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Dokumentenidentifikation DE69814521T2 20.11.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0882691
Titel Verfahren und Anlage zur Ausführung einer Reaktion, wie Dimerisierung oder Metathese, an organischen Einsätzen in Gegenwart einer Katalysator enthaltenden polaren Phase
Anmelder Institut Français du Pétrole, Rueil-Malmaison, Hauts-de-Seine, FR
Erfinder Olivier, Helène, 92500 Rueil Malmaison, FR;
Commereuc, Dominique, 92190 Meudon, FR;
Forestière, Alain, 69390 Vernaison, FR;
Hugues, François, 69390 Vernaison, FR
Vertreter Vonnemann Kloiber Lewald Hübner, 80796 München
DE-Aktenzeichen 69814521
Vertragsstaaten DE, GB, IT, NL
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 19.05.1998
EP-Aktenzeichen 984012021
EP-Offenlegungsdatum 09.12.1998
EP date of grant 14.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.11.2003
IPC-Hauptklasse C07B 61/00
IPC-Nebenklasse B01J 19/24   C07C 2/30   C07C 6/04   

Beschreibung[de]

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Zweiphasenverfahren zum kontinuierlichen Durchführen einer Reaktion mit einer organischen Beschickung (wie der Dimerisierung, der Codimerisierung, der Oligomerisierung oder der Olefinmetathese), mit einem Katalysator, der zumindest ein katalytisches Element enthält, gelöst in einem nicht-wässrigen ionischen Medium, das nicht oder kaum mischbar ist mit den Olefinen. Anders ausgedrückt handelt es sich um ein Verfahren zum Durchführen einer Zweiphasen-Katalysereaktion. Die Erfindung hat außerdem die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.

Wie früher beschrieben, hat ein Zweiphasensystem den Vorteil einer besseren Ausnutzung des Katalysators als eine homogene Durchführung in einer Phase. Indessen wirft eine ökonomische kontinuierliche Durchführung eines Zweiphasensystems eine gewisse Anzahl von Problemen auf, wie die Wechselwirkung der in den Beschickungen enthaltenen Spuren von Verunreinigungen mit dem Katalysator und der polaren Phase. Diese Verunreinigungen sind Wasser, Alkohole, Ether, Stickstoff und Schwefelverbindungen. Sie reagieren mit dem Komplex Katalysator - polare Phase.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht daraus, die Beschickung und die polare Phase in zumindest zwei Verarbeitungsschleifen im Gegenstrom zu zirkulieren. Auf diese Weise wird in der ersten Schleife eine Vorbehandlung der Beschickung durch den verbrauchten Katalysator, d. h. der den größten Teil seiner Aktivität eingebüßt hat, erreicht. Diese aus der zweiten Schleife kommende verbrauchte katalytische Zusammensetzung wird dann dem Verfahren entnommen. Diese Art der Durchführung vermindert den Verbrauch von Katalysatorsystem - polarer Phase, vermeidet einen Abschnitt zur Abtrennung des Übergangselements und gestattet eine Behandlung des Katalysators außerhalb.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Durchführen einer Reaktion mit einer organischen Beschickung, in Anwesenheit einer polaren Phase, die zumindest eine katalytische Zusammensetzung enthält und die resultiert aus dem Gemisch aus zumindest einem nicht-wässrigen ionischen Medium, das nicht oder kaum mit der organischen Phase mischbar ist, zumindest einer Verbindung eines katalytischen Elementes, und eventuell zumindest eines Cokatalysators.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zirkulieren die zu verarbeitende Beschickung und das nicht-wässrige Medium im Gegenstrom zwischen zumindest zwei Verarbeitungsschleifen, wobei jede Schleife zumindest eine Reaktionszone umfasst, die mit zumindest einer Zone zur Trennung der organischen und polaren Phasen verbunden ist, die zu verarbeitende Beschickung in die Reaktionszone der ersten Schleife verbracht wird, und das frische, das heißt noch unbenutzte, nicht-wässrige ionische Medium bei der Reaktionszone der zweiten oder der letzten Schleife eingespeist wird. Der oder die anderen Bestandteil(e) der katalytischen Zusammensetzung kann (können) an egal welcher Stelle im Verfahren eingespeist werden. Die in der Zone zur Trennung der zweiten Schleife oder von jeder der Schleifen, die ihr folgt, abgetrennte polare Phase wird zur Reaktionszone der ersten Schleife, beziehungsweise der Schleife, die ihr vorangeht, verbracht, während die in der Zone zur Trennung der ersten Schleife, oder der Schleifen, die ihr folgen, abgetrennte organische Phase zur Reaktionszone der zweiten Schleife, beziehungsweise der Schleife, die ihr folgt, verbracht wird. Die aus der Zone zur Trennung der letzten Schleife erhaltene organische Phase, und die aus der Zone zur Trennung der ersten Schleife erhaltene polare Phase werden aus dem Verfahren abgezapft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Teil des Reaktionsmediums einer Reaktionszone aus einem Teil der Zone abgezapft, um wieder in die Zone eingespeist zu werden.

