CS235974B2 - Method of catalyst preparation for low density polyethylene production - Google Patents

Description

Vynález se · týká způsobu přípravy katalyzátoru pro použití při výrobě lineárního polyethylenu s nízkou hustotou.

Lineární polymery ethylenu s nízkou hustotou eejí vlastnosti, · které je oddiěují od jiných ethylenových polymerů, jako například od jiných homopolymerů ethylenu. Některé z těchto vlastností jsou popsány v americkém patentu Arddrsona a ·· deších č. 4 076 698.

KeaOl a díO.ěí popi sují v africkém patentu č. 4 302 566 způsob výroby určitých lineárních polymerů ethylenu s nízkou hustotou v plynné fázi v reaktoru s Hud^ím ložem.

V attorických patentech č. 4 173 547 (Grraf), ·3 787 384 (Stevens a ·deaěí), 4 148 754 (Strobel a diQší) a 4 063 009 (Ziegler (dědic) a diaší) jsou popsány růané způsoby polymerace vhodné pro výrobu jiných forem polyethylenu, nei je lineární polyethylen s ·nízkou hustotou, jako takový. *

V patentu USA č. 4 173 547 (Graff) je popsán nosičový katalyzátor, který · se získá г tak, ie se na nosič působí jako organooiinitou sloučeninou, tak· organohořečnatou sloučeninou, načež se takto zpracovaný nosič uvede do styku se sloučeninou čtyřmocného titanu.

V patentu USA · č. 3 787 384 (Stevens a diO.Ší) a 4 148 754 (Strobel a další) je popsán katalyzátor, který se připraví tak, ie se nejprve nechá nosič (například oxid křemiiitý obsáhující hydroxystajpiny) reagovat s organohořečnatou sloučeninou (například Grignardovým činidlem), načež se takto upravený nosič uvede do · styku se sloučeninou čtyřmoeného titanu. Podle údajů uvedených v obou těchto patentech, není při uvádění reakcí md^iifikovaného nosiče do styku se sloučeninou čtyřmoeného titanu na tomto nosiči pravděpodobně přítomna žádná nezreagovaná organohořečnatá sloučenina.

V americkém patentu δ. ⁴ 063 OO⁹ [Ziegler (dědic) a další] je popsán katalyzátor, který je reakčním produktem organohořečnaté sloučeniny (například alkylmagnesiumhea.ogenidu) se sloučeninou čtyřmocného titanu. Tato reakce se sloučeninou čtyřmocného titanu probíhá v nepřítomosti nosiče.

Předmětem vynálezu je způsob přípravy katalyzátoru pro výrobu polyethylenu s nízkou hustotou, při kterém se na pevný porézní nosič převádí z kapalného prostředí, se kterým je tento nosič ve styku, hořčík, přičemž nosič obsahuje reaktivní povrchové hydro^/skupiny a ^kapaLn^é prostřed tosahuje alespoň jetáu or^gan^l^(^i^(e^čnatou látku empiric^kého vzorce ^Rn^Mg^H(²-ⁿ⁾ kde

R představuje stálou organickou skupinu a

R* jrfefotavuje stálou or^ganickou s^ku^pinu něho atom halo^genu a n znimená racionální číslo s hodnotou v rozmezí od 0,5 do 2, po zreagování organohořečnaté látky s povrchovými UySroxytkuiiaami porézního nosiče se nechá nosič obsOiující zavedený hořčík reagovat v kapalném prostředí s alespoň jednou sloučeninou čtyřmocného titínu, přičemž sloučenina titanu je rozpustná v kapalném prostředí a porézní nosič obsahuje! hořčík a titan je v kapalném prostředí nerozpustný, vyzna^ujcí se tím, že se hořčík sráží v chemicky vázané formě na nosiči při jeho převodu z kapalného prostředí na nosič a tím, že poměr počtu molů sloučeniny titanu v kapalném prostředí k počtu molů hořčíku ňa nosiči je větší než jedna.

Podle vynálezu se titcn zavádí na vhodný nosič,tak, že se tento nosič napustí reaktivním hořčíkem a naneseného reaktivního hořčíku se využije k reakci se čtyřmocným tHanem (například s tHrnem ve valenčním stavu +4) v kapalném prostředí. Nezreagovaný titan je rozpustný v tomto kapalném prostředí, zatímco zreagovaný titan a nanesený reaktivní hořčík jsou v tomto kapalném prostředí nerozpustné.

Pod pojmem nanášení nebo převádění látky na nosič, jak se ho používá v tomto pop^e, se rozumí zavádění látky (například sloučeniny hořčíku a/nebo sloučeniny titanu) na nosič fyzikálními a chem^kými prostředky. V důsledku toho ' nemnu! být nanesená látka nutně chemicky vázána k noos-či.

Kaad-yzátory podle vynálezu je možno popsat znaky způsobu jejich výroby· Zejména je možno tyto katalyzátory popsat znaky postupu, kterým. se působí na vhodný nosič, aby se získaly takové katalyzátory.

Jako vhodných nosičů je možno při přípravě katalyzátoiů pouuít pevných pórovitých nosičů, jako oxidu křemiiitého, oxidu hlinitého a jejich kombiinaí, Tyto n^j^ziče mohou být v amoofní nebo krystalické formě a přednostně jsou ve formě částic o velikosti od

0,1 do 200 дш, s výhodou od 10 do 80 fim, Nejvvtší předost se z nosičů dává oxidu křemičitému ve formě kulovitých částic vyrobených rozprašovacím sušením. Mniřní porosita

3 těchto nosičů mlže být vyšší než 0,2 cm^J/kg, přednostně vySSi než 0,6 crnvg a jejich

2 měrný povrch může být vyšší než 50 in /g a přednostně je v rozmezí od 150 do 1 500 m /g.

