УДАЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ПОТОКА АЛКЕНОВ ПРИ ПОМОЩИ КИСЛОТНОГО КАТАЛИЗАТОРА, ТАКОГО КАК КИСЛОТНАЯ ИОННАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2019 года по МПК C10G29/20 C07C2/70 C10G17/02 C10G17/09 C10G50/00 

Область техники

В настоящем документе раскрыт способ удаления ароматических примесей из потока алкенов при помощи кислотного катализатора. Также раскрыт способ получения продуктов последующей переработки, предпочтительно полимеров и формованных изделий.

Уровень техники

Алкены, в частности α-олефины, уже в течение длительного времени требуются в химической промышленности. Из-за наличия двойной связи их можно превращать в ряд других ценных соединений, таких как спирты, альдегиды, кетоны и органические галогениды, среди прочего. В реакциях полимеризации их можно использовать в качестве мономера или сомономера, и они являются особенно ценными при получении пластмасс. Ввиду токсичности, экологической безопасности и эффективности производства желательно получать поток алкенов со сниженным содержанием некоторых ароматических соединений, в частности бензола. Снижение содержания некоторых ароматических соединений также является проблемой с точки зрения соответствия различным нормам государственного природоохранного законодательства. Остается необходимость в данной области техники в способах снижения содержания некоторых ароматических соединений, в частности бензола, в потоках алкенов.

Сущность изобретения

Согласно различным вариантам осуществления раскрыты способы получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение.

Способ получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции, предусматривает: а. подачу следующих компонентов реакции: i. химическая композиция, содержащая следующее: а) ароматическое соединение α в массовой концентрации А в пересчете на общую массу химической композиции и b) олефин в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 масс. % в пересчете на общую массу химической композиции, и ii. кислота, выбранная из кислотной ионной жидкости, протонного соединения, аммония, имидазолия, аниона, выбранного из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного; и b. приведение в реакцию компонентов для получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции; причем концентрация В меньше, чем концентрация А.

Эти и другие признаки и характеристики более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Далее следует краткое описание графических материалов, на которых подобные элементы пронумерованы одинаково и которые представлены для целей иллюстрации типичных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, а не с целями их ограничения.

На фиг. 1 представлена схематическая принципиальная технологическая схема для снижения содержания некоторых ароматических соединений.

Подробное описание изобретения

Настоящая заявка в общем основана на преодолении по меньшей мере одной из проблем, существующих в предшествующем уровне техники, в отношении снижения содержания некоторых ароматических соединений в потоке алкенов, в частности снижения содержания бензола в потоке алкенов, в частности, если алкен представляет собой альфа-олефин. Она относится, в частности, к низким концентрациям ароматического соединения, которое следует удалять в промышленном способе.

Другой проблемой является обеспечение эффективного и постоянного источника алкенов для получения продуктов последующей переработки и формованных изделий.

Еще одной проблемой является обеспечение способа снижения содержания ароматического соединения в потоке алкенов, в частности, если поток алкенов и ароматическое соединение характеризуются одинаковой температурой кипения. В частности, это происходит в случае, когда ароматическое соединение представляет собой бензол, а алкен содержит один или несколько, выбранных из: гексена, гептена, октена или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного.

Еще одной проблемой является обеспечение способа снижения содержания ароматического соединения в потоке алкенов, в частности, при мягких условиях, особенно при низкой температуре и низком давлении, для предотвращения нежелательных побочных реакций.

Вклад в решение по меньшей мере одной из вышеуказанных проблем осуществляется за счет способа получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции, предусматривающему:

a. подачу следующих компонентов реакции:

i. химическая композиция, содержащая следующее:

a) ароматическое соединение α в массовой концентрации А в пересчете на общую массу химической композиции и

b) олефин количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 80 до приблизительно 99,99 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 95 до приблизительно 99,99 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 99 до приблизительно 99,99 масс. %, в пересчете на общую массу химической композиции, и

ii. кислота, выбранная из кислотной ионной жидкости, протонного соединения, аммония, имидазолия, аниона, выбранного из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного; и

b. приведение в реакцию компонентов для получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции;

причем концентрация В меньше, чем концентрация А.

Согласно одному варианту осуществления способа олефин b) представляет собой α-олефин.

Согласно одному варианту осуществления способа олефин b) представляет собой С₂-С₂₀олефин, предпочтительно С₂-С₁₅олефин, более предпочтительно С₄-С₁₀олефин.

Согласно одному варианту осуществления способа олефин b) представляет собой С₆-С₂₀олефин, предпочтительно С₆-С₁₅олефин, более предпочтительно С₆-С₁₀олефин.

Согласно одному варианту осуществления способа концентрация А составляет от приблизительно 2 частей на миллион (ppm) до приблизительно 10 массовых процентов (масс. %), предпочтительно от приблизительно 3 частей на миллион до приблизительно 5 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 4 частей на миллион до приблизительно 1 масс. %, в пересчете на общую массу химической композиции i.

