Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тік тізбекті терминал алкендер, сондай-ақ сызықтық альфа-олефиндер (LAO) немесе қалыпты альфа-олефиндер (NAO) деп аталады, олар C {n}H {2n} химиялық формуласына ие алкендер (олефиндер). Олар ұқсас молекулалық формуласы бар басқа алкендерден терминал алкендер ретінде ерекшеленеді, онда қос байланыс альфа (α, 1 немесе бастапқы) позициясында орналасқан және сызықтық (тараусыз) көмірсутек тізбегіне ие. Сызықтық альфа-олефиндер өнеркәсіптік маңызы бар альфа-олефиндердің қатарына жатады, оның ішінде 1-бутен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен, 1-додецен, 1-тетрадецен, 1-гексадецен, 1-октадецен және C20-C24, C24-C30, C20-C30 диапазондарындағы жоғары олефин қоспалары бар.
Straight chain terminal alkenes, also called linear alpha olefins (LAO) or normal alpha olefins (NAO), are alkenes (olefins) having a chemical formula |C {n}H {2n} , distinguished from other alkenes with a similar molecular formula by being terminal alkenes, in which the double bond occurs at the alpha (α , 1 or primary) position, and by having a linear (unbranched) hydrocarbon chain. Linear alpha olefins are a range of industrially important alpha olefins, including 1 butene, 1 hexene, 1 octene, 1 decene, 1 dodecene, 1 tetradecene, 1 hexadecene, 1 octadecene and higher olefin blends of C20 C24, C24 C30, and C20 C30 ranges.
Шолу
Өнеркәсіптік тұрғыдан алғанда, сызықтық альфа-олефиндер екі негізгі жолмен өндіріледі: этиленнің олигомеризациясы және Фишер-Тропш синтезі, одан кейін тазарту. Кіші көлемде коммерциялық қолданылған сызықтық альфа-олефиндерді алудың тағы бір жолы – спирттерді сусыздау. 1970 жылдарға дейін сызықтық альфа-олефиндер балауыздарды термиялық крекингпен, ал сызықтық ішкі олефиндер сызықтық парафиндерді хлорлау/дегидрохлорлау арқылы өндірілген. Этиленді сызықтық альфа-олефиндерге олигомерлендіруге арналған жеті коммерциялық процесс бар. Осы процестердің бесеуі сызықтық альфа-олефиндердің кең таралуын тудырады. Бұл – Ethyl Corporation (Ineos) процесі, Gulf (Chevron Phillips Chemical Company), Shell Oil Company SHOP процесі, Idemitsu Petrochemical процесі және SABIC Linde α Sablin процесі. Саудадағы ең жаңа сызықтық альфа-олефин процесі – Сауд Арабиясында SABIC коммерцияланған Sabic Linde α Sablin процесі. α Sablin процесі – бұл ластанған төсекшеде гетерогенді катализатордың үстінде жүргізілетін төмен қысымдағы этилен олигомеризациясы процесі. Бұл процесс сонымен қатар альфа-олефиндердің C4–C20+ үлестірімін жасайды. Sabic компаниясы 2009 жылы Сауд Арабиясының шығанақ жағалауындағы Джубайл зауытында α Sablin процесін қолдана отырып, жылына 150 000 тонналық зауытты коммерцияландыруды жариялады. Зауыттың құрылысын Linde компаниясының еншілес компаниясы Linde KCA Dresden GmbH (Германия) басқарды. Альфа-олефиннің көміртектік саны екі коммерциялық процесспен жасалады. Phillips (CP Chemical Company) этилен тримеризациялау процесі тек 1-гексенді шығарады. Технологияны лицензиялаушы IFP компаниясы ұсынатын тағы бір коммерциялық процесс этиленді жоғары тазалықтағы 1-бутенге дейін димеризациялайды. 2010 жылдың екінші тоқсанына дейін коммерцияланбаған екі альфа-олефин процесі бар. Олардың бірі – технологияны лицензиялаушы UOP ұсынатын сызықтық альфа-олефиндер технологиясының кең ауқымына этилен олигомеризациясы. Екіншісі – DuPont Versipol технологиясы. Бүгінгі күні UOP немесе DuPont технологиясын пайдаланатын коммерциялық зауыттар салынбаған. Синтетикалық шикі мұнайдан сызықтық альфа-олефиндерді оқшаулаудың жалғыз коммерциялық процесін Оңтүстік Африканың мұнай-газ және мұнай-химия компаниясы Sasol Ltd. жүзеге асырады. Sasol коммерциялық мақсатта көмірден алынған синтез газын