CN102432415A - 一种乙丙共齐聚物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于制备乙丙共齐聚物的聚合方法,其特征是:在无水无氧条件下,乙烯和丙烯混合气总压力1-10MPa、反应温度20-200℃,顺序加入有机溶剂、助催化剂和Fe系主催化剂溶液,反应20-200分钟后,冷却至-10-0℃,终止反应,经精馏分离得到产物。
Description
技术领域
本发明涉及一种乙丙共齐聚物的制备方法。尤其涉及在铁系催化剂存在下的乙丙共齐聚物的制备方法。
背景技术
作为石化工业重要共聚单体、表面活性剂和润滑油重要的中间体和添加剂的α-烯烃一直是重要的化工原料。这些α-烯烃历来是石油化工产品市场的紧俏商品。其中绝大部分α-烯烃由乙烯齐聚得到。所用催化剂主要有镍系、铬系、锆系、铝系和铁系等。近年来铁系催化剂以其对α-烃的高选择性、高催化活性受到重视。已报道的铁系催化剂(J.Am.Chem.Soc.,1998,120:7143;Chem.Commun.1998,849;WO 99/02472)的结构为:
其中,R1、R2、R3、R4均分别为氢原子、碳数1-30的烃基、取代烃基或惰性基团,X为阴离子;助催化剂为烷基铝。这些催化剂组合物催化乙烯齐聚所得α-烯烃的碳数分布在C4-C44之间,其中C4-C24α-烯烃的质量含量一般在50-80%。
发明内容
本发明目的在于提高工业需求量最大的C4-C24部分α-烯烃的含量,使其在总的α-烯烃中的质量含量大于80%。本发明经过大量的试验发现,使用本发明的铁系催化剂可以实现本发明。
本发明的技术方案通过如下方式实现:
一种制备乙丙共齐聚物的聚合方法,其特征在于,在无水无氧条件下,乙烯和丙烯混合气总压力0.1-10MPa、反应温度20-200℃,顺序加入有机溶剂、助催化剂和式1所示的铁系主催化剂,制备得到乙丙共齐聚物;
式1
其中R选自C1-C4烷基,苯基、C1-C4烷基一、二或三取代的苯基,卤素一、二或三取代的苯基,或含有卤素的C1-C4烷基相应的一、二或三取代的苯基。
根据本发明,所述乙丙共齐聚物的碳数分布主要集中在C4-C44之间,其中C4-C24之间所占质量比例在80-95%。
根据本发明,其中所述反应在终止后,经精馏分离得到产物。
根据本发明,其中所述聚合总压为0.1MPa-6MPa,优选0.2MPa-5MPa,更优选1MPa-3MPa。
根据本发明,所述丙烯加入量为乙丙混合物质量的0.5%-40%,优选为1-30%,更优选5-20%,最优选10-15%。
根据本发明,,所述聚合温度为30-120℃,优选为50-100℃,更,优选60-90℃,最优选70-80℃。
根据本发明,所述聚合时间为20分钟-600分钟,优选40-400分钟,更优选60-200分钟,最优选80-100分钟。
主催化剂为铁系催化剂,结构式为:
式1
其中R选自C1-C4烷基,苯基、C1-C4烷基一、二或三取代的苯基以及含有卤素一、二或三取代苯基或含有卤素的C1-C4烷基相应的一、二或三取代苯基。
优选的铁系催化剂为R为甲基的式1化合物;R为乙基的式1化合物,或者R为丙基的式1化合物;R为2-甲基苯基的式1化合物,或者R为苯基的式1化合物。
所述助催化剂为甲基铝氧烷。
所述铁系催化剂中R所指的C1-C4烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。C1-C4烷基一、二或三取代的苯基选自2-甲基苯基、4-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基,2-乙基苯基、4-乙基苯基、2,4-二乙基苯基、2,4,6-三乙基苯基,2-丙基苯基、4-丙基苯基、2,4-二丙基苯基、2,6-二丙基苯基、2,4,6-三丙基苯基,2-异丙基苯基、4-异丙基苯基、2,4-二异丙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基,2-丁基苯基、4-丁基苯基、2,4-二丁基苯基、2,6-二丁基苯基、2,4,6-三丁基苯基,2-异丁基苯基、4-异丁基苯基、2,4-二异丁基苯基、2,6-二异丁基苯基、2,4,6-三异丁基苯基,2-叔丁基苯基、4-叔丁基苯基、2,4-二叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基、2,4,6-三叔丁基苯基。
卤素一、二或三取代的苯基选自2-氯苯基、4-氯苯基、2,4-二氯苯基、2,4,6-三氯苯基,2-溴苯基、4-溴苯基、2,4-二溴苯基、2,4,6-三溴苯基。
含卤素的C1-C4烷基相应的一、二或三取代苯基选自2-溴-4-甲基苯基、2-溴-6-甲基苯基、2,6-二溴-4-甲基苯基、4-溴-2,6-二甲基苯基,2-氯-4-甲基苯基、2-氯-6-甲基苯基、2,6-二氯-4-甲基苯基、4-氯-2,6-二甲基苯基。
更优选地,铁系催化剂中R选自R选自甲基,苯基,2-甲基苯基、4-甲基苯基,2-氯苯基,4-氯苯基,2-溴-4-甲基苯基,优选甲基和苯基,更优选甲基。
根据本发明,所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、石油醚、甲苯、二甲苯,所述的主催化剂溶液的溶剂为正己烷、环己烷、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷和邻二氯苯,所述的助催化剂与主催化剂的物质的量比为2000∶1-200∶1,尤其是1500∶1-500∶1。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是,下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制,任何在本发明基础上作出的改进都不违背本发明的精神。
