卤素，R是烷基基团或者氢，a是1或2，b是0至3×a的整数，并且c是等于3×a-b的整数。实施方式11：根据实施方式9或10所述的方法，其中，路易斯酸是Al2Cl3Eth3。实施方式12：根据实施方式9至11中任一项所述的方法，其中，酸进一步地包含质子化合物。实施方式13：根据实施方式12所述的方法，其中，质子化合物包括咪唑鎓、铵、或者包括上述至少一种的组合。实施方式14：根据实施方式9至13中任一项所述的方法，其中，基于反应组分的总重量，路易斯酸以约0.1至约50wt.％的浓度存在于步骤b.中。实施方式15：根据实施方式9至14中任一项所述的方法，其中，路易斯酸以约1至约20wt.％的浓度存在于步骤b.中。实施方式16：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，化学组合物i.是均质液体。实施方式17：根据前述实施方式中任一项所述的方法，其中，在约0至约250℃的温度下进行反应b.。实施方式18：一种用于制备下游产物的方法，包括：i.通过根据前述实施方式中任一项所述的方法制备烯烃；以及ii.使烯烃反应以形成下游产物。实施方式19：根据实施方式18所述的方法，其中，下游产物是聚合物。实施方式20：根据实施方式18或19所述的方法，其中，下游产物是聚乙烯或聚丙烯。实施方式21：根据实施方式18至20中任一项所述的方法，其中，将下游产物转化为成形体。通常，本发明可以可替代地包括在本文中公开的任何适当的组分，由其组成，或基本上由其组成。本发明可以另外地或可替换地配制以不含或者基本上不含在现有技术的组合物中使用的或者不是实现本发明的功能和/或目的所必需的任何组分、材料、成分、辅剂或物质。涉及相同的组分或者性质的所有范围的端点是包括在内的并且是可独立地组合(例如，“小于或等于25wt％，或者5wt％至20wt％”的范围是包括端点以及“5wt％至25wt％”范围的所有中间值等)。除了更宽的范围之外公开的较窄范围或更加特定的组不是表示对更宽范围或更大组的放弃。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素和另一个元素区别开。本文中的术语“一个”和“一种”以及“该”不表示限制数量，而应被解释为包括单数和复数两者，除非本文另有指明或者上下文明显矛盾。“或”是指“和/或”。如本文中所用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该术语的一个或多个(例如，膜(film(s))包括一个或多个膜)。贯穿本说明书提及“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等是指与该实施方式结合所描述的具体要素(例如，特征、结构、和/或特性)，包括在本文中描述的至少一个实施方式中，且可以存在或不存在于其他实施方式中。此外，应理解，描述的要素可以以任何合适的方式结合在不同的实施方式中。与数量相关使用的修饰语“约”包括所述值，并且具有由上下文指定的含义(例如，包括与特定数量的测量相关的误差度)。符号“±10％”是指指定的测量可以是从所规定值减去10％的量至加上10％的量。在本文中使用的术语“前”、“后”、“底”和/或“顶”，除非另有说明，仅仅是为了描述的方便，并且不限于任何一个位置或空间取向。“可选的”或“可选地”是指可以出现或者可以不出现随后描述的事件或情况，并且该描述包括其中事件发生的实例以及其中事件不发生的实例。除非另外限定，在本文中使用的技术术语和科学术语具有与本发明所属的领域中的技术人员的普通理解相同的含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。通过引证将所有引用专利、专利申请、以及其他参考文献以其全部内容合并于此。然而，如果本申请中的术语与并入的参考文献中的术语矛盾或冲突，本发明的术语优先于并入的参考文献的冲突术语。虽然已经描述了特定的实施方式，对于申请人或本领域其他技术人员可以想到目前未预见的或可能未预见的替代、修改、变更、改进、和实质等价物。因此，提交的且可以修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进、和实质等价物。