α－烯烴的生產工藝及應用分析

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-烯烴的常用生產工藝要點，同時對α-烯烴生產制備中的新技術進行了簡單介紹。在此基礎上，從作為聚烯烴共聚單體投入工業生產、作為聚α-烯烴的生產原料、作為α-烯烴磺酸鹽的生產原料這幾方面入手，闡述了α-烯烴的具體應用。

關鍵詞：α-烯烴;生產工藝;應用領域

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-烯烴等產物的生產。總體來看，α-烯烴可以在多領域中進行應用，因此其生產制備工藝值重點探究。

一、α-烯烴的常用生產工藝要點分析

（一）石蠟裂解法

將原材料設定為擁有更高純度的蠟，控制溫度穩定在400-600℃的范圍內（相對緩和），結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-烯烴的生產制備。對石蠟裂解法生產α-烯烴的整個工藝流程展開分析能夠了解到，這一反應過程可以視為自由基反應，所合成的α-烯烴產物中所包含著的單數碳原子的碳氫鍵與雙數碳原子的碳氫鍵的含量呈現出極高的一致性，環烷烴、芳香烴等雜質的產生相對容易。相比于其他方法而言，依托石蠟裂解法生產制備α-烯烴的工藝流程表現出更為復雜的水平，同時也容易出現雜質同時生成的情況，在保證α-烯烴產物純度、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，能夠在溶液環境中促使乙烯轉變為α-烯烴，從而達到生產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、預熱處理后，展開增長反應、鏈置換反應及α-烯烴產品分離等，獲取α-烯烴產物的同時回收乙烯落實循環應用。此時，所生產出的α-烯烴一般為C4-C20之間具有偶數碳的線性α-烯烴。

對于乙烯齊聚法而言，在實際生產α-烯烴的過程中，C6-C18的選擇性始終穩定在高于70%的水平，且在獲得產物中所提取到的線性α-烯烴平均含量穩定在不低于95%的水平;生產實踐中，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α-烯烴的裝置能耗低，三廢排放少，滿足環保的各項要求，因此有著極為理想的應用與推廣優勢。

（三）植物油法

主要將植物油設定為生產原材料，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-烯烴產物。利用植物油法所制備生產的α-烯烴中所包含的碳數受到原材料植物油中碳數的影響，由于天然植物油的碳數普遍穩定在C12-C18的范圍內（脂肪酸甘油三酯），所以基于植物油法生產所得的α-烯烴產物碳數一般為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α-烯烴所產生的成本相對較高，而在近幾年的發展中，相關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，可以將植物油法制備生產α-烯烴這一工藝作為生產α-烯烴產品的備選技術。

（四）新工藝與新設備

隨著科學技術水平的不斷發展，在α-烯烴的生產領域也逐步形成了多種新工藝、新設備，促使α-烯烴的產量與生產效率提升。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-烯烴的生產工藝及配套裝置實施更新，該技術開辟了α-烯烴合成的新型工藝路線，并具有流程更短、能耗更低的優勢。FTO技術不同于傳統制備路線，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，異構烯烴含量很低，且不含芳烴、硫氮等雜質。由于高碳直鏈α-烯烴應用更為廣泛，附加值更高，一旦實現合成氣高選擇性低成本直接制取烯烴，將帶動許多相關行業的發展。

另外，還可以使用萃取分離法生產α-烯烴，這一方法為南非SasOl公司開發且獨家應用，生產中，對煤制油在費-托合成過程中產生的物質流（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，實現對α-烯烴的有效分離[1]。

二、α-烯烴的具體應用探究

（一）作為聚烯烴共聚單體投入工業生產

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

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

（二）作為聚α-烯烴的生產原料

在催化劑的支持下，α-烯烴發生齊聚反應或是共聚反應，結合加氫處理即可獲得聚合物產物，這一聚合物為聚α-烯烴，因此，α-烯烴可以作為聚α-烯烴的生產原料投入實際應用。對于聚α-烯烴而言，其具有規整的化學結構以及較高的粘度指數，且熱氧化穩定性良好，作為合成基礎油能夠發揮出極為理想的效果。結合現階段的國內外潤滑油產品生產情況能夠了解到，市場中流通的頂級潤滑油產品的基礎油一般均使用了合成聚α-烯烴[3]。

聚α-烯烴是基于α-烯烴的聚合物產物中的最為常見、常用的產物，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。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，因此更多被應用于化妝品、管道潤滑劑以及表面活性劑的生產領域。

（三）作為α-烯烴磺酸鹽的生產原料

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，因此在當前普遍被用作浴液、洗滌劑、復合皂、無磷洗衣液等產品的原料，在工業清洗、石油、造紙等領域更為常用。站在化學物質組成的角度來看，可以將構成α-烯烴磺酸鹽的化學成分劃分為兩大類，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供應。現階段，用于α-烯烴磺酸鹽產品制造生產的烯烴碳原子數普遍維持在10-20的范圍內，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品的原材料，如脂肪酸、烷基苯等等，因此有著相對理想的應用前景。

總結：綜上所述，α-烯烴可以在多領域中進行應用，因此其生產制備工藝值重點探究。在當前的α-烯烴生產制備過程中，普遍應用的工藝技術包括石蠟裂解法、乙烯齊聚法、植物油法等等，且隨著科學技術水平的不斷發展，在α-烯烴的生產領域也逐步形成了多種新工藝、新設備，促使α-烯烴的產量與生產效率提升。所制備生產的α-烯烴在目前更多作為聚烯烴共聚單體投入工業生產、作為聚α-烯烴的生產原料、作為α-烯烴磺酸鹽的生產原料。

參考文獻：

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

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

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