α－烯烴的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用分析

楊耀 羅嫣冉

摘 要：本文以石蠟裂解法、乙烯齊聚法、植物油法為切入點，說明了α-烯烴的常用生產(chǎn)工藝要點，同時對α-烯烴生產(chǎn)制備中的新技術(shù)進行了簡單介紹。在此基礎(chǔ)上，從作為聚烯烴共聚單體投入工業(yè)生產(chǎn)、作為聚α-烯烴的生產(chǎn)原料、作為α-烯烴磺酸鹽的生產(chǎn)原料這幾方面入手，闡述了α-烯烴的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：α-烯烴;生產(chǎn)工藝;應(yīng)用領(lǐng)域

引言：α-烯烴主要為雙鍵在分子鏈端部的單烯烴，雖然丙烯也屬于低碳α-烯烴，但是工業(yè)中一般指的C4及以上的烯烴組分，可以作為聚烯烴共聚單體的烯烴，一般為C4-C8烯烴組分，多為1-丁烯、1-己烯、1-辛烯;而C8及以上的α-烯烴，可以用于聚α-烯烴等產(chǎn)物的生產(chǎn)?？傮w來看，α-烯烴可以在多領(lǐng)域中進行應(yīng)用，因此其生產(chǎn)制備工藝值重點探究。

一、α-烯烴的常用生產(chǎn)工藝要點分析

（一）石蠟裂解法

將原材料設(shè)定為擁有更高純度的蠟，控制溫度穩(wěn)定在400-600℃的范圍內(nèi)（相對緩和），結(jié)合溶劑脫蠟處理獲取石蠟;引入汽化過程、裂解、急冷、降溫換熱塔分離、脫丁烷塔等流程，最終完成對α-烯烴的生產(chǎn)制備。對石蠟裂解法生產(chǎn)α-烯烴的整個工藝流程展開分析能夠了解到，這一反應(yīng)過程可以視為自由基反應(yīng)，所合成的α-烯烴產(chǎn)物中所包含著的單數(shù)碳原子的碳氫鍵與雙數(shù)碳原子的碳氫鍵的含量呈現(xiàn)出極高的一致性，環(huán)烷烴、芳香烴等雜質(zhì)的產(chǎn)生相對容易。相比于其他方法而言，依托石蠟裂解法生產(chǎn)制備α-烯烴的工藝流程表現(xiàn)出更為復(fù)雜的水平，同時也容易出現(xiàn)雜質(zhì)同時生成的情況，在保證α-烯烴產(chǎn)物純度、收獲率方面有著較高難度。但是，由于我國擁有極為豐富、充足石蠟資源，所以依托石蠟裂解法制備生產(chǎn)α-烯烴依然具有一定的可取之處。

（二）乙烯齊聚法

在以中心金屬鐵為核心的催化體系的支持下，能夠在溶液環(huán)境中促使乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)棣?烯烴，從而達到生產(chǎn)α-烯烴的效果，這一流程為乙烯齊聚法。在此過程中，選用的以中心金屬鐵為核心的催化體系一般為三乙基鋁，對乙烯實施壓縮處理、預(yù)熱處理后，展開增長反應(yīng)、鏈置換反應(yīng)及α-烯烴產(chǎn)品分離等，獲取α-烯烴產(chǎn)物的同時回收乙烯落實循環(huán)應(yīng)用。此時，所生產(chǎn)出的α-烯烴一般為C4-C20之間具有偶數(shù)碳的線性α-烯烴。

對于乙烯齊聚法而言，在實際生產(chǎn)α-烯烴的過程中，C6-C18的選擇性始終穩(wěn)定在高于70%的水平，且在獲得產(chǎn)物中所提取到的線性α-烯烴平均含量穩(wěn)定在不低于95%的水平;生產(chǎn)實踐中，原材料乙烯的有效利用率超過99%。同時，基于乙烯齊聚法生產(chǎn)α-烯烴的裝置能耗低，三廢排放少，滿足環(huán)保的各項要求，因此有著極為理想的應(yīng)用與推廣優(yōu)勢。