қолдану үшін Fischer–Tropsch синтезін қолданады және осы отын ағыстарынан 1-гексенді қайтарады, мұнда тар дистилляция кесіндісінде бастапқы сызықтық альфа-олефин концентрациясы 60% болуы мүмкін, қалғандары винилидендер, сызықтық және тармақталған ішкі олефиндер, сызықтық және тармақталған парафиндер, спирттер, альдегидтер, карбоксил қышқылдары және хош иісті қосылыстар. Спирттерді сұйық бу фазасында қышқыл алюминий катализаторына өткізе отырып, спирттерді сызықтық альфа-олефиндерге сусыздауды Ethyl Corporation (кейін BP, қазір Ineos), Chevron Phillips, Sasol (бұрынғы Vista Chemical) және Godrej Industries Ltd (Үндістанның мұнай және арнайы химиялық компаниясы) мезгіл-мезгіл жүзеге асырып келеді. Әдетте бұл процесс экономикалық емес, өйткені сызықтық майлы спирттер сәйкес сызықтық альфа-олефиндерге қарағанда құнды. Алайда, бұл процесс майлы спирттердің құны нарық динамикасына немесе өңірлік сұраныс пен ұсынысқа байланысты сызықтық олефиндерден төмен болған кезде қолданылды. Сызықтық альфа-олефин өндірісінің бір мәселесі – бұл көптеген процестер арқылы жасалатын өнімдердің кең ауқымы. Ethyl процесі өнімдердің псевдо-Пуассон үлестірімін жасаса, басқалары, соның ішінде Sasol процесі, Флори-Шульц үлестірімін жасайды. Бір уақытта 8–10 өнім өндіріліп, олардың көпшілігі әртүрлі динамикасы бар әртүрлі нарықтарда сатылатындықтан, барлық немесе тіпті көптеген өнімдерге сұраныс пен ұсынысты теңестіру қиын.
Industrially, linear alpha olefins are commonly manufactured by two main routes: oligomerization of ethylene and by Fischer–Tropsch synthesis followed by purification. Another route to linear alpha olefins which has been used commercially on small scale is dehydration of alcohols. Prior to about the 1970s, linear alpha olefins were also manufactured by thermal cracking of waxes, whereas linear internal olefins were also manufactured by chlorination/dehydrochlorination of linear paraffins. There are seven commercial processes which oligomerize ethylene to linear alpha olefins. Five of these processes produce wide distributions of linear alpha olefins. These are the Ethyl Corporation (Ineos) process, Gulf (Chevron Phillips Chemical Company), Shell Oil Company SHOP process, the Idemitsu Petrochemical process and the SABIC Linde α Sablin process. The newest commercial linear alpha olefin process is the Sabic Linde α Sablin process, commercialized by SABIC in Saudi Arabia. The α Sablin process is a low pressure ethylene oligomerization process conducted over heterogeneous catalyst in a slurry bed. The process also makes a C4 C20+ distribution of alpha olefins. Sabic announced the commercialization of a 150,000 metric tons per year plant using the α Sablin process at their Jubail plant on the Gulf coast of Saudi Arabia in 2009. The plant construction was managed by Linde’s subsidiary Linde KCA Dresden GmbH, Germany. Two commercial processes make a single alpha olefin carbon number. Phillips (CP Chemical Company) ethylene trimerization process, produces only 1 hexene. Another commercial process, offered by a technology licensor IFP, dimerizes ethylene to high purity 1 butene. There are two alpha olefin processes that have not been commercialized as of Q2, 2010. One is an ethylene oligomerization to a wide range of linear alpha olefins technology being offered by a technology licensor UOP. The other is the DuPont Versipol technology. To date, no commercial plants have been built using either UOP or DuPont's technology. The only commercial process to isolate linear alpha olefins from synthetic crude is practiced by Sasol Ltd., a South African oil and gas and petrochemical company. Sasol commercially employs Fischer–Tropsch