Před uváděním nosiče do . styku s hořečnatým. sloučeninami, které reagují s vodou, je žádouci odstranit z nosiče fyzikálně vázanou vodu. Odstranění vody se může provést zahříváním nosi^ na tepotu o^d I⁰⁰ °C ^do teploty jej^íž borní hranice je tána to^otou, při které dochází ke změně stavu nebo sin^ování. Vhodné rozmezí teplot může z toho divod ^být ¹⁰⁰ až ⁸⁰⁰ °^C, napřítt^ ¹⁵⁰ až ²⁵⁰ °C.

PM uvádění nosiče do styku s hořečnatými sloučeninami, které jsou reOctivní-^vůči vodě, obsahuje nosič chemicky vázanou vodu, projevující se obsehiem hydroxyskupin v nosiči. Chemicky vázaná voda může být přítomna v mnnossví od 0,3 do 5 mnooů, s výhodou od 0,3 do 0,7 mmolů hydroxyskupin na 1 gram nosiče· Přebytečné hydroxyskupiny přítomné ϊύ nosiči se mohou odstrrniit zahříváním nosiče po dobu a při teplotě, které potlačují pro toto od^ranění· Tak například za^ívtaím nosiče ^po dostavěnou ^dobu na teplotu 1⁵° a^{s 250} °C má za následek odstranění poměrně malého počtu hydroxyskupin, zatímco zaiřívv-li se nosič dostatečnou dobu na alespoň ⁵°° a^s 6°° °^C, zejména na asi 75° a^s 85° °C, odstraní s^e poměrně značný počet hydroxyskupin. Doba zahřívání může být například 16 hodin (přes noc) nebo například alespoň 4 hodiny. Povrchová koncentrace hydroxyskupin v oxidu křemičitém se i^že stanovit například způsobem, který popsaXi J. B. Peri a A. L.·Heesley, Jr. v J. Ptys. Chem., 72 (8), 2926 (1968).

Příklady vhodných nosičových mmeeriálů jsou popsány v americkém patentu č. 4 173 547 (Graff), zejména v pasáži od sloupce 3, řádku 62 do sloupce 5, řádku 44. Vnitřní porozita nosičů se může stanovit technikou BET, kterou popsali S. Brunauer, P. Emmint a E. Teller v Journal of the Am^ican Chemiemi Society, 60, str. 209 fS 3'9 (1948). Citovanou technikou BET je rovněž možno · ziměřt měrný povrch nosičů ze pcoustí noriifizovfné metody popsané v britské normě British Standards BS 4359, svazek 1 , (1969)·.

Dafěí příklady nosičů jsou uvedeny v americkém patentu č. 3 718 636 (Stevens a datěí), zejména pak v pasáži ·od ‘řádku 12 do řádku 29 sloupce 3 Steueniouf patentu. Jako příklady nosičů je možno uvést téS polymerní formy oxidu křemičitého, známé jako p^l-ysil^c^x^tny.

Jako příklad přednostního nosiče je možno uvést oxid · křemičitý, který byl zbaven vody ^flui^dizecí ^dusíkem f zakováním na esi ⁸⁰⁰ °^C po ^dobu esi 16 ·^ho^din, čím^s se dosátae povrchová koncentrace hydroiyskupin asi 0,5 mmou/g. Jako oxidu křemičitého se přitom ' 2 může pouuít amorrfního oxidu křemičitého s vysolým měrným · povrchem, (měrný povrch 300 m /g, objem por^{ů 1,6}5 cm^3/g), ^který se protóvá na tr^hu po^d označením Daison ⁹5^{2 (}Davison Division W. R. Grace and Co.)

Nosič zbavený vody se pak napouutí pevnouTátkou obsahuuící hořčík, která je schopna reagovat se sloučeninou čtyřmocného,titanu. Jednou takovou látkou obsahuící hořčík je organohořečnatá sloučenina obecného vzorce ^Rn^MS^R(2-n⁾ kde kaSdý ze symbolů

R a R' které jsou stejné nebo různé, představuje stabilní organickou skupinu s tou podmínkou, Se

R' může téS představovat halogen f .

n, představuje racionální číslo s hodnotou od esi 0,5 do esi 2,

Jako příklad roztoku takové organohořečnaté sloučeniny je možno uvés^t zejména Grignardovo činidlo.

Grignardova, činidle · jsou popsána v knize Oogírnic Chhiimstry, 2. vydání, Moorison a Boyd, pátý dotisk, květen 1968 na str. 112 aS 114 a 516 fS 521. O Grignardových .

činidlech je známo, Že reaguj s organickými, molekulami nebo skupinami obsahnuícími vodík, který je přímo vázán k atomu dusíku nebo kyslíku. Dále je o Grignardových činidlech známo, Se rovněž reag^u:í s organickými molekulemi nebo skupinami obsahnuícími · karbony lově skupiny, kyanoskupiny a nitroskupiny. V důsledku toho;, nesají obecně obsahovat stálé organické skupiny ve významu R ve shora uvedeném vzorci Sádné ze shora uvedených zbytků, o kterých je známo, Se reagují s G^g^^ovými činidly.