Согласно одному варианту осуществления способа отношение А:В составляет от приблизительно 1:0 до приблизительно 1:0,1, предпочтительно от приблизительно 1:0 до приблизительно 1:0,01, более предпочтительно от приблизительно 1:0,1 до приблизительно 1:0,01.

Согласно одному варианту осуществления способа ароматическое соединение представляет собой бензол.

Согласно одному варианту осуществления способа дополнительный олефин присутствует в качестве компонента a), причем дополнительный олефин отличается от олефина b).

Согласно одному варианту осуществления способа дополнительный олефин представляет собой С₂-С₂₀олефин, предпочтительно С₂-С₁₅олефин, более предпочтительно С₄-С₁₀олефин.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит кислотную ионную жидкость.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит протонное соединение.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит аммоний.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления аммоний имеет общую формулу NR₄, где R представляет собой углеводород или водород, и где каждый R может быть одинаковым с другим R в молекуле или отличным от него.

Согласно дополнительному аспекту данного варианта осуществления по меньшей мере один R представляет собой алкил, предпочтительно метил через гексил, более предпочтительно бутил.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит имидазолий.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления имидазолий имеет общую формулу

,

где R₂ представляет собой алкил;

где каждый из R₁, R₃, R₄ представляет собой углеводород или водород;

где R₁, R₂, R₃, R₄ в молекуле могут быть одинаковыми или отличными друг от друга.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления R₂ представляет собой бутил.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления R₂ представляет собой бутил, a R₁, R₂ и R₃ имеют одну из следующих конфигураций:

a. R₁, R₃ и R₄ представляют собой водород;

b. R₁ и R₃ представляют собой водород, a R₄ представляет собой алкил, предпочтительно метил или этил, более предпочтительно метил;

c. R₁ и R₄ представляют собой водород, a R₃ представляет собой алкил, предпочтительно метил или этил, более предпочтительно метил;

d. R₄ и R₃ представляют собой водород, a R₁ представляет собой алкил, предпочтительно метил или этил, более предпочтительно метил.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит анион, выбранный из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, предпочтительно AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^- или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, более предпочтительно AlCl₄^-.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 0,1 до приблизительно 50 масс. %, предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 20 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 5 масс. %, в пересчете на общую массу компонентов реакции.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 20 масс. %, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 10 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 5 масс. %.

Согласно одному варианту осуществления способа химическая композиция i. представляет собой гомогенную жидкость.

Согласно одному варианту осуществления способа реакцию b. проводят при температуре от приблизительно 0 до приблизительно 250°С, предпочтительно от приблизительно 0 до приблизительно 100°С, более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 50°С.

Вклад в достижение по меньшей мере одной из указанных выше целей осуществляется за счет способа получения продукта последующей переработки, предусматривающего:

i. получение алкена способом, раскрытым в настоящем документе; и

ii. проведение реакции алкена с образованием продукта последующей переработки.

Согласно одному варианту осуществления способа получения продукта последующей переработки продукт последующей переработки представляет собой полимер.

Согласно одному варианту осуществления способа получения продукта последующей переработки продукт последующей переработки представляет собой полиэтен или полипропен (например, полиэтилен или полипропилен).

Согласно одному варианту осуществления способа получения продукта последующей переработки продукт последующей переработки превращают в формованное изделие.

Вклад в достижение по меньшей мере одной из вышеуказанных целей осуществляется за счет способа обработки потока олефинов, предпочтительно потока α-олефинов, для снижения содержания некоторого ароматического соединения α, предпочтительно бензола.

Согласно одному варианту осуществления содержание ароматического соединения α снижают посредством реакции алкилирования с получением алкилированного ароматического соединения, отличного от ароматического соединения α. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления алкилированное ароматическое соединение может отличаться от ароматического соединения α одним дополнительным алкилированием или множеством дополнительных алкилирований. Алкилированное ароматическое соединение предпочтительно отличается от ароматического соединения α одним, двумя или тремя дополнительными алкилированиями. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления продукционная композиция содержит по меньшей мере два или более отдельных алкилированных ароматических соединений, которые могут отличаться различным числом алкильных групп, или различным типом алкильных групп, или комбинацией обоих вариантов. Согласно другому аспекту по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 99 масс. %, алкилированного ароматического продукта состоит из одного продукта алкилирования.

Согласно одному варианту осуществления реакция ароматического соединения, предпочтительно реакция алкилирования, катализируется кислотой. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления может присутствовать дополнительный катализатор, отличный от кислотного катализатора.

Специалист в данной области техники может выбрать условия реакции, как он считает, подходящие для повышения предпочтительных параметров реакции.

Предпочтительно, чтобы реакцию проводили в жидкой фазе, предпочтительно в одной гомогенной жидкой фазе.