synthesis to make fuels from synthesis gas derived from coal and recovers 1 hexene from these fuel streams, where the initial linear alpha olefin concentration in a narrow distillation cut may be 60%, with the remainder being vinylidenes, linear and branched internal olefins, linear and branched paraffins, alcohols, aldehydes, carboxylic acids and aromatic compounds. Dehydration of alcohols to linear alpha olefins by passing alcohols in a vapor phase over acidic alumina catalyst has been practiced periodically by Ethyl Corporation (later BP, now Ineos), Chevron Phillips, Sasol (formerly Vista Chemical) and Godrej Industries Ltd, an Indian petro and specialty chemical company. Normally, this process is not economical as the linear fatty alcohols are more valuable than the corresponding linear alpha olefins. However, the process has been applied whenever the value of fatty alcohols dipped below that of linear olefins because of market dynamics or regional supply demand issues. One of the problems of the linear alpha olefin industry is the wide range of products made by most of the processes. While the Ethyl process makes a pseudo Poisson distribution of products, most others, including the Sasol process, make a Flory Schulz distribution. With 8 10 products being made at the same time, with most of them sold into different markets with different dynamics, it is difficult to balance the supply and the demand for all or even most products.
Инэос (этил) процесі
Этил сызықтық альфа олефин процесі көбінесе стехиометриялық Циглер процесі деп аталады. Бұл екі сатылы процесс. Бірінші сатыда, олефин еріткішіндегі триэтил алюминийдің стехиометриялық мөлшері, жоғары қысымда (1000 псиг-тен жоғары) және салыстырмалы түрде төмен температурада (400 °F-тан төмен) артық этиленмен реакцияға түседі. Триэтил алюминийдің бір моліне орташа есеппен тоғыз моль этилен қосылады, нәтижесінде орташа есеппен триоктил алюминий түзіледі. Алюминийдегі алкил тізбектерінің таралуы статистикалық қалыпты үлестіріліммен анықталады, бірақ кинетикалық құбылыстарға байланысты жеңіл жаққа және тізбекке ауыр олефиндердің қосылуына байланысты ауыр жаққа шашыраулар болады. Артық этилен және олефин еріткіштері буланып кетеді. Ауыр алюминий триалкилдері қайтадан ығыстыру немесе трансалкилдеу реакциясында этиленмен, бірақ жоғары температурада (400 °F-тан жоғары) және төмен қысымда (1000 псиг-ден төмен) триэтил алюминийді және тізбек өсу сатысында олефиндерді еріткіш ретінде қолданылатын сызықтық альфа олефиндердің статистикалық үлестірілімін қалпына келтіру үшін қолданылады.
Ethyl linear alpha olefin process is commonly called stoichiometric Ziegler process. It is a two step process. In the first step, a stoichiometric quantity of triethyl aluminium in olefin diluent is reacted with excess ethylene at high pressure (above 1000 psig) and relatively low temperature (below 400 °F). On the average, nine moles of ethylene are added per mole of triethyl aluminium, resulting in, on average, a tri octyl aluminium. The distribution of alkyl chains on the aluminium is determined by statistical bell curve distribution except for some smearing to the light side due to the kinetic phenomena and some smearing to the heavy side due to some incorporation of heavier olefins into the chain. Excess ethylene and olefin diluent are flashed off. The heavy aluminium tri alkyls are reacted with ethylene again in a displacement or a transalkylation reaction, but at high temperature (over 400 °F) and at low pressure (less than 1000 psig) to recover triethyl aluminium and a statistical distribution of linear alpha olefins, which serve as the olefin diluent in the chain growth step.