Jako příklady skupin R a R*je tedy možno uvést uhlovodíkové skupiny s 1 až 12 atomy uhlíku (například alkylskupinu s 1 až 12 atomy uh.íku nebo arylskupinu s 1 až 12 atomy uhlíku), alkoxyskupioy s 1 až 12 atomy uhlíku, které jsou popřípadě substituované, například jedním nebo více atomy halogenu (například fluoru, chLoru, bromu nebo jodu) nebo alkoxyskupinami s 1 až 12 atomy uhlíku, atd· Přednostní sloučeninou obecného vzorce kde

R, ^R' a д mají s^hora uvedený význam je ethylmagneaiumcchorid

Je třeba chápat, že i Grignardovo činidlo, jako například ethylmagiesiumchhorid může obsahovat směs molekul, které se liší od ethylmagnesiumchhoridu, jako takového· Tak například působením různých kaph.in nebo rozpouštědlových systémů může ethylmagnesiumchlorid ' disproporcionovat v pdddtatě za vzniku směsi chloridu hořečnatého a diethylhořčíku·V těchto polohách se i tyto směsi zahrnují pod obecný vzorec ^R _n ^MgR(2-n)· Vzoreo 2-o) ^a u^ě vzorce spadající do jeho rozsahu je třeba chápat spíše jako celkové empirické vzorce těchto látek než jako jejich mooekuuární vzorce·’

Přednostní způsob napouutění nosiče pevnou látkou obsíOhiuící reaktivní hořčík spočívá v uvádění nosiče do styku s kapalným prostředím, ve kterém je orgaoohořečnatá látka obecného vzorce ^Μ^-ο)· kde R, R' a д mají shora uvedený význam, rozpuštěna· Hořčík se pak zavede do pórů nosiče 1) reakcí orgaoohořečoaté látky s nosičem a 2) vysrážeoím hořčíku z orgaoohořečnatá látky oa nosič·

Organohořečnatá látky označované jako Grignardova činidla obecného vzorce

RMgX kde

R má shora uvedený význam a

X představuje halogen, například chlor, brom nebo jod, jsou rozpustné v etherech· Příklady vhodných etherů jsou uvedeny ve sloupci 4, řádek 32 až 49 amerického patentu č· 3 989 881 (Yarnajgichi a dajší) a zahrnují alifatické ethery, jako diethylether, diisoiroiyletOer, dibutylether, dipentylether a ethyl-o-butylether; a cyklické ethery, jako tetrahy droturon a dioxao· Jako důvod rozpuutnosti těchto organohořečoatých látek (například etOylаадnesiuаchOoгidu) v etherech (například diethyletheru) byla navržena schopnost atomu hořčíku chovat se jako Lewisova kyselina a asociovat se s alespoň jedním elektronovým párem etherového kyslíku, který se chová jako Lewisova báze· Tuto asociaci )e možno vyjádřit vzorcem

•θ

C₂H₅M5C1

Přestože mají organohořečnaté sloučeniny obecného vzorce RMgX, kde R a X mají shora uvedený význam, tendenci být nerozpustné v rozpouUtědlech, která nejsou Lewisovými bázemi, jako v hexanu, mohou se úplně rozpouštět ve směsných rozpouštědlových systémech, jako ve směsi hexai/tetrahydrofuran, za předpokladu, že je příoomno dostatečné mnoožtví rozpouštědla, které je Lewisovou bází, pro zprostředkování rozpustnc^si. Může se tedy postupovat tak, že se nosič suspenduje v ko-rozuouStёdle,které není Lewisovou bází a ke vzniklé suspenzi se přidá organohořečnatá sloučenina ve foimě svého etherového roztoku. Příklady ko-róz^pouStёdSl, které nejsou Lewisovými bázemi, jsou uvedeny v americkém patentu č. 4 173 547 (Graff) v od sloupce 6, řádek 61 do sloupce 7, řádek 8.

Tato ko-rózpouStědLj zah^i^i^;i:í nasycené alifatické uhlovodíky s příným nebo rozvětv^ým řetězcem, jako butany, pentany, hexany, heptany nebo jejich běžně dostupné směsi známé pod názvy jako benzin, petrolej, plynový olej nebo pod názvy jiných ropných frakcí. Díle tato ko-rozpouštědla zahrnuuí cynické uhlovodíky, jako cy^-ope^an, cyklohexan, methylcyklohexan a aromaaické uhlovodíky, jako benzen nebo halogenované aromaaické uhlovodíky, jako chlorbenzen. Tato ko-rozpouštědla by přednostně neměla obsahovat skupiny, které jsou reaktivní vůči organohořečnaté látce. Přednostním ko-rozpornštědlem je n-hexan.

Nosič se přednostně nappoutí látkou obsauuící hořčík tak, že se uvádí vhodným způsobem do styku s kapalinou obsanujcí organohořečnatou látku obecného vzorce RnMgRfg-n)¹ kde R, R* a n maj shora uvedený význam, v částečně rozpuštěném stavu. Nosič může být zejména suspendován v jediom z ko-rozpouutědel, která nejsou Lewisovými bázemi, uvedených shora, jako v hexanu a k suspenzi se může přidat roztok Grignardova činidla v etheru, přičemž mnnžství etheru je vzhledem k mnossví ko-rozpouStědlj takové, aby pouze částečně rozpustilo Grignardovo činidlo. Nerozpustná část Grignardova činidla může být ve formě halogenidu horečnatého, přičemž m^ožlv! tohoto nerozpustného halogenidu horečnatého je v podstatě ekvivalentní mnnžžsví dijlkylhořčíks, který je rozpustný ve směsi rozpouutédlo/k -rozpouštědlo.