Предпочтительно, чтобы реакцию проводили при температуре от приблизительно 0 до приблизительно 250°С, предпочтительно от приблизительно 0 до приблизительно 200°С, более предпочтительно от приблизительно 0 до приблизительно 150°С.

Предпочтительно, чтобы реакцию проводили под давлением, которое позволяет жидкофазную реакцию. Согласно одному варианту осуществления реакцию проводят под давлением от приблизительно 0,05 мегапаскаль (МПа) до приблизительно 12 МПа (от приблизительно 0,5 до приблизительно 120 бар), предпочтительно от приблизительно 0,05 МПа до приблизительно 6 МПа (от приблизительно 0,5 до приблизительно 60 бар), более предпочтительно от приблизительно 0,05 МПа до приблизительно 0,5 МПа (от 0,5 до приблизительно 5 бар).

Вклад в достижение по меньшей мере одной из вышеуказанных целей осуществляется за счет способа обработки химической композиции, содержащей следующее:

a) ароматическое соединение α с массовой концентрацией А в пересчете на общую массу химической композиции и

b) олефин количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 масс. %, предпочтительно от приблизительно 80 до приблизительно 99,99 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 95 до приблизительно 99,999 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 99 до приблизительно 99,9999 масс. %, в пересчете на общую массу химической композиции.

Олефин можно выбирать согласно конкретному применению. Предпочтительные олефины представляют собой α-олефины и/или олефины, которые используют в качестве мономеров и/или сомономеров в реакциях полимеризации. Предпочтительные α-олефины в этом контексте являются такими, которые содержат от приблизительно 2 до приблизительно 30, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 15, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 8, атомов углерода. Предпочтительными α-олефинами являются этен, пропен, бут-1-ен, пент-1-ен, гекс-1-ен, гепт-1-ен, окт-1-ен, нон-1-ен, дец-1-ен и высшие α-олефины. Предпочтительные α-олефины представляют собой гекс-1-ен, гепт-1-ен или окт-1-ен.

Поток алкенов может содержать один олефин или может содержать по меньшей мере два или более различных олефинов. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере 50 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, наиболее предпочтительно по меньшей мере 99 масс. %, химической композиции i) составляет один алкен. Согласно другому варианту осуществления химическая композиция содержит по меньшей мере 10 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 15 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 20 масс. %, первого олефина и по меньшей мере 10 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 15 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 20 масс. %, второго олефина, отличного от первого олефина.

Согласно дополнительному варианту осуществления поток алкенов содержит более чем различные алкены, причем предпочтительно по меньшей мере один из этих алкенов представляет собой С₆-С₂₀алкен, предпочтительно С₆-С₁₅алкен, более предпочтительно С₆-С₁₀алкен. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления поток алкенов содержит гекс-1-ен, предпочтительно в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 65 до приблизительно 95 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 75 до приблизительно 90 масс. %, в пересчете на общую массу потока алкенов. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления поток алкенов содержит гепт-1-ен, предпочтительно в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 30 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 20 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 8 до приблизительно 15 масс. %, в пересчете на общую массу потока алкенов. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления поток алкенов содержит окт-1-ен, предпочтительно в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 7 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 5 масс. %, в пересчете на общую массу потока алкенов. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления поток алкенов содержит алкен с более чем 8 атомами углерода, предпочтительно в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 масс. %, более предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 7 масс. %, наиболее предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 5 масс. %, в пересчете на общую массу потока алкенов. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления ароматическое соединение α, которое предпочтительно представляет собой бензол, находится в потоке алкенов в концентрации А от приблизительно 2 частей на миллион до приблизительно 1000 частей на миллион, предпочтительно от приблизительно 20 частей на миллион до приблизительно 700 частей на миллион, более предпочтительно от приблизительно 100 частей на миллион до приблизительно 400 частей на миллион. Согласно одному аспекту этого варианта осуществления ароматическое соединение находится в продукционном потоке в концентрации В от приблизительно 0 частей на миллион до приблизительно 1 части на миллион, предпочтительно от приблизительно 0,01 части на миллион до приблизительно 0,5 части на миллион, более предпочтительно от приблизительно 0,1 части на миллион до приблизительно 0,4 части на миллион.

Ароматическое соединение α можно выбирать согласно конкретному применению. Предпочтительные ароматические соединения α имеют в основе бензольное кольцо или нафталиновое кольцо, предпочтительно имеют в основе бензольное кольцо. Ароматическое соединение α может само по себе быть однократно алкилированным, многократно алкилированным или неалкилированным. Ароматическое соединение α предпочтительно является неалкилированным. Предпочтительные ароматические соединения α представляют собой бензол, толуол, ксилол, стирол или производные любых из предыдущих соединений, или смесь по меньшей мере двух или более предыдущих соединений, предпочтительно бензол, или комбинацию, содержащую по меньшей мере одно из вышеуказанного. Предпочтительные заместители ароматического соединения α представляют собой галоген, предпочтительно F, Cl, Br или I или комбинацию, содержащую по меньшей мере одно из вышеуказанного, предпочтительно F или Cl. Предпочтительные изомеры ксилола в данном контексте представляют собой орто-, мета- или пара-, или комбинацию по меньшей мере двух или более из них. Предпочтительное ароматическое соединение α представляет собой бензол.