（三）植物油法

主要將植物油設(shè)定為生產(chǎn)原材料，依托對植物油的加氫處理獲取脂肪醇;對脂肪醇實施脫水處理，從而獲取α-烯烴產(chǎn)物。利用植物油法所制備生產(chǎn)的α-烯烴中所包含的碳數(shù)受到原材料植物油中碳數(shù)的影響，由于天然植物油的碳數(shù)普遍穩(wěn)定在C12-C18的范圍內(nèi)（脂肪酸甘油三酯），所以基于植物油法生產(chǎn)所得的α-烯烴產(chǎn)物碳數(shù)一般為C12-C18的α-烯烴。相比于其他方法（特別是乙烯齊聚法）來說，植物油法制備生產(chǎn)α-烯烴所產(chǎn)生的成本相對較高，而在近幾年的發(fā)展中，相關(guān)研究人員逐步將目光放在使用植物油直接落實對α-烯烴制備的工藝研究方面，所產(chǎn)生的成本有所降低。總體來說，在生物資源豐富的國家與地區(qū)，可以將植物油法制備生產(chǎn)α-烯烴這一工藝作為生產(chǎn)α-烯烴產(chǎn)品的備選技術(shù)。

（四）新工藝與新設(shè)備

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，在α-烯烴的生產(chǎn)領(lǐng)域也逐步形成了多種新工藝、新設(shè)備，促使α-烯烴的產(chǎn)量與生產(chǎn)效率提升。例如，東華科技總承包的上海睿碳合成氣直接制烯烴（FTO）中試裝置項目旨在對α-烯烴的生產(chǎn)工藝及配套裝置實施更新，該技術(shù)開辟了α-烯烴合成的新型工藝路線，并具有流程更短、能耗更低的優(yōu)勢。FTO技術(shù)不同于傳統(tǒng)制備路線，除了乙烯和丙烯之外，所得烯烴幾乎皆為附加值更高的高碳直鏈α-烯烴，異構(gòu)烯烴含量很低，且不含芳烴、硫氮等雜質(zhì)。由于高碳直鏈α-烯烴應(yīng)用更為廣泛，附加值更高，一旦實現(xiàn)合成氣高選擇性低成本直接制取烯烴，將帶動許多相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

另外，還可以使用萃取分離法生產(chǎn)α-烯烴，這一方法為南非SasOl公司開發(fā)且獨家應(yīng)用，生產(chǎn)中，對煤制油在費-托合成過程中產(chǎn)生的物質(zhì)流（富含α-烯烴）展開與分離處理，隨后落實“加氫-水洗-醚化-回收甲醇-超精餾萃取蒸餾-干燥處理-精煉”等流程，實現(xiàn)對α-烯烴的有效分離[1]。

二、α-烯烴的具體應(yīng)用探究

（一）作為聚烯烴共聚單體投入工業(yè)生產(chǎn)

在進行聚烯烴的工業(yè)生產(chǎn)實踐中，可以將α-烯烴作為共聚單體原材料支持生產(chǎn)。其中，利用乙烯、1-辛烯、1-己烯、1-丁烯之間的共聚，能夠完成對高密度聚乙烯產(chǎn)物、線性低密度聚乙烯產(chǎn)物以及聚烯烴彈性體產(chǎn)物的制備生產(chǎn);利用丙烯、乙烯、1-丁烯之間的共聚，能夠完成對丙烯/乙烯/丁烯三元無規(guī)聚丙烯產(chǎn)物的制備生產(chǎn);利用丙烯、1-丁烯之間的共聚，能夠完成對丁烯共聚聚丙烯產(chǎn)物的制備生產(chǎn)[2]。

現(xiàn)階段，國際與國內(nèi)市場對于聚丙烯共聚產(chǎn)品的需求量呈現(xiàn)出上升的趨勢，α-烯烴作為聚烯烴共聚單體投入工業(yè)生產(chǎn)的實際應(yīng)用量也隨之表現(xiàn)出不斷上漲的狀態(tài)，基于此，作為共聚單體被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中仍然是α-烯烴的主要使用方向及消費領(lǐng)域，對于α-烯烴產(chǎn)品的實際需求也逐年提高。