Je-li organohořečnatá sloučenina jen málo rozpustná, například v rozsahu 1 % nebo menším, dochází k nahrazování reaktivní organohořečnaté sloučeniny, která je spotřebována interakcí s reaktivními hydroxytkupinami na nosiči tím, že se rozpuutí dBaSÍ mtoožtví nerozpuštěné organohořečnaté sloučeniny v důsledku zákona ά působení hmot.

Listím způsobem napouutréní je způsob, piřx kterém se nosič suspenduje v rozpouštědle tvořeném Lewsovóu bází, jako v etheru, a pak se k roztoku přidá roztok organohořečnaté sloučeniny v etheru. Přidávání roztoku organohořečnaté sloučeniny v etheru k suspenzi v etheru nebo v ko-rozpouštěťdle se může provádět jako kontinuální přikapávání, zatímco je kapalné prostředí suspenze udržováno za podmínek varu pod zpětným chladičem. Během takového přidávání reaguje rozpuštěná organohořečnatá látka s nosičem na místech reaktivních hydróxytkupio obsažených na dostupném povrchu nosiče. Tuto reakci lze pro případ ethylmapiesiumcih.oridu popsat oásleSuSící rovnicí:

Nosič - OH + C₂HíMC1 --------> Nosič - OMgCl +

Část ^hoř^ečnat^{é lá}tky zave^dené na nosič se vytvoří vysr^ením hořči^ku z ka^palnéh^o prostředí obsaniuícího organohořečnatou látku při styku s nosičem. Toto srážení může probíhat jakýmk^iv vhodným způsobem, jako chlazením rózpouStёSlj, použitím dostatečně velkého objemu ^rozpo^těd^ v počáteční suspenzi, přidáním oerozpouStěSlj k suspenzi nebo odehnáním róz^pouStёSlj. V případě suspenze nosiče, ve které je kapalné prostředí v podstatě tvořeno roztokem ethylmagnesiumchloridu ve směsi hexan/tetríhlySrófsrjo, se ethylmagnesiumchlorid přednostně sráží na nosiči tím, že se óSdsetilsíe róz^pouStěSló. V této souuvslosti je třeba si povšimnout, že tetratySróíUr an a hexan maaí téměř stejné teploty varu. Dá se proto očekávat, že se v průběhu destilace bude poměr tetr ránu k hexanu v kapalné fázi udržovat na v podstatě konstantní hodnotě. Když je na druhé straně teplota varu ko-rozpouštědla podstatně vyšší než teplota varu etheru, může se β pokračující destilací podstatně zvyšovat relativní koncentrace ko-rozpouštědla v kapalné fázi. V takovém případě může docházet к nerovnoměrnému srážení hořčíku, takže všechen přítomný halogenid hořečnatý má tendenci se vysrážet před vysrážením organohořečnaté látky.

V důsledku toho se hořčík zavádí na nosič jak reakcí, tak srážením. Reakce přitom probíhá mezi reaktivními hydroxyskupinami nosiče a organohořečnou látkou. Molární poměr organohořečnaté látky použité к napouštění nosiče к hydroxyskupinám nosiče Je přednostně v rozmezí od 0,5 do 3. Přednostně se používá přebytku organohořečnaté látky a tento poměr je od 1,1 do 2,5.

Al již je hořčík přítomen ve formě reakčního produktu s nosičem nebo ve formě nezřeagováné sraženiny, je třeba vzít v úvahu, že hořčík na nosiči může být popřípadě ve formě komplexu 8 jedním nebo více elektrondonorními Činidly (tj. Lewisovými bázemi). Konkrétně, když se ethylmagneeiumchlorid sráží v roztoku ve směsi hexan/tetrahydrofuran,: může být každý mol vysráženého ethylmagnesiumchloridu přítomen ve formě komplexu s asi jedním molem tetrahydrofUranu. Obecně platí, že když se organohořečnaté létka sráží z roztoku obsahujícího ether, může výsledná sraženina obsahovat molekuly etheru vázané do komplexu s organohořečnatou látkou.

Množství látky obsahující hořčík, které se napouští na nosič, by mělo být dostatečné proto, aby se reakcí se čtyřmocným titanem zavedlo dále popsaným způsobem na nosič katalyticky účinné množství titanu. Konkrétně se například do jednoho gramu na počátku přítomného nosiče rozpustí 0,1 až 50, s výhodou 0,1 až 5 mmolů hořčíku. Když se roztok organohořečnaté látky uvádí do styku s nosičem, může být množství hořčíku v tomto roztoku vyjádřené v mmolech v podstatě stejné jako množství uvedené shora, jakožto množství, které se napouští do nosiče.

Když se pro suspendování nosiče používá ko-rozpouštědla, které není Lewisovou bází, může být přítomno na jeden gram nosiče 2 až 100 ml tohoto ko-rozpouštědla. Přednostní užší rozmezí je od 5 do 15 ml ko-rozpouštědla na gram nosiče.