Согласно одному варианту осуществления содержание ароматических веществ в композиции i) составляет по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 99 масс. %, одного ароматического соединения в пересчете на общую массу ароматических соединений в композиции i). Согласно другому варианту осуществления содержание ароматических веществ в композиции i) составляет по меньшей мере 10 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 15 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 20 масс. %, первого ароматического соединения и по меньшей мере приблизительно 10 масс. %, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 15 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 масс. %, второго ароматического соединения, в каждом случае в пересчете на общую массу ароматических соединений в композиции i).

Кислота ii. предпочтительно катализирует реакцию, которая снижает содержание ароматического соединения α в композиции i). Специалист в данной области обладает знаниями в отношении кислот и их использования в качестве химических катализаторов. Он может выбрать любую кислоту, которая, как он считает, подходит для улучшения предпочтительных параметров реакции.

Предпочтительные кислоты представляют собой кислотные ионные жидкости. Предпочтительные кислотные ионные жидкости содержат одну или несколько солей в жидкой фазе. Предпочтительная ионная жидкость представляет собой жидкость, в которой по меньшей мере 0,1 мольного процента (мольн. %), предпочтительно по меньшей мере приблизительно 1 мольн. %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 10 мольн. %, частиц электрически заряжены.

Кислота предпочтительно содержит одно или несколько, выбранных из: протонного соединения, кислотного ионного жидкого соединения, кислоты Брэнстеда, или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного.

Предпочтительные протонные соединения в данном контексте представляют собой соединения, которые способны служить донором по меньшей мере одной или более одной неподеленной пары. Специалист в данной области техники обладает знаниями о протонных соединениях, которые, как он считает, подходят для повышения предпочтительных параметров реакции.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления кислота содержит по меньшей мере одну или более одной связи N-H, предпочтительно находящейся на положительном ионе. В данном контексте предпочтительно, чтобы кислота содержала по меньшей мере один или более одного катиона, выбранного из следующих: аммоний или его производное, имидазолий или его производное, пиразолий или его производное, оксазолий или его производное, пиридиний или его производное, пиролидиний или его производное, изоксазолий или его производное, тиазолий или его производное, предпочтительно аммоний или его производное или имидазолий или его производное, или комбинация, содержащая по меньшей мере одно из вышеуказанного.

Согласно одному варианту осуществления кислота является циклической, предпочтительно содержащей по меньшей мере один атом N и предпочтительно по меньшей мере одну связь N-H.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит по меньшей мере один аммоний.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления аммоний имеет общую формулу NR₄, где R представляет собой углеводород или водород, и где каждый R может быть одинаковым с другим R в молекуле или отличным от него. Согласно дополнительным аспектам данного варианта осуществления аммоний может быть первичным, вторичным или третичным аммонием. Предпочтительные углеводороды R представляют собой алкил или ароматический радикал, предпочтительно алкил. Алкильные группы R могут представлять собой н-алкил, изоалкил, трет-алкил, предпочтительно н-алкил. Предпочтительные алкильные группы R представляют собой метил, этил, пропил, бутил, пентил или гексил, предпочтительно метил или этил, более предпочтительно этил.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит имидазолий.

Согласно одному аспекту данного варианта осуществления имидазолий имеет общую формулу

,

где R₂ представляет собой алкил, предпочтительно метил или бутил, более предпочтительно бутил;

где каждый из R₁, R₃, R₄ представляет собой углеводород, предпочтительно алкил, или водород;

где R₁, R₂, R₃, R₄ в молекуле могут быть одинаковыми ил отличными друг от друга.

Согласно одному варианту осуществления имидазолий является однократно замещенным. R₂ представляет собой алкил, предпочтительно метил или бутил, более предпочтительно бутил. Каждый из R₁, R₃ и R₄ представляет собой водород.

Согласно одному варианту осуществления имидазолий является двукратно замещенным. R₂ представляет собой алкил, предпочтительно метил или бутил, более предпочтительно бутил. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления R₁ представляет собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил; a R₃ и R₄ представляют собой водород. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления R₃ представляет собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил; a R₁ и R₄ представляют собой водород. Согласно одному аспекту данного варианта осуществления R₄ представляет собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил; a R₃ и R₁ представляют собой водород.