Vorteilhafterweise wird zumindest ein Teil der aus einer Zone zur Trennung einer Schleife abgezapften polaren Phase in die Reaktionszone derselben Schleife zurückgeführt.

Vorzugsweise enthält das frische nicht-wässrige ionische Medium auch zumindest einen Teil zumindest eines Bestandteils der katalytischen Zusammensetzung. Vorteilhafterweise enthält in diesem Fall das frische nicht-wässrige ionische Medium, das bei der letzten Schleife eingespeist wird, auch zumindest eine Verbindung eines Übergangselementes.

Bevorzugt ist auch ein Verfahren, in dem zumindest ein Teil zumindest eines Bestandteils der katalytischen Zusammensetzung bei der Reaktionszone der ersten Schleife eingespeist wird. Vorteilhafterweise wird dann frischer Cokatalysator in die Reaktionszone der ersten Schleife eingespeist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in die Reaktionszone der letzten Schleife eine frische katalytische Zusammensetzung eingespeist, umfassend das frische nicht-wässrige ionische Medium, und zumindest eine Verbindung eines Übergangselementes und eventuell zumindest einen Cokatalysator.

In einer im folgenden erläuterten Ausführungsform mit zwei Schleifen umfasst das Verfahren eine erste und eine zweite Verarbeitungsschleife, jede umfassend eine mit einer Zone zur Trennung (jeweils B&sub1; und B&sub2;) verbundene Reaktionszone (jeweils A&sub1; und A&sub2;),

- die zu verarbeitende Beschickung wird, ebenso wie Cokatalysator, zur ersten Reaktionszone A&sub1; verbracht, wobei das frische nicht-wässrige ionische Medium, vermischt mit zumindest einer Verbindung eines Übergangselementes und eventuell mit zumindest einem Teil des Cokatalysators, in die zweite Reaktionszone A&sub2; verbracht wird,

- die aus der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennte polare Phase wird in die Reaktionszone A&sub1; verbracht, während die aus der Zone zur Trennung B&sub1; abgetrennte organische Phase in die Reaktionszone A&sub2; verbracht wird,

- wobei die organische Phase, enthaltend die in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Reaktionsprodukte, und die in der Zone zur Trennung B&sub1; abgetrennte verbrauchte polare Phase aus dem Verfahren abgezapft werden.

Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform ein Teil des Reaktionsmediums aus der Reaktionszone der zweiten Schleife abgezapft, gekühlt und wieder in die Zone eingespeist.