Množství a koncentrace roztoku organohořečnaté látky v etheru, které se přidává к suspenzi nosiče v ko-rozpouštědle jsou přednostně takové, aby postačovaly pro zajištění alespoň částečné rozpustnosti organohořečnaté látky v systému ko-rozpouštědlo/rozpouštědlo. Toto množství je samozřejmě závislé na mnoha faktorech, jako je složení rozpouštědel a organohořečnaté látky a teplota systému ko-rozpouštědlo/rozpouštědlo. Předpokládá se však, že volba vhodných množství a koncentrací roztoku organohořečnaté látky v etheru je v rozsahu zkušeností běžného odborníka v tom^o oboru. Konkrétněji lze uvéat, že když se к suspenzi nosiče v hexanu přidává roztok ethylmagnesiumchloridu v tetrahydrofuranu, může být koncentrace roztoku ethylmagnesiumchloridu v tetrahydrofuranu od 0,1 do Ю M, přednostně od 1 do 3 M.

Tak například, když se 107 g kyseliny křemičité suspenduje v 500 ml n-heptanu а к suspenzi se přidá 342 ml roztoku 172 mmolů n-propylmagneeiumchloridu v diathyletheru podle příkladu 1 amerického patentu č. 4 148 754 (Stnobel a další), n-propylmagnesiumchlorid může být prakticky úplmě rozpustný ve směsi n-heptanu a diethyletheru. Když se však 15 g oxidu křemičitého suspenduje ve 200 ml n-hexanu а к suspenzi se přidá 50 ml 2,0M roztoku ethylmagnesiumchloridu v tetrahydrofuranu podle příkladu 1 uvedeného dále v tomto popisu, bude ethylmagnesiumchlorid vet směsi n-hexanu a tetrahydrofuranu jen částečně rozpustný. *

Pro požadované napuštění katalyzátoru na nosič se nepoužívá mletí v kulovém mlýnu. Mletí v kulovém mlýnu má tendenci narušit velikost částic a morfologii nosičů a poněvadž katalyzátory podle vynálezu mají být přednostně použitelné při polymeraci v plynné fázi ve fluidním loži, může být jejich velikost částic a morfologie značně důležitá·

Pevná látka obsahující hořčík nanesený na nosiči má v suchém stavu přednostně formu sypkého prášku· Je důležité si všimnout, že při napouštění nosiče metodami, které byly shora uvedeny jako příklady, se ani nosič ani sloučenina hořčíku neuvádějí do styku s organohlinitou sloučeninou nebo halogenidem hlinitým. Zpracování podstatným množstvím organohlinité sloučeniny nebo halogenidu hlinitého se tedy přednostně neprovádí·

Nosič zpracovaný organohořečnatou látkou metodami, které byly shora uvedeny jako příklady, se pak nechává reagovat se sloučeninou čtyřmocného titanu v kapalném prostředí· Sloučenina čtyřmocného titanu je rozpustná v tomto kapalném reakčním prostředí, zatímco zpracovaný nosič, včetně jeho části obsahující hořčík, je v tomto kapalném reakčním prostředí nerozpustný. Je tedy reakce, ke které dochází mezi čtyřmocným titanem a látkou obsahující reaktivní hořčík, reakcí pevné látky s kapalinou· Zřeagováný titan je v kapalném reakčním prostředí nerozpustný.

Reakce, ke které dochází mezi pevnou organohořečnatou sloučeninou nanesenou na nosiči a čtyřmocným titanem v kapalném reakčním prostředí, je převážně oxidačně-redukční reakcí, při které slouží organohořečnatá látka jako redukční činidlo pro čtyřmocný titan. Na druhé straně, reakce, která probíhá mezi 1) čtyřmocným titanem a 2) reakčním produktem Qrignardova činidla a nosiče obsahujícího reaktivní hydroxyskupiny, se za oxidačně-áedukční reakci nepokládá· Rozsah ani obsah vynálezu není přirozeně vázán na platnost shora uvedených hypothes· Obě shora uvedené reakce však vedou к zavedení titánu na zpracovaný nosič·

Příklady sloučenin čtyřmocného titanu, který je možno použít v kapalném reakčním prostředí jsou uvedeny v americkém patentu č· 4 173 547 (Graff) v pasáži od řádku 35 do řádku 54 sloupce 6. Tyto příklady zahmujíchalogenidy titanu (například chloridy nebo bromidy), alkoxidy titanu (například alkoxidy obsahující v súkoxyskupině 1 až 6 atomů uhlíků) nebo jejich směsi· Přednostní sloučeninou Čtyřmocného titanu je chlorid titaničitý.

Část nebo všechnu shora uvedenou sloučeninu čtyřmocného titanu je možno nahradit jednou nebo více sloučeninami jiných přechodových kovů· Příklady těchto sloučenin přechodových kovů jsou uvedeny v americkém patentu č· 4 173 547 (Graff) v pasáži od řádku 55 do řádku 60 sloupce 6· Přednostními sloučeninami přechodových kovů jsou sloučeniny zirkonia, například chlorid zirkoničitý a zvláště sloučeniny vanadu, například chlorid vanaditý·

Kapalná část kapalného reakčního prostředí je přednostně tvořena roztokem sloučeniny čtyřmocného titanu v rozpouštědle, kterým může být jedna nebo více organických kapalin uvedených shora, jakožto kapaliny vhodné pro použití jako ko-rozpouštědla při napouštění nosiče látkou obsahující reaktivní hořčík· Přednostním rozpouštědlem sloučeniny Čtyřmocného titanu je n-heptan·