Согласно одному варианту осуществления имидазолий является трехкратно замещенным. R₂ представляет собой алкил, предпочтительно метил или бутил, более предпочтительно бутил. Согласно одному аспекту данного варианта R₁ и R₃ представляют собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил, и R₁ и R₃ могут быть одинаковыми или отличными друг от друга; a R₄ представляет собой водород. Согласно одному аспекту данного варианта R₁ и R₄ представляют собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил, и R₁ и R₄ могут быть одинаковыми или отличными друг от друга; a R₃ представляет собой водород. Согласно одному аспекту данного варианта R₄ и R₃ представляют собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил, и R₄ и R₃ могут быть одинаковыми или отличными друг от друга; a R₁ представляет собой водород.

Согласно одному варианту осуществления имидазолий является четырехкратно замещенным. R₂ представляет собой алкил, предпочтительно метил или бутил, более предпочтительно бутил. Каждый из R₁ R₃ и R₄ представляет собой углеводород, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или бутил, наиболее предпочтительно метил. R₁, R₂, R₃ и R₄ могут быть одинаковыми или отличными друг от друга в молекуле.

Предпочтительные имидазолий представляют собой алкилзамещенный имидазолий, причем алкильные группы предпочтительно представляют собой одну или более одной, выбранной из метила, этила, пропила, бутила, пентила, гексила, предпочтительно метила или бутила, или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного. Имидазолий предпочтительно замещен в одном или более чем одном из следующих положений: 1 (R₂), 2 (R₁), 4 (R₄), 5 (R₃), предпочтительно 1 (R₂) и/или 4 (R₄). Предпочтительные производные имидазолия представляют собой диметилимидазолий, предпочтительно 1,4-диметилимидазолий; дибутилимидазолий, предпочтительно 1,4-дибутилимидазолий; метилимидазолий, предпочтительно 1-метилимидазолий, бутилимидазолий, предпочтительно 1-бутилимидазолий; метилбутилимидазолий, предпочтительно 1-метил-4-бутилимидазолий или 1-бутил-4-метилимидазолий.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит координированную кислоту Льюиса. Предпочтительные кислоты Льюиса в данном контексте представляют собой AlCl₃, AlBr₃, AlI₃, BF₃, PF₅, SO₃, предпочтительно AlCl₃, или комбинацию, содержащую по меньшей мере одно из вышеуказанного. Предпочтительные координационные частицы в данном контексте представляют собой Cl^-, Br^-, I^-, F^-, предпочтительно Cl^-, или комбинацию, содержащую по меньшей мере одно из вышеуказанного.

Согласно одному варианту осуществления способа кислота содержит анион, выбранный из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, предпочтительно из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^- или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, более предпочтительно AlCl₄^-.

Согласно одному варианту осуществления кислота содержит 1-бутилимидазолия алюминия тетрахлорид.

Согласно одному варианту осуществления способ получения химической композиции, предпочтительно потока олефинов, со сниженным содержанием некоторого ароматического соединения, предпочтительно со сниженным содержанием бензола, соединяют с дополнительными последующими реакциями для получения продуктов последующей переработки. Предпочтительные продукты последующей переработки представляют собой полученные при реакциях полимеризации, реакциях гидрирования, реакциях галогенирования и других реакциях химической функционализации, предпочтительно реакциях полимеризации. Предпочтительные мономерные продукты последующей переработки представляют собой мономер винилхлорида (МВХ), мономер этиленгликоля (МЭГ), этиленоксид (ЭО), акрилонитрил, бутадиен, стирол, мономер винилацетата (МВА). Предпочтительные олигомеры представляют собой олефины, предпочтительно линейные олефины, предпочтительно альфа-олефины, предпочтительно линейные альфа-олефины, такие как 1-бутен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен, 1-додецен, 1-тетрадецен, 1-гексадецен или 1-октадецен. Предпочтительные реакции полимеризации могут представлять собой реакции монополимеризации или реакции сополимеризации. Предпочтительные продукты полимеризации представляют собой политены, замещенные политены, производные политенов, поливинилхлориды, полиэтиленгликоли (ПЭГ), акрилонитрилбутадиенстиролы (АБС), поливинилацетаты, полиолефины, предпочтительно полиальфаолефины (ПАО), бутадиен-стирольный каучук (БСК) и другие полимеры, содержащие по меньшей мере один из вышеописанных мономеров. Предпочтительные полимеры представляют собой политены или производные политенов. Предпочтительные формы политена и его производных представляют собой полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (ПЭСВММ), полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ПЭСНММ или воск ПЭ), полиэтилен высокой молекулярной массы (ПЭВММ), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), сшитый полиэтилен высокой плотности (СПЭВП), сшитый полиэтилен (ПЭ-С или XLPE), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) или полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП), хлорированный полиэтилен (ХПЭ) или комбинации по меньшей мере двух из них, предпочтительно ПЭВП, ЛПЭНП или ПЭНП. Предпочтительные продукты функционализации представляют собой ароматические или неароматические соединения, насыщенные или ненасыщенные соединения, кетоны, альдегиды, сложные эфиры, амиды, амины, карбоновые кислоты, спирты и пр.