Das nicht-wässrige ionische Medium enthält zumindest ein Salz, genannt "sel fondu", und die bevorzugten Salze gemäß der Erfindung haben als allgemeine Formel Q&spplus;A&supmin;, in der PC ein wenig koordinierendes oder nicht koordinierendes Anion wiedergibt. Bevorzugt sind diejenigen, die bei niedriger Temperatur, das heißt unterhalb von 150ºC und vorteilhafterweise von höchstens 80ºC, und vorzugsweise unterhalb von 50ºC ein flüssiges Salz ausbilden können, zum Beispiel die Halogenaluminationen, die Organohalogenaluminate, die Halogengallate, die Organohalogengallate. Q&spplus; gibt ein quaternäres Ammonium- und/oder ein quaternäres Phosphoniumkation wieder. Die quaternären Ammonium- und/oder Phosphoniumverbindungen entsprechen vorzugsweise den allgemeinen Formeln NR¹R²R³R&sup4;&spplus; und PR¹R²R³R&sup4;&spplus;, oder den allgemeinen Formeln R¹R²N=CR³R&sup4;&spplus; und R¹R²P=CR³R&sup4;&spplus;, worin die identischen oder unterschiedlichen R¹, R², R³ und R&sup4; Wasserstoff wiedergeben, mit Ausnahme des Kations NH&sub4;&spplus;, und vorzugsweise kann ein einziger Substituent Wasserstoff wiedergeben, oder Hydrocarbylreste aufweisend 1 bis 12 Kohlenstoffatome, zum Beispiel Gruppen gesättigter oder ungesättigter Alkyle, Cycloalkyle oder Aromaten, Aryl oder Aralkyl, enthaltend 1 bis 12 Kohlenstoffatome. Die Ammonium- und oder Phosphoniumverbindungen können auch von Stickstoff- und/oder Phosphorheaerozyklen, enthaltend 1, 2 oder 3 Stickstoff- und/oder Phosphoratome, der allgemeinen Formeln abgeleitet sein:

in denen die Ringe ausgebildet sind aus 4 bis 10 Atomen, vorzugsweise 5 bis 6 Atomen, wobei R¹ und R² wie zuvor definiert sind. Das quaternäre Ammonium oder Phosphonium können auch ein Kation der Formel

R¹R²&spplus;N=CR³-R&sup5;-R³C=N&spplus;R¹R²

R¹R²&spplus;P=CR³-R&sup5;-R³C=P&spplus;R¹R²

sein, in der gleiche oder unterschiedliche R¹ R² und R³ definiert sind wie zuvor und R&sup5; einen Alkylen- oder Phenylenrest darstellt. Von den Gruppen R¹, R², R³ und R&sup4; werden angeführt die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Sekundärbutyl-, Tertiärbutyl-, Amyl-, Methylen-, Ethyliden-, Phenyl- oder Benzylradikale; R&sup5; wird eine Methylen-, Ethylen-, Propylen- oder Phenylengruppe sein können. Das Ammonium- und/oder Phosphoniumkation wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus dem N-Butylpyridinium, dem N-Ethylpyridinium, dem 3-Butyl-1-methylimidazolium, dem Diethylpyrazolium, dem 3-Ethyl-1-methylimidazolium, dem Pyridinium, dem Trimethylphenylammonium, dem 3-Ethyl-1-methyl-imidazolium, dem Tetrabutylphosphonium. Diese Salze können alleine oder als Mischung verwendet werden. Sie haben eine Funktion als Fließmittel.

Für die Dimerisierung, Codimerisierung, Oligomerisierung, wird zum Beispiel die erfindungsgemäße polare Phase auch eine Mischung aus zumindest einem Lithiumhalogenid mit zumindest einen Hydrocarbylaluminiumhalogenid enthalten können (wie es beschrieben ist in der Patentanmeldung EP-A-753.346).

In einer anderen Ausführungsform wird sie eine Mischung aus zumindest einem quaternären Ammonium- oder Phosphoniumhalogenid mit zumindest einem Aluminiumhalogenid und/oder zumindest einem Hydrocarbylaluminiumdihalogenid enthalten können (wie es beschrieben ist in den Patentanmeldungen EP-A-448.445, FR-A2.611.700 und EP-A-646.412). Das bevorzugte katalytische Element ist das Nickel.

Die erfindungsgemäß bevorzugte polare Phase enthält die (oder ist vorteilhafterweise ausgebildet aus der) Mischung zumindest eines Aluminiumhalogenids beziehungsweise zumindest eines Hydrocarbylaluminiumhalogenids mit zumindest einem quaternären Ammonium- und/oder Phosphonium-, beziehungsweise Lithiumhalogenid, und vorteilhafterweise in einem molaren Verhältnis Aluminiumverbindung/sel fondu betragend zwischen 1 und 2, und bevorzugt 1,1 bis 1,6.

Das Hydrocarybylaluminiumhalogenid hat als allgemeine Formel Al&sub2;XxR6-x, worin X Chlor oder Brom ist, R ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest ist, enthaltend von 1 bis 10 und vorzugsweise von 2 bis 6 Kohlenstoffatome, wobei x den Wert 2, 3 oder 4 einnimmt. Sie können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Beispielsweise können die Alkylaluminiumchloride genannt werden, wie das Ethylaluminiumdichlorid, das Isobutylaluminiumdichlorid, das Ethylaluminiumsesquichlorid, das Diethylaluminiumchlorid.