Reakce sloučeniny čtyřmocného titanu v kapalném prostředí se účelně provádí tak, že se pevný nosič obsahující reaktivní horečnatou látku suspenduje v roztoku sloučeniny Čtyřmocného titanu a kapalné reakční prostředí se zahřívá na vhodnou reakční teplotu, například na teplotu zpětného toku rozpouštědla za standardního atmosférického tlaku· Reakce se tedy může provádět za varu pod zpětným chladičem·

Různé parametry reakce je možno v áiroké míře přičemž vhodná volba těchto parametrů je v rozsahu zneCostí a zkuáeností běžného odborníka v tomto oboru· Poměr objemu roztoku sloučeniny čtyřmocného titinu k hmotnneSi zpracovaného nosiči na počátku suspendovaného v roztoku může být například v rozmezí od 0,1 do 10 ml/g nosiče. Mnoožtví čtyřmocného titinu v roztoku by mělo být vySSÍ než mol^z^i^zí m^nožs^^^zí organohořečnaté látky dříve použitá pro zpracování nosiče. Mooární poměr čtyřmocného tittnu k organohořečnaté látce by tedy měl být 1 až 10, přednostně 3 až 6, Tento poměr, uvedený pro čtyřmocný titan: organohořečnaté látka, je rovněž obvykle reprezentativní pro přijatelný poměr čtyřmocného k οΟΡΙ^Ι^Ο hydroxyskupinám na ooosči· Nezrecgovaoý titan se může odstranit vhodnou separační technikou, jako například dekianOací, filtrací a promováním.

KκC£C.yzáttr nanesený na nosiči se může aktivovat vhodnými aktivátory· Vhodnými aktivátory jsou například orgcnokovové sloučeniny popsané v americkém patentu č· 3 787 384 (Stevens c datší) v pasáži od sloupce 4, řádku 45 do slouce 5, řádku 12 c v a^e^i^zLc^k^E^m patentu č· 4 '48 754 (Strobel c díCSí) v pej^i^ž^zi od sloupce 4, řádku 56 do sloupce 5 řádku 59· Přednostním aktivátorem je triethylhliník·

Katalyzátor se může aktivovat in šitu tím, že se aktivátor c katalyzátor odděleně přidají do polymeračního prostředí· Je rovněž možné smííšt katalyzátor s aktivátorem před uvedením do polymeračního pro středí, například cž dvouhodinovým míšením při teplotě od -40 do 80 °G· Jsou ještě možné i jiné typy kombinací katalyzátorů c aktivátorů (viz například arnmrický patent č· 3 787 384 Stevense c dC.ěích, pasáž od řádku 50 do řádku 60 ve sloupci 5)·

Vhodné m^noss^^^zí aktivátoru je od 1 do 100 c přednostně je vyěěí než 5 molů aktivátoru nc gramatom titanu v katalyzátoru (viz americký patent č· 3 787 384 Stevense c deších, pasáž od sloupce 5, řádek 71 do sloupce 6, řádek 2)·

Alfa olefiny se mohou polymerovat zc·použžtí katalyzátorů připravených podle předloženého vynálezu zc použžltzí jckýchkooiv známých postupů· Tyto postupy zahrnují polymercce prováděné v suspenni, roztoku oebo plynné fázi·

Mooekulovou hmoonost polymeru je možno regulovat známým způsobem, přednostně zc pouužtí vodíku, c to zejména v tom případě, že se polymercce provádí při poměrně nízkých teplotách, například od 30 do 105 °C· Reegu.aci m^oleki^lové hmoOnotSi je možno provádět v závvslosti nc zmařené hodnotě indexu toku taveniny vyrobeného polymeru·

K^CfC-yzátory připravené způsobem podle vynálezu jsou vysoce aktivní· Jejich Ckivitc činí alespoň 5,8 c přednostně 5,8 až 11,6 g pol^j^meru/him^m^Zl Ti^kPa ethylenu·

Katalyzátory připravené způsobem podle vynálezu jsou obzyváSÍ užitečné pro výrobu lineárních polymerů ethylenu s nízkou hustotou· Takové lineární polymery ethylenu s nízkou hustotou mohou mít hustotu ^{940 k}g^/m³ nebo ^oL^ž;^:^í ₉ přednostně ⁹³⁰ k^g/m³ nebo oi^í nebo dokonce 9²5 kg/m³ oebo oi^í· V oě^kterýc^{h p}ř^ípadec^h je možno ^dosá^hnout hustot oi^žšíc^h

3 ne^ž 915 kg/m³ nebo dokonce ^{900 kg/}m³ oeto ni^žšíc^h·

Těmito polymery ethylenu s nízkou hustotou mohou být polymery ethylenu s jedním nebo více «-olejny se 3 až 10 atomy uhlíku· Do rozsahu těchto polymerů spadají jck kopolymery obsCuujcí dvě růzoé monon^mí jednotky, tak terpolymery obsCitujcí tři monomerní jednotky· Jcko konkrrtní příklady těchto polymerů je možno uvést kopolymery ethylenu c 1-buteou, kopolymery ethylenu á 1-hexeou, kopolymery ethylenu c 4-m^t^th^yl-l-^pe^nt^c^ou, terpolymery ethylenu, l-butenu c 1-hexeou, nerpolyorry ethylenu, propylenu c l-hexenu c te^^yme^ ethylenu, propylenu c 1-butenu· Když se jako komonomeru používá propylenu, obsahuje výsledný lineární polyethylenový polymer s nízkou hustotou přednostně alespoň jeden jiný cc-olefinový komonomer obsChujcí alespoň 4 atomy uhlíku v množní alespoň 1 % hnotnntSního,. vztaženo nc polymer·

Vyrobené lineární polyethylenové polymery s nízkou hustotou přednostně obsahujíc alespoň 80 % hmotnostních ethylenových jednotek.