以下实施例所用催化剂为
化合物1
实施例1:
配制丙烯含量为总质量5%的乙烯丙烯混合气体,在1升反应釜中抽真空-混合气反复三次后,充入混合气至常压,依次加入200毫升环己烷,2毫升MAO,搅拌5分钟。加入1μmol化合物1的铁系催化剂,迅速加压至0.4MPa,80℃反应60分钟,终止反应。色谱分析,线性α-烯烃为98%,碳数分布在C4-C44之间,其中C4-C24为80%。
实施例2:
配制丙烯含量为总质量10%的乙烯丙烯混合气体,在1升反应釜中抽真空-混合气反复三次后,充入混合气至常压,依次加入200毫升环己烷,2毫升MAO,搅拌5分钟。加入1μmol的R为乙基的式1化合物的上述铁系催化剂,,迅速加压至0.4MPa,80℃反应60分钟,终止反应。色谱分析,线性α-烯烃为97%,碳数分布在C4C24之间,其中C4-C24为87%。
实施例3:
配制丙烯含量为总质量15%的乙烯丙烯混合气体,在1升反应釜中抽真空-混合气反复三次后,充入混合气至常压,依次加入200毫升环己烷,2毫升MAO,搅拌5分钟。加入1μmol的R为丙基的式1化合物的铁系催化剂,迅速加压至0.4MPa,80℃反应60分钟,终止反应。色谱分析,线性α-烯烃为96%,碳数分布在C4-C44之间,其中C4-C24为93%。
实施例4:
配制丙烯含量为总质量20%的乙烯丙烯混合气体,在1升反应釜中抽真空-混合气反复三次后,充入混合气至常压,依次加入200毫升环己烷,2毫升MAO,搅拌5分钟。加入1μmol的R为苯基的式1化合物的铁系催化剂,迅速加压至0.4MPa,80℃反应60分钟,终止反应。色谱分析,线性α-烯烃为96%,碳数分布在C4-C44之间,其中C4-C24为94%。
实施例5:
配制丙烯含量为总质量25%的乙烯丙烯混合气体,在1升反应釜中抽真空-混合气反复三次后,充入混合气至常压,依次加入200毫升环己烷,2毫升MAO,搅拌5分钟。加入1μmol的R为2-甲基苯基的式1化合物的铁系催化剂,,迅速加压至0.4MPa,80℃反应60分钟,终止反应。色谱分析,线性α-烯烃为95%,碳数分布在C4-C44之间,其中C4-C24为95%。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的聚合方法,其中乙丙共齐聚物的碳数分布主要集中在C4-C44之间,其中C4-C24之间所占质量比例在80-95%。
3.根据权利要求1或2的聚合方法,其中所述反应在终止后,经精馏分离得到产物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合方法,其特征在于,所述的铁系催化剂中,C1-C4烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基;C1-C4烷基一、二或三取代的苯基选自2-甲基苯基、4-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基,2-乙基苯基、4-乙基苯基、2,4-二乙基苯基、2,4,6-三乙基苯基,2-丙基苯基、4-丙基苯基、2,4-二丙基苯基、2,6-二丙基苯基、2,4,6-三丙基苯基,2-异丙基苯基、4-异丙基苯基、2,4-二异丙基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三异丙基苯基,2-丁基苯基、4-丁基苯基、2,4-二丁基苯基、2,6-二丁基苯基、2,4,6-三丁基苯基,2-异丁基苯基、4-异丁基苯基、2,4-二异丁基苯基、2,6-二异丁基苯基、2,4,6-三异丁基苯基,2-叔丁基苯基、4-叔丁基苯基、2,4-二叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基、2,4,6-三叔丁基苯基;卤素一、二或三取代的苯基选自2-氯苯基、4-氯苯基、2,4-二氯苯基、2,4,6-三氯苯基,2-溴苯基、4-溴苯基、2,4-二溴苯基、2,4,6-三溴苯基;含卤素的C1-C4烷基的一、二或三取代苯基选自2-溴-4-甲基苯基、2-溴-6-甲基苯基、2,6-二溴-4-甲基苯基、4-溴-2,6-二甲基苯基,2-氯-4-甲基苯基、2-氯-6-甲基苯基、2,6-二氯-4-甲基苯基、4-氯-2,6-二甲基苯基。所述的Fe系催化剂中R选自甲基,苯基,2-甲基苯基、4-甲基苯基,2-氯苯基,4-氯苯基,2-溴-4-甲基苯基,优选甲基和苯基,更优选甲基。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合方法,其特征在于:聚合总压为0.1MPa-5MPa,优选0.2MPa-2MPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合方法,其特征在于:丙烯加入量为乙丙混合物质量的0.5%-40%,优选为1-30%,更优选5-20%,最优选10-15%。
7.根据权利要求1-6所述的聚合方法,其特征在于:所述聚合温度为30-120℃,优选为50-100℃,更,优选60-90℃,最优选70-80℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合方法,其特征在于:所述聚合时间为20分钟-600分钟,优选40-400分钟,更优选60-200分钟,最优选80-100分钟。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚合方法,其特征在于:所述助催化剂为甲基铝氧烷,所述的助催化剂与主催化剂的物质的量比为2000∶1-50∶1。
10.根据权利要求1-9任一项所述的聚合方法,其特征在于:有机溶剂为惰性的烷烃和芳烃,如正己烷、环己烷、石油醚、甲苯或二甲苯。
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