Das katalytische Element (im allgemeinen ein Übergangsmetall der Gruppen 6, 8, 9 oder 10) wird in Gestalt eines Salzes eingesetzt, wie Carboxylat, Acetylacetonat, Clorid, Bromid, Sulfat, Nitrat, oder die Komplexe, die diese Salze mit den Phosphinen, Aminen, Nitrilen ausbilden. Andere Zusammensetzungen können zweckmäßig sein.

Die Konzentration der Übergangsmetallverbindung in der polaren Phase beträgt vorteilhafterweise zwischen 1 mmol pro Liter und 500 mmol pro Liter, vorzugsweise zwischen 2 und 300 mmol pro Liter.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die oben genannten katalytischen Zusammensetzungen, andere Zusammensetzungen können durch die Dimerisierung, die Codimerisierung oder die Oligomerisierung zweckmäßig sein.

Für die Metathese wird man zum Beispiel mit einer in der Patentanmeldung FR- 2.715.328 beschriebenen Zusammensetzung arbeiten können, enthaltend zumindest ein Ammonium- und/oder ein quaternäres Phosphoniumhalogenid gemischt mit zumindest einem Aluminiumhalogenid und zumindest einer organometallischen Aluminiumverbindung. Letztere hat im Allgemeinen die Formel Al&sub2;XxR3-X, worin R ein lineares oder verzweigtes Alkylradikal ist, enthaltend zwischen 2 und 8 Kohlenstoffatome, X Chlor oder Brom ist, und x gleich 1, 2 oder 3 ist. Das katalytische Element ist Wolfram oder Molybdän (Gruppe 6). Andere Katalysatoren können zweckmäßig sein. Im allgemeinen wird zur Durchführung der gewollten Reaktion der entsprechende Katalysator ausgewählt werden.

Das Reaktionsgemisch enthält eine Kohlenwasserstoffphase bestehend aus den Reaktanden, den Produkten und den inerten Bestandteilen, und der polaren Phase, enthaltend den gelösten Übergangsmetallkomplex.

Die Temperaturen bei denen die Reaktion und die Trennung durchgeführt werden sind im allgemeinen etwa identisch und betragen im allgemeinen zwischen -20 und +80ºC, vorzugsweise -10 bis +60ºC, wobei der Druck ausreichend ist zur Aufrechterhaltung der Gesamtheit der Reaktanden und der Bestandteile der Fraktionen in flüssiger Phase, dass heisst in Abwesenheit jedweder gasförmigen Phase. Die Arbeitsbedingungen sind selbstverständlich die zur Durchführung der gewollten Reaktion notwendigen.

Zum Gegenstand hat die Erfindung außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung einer Reaktion in einem nicht-wässrigen ionischen Medium, das nicht oder kaum mischbar mit den Olefinen ist, umfassend:

- zumindest zwei Reaktionszonen A&sub1;; und A&sub2;;

- zumindest zwei Zonen zur Trennung B&sub1; und B&sub2; zum Trennen der Kohlenwasserstoffphase von der polaren Phase, wobei die Zonen mit den Reaktionszonen A&sub1; und A&sub2; verbunden sind;

- zumindest ein Leitung 1 zur Einspeisung der polaren Phase in die Reaktionszone A&sub2;;

- zumindest eine Leitung 2 zur Einspeisung der Olefinbeschickung in die Reaktionszone A&sub1;;

- zumindest eine Leitung 3 zum Verbringen der in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Kohlenwasserstoffphase zur Reaktionszone A&sub2;;

- zumindest eine Leitung 4 zum Abzapfen der hergestellten, in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Kohlenwasserstoffphase;

- zumindest eine Leitung 5 zum Verbringen der in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten polaren Phase zu der Reaktionszone A&sub1;;

- zumindest eine Leitung 6, die das Abzapfen der in der Zone zur Trennung B&sub1; abgetrennten verbrauchten polaren Phase gestattet.