Obzvlášť vhodnou metodou výroby lineárních polyethylenových polymerů s nízkou hustotou je polymerace v plynné fázi v reaktoru s fluidním ložem. Při takovém způsobu v plynné fázi se polymerace provádí tak, že se proud monomerů uvádí do styku v podstatě v nepřítomnosti katalytických jedů, jako vlhkosti, kyslíku, oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a acetylenu s katalyticky účinným množstvím úplně aktivovaného katalyzátoru při takové teplotě a za takového tlaku, aby to postačovalo pro iniciaci polymerace. Pro nastavení požadovaného rozmezí hustoty kopolymeru je nutno e ethylenem kopolymerovat dostatečné množství komonomeru ^C-^, aby se v kopolymeru dosáhlo obsahu komonomeru se 3 až 8 atomy uhlíku v rozmezí od^>0 do 10 % molárních. Potřebné množství komonomeru к tomuto účelu závisí na konkrétně použitém komonomeru nebo komonomerech.

V souvislosti s vynálezem se neočekávaně zjistilo, že za použití katalytické polymerace v plynné fázi je možno do řetězce polymeru ethylenu vysoce účinným způsobem zavést v množství až do 20 % hmotnostních, přednostně 5 až 11 % hmotnostních 1-hexen (například normální V-hexen a/nebo 4-methyl-1-penten), za vzniku lineárního polyethylenu s nilskou hustotou, který má hustotu pod 930 kg/m^. Reakce za použití katalyzátoru podle vynálezu se přednostně provádí v reaktoru s fluidním ložem, a to zejména v tom případě, že jsou požadovány polymery s hustotou 920 kg/m\ Je-li žádoucí získat polymery s vyššími hustotami, může se používat katalyzátorů, ve kterých je všechen hořčík přítomen ve formě reakčního produktu s nosičem (tj. v podstatě není přítomen vysrážený hořčík), a/nebo katalyzátorů, ve kterých je sloučenina titanu zreagována s nosičovou složkou obsahující hořčík v molárním poměru Ti:Mg rovném 1 nebo nižším.

Vysvětlení obrázků:

Na obr. 1 je znázorněno schéma způsobu výroby lineárního polymeru ethylenu o nízké hustotě postupem ve fluidním loži.

Na obr. 2 je znázorněn graf závislosti hustoty lineárních polymerů ethylenu o nízké hustotě na obsahu hořčíku v polymeračním katalyzátoru podle vynálezu.

Na obr. 3 je znázorněn graf závislosti hustoty lineárních polymerů ethylenu o nízké hustotě na poměru butenu к ethylenu ve vsázce použité jednak ve spojení se známým katalyzátorem a jednak ve spojení s katalyzátorem podle vynálezu.

Na obr. 4 a 5 jsou znázorněny grafy závislosti hustoty lineárních polymerů ethylenu o nízké hustotě na poměru hexenu к ethylenu ve vsázce použité jednak ve spojení se známým katalyzátorem a jednak ve spojení s katalyzátory podle vynálezu.

Reakční systém s fluidním ložem, kterého lze použít při polymeraci za použití katalyzátoru připraveného způsobem podle vynálezu, je ilustrován na obr. 1· Reaktor 1Q se skládá z reakční zóny 12 a ze zóny 14 snižující rychlost.

Reakční zóna 12 obsahuje lože rostoucích částic polymeru, vytvořených částic polymeru a menšího množství částic katalyzátoru fluidizovaných kontinuálním tokem polymerizovatelných a modifikačních plynných složek tvořených doplňovaným plynem a plynem recyklovaným do reakční zóny. Aby se fluidní lože udrželo ve fluidizovaném stavu, musí mít hmotnostní průtok plynu ložem vyšší hodnotu, než je hodnota minimálního průtoku vyžadovaná pro fluidizaci. Přednostně je vhodný hmotnostní průtok plynu ložem asi 1,5 až asi 1Ox vyšší, s výhodou asi 3 až 6x vyšší než minimální hmotnostní průtok plynu nutný pro fluidizaci (Gmf).

Označení Gmf pro minimminí hmotnostní průtok plynu nutný pro dosažení fluidizace navrhli C. Y. Wen a Y. H. Yu, Meehanňies of F^i^idization^’, Chemical Engineering Progrese Symposium Sseies, svazek 62, str. 100 až 111 (1966).

Je důležité, aby lože vždycky obsahovalo částice, které by zabraňovaly vzniku horkých ií^t, a které by zachycovaly a distribuovaly práškovitý katalyzátor v reakční zóně. Při zahájení provozu se do reakční zóny obvykle předloží jeko základ polymerní částice před tím, ' než se začne uvádět proud plynu. Tyto částice mohou být identické s vznikajícím polymerem nebo mohou být odlišné. Když jsou odlišné, odtahují se s částicemi vzniklého polymeru jeko přední produkt. Nakonec fluidzoovené lože částic požadovaného polymeru vytlačí startovací lože.