Chevron Phillips Chemical Company (Gulf) процесі
Gulf сызықтық альфа-олефин процесі көбінесе катализдік Зиглер процесі деп аталады. Триэтил алюминий катализатор ретінде қолданылады, бірақ катализдік мөлшерде процесс бір қадамды болып келеді. Триэтил алюминий және артық этилен толық ағынды реакторға беріледі. Реакция жоғары қысым және жоғары температурада жүзеге асырылады. Артық этилен буланып алынады. Триэтил алюминий катализаторы сілтімен өнімнен жуылып, сызықтық альфа-олефиндер бөлінеді. Өнімнің таралуы катализдік процестерге тән Шульц-Флори таралуына сәйкес келеді.
The Gulf linear alpha olefin process is commonly called a catalytic Ziegler process. Triethyl aluminium is used as a catalyst, but in catalytic amounts the process is a single step process. Tri ethyl aluminium and excess ethylene are fed to a plug flow reactor. The reaction is conducted at high pressure and high temperature. Excess ethylene is flashed off. The tri ethyl aluminium catalyst is washed out of the product with caustic and the linear alpha olefins are separated. The product distribution is a Schultz Flory distribution typical of catalytic processes.
Қолданбалар
Сызықтық альфа-олефиндердің қолданылу аясы кең. Төмен көміртек саны бар 1-бутен, 1-гексен және 1-октен полиэтилен өндірісінде комономер ретінде кеңінен қолданылады. Жоғары тығыздықтағы полиэтилен (ЖТПП) және сызықтық төмен тығыздықтағы полиэтилен (СТТП) комономерлердің шамамен 2-4% және 8-10% мөлшерін пайдаланады. C4-C8 сызықтық альфа-олефиндердің тағы бір маңызды қолданылуы – оксиосинтез (гидроформализация) арқылы сызықтық альдегид өндіру, одан кейін аралық альдегидтің тотығуы арқылы қысқа тізбекті май қышқылы (карбон қышқылы) немесе альдегидтің гидрленуі арқылы пластификаторлар үшін сызықтық спирттерді алу. 1-деценнің басты қолданылуы – полиальфаолефин синтетикалық майлау материалдарының (ПАО) базалық материалы және жоғары сызықтық альфа-олефиндер қоспасындағы беттік белсенді заттарды жасау болып табылады. C10-C14 сызықтық альфа-олефиндер сулы жуғыш құралымдар үшін беттік белсенді заттарды өндіруде қолданылады. Бұл көміртек саны бензолмен реакцияласып, сызықтық алкилбензол (LAB) құрайды, ол одан әрі сульфондалып, сызықтық алкилбензол сульфонатына (LABS) айналады – бұл тұрмыстық және өнеркәсіптік жуғыш заттар үшін танымал, салыстырмалы түрде төмен құнмен бағаланатын беттік белсенді зат. C14 альфа-олефинінің бір бөлігі сулы жуғыш құралымдарға сатылса да, C14 хлоропарафинге айналдыру сияқты басқа да қолданылулары бар. C14-тің жақындағы қолданылуының бір түрі – құрлықтағы бұрғылау сұйықтығының базалық материалы, ол дизельді немесе керосинды ауыстырады. C14 орта дистилляттардан қымбат болғанымен, экологиялық тұрғыдан маңызды артықшылықтары бар, себебі ол тез ыдырайды және материалды қолдану кезінде теріге азырақ тітіркендіреді және аз уытты. C16-C18 сызықтық олефиндердің негізгі қолданылуы – майға ерігіш беттік белсенді заттардағы гидрофобтар ретінде және майлау сұйықтықтары ретінде қолданылады. C16-C18 альфа немесе ішкі олефиндер жоғары құнды, негізінен теңіздік синтетикалық бұрғылау сұйықтықтары үшін синтетикалық бұрғылау сұйықтығының базасы ретінде қолданылады. Синтетикалық бұрғылау сұйықтығын қолдану үшін ең қолайлы материалдар – сызықтық ішкі олефиндер, олар негізінен сызықтық альфа-олефиндерді ішкі орынға изомерлендіру арқылы өндіріледі. Жоғары ішкі олефиндер металл бетінде майлау қабатын жасайды және жақсы майлаушылар ретінде танылады. C16-C18 олефиндерінің тағы бір