Vorzugsweise kann die Vorrichtung außerdem folgende Mittel einzeln oder in Kombination umfassen:

- zumindest eine die Zone zur Trennung B&sub2; mit der Reaktionszone A&sub2; verbindende Leitung 7 zum Zurückführen der polaren Phase.

- zumindest eine Leitung 8 zum Abzapfen eines Teils des Reaktionsmediums aus der Zone A&sub2; und Wiedereinspeisen dessen in die Zone.

- zumindest eine Leitung 9 zum Abzapfen eines Teils des Reaktionsmediums aus der Zone A&sub1; und Wiedereinspeisen dessen in die Zone.

- zumindest eine die Zone zur Trennung B&sub1; mit der Zone A&sub1; verbindende Leitung 10, zum Zurückführen eines Teils der polaren Phase.

- zumindest eine Leitung 11 zum Einspeisen der Reaktanden in die Vorrichtung.

Vorteilhafterweise umfassen die Leitungen 8 und 9 Wärmeaustauscher.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind im Hinblick auf Fig. 1 besser verständlich. Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit zwei Schleifen, ebenfalls Gegenstand der Erfindung, zur Durchführung des Verfahrens.

Das Reaktionssystem gemäß der Figur umfasst zwei Verarbeitungsschleifen mit den Bezugszeichen I und II ausgebildet aus Reaktionszonen A1 und A2 und Zonen zur Trennung B1 und B2. Zum Beispiel sind die Reaktionszonen A1 und A2 ausgebildet aus einem Reaktor, der mit einem mechanischem Bewegungssystem ausgestattet und von außen oder von innen gekühlt ist, oder aus einem Reaktor, ausgestattet mit einem äußeren Kreislauf mit einem Wärmeaustauscher oder auch aus einem röhrenförmigen Reaktor fungierend als Wärmeaustauscher. Die Zonen zur Trennung B1 und B2 sind zum Beispiel ausgebildet aus einem vertikalen Behälter, dessen Höhe ausreichend ist zur Sicherstellung einer guten Dekantierung der polaren Phase. Ein Steuersystem gestattet ein konstantes Niveau der polaren Phase in der Trennvorrichtung sicherzustellen. In die Schleife I tritt die olefinische Beschickung ein und aus derselben Schleife tritt die verbrauchte polare Phase aus. In die Schleife II tritt die frische katalytische polare Phase ein und aus derselben Schleife tritt die organische Phase aus.

So wird mittels der Leitung 2 kontinuierlich in die Reaktionszone A1 eingespeist, dort wo die reinen oder mit gesättigten Kohlenwasserstoffen gemischten Olefine, wie sie in den Raffinationsverfahren erhalten werden. Ebenfalls dort eingespeist werden mittels der Leitung 11 die Gesamtheit oder ein Teil eines Katalysatorbestandteils, wie eine organohalogenierte Aluminiumverbindung, rein oder verdünnt durch einen Kohlenwasserstoff (zum Beispiel im Fall einer Dimerisierung). Die in der Trennvorrichtung B1 enthaltene "verbrauchte" polare Phase wird mittel der Leitung 6 mit einer solchen Flußrate in das Reservoir C1 verbracht, dass deren Gehalt in der Trennvorrichtung B1 beständig bleibt. Die in der Trennvorrichtung B1 enthaltene Kohlenwasserstoffphase gerät mit der Gewichtsflussrate der Beschickung (volle Schleifen, ohne gasförmige Phase) mittels der Leitung 3 in die Reaktionszone A2.

In die Reaktionszone A2 wird durch die Leitung 1 die "frische" und im Reservoir C2 enthaltene polare Phase eingespeist, enthaltend das katalytische Element, das Nickelsalz (zum Beispiel für eine Dimerisierung).

Die in der Trennvorrichtung B2 enthaltene polare Phase wird von einer Pumpe wieder aufgenommen und mittels der Leitung 5 mit einer solchen Flußrate in die Reaktionszone A1 verbracht, dass der Gehalt an polarer Phase in der Trennvorrichtung B2 konstant bleibt. Ein Teil wird wieder in den Reaktor A2 verbracht.