Согласно одному варианту осуществления продукты последующей переработки дополнительно обрабатывают, в частности, в том случае, когда продукт последующей переработки представляет собой полимер, в частности, когда он представляет собой политен или его производное. Согласно одному варианту осуществления эта дополнительная обработка предпочтительно включает получение формованных изделий, таких как пластмассовые детали электронных устройств, автомобильные детали, такие как бамперы, приборные панели или другие кузовные детали, фурнитура или другие детали или товары, или упаковка, например, пластиковые сумки, пленки или контейнеры.

На фиг. 1 показана схематическая принципиальная технологическая схема 100 для снижения содержания некоторого ароматического соединения α, предпочтительно бензола, в химической композиции, предпочтительно потоке олефинов, предпочтительно потоке α-олефинов, причем химическая композиция поступает в способ с содержанием А ароматического соединения 101, а выходит из способа с содержанием В ароматического соединения α 105. Химическую композицию 101 можно сначала необязательно подвергать предварительной обработке 102, предпочтительно одной или нескольким, выбранным из следующего: нагревание, охлаждение, фильтрация, дистилляция или комбинация, содержащая по меньшей мере одно из вышеуказанного. Химическую композицию затем приводят в контакт с кислотой 103, предпочтительно содержащей протонное соединение, предпочтительно содержащее аммоний или имидазолий. Химическую композицию затем необязательно подвергают последующей обработке 104, предпочтительно одной или нескольким, выбранным из следующего: нагревание, охлаждение, фильтрация, дистилляция или комбинация, содержащая по меньшей мере одно из вышеуказанного. После способа снижения содержания ароматического соединения α химическую композицию 105 можно необязательно использовать в качестве реагента в дальнейшей реакции 106 ниже по потоку, предпочтительно реакции полимеризации, для получения продукта последующей переработки, предпочтительно поли-α-олефина.

Содержание ароматического соединения α определяли при помощи капиллярной газовой хроматографии. Если ароматическое соединение α представляло собой бензол, использовали международный стандартный метод ASTM - ASTM D6229 - 06(2010).

Следующий пример является только иллюстративным для способа, раскрытого в настоящем документе, и не предназначен для ограничения его объема.

Пример

Пример 1

100 миллилитров (мл) углеводородной смеси с составом, заданным в столбце 2 таблицы 1, приводили в реакцию с 10 мл тетрахлоралюмината 1-бутилимидазолия в реакторе периодического действия (настольном мини-реакторе 300 мл автоклаве Парра модели 4566). Реакцию проводили под 1 бар при 20°С в течение 10 минут при перемешивании. Углеводородная смесь после реакции показана в 3 столбце таблицы 1.

Способ, раскрытый в настоящем документе, включает, по меньшей мере, следующие варианты осуществления:

Вариант осуществления 1: Способ получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции, предусматривает: а. подачу следующих компонентов реакции: i. химическая композиция, содержащая следующее: a) ароматическое соединение α в массовой концентрации А в пересчете на общую массу химической композиции и b) олефин в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 масс. % в пересчете на общую массу химической композиции, и ii. кислота, выбранная из кислотной ионной жидкости, протонного соединения, аммония, имидазолия, аниона, выбранного из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного, или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного; и b. приведение в реакцию компонентов для получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции; причем концентрация В меньше, чем концентрация А.

Вариант осуществления 2: Способ согласно варианту осуществления 1, в котором олефин и) представляет собой α-олефин.

Вариант осуществления 3: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором олефин b) представляет собой С₂-С₂₀олефин.

Вариант осуществления 4: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором концентрация А составляет от приблизительно 2 частей на миллион до приблизительно 10 масс. % в пересчете на общую массу химической композиции i.

Вариант осуществления 5: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором отношение концентрация А : концентрация В составляет от приблизительно 1:0 до приблизительно 1:0,1.

Вариант осуществления 6: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором ароматическое соединение представляет собой бензол.

Вариант осуществления 7: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором дополнительный олефин присутствует в качестве компонента a), причем дополнительный олефин отличается от олефина b).

Вариант осуществления 8: Способ согласно варианту осуществления 7, в котором дополнительный олефин представляет собой С₂-С₂₀олефин.

Вариант осуществления 9: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота содержит кислотную ионную жидкость.

Вариант осуществления 10: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота содержит протонное соединение.

Вариант осуществления 11: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота содержит аммоний.

Вариант осуществления 12: Способ согласно варианту осуществления 11, в котором аммоний имеет общую формулу NR₄, где R представляет собой углеводород или водород, и где каждый R может быть одинаковым с другим R в молекуле или отличным от него.

Вариант осуществления 13: Способ согласно варианту осуществления 12, в котором по меньшей мере один R представляет собой алкил.

Вариант осуществления 14: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота содержит имидазолий.