（二）作為聚α-烯烴的生產(chǎn)原料

在催化劑的支持下，α-烯烴發(fā)生齊聚反應(yīng)或是共聚反應(yīng)，結(jié)合加氫處理即可獲得聚合物產(chǎn)物，這一聚合物為聚α-烯烴，因此，α-烯烴可以作為聚α-烯烴的生產(chǎn)原料投入實際應(yīng)用。對于聚α-烯烴而言，其具有規(guī)整的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及較高的粘度指數(shù)，且熱氧化穩(wěn)定性良好，作為合成基礎(chǔ)油能夠發(fā)揮出極為理想的效果。結(jié)合現(xiàn)階段的國內(nèi)外潤滑油產(chǎn)品生產(chǎn)情況能夠了解到，市場中流通的頂級潤滑油產(chǎn)品的基礎(chǔ)油一般均使用了合成聚α-烯烴[3]。

聚α-烯烴是基于α-烯烴的聚合物產(chǎn)物中的最為常見、常用的產(chǎn)物，除此之外，α-烯烴的聚合物還有聚α-烯烴蠟。對于聚α-烯烴蠟而言，其生產(chǎn)制備原料一般為C10以上的長鏈α-烯烴，制備工藝為聚合反應(yīng)。由于聚α-烯烴蠟的毒性低、黏度高，且可以與酯類油或是礦物油更好融合、并能夠浸潤皮膚，因此更多被應(yīng)用于化妝品、管道潤滑劑以及表面活性劑的生產(chǎn)領(lǐng)域。

（三）作為α-烯烴磺酸鹽的生產(chǎn)原料

對α-烯烴展開三氧化硫磺化、中和以及水解制處理，能夠獲取到一種陰離子混合物，即α-烯烴磺酸鹽。α-烯烴磺酸鹽的刺激性相對較低，且有著極為理的去污能力，因此在當(dāng)前普遍被用作浴液、洗滌劑、復(fù)合皂、無磷洗衣液等產(chǎn)品的原料，在工業(yè)清洗、石油、造紙等領(lǐng)域更為常用。站在化學(xué)物質(zhì)組成的角度來看，可以將構(gòu)成α-烯烴磺酸鹽的化學(xué)成分劃分為兩大類，包括羥基烷基磺酸鹽以及烯烴磺酸鹽，一般會以鈉鹽的形式在市場中實現(xiàn)供應(yīng)?，F(xiàn)階段，用于α-烯烴磺酸鹽產(chǎn)品制造生產(chǎn)的烯烴碳原子數(shù)普遍維持在10-20的范圍內(nèi)，包括C18、C16以及C14。除前文所述的用途之外，α-烯烴磺酸鹽還可以作為多種化工產(chǎn)品的原材料，如脂肪酸、烷基苯等等，因此有著相對理想的應(yīng)用前景。

總結(jié)：綜上所述，α-烯烴可以在多領(lǐng)域中進行應(yīng)用，因此其生產(chǎn)制備工藝值重點探究。在當(dāng)前的α-烯烴生產(chǎn)制備過程中，普遍應(yīng)用的工藝技術(shù)包括石蠟裂解法、乙烯齊聚法、植物油法等等，且隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，在α-烯烴的生產(chǎn)領(lǐng)域也逐步形成了多種新工藝、新設(shè)備，促使α-烯烴的產(chǎn)量與生產(chǎn)效率提升。所制備生產(chǎn)的α-烯烴在目前更多作為聚烯烴共聚單體投入工業(yè)生產(chǎn)、作為聚α-烯烴的生產(chǎn)原料、作為α-烯烴磺酸鹽的生產(chǎn)原料。

參考文獻：

[1]任志超，石薇薇，杜佳芮，等.混合α-烯烴聚合生產(chǎn)高黏度合成潤滑油基礎(chǔ)油[J].當(dāng)代化工，2021，50（04）：820-823.

[2]王彬.茂金屬聚α-烯烴合成潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝與市場現(xiàn)狀[J].精細與專用化學(xué)品，2018，26（07）：38-42.

[3].煤基原料合成生產(chǎn)α-烯烴及精細化學(xué)品前景可期[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟，2017，33（06）：19.