Die in der Trennvorrichtung B2 enthaltene Kohlenwasserstoffphase wird mittels der Leitung 4 mit der Gewichtsflussrate der Beschickung (volle Schleifen, ohne gasförmige Phase) abgezapft. Sie enthält geringe Mengen der organohalogenierten Aluminiumverbindung und wird mit wasserfreiem Ammoniak behandelt und mit einer wässrigen Natriumkarbonatlösung und mit Wasser gewaschen. Sie wird schließlich einer Fraktionierung unterworfen, welche die Trennung der Kohlenwasserstoffe, die nicht reagiert haben, der Dimere, der Codimere und der höheren Oligomere, ermöglicht. Die Reaktoren A1 und A2 sind mit externen Umwälzungsleitungen, jeweils 9 und 8, zur Sicherstellung der Durchmischung der beiden Phasen und zur Eliminierung der Reaktionswärme mittels Austauschern versehen.

Das folgende Beispiel, das die Dimerisierung der n-Butene, enthalten in einer C-4- Fraktion, hervorgegangen aus Rohnaphta in einem Steam-Crackverfahren, mittels einer Nickelverbindung und Ethylaluminiumdichlorid, gelöst in einer polaren Phase bestehend aus 1-Butyl-3-methyl-imidazolium und Aluminiumchlorid beschreibt, zeigt die Erfindung ohne deren Reichweite zu beschränken.

Beispiel

Die beiden Schleifen sind jeweils ausgebildet aus einem Reaktor und einem Austauscher dessen Gesamtvolumen 500 Liter beträgt sowie aus einer Trennvorrichtung. Die Trennvorrichtung ist ein zylindrisches Reservoir von 5 Metern Höhe und 0,5 Meter Durchmesser.

Im Reaktor der ersten Schleife wird mit einer Flussrate von 3900 kg/Stunde eine C-4- Fraktion bestehend aus 70% n-Butenen und aus 2% Isobuten, der Rest bestehend aus Alkanen, eingespeist. Ebenfalls dort eingespeist wird mit einer Flussrate von 9,6 kg/h eine in Gewicht 50%ige Ethylaluminiumdichloridlösung in Hexan. In den Reaktor der zweiten Schleife werden mit einer Flussrate von 1,25 kg/Stunde eine polare Phase enthalten im Reservor C2 und bestehend aus 0,577 kg Aluminiumchlorid, 0,622 kg Butylmethylimidazoliumchlorid und 50 g wasserfreiem Nickelchlorid (Molares Verhältnis Aluminiumchlorid : Imidazoliumchlorid = 1,22). Die Temperatur der Reaktionszonen und der Zonen zur Trennung wird bei ungefähr 10ºC gehalten.

Die polare Phase wird aus der Trennvorrichtung B2 wieder aufgenommen und in die Reaktionszone A1 verbracht. Die polare Phase, die sich in der Trennvorrichtung B1 ansammelt, wird in das Reservoir C1 verbracht.

Beim Austritt aus der Trennvorrichtung B2 wird der durch die Leitung 4 tretende Ausfluss mit wasserfreiem Ammoniak, und einer 20%igen wässrigen Natriumkarbonatlösung und schließlich mit Wasser gewaschen. Die Konversionsrate der n-Butene betrug 80%; die Produkte bestanden zu 95% aus Dimeren und zu 5% aus Trimeren.

Wie das Beispiel zeigt, ist die Erfindung besonders gut angepasst für die kontinuierlichen Umwandlung von Olefinen, sei es durch Dimerisierung, Codimerisierung, Oligomerisierung, wie gezeigt, oder beispielsweise auch durch Metathese. Wobei die Katalysatoren selbstverständlich die zur Durchführung der Reaktion angepassten sind.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Durchführen einer Reaktion mit einer organischen Beschickung in Anwesenheit einer polaren Phase, die zumindest eine katalytische Zusammensetzung enthält und die resultiert aus dem Gemisch

1) aus zumindest einem nicht-wässrigen ionischen Medium, das nicht oder kaum mit der organischen Phase mischbar ist,

