196615. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliolefin alapú szintetikus olajok előállítására
1 196 615 2 A találmány szintetikus poliolefin olajok előállítására vonatkozik hulladék polietilén és/vagy hulladék polipropilén hőbontásával nyert olefintartalmú elegyek kationos katalizátor jelenlétében végezett oligomerizálásával. Az eljárás során az oligomer elegyekből a katalizátort eltávolítjuk, a reakcióelegyet semlegesítjük, csökkentett nyomáson kiforraljuk és katalitikusán hidrogénezzük. A találmány szerinti eljárással különböző viszkozitás-hőmérséklet karakterisztikájú olajok állíthatók elő, amelyek kenőolajként alkalmazhatók. Korunk technikai fejlődése esetenként különleges körülmények között is használható, speciális kenőanyagok előállítását igényli. Ezekhez tartoznak a szintetikus poliolefinek is. Előállításukra az utóbbi években számos eljárást dolgoztak ki, melyek mind az alkalmazott alapanyagokat, mind pedig a polimcrizációs módszereket tekintve különböznek egymástól. Alapanyagként főként 6—18 szénatomszám-tartományú a-olefineket vagy magasabb szén atomszámú, nem láncvégi kettős kötést tartalmazó olefineket alkalmaznak. A két fő típus közül előnyben részesítik a 8-12 szénatomszám-tartományú a-oiefin frakciókat. A legkedvezőbb összetételű szintetikus olajokat 1- decén felhasználásával lehet előállítani, amelynek trimerje és tetramerje igen nagy viszkozitásindexszel és mély dermedésponttal rendelkezik. Az előállítható szintetikus olaj jellemzői és az olefinek polimerizálhatósága jelentősen függ az alkalmazott olefinek összetételétől. Ezért jelentős szerepe van annak is, hogy a felhasználandó olefinalapanyagot milyen technológiával állították elő. így felhasználnak etilén oligomerizálásával előállított a-olefineket (4400565 sz. USA-beli szabadalmi leírás, valamint kőolajparaffinok krakkolásával (4420646 sz. USA-beli szabadalmi leírás, illetőleg könnyű paraffin szénhidrogének dehidrogénczésével (4167534 sz. USA-beli szabadalmi leírás) nyert olefinelegyeket. Az olefinek oligonierizálására kidolgozott eljárások műveleti jellegükben (szakaszos vagy folyamatos üzemű) illetőleg az oligomerizáláshoz alkalmazott katalizátorok típusában és összetételében különböznek egymástól. A folyamatos eljárások megvalósítására egyaránt alkalmaznak teljesen kevert tartályreaktorokat, csőreaktorokat vagy ezek kombinációit (4239930, és 3780128 sz. USA-beli szabadalmi leírások). Az eljárások fontos részét képezik a katalizátorok visszanyerésére alkalmazott, szűrési, extrakciós vagy desztillációs műveleten alapuló módszereket. Az oligomerizáció katalizálására alkalmaznak peroxid típusú, ún. szabadgyökös, Ziegler-típusú (alkil-aluminium-klorid/titán-tetraklorid) és a kationos mechanizmuséi reakciókat elősegítő Friedel- Crafts katalizátorokat. Közülük leginkább az. utóbbi katalizátortípusok terjedtek ' el. A Friedel-Crafls katalizátorok közül gyakran alkalmazzák a bór-trifluorid és protont szolgáltató vegyület (alkoholok, karbonsavak, víz, szervetlen savak, polialkoholok) elegyét (3780128 és 3769363 sz. USA-beli szabadalmi leírások), bór-trifluorid és átmeneti fémek vegyületeinek (NiO, NiF2, CaO stb.) vagy If formájú ioncserélő gyantának az elegyét, aluinínium-klorid és NaAlCl4, LiAlCU vagy ZrCl4, Hí€l3 elegyét (4395578 sz., 4400565 sz. és 4436948 sz. USA- beli szabadalmi leírások). Az oligómerizációs műveletek reakcióparamétercit a katalizátoroktól függően választják meg, és rendszerint enyhe körülmények között dolgoznak. A szokásos hőmérséklet-tartomány 0-160 °C, a nyomástartomány 1-10 bar, a katalizátorkoncentráció 0,1—10 t%, reakcióidő pedig 0,5— 16 óra. Az oügomerizálás végén a katalizátort a reakcióelegyből rendszerint lúgos (NaOH, NajGOj, NU.)OM), illetőleg vizes mosással távolftják el. Az o!igomerclcgyct víztelenítés után Ni, Pt, Pd vagy Ni- Cu-Cr-oxid-tartalmú katalizátorok felhasználásával 100-250 °C, 20-150 bar nyomáson hidrogénezik. Mind szakaszos, mind pedig folyamatos eljárásokat alkalmaznak. Az előbbiekben említett eljárások közös hátránya, hogy alapanyagokként soklépéses eljárásokkal, szintetikus úton előállított és éppen ezért drága a-olefineket alkalmaznak. így az ezekből előállított poliolefinek ára is lényegesen nagyobb a hagyományos kőolajalapú rínomítvdnyokénál. Ezárt a polioíefin-olajok felhasználása kiváló kenőanyag!uiajdonságaik ellenére egyelőre jelentősen elmarad a hagyományos kenőolajokétól. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amelynek segítségével kiváló tulajdonságú szintetikus poliolefin olajokat tudunk előállítani olyan olefintartalmú elegyekből, amelyeket ipari melléktermékek, ipari hulladékok és használt poliolefinek (pl. mezőgazdaságban használt fólia, csomagolóanyagok vagy ezek keverékei stb.) termikus degradálásával nyertünk. Az említett olcsó, olefiníartaimú melléktermékekből hőbontással nyert, a-olefintartalmú kiindulási anyag oligomerizálása az ismert kationos katalizátorokat alkalmazó eljárásokkal nem hajtható végre, mert az oligomerizáció nem indul meg. A találmány kidolgozásához az a felismerés vezetett, hogy ha az ciefintartalmú melléktermékekből, hulladékokból nyert a-olefintartaimú elegy megfelelő forráspont hatású frakciójában az oxigéntartalmú szennyeződéseket megfelelő mértékben lecsók kentjük, akkor az oligonierizációt elősegítő olefinkatalizátor komplexek kialakulásának nincs akadálya, vagyis a kívánt tulajdonságokkal rendelkező szintetikus olaj előállítható. Az eljárásban alkalmazott kationos katalizátorok blokkolását feltehetőleg a hulladék poiiolefinekben lévő. öregedési folyamatokba:: keletkezett oxigéntartalmi: vcgyüietek okozzák. A találmány tárgya eljárás szintetikus pcliöiefin olajok előállítására hulladék polietilén és/vsgy polipropilén hőbontásával nyert olefintartalmú elegyek kationos katalizátor jelenlétében végzett olígomerizálásával, amelynek során az oligomer elegyekből s> katalizátort eltávolítjuk, a reakcióelegyet semlegesítjük, csökkentett nyomáson kiforraljuk és katalitikusán hidrogénezzük oly módon, hogy a hőber tássa! nyert 20-100 tömeg% olefintartalmú, ezen belül 10-98 tömeg% a-oiefmtartalmú, legfeljebb 10 tömeg% aromás vegyülstekst és adót* esetben 2- 70 tömeg% paraffin szénhidrogéneket tartalmazó oieftnelegyet. amelyben a me Élcsoportok és metiléncsoportok számaránya 1: (0,2—0,9), az oisgotJiérlrálás előtt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
