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40Neues Verfahren zur Herstellung Linearer Alpha-OlefineBild 3: Wachstum der Linearen Alpha-Olefin-Nachfrage1000 Tonnen pro Jahr35003000250020001500100050001996 19982000 2002 2004 2006 2008 2010JahrPolymere Schmiermittel Detergenzien Weichmacher andereBild 4: Reaktionsschema mit den Basisreaktionen der Ethylen-Oligomerisierung des ·-SABLIN ® -Verfahrens1-Hexen H 2 C = CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3AlAl/ZrZrEthylenH 2 C = CH 2CH 2 -CH 3Ethylen H 2 C = CH 2Al/ZrAl/ZrH 2 C-CH 2 -CH 2 -CH 3EthylenH 2 C = CH 2H 2 C-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3Al Al-Komponente Zr Al Zr-Komponente Al/Zr Aktiver KatalysatorBild 5: Ansichten der ·-SABLIN ® -Pilotanlage im SABIC R&TCenter in Riyadh, Saudi-ArabienBild 7: Funktionsprinzip des ·-SABLIN ® -LAO-ReaktorsEthylenLeichte LAOKondensatorKatalysatorLösungsmittelSchwere LAOKatalysatorEthylen
Linde Technology Dezember 2004 41Bild 6: Typische Analysenergebnisse von 1-Buten und 1-Hexen aus der ·-SABLIN ® -Pilotanlage112344632*575Gewicht %/1/ 1-Buten 99,500/2/ n-Butan < 0,010/3/ trans-Buten-2 0,200/4/ cis-Buten-2 0,300/5/ iso-C 4 < 0,001keine Diene, Acetylene etc. nachweisbarGewicht %/1/ 1-Hexen 98,23/2/ trans-3-Methyl-2-Penten 0,25/3/ n-Hexan 0,27/4/ trans-2-Hexen 0,41/5/ cis-3-Methyl-2-Penten 0,14/6/ cis-2-Hexen 0,39/7/ cis-/trans-4-Methyl-2-Penten 0,16/*/ C 6 -Olefin 0,13keine Diene, Acetylene etc. nachweisbarDie Kooperation mit SABIC hatte folgende Ziele:–– Optimierung des Katalysatorsystems undder Betriebsbedingungen–– Reaktormodellierung und Reaktorauslegung–– Errichtung und Betrieb einer Pilotanlage–– Entwicklung von Modellen und Werkzeugen fürdas scale-up der Technologie2001 wurde die Entwicklung der ·-SABLIN ® -Technologie mitdem erfolgreichen Betrieb der Pilotanlage abgeschlossen unddie Technologie zur Lizenzierung freigegeben. 2002 starteteLinde mit Planung und Bau einer großtechnischen ·-SABLIN ® -Anlage für die Jubail United Petrochemical Company (UNITED),ein Tochterunternehmen der SABIC. Diese erste kommerzielleAnlage wird 2006 fertiggestellt sein.Chemische GrundlagenDie Additionsreaktion von Olefinen zur Bildung von Dimeren,Trimeren etc. nennt man Oligomerisierung. Wird Ethylen eingesetzt,entstehen dabei Lineare Alpha-Olefine. Beim ·-SABLIN ® -Verfahren wird ein Katalysatorsystem mit zwei Komponenteneingesetzt: einer patentierten Zirkoniumverbindung und einemhandelsüblichen Aluminiumalkyl als Co-Katalysator (Bild 4).Dabei können die Reaktionsbedingungen mit 20 bis 30 bar und60 bis 100°C moderat gehalten werden. KettenwachstumsundKettenabbruchreaktion finden im gleichen Reaktor statt, eshandelt sich also um ein einstufiges System. Kettenwachstumund -abbruch werden dabei durch das molare Verhältnis vonAluminium (Al) zu Zirkonium (Zr) bestimmt. So ist es möglich, diegewünschte Produktverteilung durch einfache Anpassung derMengen von Katalysator und Co-Katalysator zu erreichen. Miteinem hohen Al/Zr-Verhältnis beispielsweise lässt sich einProduktgemisch herstellen, das 80 % C 4 bis C 8 LAO enthält.Der aktive Katalysatorkomplex zeichnet sich durch einehohe Aktivität und Selektivität aus: Mit einem Kilogramm derZirkoniumverbindung lassen sich bis zu 20 Tonnen LAO-Produkteherstellen.Im Vergleich zur ·-SABLIN ® -Technologie arbeiten die amMarkt etablierten Verfahren bei wesentlich höheren Drücken (biszu 200 bar) und höheren Temperaturen (bis zu 300°C). Teilweisebasieren sie auf der Ziegler-Reaktion, bei der z. B. Triethylenaluminiumals Ausgangsstoff für das Katalysatorsystem eingesetztwird. Zusätzlich zur Oligomerisierungsreaktion sind bei anderenVerfahren teilweise weitere Reaktionsschritte wie Isomerisierungund Metathese vorgesehen, um die gewünschte Produktverteilungzu erreichen. Wie die ·-SABLIN ® -Technologie arbeiten alleVerfahren ausschließlich in der Flüssigphase mit einem Lösungsmitteloder nutzen die gebildeten Produkte als Lösungsmittel.
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