2) zumindest einer Verbindung eines katalytischen Elementes,

3) und eventuell zumindest eines Cokatalysators,

in dem die zu verarbeitende Beschickung und das nicht-wässrige Medium im Gegenstrom zwischen zumindest zwei Verarbeitungsschleifen zirkulieren, wobei jede Schleife zumindest eine Reaktionszone umfasst, die mit zumindest einer Zone zur Trennung der organischen und polaren Phasen verbunden ist, die zu verarbeitende Beschickung zur Reaktionszone der ersten Schleife verbracht wird, und das frische nicht-wässrige ionische Medium bei der Reaktionszone der zweiten oder der letzten Schleife eingespeist wird, wobei der oder die anderen Bestandteil(e) der katalytischen Zusammensetzung an egal welcher Stelle im Verfahren eingespeist wird (werden), und wobei die in der Zone zur Trennung der zweiten Schleife jeder der Schleifen, die ihr folgt, abgetrennte polare Phase zur Reaktionszone der ersten Schleife, beziehungsweise der Schleife, die ihr vorangeht, verbracht wird, während die in der Zone zur Trennung der ersten Schleife, oder der Schleifen, die ihr folgen, abgetrennte organische Phase zur Reaktionszone der zweiten Schleife, beziehungsweise der Schleife, die ihr folgt, verbracht wird, und wobei die aus der Zone zur Trennung der letzten Schleife erhaltene hergestellte organische Phase, und die aus der Zone zur Trennung der ersten Schleife erhaltene polare Phase aus dem Verfahren abgezapft werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem ein Teil des Reaktionsmediums einer Reaktionszone aus einem Teil der Zone abgezapft wird, um wieder in die Zone eingespeist zu werden.

3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem zumindest ein Teil der aus einer Zone zur Trennung einer Schleife abgezapften polaren Phase in die Reaktionszone derselben Schleife zurückgeführt wird.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das frische nicht-wässrige ionische Medium auch zumindest einen Teil zumindest eines Bestandteils der katalytischen Zusammensetzung enthält.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, in dem das frische nicht-wässrige ionische Medium, das bei der letzten Schleife eingespeist wird, auch zumindest eine Verbindung eines Übergangselementes enthält.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem zumindest ein Teil zumindest eines Bestandteils der katalytischen Zusammensetzung bei der Reaktionszone der ersten Schleife eingespeist wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, in dem frischer Cokatalysator in die Reaktionszone der ersten Schleife eingespeist wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem in die Reaktionszone der letzten Schleife eine frische katalytische Zusammensetzung, umfassend das frische nicht-wässrige ionische Medium, und zumindest eine Verbindung eines Übergangselementes und eventuell zumindest einen Cokatalysator, eingespeist wird.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine erste und, eine zweite Verarbeitungsschleife, jede umfassend eine mit einer Zone zur Trennung (jeweils B&sub1; und B&sub2;) verbundene Reaktionszone (jeweils A&sub1; und A&sub2;),

- die zu verarbeitende Beschickung wird, ebenso wie Cokatalysator, zur ersten Reaktionszone A&sub1; verbracht, wobei das frische nicht-wässrige ionische Medium, vermischt mit zumindest einer Verbindung eines Übergangselementes und eventuell mit zumindest einem Teil des Cokatalysators, in die zweite Reaktionszone A&sub2; verbracht wird,

- die aus der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennte polare Phase wird in die Reaktionszone A&sub1; verbracht, während die aus der Zone zur Trennung B&sub1; abgetrennte organische Phase in die Reaktionszone A&sub2; verbracht wird,

- wobei die organische Phase, enthaltend die in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Reaktionsprodukte, und die in der Zone zur Trennung B&sub1; abgetrennte verbrauchte polare Phase aus dem Verfahren abgezapft werden.

10. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 9, in dem ein Teil des Reaktionsmediums aus der Reaktionszone der zweiten Schleife abgezapft, gekühlt und wieder in die Zone eingespeist wird.

11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das nichtwässrige ionische Medium zumindest ein Salz der Formel Q&spplus;A&supmin; enthält, worin Q&spplus; ein quaternäres Ammonium- oder quaternäres Phosphoniumkation ist, und A&supmin; ein koordinierendes oder nicht koordinierendes Anion ist.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, in dem das Anion gewählt ist aus der aus den Halogenaluminaten, den Organohalogenaluminaten, den Halogengallaten, den Organohalogengallaten gebildeten Gruppe.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, in dem die polare Phase ein Gemisch zumindest eines quaternären Ammonium- oder quaternären Phosphoniumhalogenids mit zumindest einem Aluminiumhalogenid und/oder zumindest einem Hydrocarbylaluminiumdihalogenid enthält.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, in dem das nicht-wässrige ionische Medium aus dem Gemisch aus zumindest einem Lithiumhalogenid mit zumindest einem Hydrocarbylaluminiumhalogenid resultiert.