Вариант осуществления 15: Способ согласно варианту осуществления 14, в котором имидазолий имеет общую формулу

,

где R₂ представляет собой алкил; где каждый из R₁, R₃, R₄ представляет собой углеводород или водород; и

где R₁, R₂, R₃, R₄ в молекуле могут быть одинаковыми или отличными друг от друга.

Вариант осуществления 16: Способ согласно варианту осуществления 15, в котором R₂ представляет собой бутил.

Вариант осуществления 17: Способ согласно вариантам осуществления 15 или 16, в котором R₂ представляет собой бутил, a R₁, R₂ и R₃ имеют одну из следующих конфигураций: a. R₁, R₃ и R₄ представляют собой водород; b. R₁ и R₃ представляют собой водород, a R₄ представляет собой алкил; c. R₁ и R₄ представляют собой водород, a R₃ представляет собой алкил; и d. R₄ и R₃ представляют собой водород, a R₁ представляет собой алкил.

Вариант осуществления 18: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота содержит анион, выбранный из AlCl₄^-, AlBr₄^-, AlI₄^-, BF₄^-, PF₆^-, CF₃SO₃^-, [(CF₃SO₂)₂N]^-, тозилата или комбинации, содержащей по меньшей мере одно из вышеуказанного.

Вариант осуществления 19: Способ по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 0,1 до приблизительно 50 масс. % в пересчете на общую массу компонентов реакции.

Вариант осуществления 20: Способ по любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 20 масс. % в пересчете на общую массу компонентов реакции.

Вариант осуществления 21: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором химическая композиция i. представляет собой гомогенную жидкость.

Вариант осуществления 22: Способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором реакцию b. проводят при температуре от приблизительно 0 до приблизительно 250°С.

Вариант осуществления 23: Способ получения продукта последующей переработки, предусматривающий: i. получение алкена при помощи способа согласно любому из предшествующих вариантов осуществления и ii. проведение реакции алкена с образованием продукта последующей переработки.

Вариант осуществления 24: Способ согласно варианту осуществления 23, в котором продукт последующей переработки представляет собой полимер.

Вариант осуществления 25: Способ согласно вариантам осуществления 23 или 24, в котором продукт последующей переработки представляет собой политен или полипропен.

Вариант осуществления 26: Способ согласно вариантам осуществления 23-25, в котором в котором продукт последующей переработки превращают в формованное изделие.

В общем, настоящее изобретение может альтернативно содержать, состоять из или состоять главным образом из любых подходящих компонентов, раскрытых в настоящем документе. Настоящее изобретение может дополнительно или альтернативно быть составлено так, чтобы не содержать или по существу не содержать какие-либо компоненты, материалы, ингредиенты, вспомогательные вещества или продукты, используемые в композициях предшествующего уровня техники или которые в других случаях не обязательны для достижения функции и/или целей настоящего изобретения. Конечные точки всех диапазонов, относящихся к одинаковому компоненту или свойству, являются включающими и независимо объединяемыми (например, диапазоны «меньше или равный 25 масс. %, или от 5 масс. % до 20 масс. %», являются включающими конечные точки и все промежуточные значения диапазонов «от 5 масс. % до 25 масс. %» и пр.). Раскрытие более узкого диапазона или более конкретной группы в дополнение к более широкому диапазону не является отрицанием более широко диапазона или большей группы. «Комбинация» включает сочетания, смеси, сплавы, продукты реакций и подобное. Кроме того, выражения «первый», «второй» и подобные в настоящем документе не означают какой-либо порядок, количество или важность, а скорее используются для отграничения одного элемента от другого. Выражения в единственном числе в настоящем документе не означают ограничение количества и должны рассматриваться как охватывающие как формы единственного, так и множественного числа, если иное не указано в настоящем документе или явно не противоречит контексту. «Или» означает «и/или». Суффикс множественного числа при использовании в настоящем документе предназначен для включения как формы единственного, так и формы множественного числа выражения, которое он модифицирует, таким образом включая одно или несколько таких выражений (например, пленка(и) включает одну или несколько пленок). Ссылка во всем описании на «один вариант осуществления», «другой вариант осуществления», «вариант осуществления» и т.д. означает, что конкретный элемент (например, признак, структура и/или характеристика), описанный касательно варианта осуществления, включен по меньшей мере в один вариант осуществления, описанный в настоящем документе, и может присутствовать или может не присутствовать в других вариантах осуществления. Кроме того, следует понимать, что описанные элементы можно объединять любым подходящим образом в различных вариантах осуществления.