маңызды қолданылуы – қағазға сіңдіру. Сызықтық альфа-олефиндер қайтадан сызықтық ішкі олефиндерге изомерлендіріледі, содан кейін олар алькил сукциндік ангидридті (АСА) жасау үшін малеин ангидридімен реакцияласады, бұл қағазға сіңдірудің танымал химиялық заты. C20-C30 сызықтық альфа-олефиндер өндірісі сызықтық альфа-олефин зауытының жалпы өндірісінің 5-10% ғана құрайды. Олар реактивті және реактивті емес көптеген қолданыстарда қолданылады, соның ішінде ауыр сызықтық алкилбензол (LAB) және майлардың қасиеттерін жақсарту үшін қолданылатын төмен молекулалық салмақты полимерлерді өндіруге арналған шикізат ретінде.
There are a wide range of applications for linear alpha olefins. The lower carbon numbers, 1 butene, 1 hexene and 1 octene are overwhelmingly used as comonomer in production of polyethylene. High density polyethylene (HDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) use approximately 2 4% and 8 10% of comonomers, respectively. Another significant use of C4 C8 linear alpha olefins is for production of linear aldehyde via oxo synthesis (hydroformylation) for later production of short chain fatty acid, a carboxylic acid, by oxidation of an intermediate aldehyde, or linear alcohols for plasticizer application by hydrogenation of the aldehyde. The predominant application of 1 decene is in making polyalphaolefin synthetic lubricant basestock (PAO) and to make surfactants in a blend with higher linear alpha olefins. C10 C14 linear alpha olefins are used in making surfactants for aqueous detergent formulations. These carbon numbers may be reacted with benzene to make linear alkyl benzene (LAB), which is further sulfonated to linear alkyl benzene sulfonate (LABS), a popular relatively low cost surfactant for household and industrial detergent applications. Although some C14 alpha olefin is sold into aqueous detergent applications, C14 has other applications such as being converted into chloroparaffins. A recent application of C14 is as on land drilling fluid basestock, replacing diesel or kerosene in that application. Although C14 is more expensive than middle distillates, it has a significant advantage environmentally, being much more biodegradable and in handling the material, being much less irritating to skin and less toxic. C16 C18 linear olefins find their primary application as the hydrophobes in oil soluble surfactants and as lubricating fluids themselves. C16 C18 alpha or internal olefins are used as synthetic drilling fluid base for high value, primarily off shore synthetic drilling fluids. The preferred materials for the synthetic drilling fluid application are linear internal olefins, which are primarily made by isomerizing linear alpha olefins to an internal position. The higher internal olefins appear to form a more lubricious layer at the metal surface and are recognized as a better lubricants. Another significant application for C16 C18 olefins is in paper sizing. Linear alpha olefins are, once again, isomerized into linear internal olefins are then reacted with maleic anhydride to make an alkyl succinic anhydride (ASA), a popular paper sizing chemical. C20 C30 linear alpha olefins production capacity is only 5 10% of the total production of a linear alpha olefin plant. They are used in a number of reactive and non reactive applications, including as feedstocks to make heavy linear alkyl benzene (LAB) and low molecular weight polymers which are used to enhance properties of waxes.