15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die polare Phase ein Gemisch von zumindest einem Aluminiumhalogenid, beziehungsweise zumindest einem Hydrocarbylaluminiumhalogenid mit zumindest einem quaternären Ammonium- und/oder quaternären Phosphonium-, beziehungsweise Lithiumhalogenid in einem molaren Verhältnis im Bereich zwischen 1 und 2 umfasst.

16. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die katalytische Zusammensetzung zumindest ein katalytisches Element enthält, ausgewählt aus der durch die Elemente der Gruppen 6, 8, 9 und 10 gebildeten Gruppe.

17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das zur Dimerisierung, Codimerisierung oder Oligomerisierung von Olefinen verwendet wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, in dem die katalytische Zusammensetzung zumindest eine Verbindung des Nickels, zumindest ein quaternäres Ammonium- und/oder quaternäres Phosphoniumhalogenid, und zumindest ein Aluminiumhalogenid und/oder zumindest ein Hydroalkylaluminiumdihalogenid umfasst.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, das zur Olefinmetathese verwendet wird.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, in dem das katalytische Element Wolfram und/oder Molybdän ist, der Cokatalysator eine organometallische Verbindung des Aluminiums ist, und das nicht-wässrige ionische Medium resultiert aus der Mischung aus zumindest

einem Ammonium- und/oder quaternären Phosphoniumhalogenid, und zumindest einem Aluminiumhalogenid und/oder zumindest einem Hydrocarbylaluminiumdihalogenid.

21. Vorrichtung zur Durchführung einer Reaktion in einem nicht-wässrigen ionischen Medium, das nicht oder kaum mischbar mit Olefinen ist, umfassend:

- zumindest zwei Reaktionszonen A&sub1; und A&sub2;;

- zumindest zwei Zonen zur Trennung B&sub1; und B&sub2; zum Trennen der Kohlenwasserstoffphase von der polaren Phase, wobei die Zonen mit den Reaktionszonen A&sub1; und A&sub2; verbunden sind;

- zumindest eine Leitung 1 zur Einspeisung der polaren Phase in die Reaktionszone A&sub2;;

- zumindest eine Leitung 2 zur Einspeisung der Olefin-Beschickung in die Reaktionszone A&sub1;;

- zumindest eine Leitung 3 zum Verbringen der in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Kohlenwasserstoffphase zu der Reaktionszone A&sub2;;

- zumindest eine Leitung 4 zum Abzapfen der hergestellten, in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten Kohlenwasserstoffphase;

- zumindest eine Leitung 5 zum Verbringen der in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten polaren Phase zu der Reaktionszone A&sub1;;

- zumindest eine Leitung 6, die das Abzapfen der verbrauchten, in der Zone zur Trennung B&sub2; abgetrennten polaren Phase gestattet.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, außerdem umfassend zumindest eine die Zone zur Trennung B&sub2; mit der Reaktionszone A&sub2; verbindende Leitung 7 zum Zurückführen der polaren Phase.

23. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 und 22, außerdem umfassend zumindest eine Leitung 8 zum Abzapfen eines Teils des Reaktionsmediums aus der Zone A&sub2; und Wiedereinspeisen dessen in die Zone.

24. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, außerdem umfassend zumindest eine Leitung 9 zum Abzapfen eines Teils des Reaktionsmediums aus der Zone A&sub1; und Wiedereinspeisen dessen in die Zone.

25. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, außerdem umfassend zumindest eine die Zone zur Trennung B&sub1; mit der Zone A&sub1; verbindende Leitung 10 zum Zurückführen der polaren Phase.

26. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 25, außerdem umfassend zumindest eine Leitung 11 zum Einspeisen der Reaktanden in die Vorrichtung.

27. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 26, in der die Leitungen 8 und 9 Wärmeaustauscher umfassen.

28. Verwendung einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 21 bis 27 zur Dimerisierung, Codimerisierung oder Oligomerisierung von Olefinen.

29. Verwendung einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 21 bis 27 zur Olefinmetathese.







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