Модификатор «приблизительно», используемый в отношении количества, включает указанное значение и имеет значение, обусловленное контекстом (например, включает степень погрешности, связанную с измерением конкретного количества). Обозначение «+10%» означает, что указанное измерение может составлять от количества, которое составляет минус 10%, до количества, которое составляет плюс 10%, указанного значения. Выражения «передний», «задний», «нижний» и/или «верхний» используют в настоящем документе, если иное не указано, только для удобства описания и не ограничены каким-либо одним положением или ориентацией в пространстве. «Необязательный» или «необязательно» означает, что описанное следующим шагом событие или условие может или не может происходить, и что описание включает случаи, где событие происходит, и случаи, когда нет. Если иное не указано, технические и научные выражения, используемые в настоящем документе, имеют такое же значение, как обычно понимается специалистом в области техники, к которой относится настоящее изобретение. «Комбинация» включает сочетания, смеси, сплавы, продукты реакций и подобное.

Все цитируемые патенты, патентные заявки и другие ссылки включены в настоящий документ ссылкой во всей их полноте. Однако, если выражение в настоящей заявке противоречит или вступает в конфликт с выражением во включенной ссылке, выражение из настоящей заявки имеет преимущество перед противоречащим выражением из включенной ссылки.

Хотя конкретные варианты осуществления были описаны, альтернативы, модификации, варианты, улучшения и существенные эквиваленты, которые являются или могут быть на данный момент непредвиденными, могут возникать у заявителей или специалистов в данной области техники. Следовательно, приложенная формула изобретения, как подана, и как ее можно изменить, предназначена для включения всех таких альтернатив, модификаций, вариантов, улучшений и существенных эквивалентов.

Изобретение относится к способу получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции, предусматривающему а. подачу следующих компонентов реакции: i. химическая композиция, содержащая следующее: a) ароматическое соединение α с массовой концентрацией А в пересчете на общую массу химической композиции и b) олефин в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 мас.% в пересчете на общую массу химической композиции, где олефин b) представляет собой С₄-C₁₀олефин, и ii. кислота, выбранная из кислотной ионной жидкости, содержащей имидазолий; и b. приведение в реакцию компонентов для получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α с массовой концентрацией В в пересчете на общую массу химической композиции; причем концентрация В меньше, чем концентрация А; причем концентрация В составляет от 0,1 до 0,4 ч./млн. 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 26 пр., 1 табл.

1. Способ получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α в массовой концентрации В в пересчете на общую массу химической композиции, предусматривающий:

a. подачу следующих компонентов реакции:

i. химическая композиция, содержащая следующее:

a) ароматическое соединение α с массовой концентрацией А в пересчете на общую массу химической композиции и

b) олефин в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 99,99 мас.% в пересчете на общую массу химической композиции, где олефин b) представляет собой С₄-C₁₀олефин, и

ii. кислота, выбранная из кислотной ионной жидкости, содержащей имидазолий; и

b. приведение в реакцию компонентов для получения химической композиции, содержащей ароматическое соединение α с массовой концентрацией В в пересчете на общую массу химической композиции;

причем концентрация В меньше, чем концентрация А;

причем концентрация В составляет от 0,1 до 0,4 ч./млн.

2. Способ по п. 1, в котором олефин b) представляет собой α-олефин.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором концентрация А составляет от приблизительно 2 ч./млн до приблизительно 10 мас.% в пересчете на общую массу химической композиции i.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором отношение концентрация А : концентрация В составляет от приблизительно 1:0 до приблизительно 1:0,1.

5. Способ по п. 1 или 2, в котором ароматическое соединение представляет собой бензол.

6. Способ по п. 1 или 2, в котором дополнительный олефин присутствует в качестве компонента а), причем дополнительный олефин отличается от олефина b).

7. Способ по п. 6, в котором дополнительный олефин представляет собой C₂-C₂₀олефин.

8. Способ по любому из пп. 1, 2 и 7, в котором кислота содержит имидазолий.

9. Способ по п. 8, в котором имидазолий имеет общую формулу

,

где R₂ представляет собой алкил;

где каждый из R₁, R₃, R₄ представляет собой углеводород или водород и

где R₁, R₂, R₃, R₄ в молекуле могут быть одинаковыми или отличными друг от друга.

10. Способ по п. 9, в котором R₂ представляет собой бутил.

11. Способ по п. 9 или 10, в котором R₂ представляет собой бутил, a R₁, R₃ и R₄ имеют одну из следующих конфигураций:

a. R₁, R₃ и R₄ представляют собой водород;

b. R₁ и R₃ представляют собой водород, a R₄ представляет собой алкил;

c. R₁ и R₄ представляют собой водород, a R₃ представляет собой алкил и

d. R₄ и R₃ представляют собой водород, a R₁ представляет собой алкил.

12. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, 9 и 10, в котором кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 0,1 до приблизительно 50 мас.% в пересчете на общую массу компонентов реакции.

13. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, 9 и 10, в котором кислота находится на стадии b. в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 20 мас.% в пересчете на общую массу компонентов реакции.

14. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, 9 и 10, в котором химическая композиция i. представляет собой гомогенную жидкость.

15. Способ по любому из пп. 1, 2, 7, 9 и 10, в котором реакцию b. проводят при температуре от приблизительно 0 до приблизительно 250°C.