Částečně nebo úplně aktivovaný prekursor (katalyzátor) používaný ve fluidním loži se přednostně skladuje v pohotovostním zásobníku 32 pod atmosférou inertního plynu, jako dusíku nebo argonu.

Fluidizace se dosahuje vysokou rychlostí plynného recyklu uváděného do lože a skrz lože, která je typicky řádově asi 50x vySS než rychlost doplňovaného plynu. FLuidní lože obvykle vypadá jako hustá hmota pohyblivých částic proudících ve volném víru vzniklém průchodem plynu ložem. Tlaková ztráta v loži je rovná nebo poněkud vyšší než hmoonost lože dělená průřezem lože, je tedy závislá na grsmitrii reaktoru.

Doplavaný p^lyn se uv^ádí do stejnou rychlicoU, jako je ^chlost odtahování částic polymerního produktu. Složení doplňovaného plynu se určuje pomocí analyzátoru 16 umístěného nad ložem. Anmayzátor plynu určuje složení plynu, který se recykluje a podíle toho se příslunným způsobem nastavuje složení doplňovaného plynu, aby se v reakční zóně udrželo složení plynné síísí v podstatě v ustáleném stavu.

Aby se zaručila úplná flliSizacr, uvádí se do reaktoru recyklovaný plyn a popřípadě též část doplňovaného plynu prostřednictvím přívodu 18 pod ložem. Nad přívodem _1_S je umístěna deska 20 rozdělu^cí plyn, která napomáhá .fLliSizαci lože.

část plynného proudu, která nezreaguje v loži tvoří recyklovaný plyn, který se odvádí z polymmrační zóny přednostně.tak, že se vede před zónu 21, umístěnou nad ložem, ve které dochází ke snížení rychlosti a k vypadnnuí stržených částic zpět do lože.

Vracení částic se může napomáhat cyklonem .22, který může být částí zóny pro snižování rychlosti, nebo který může být vně této zóny. Je-li to žádoucí,může se pak recyklovaný plyn vést filmem 24. který je konstruován tak, aby zachyytl malé částice při vysokém průtoku plynu a za bránil tak, aby se na teplosměnné povrchy a listy kpmiresorl prach.

Recyklovaný plyn se pak stlačuje v kompresoru 25 a vede tepelným výměníkem 26, kde se před vracením do lože zbavuje reakčního tepla. K^n^ltant^^r^m odváděním reakčního tepla se zajišťuje, že v horní části lože nedochází k žádnému patrnému tepL^o^nmu gradientu. Teppotní gradient existuje ve spodních 1§2 až 304 mm lože, mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou zbytku lože. Zjistilo se, že lože téměř okal:nižtě přizpůsobuje teplotu recyklovaného plynu nad touto spodní vrstvou lože na hodnotu shodnou s trplhtpl zbytku lože a tím se udržuje za podmínek ustáleného stavu při v podd^tě konstantní teplotě. Recyklovaný plyn se do dna reaktoru uvádí přívodem 18 a do fllidníhp lože rozdělovači deskou 20. Кошрггзог 25 může být rovněž umístěn za výměníkem tepla 26 ve simslu směn toku.

Rozdělovači deska 20 hraje při provozu reaktoru důležitou úlohu. FLuidní lože obsahuje jak rostoucí a vzniklé částice polymeru, tek částice katalyzátoru· Poněvadž polymerní částice jsou horké a možná mohou byt aktivní, musí se zabránit jejich usazování, poněvadž kdyby došlo k vytvoření jakékoliv klidné hmoty, molhl. by aktivní katalyzátor obsažený · v těchto částicích způsobit pokračování reakce a vlivem vzniklého tepla by se částice roztavily· Je proto důležité, aby se ložem nechal procházet rozptýlený recyklovaný plyn rychhostí dostačující k fluidizaci částic lože· K tomu slouží rozdělovači deska 20 a touto deskou může být síto, deska se Štěrbinami, perforovaná deska, deska s kloboučky (analogiclými jako u pater destilační kolony) apod. Všechny části desky mohou být stacionární,.mebo může být deska potyblivého typu,- jako je deska popsaná v patentu USA č· 3 298 792· Ai už je konstrukční uspořádání desky jakékooiv, musí deska rozptylovat recyklovaný plyn mezi částicemi u dna lože a udržovat částice lože ve fludázovaMiém stavu· Úkolem desky je rovněž podpírat klidné lože částic pryskyyice, když není reaktor v provozu· PoJhbbivých částí desky se může pouuít k vytlačení polymerních částic zachycených na desce nebo v ní·

Jako přenašeče řetězce se při polymeraci po<d.e vynálezu může pouuít vodíku· Molární poměr vodík/ethylen, kterého se může pouuít, leží v rozmezí od asi 0 do asi 2,0 molů vodíku na mol monomeru v plynném proudu·

V plynném proudu tóže být též přítomen jak/kc^iv plyn, který je inertní vůči katalyzátorům a reakčním složkám. Ackivační sloučenina se přednostně přidává do reakčního systému v místě, kde má plyn nejvyšší'teplotu, což je obvykle v misXě za výměníkem tepla 26 (ve smslu toku)· Akkivátor se tedy může zavádět do potrubí s recyklem například ze zásobníku 27 potrubím 27A·

Jako činidel pro regulaci molekulové hmotnou, tj, jako přenašečů řetězce se může kromě vodíku ' používat též sloučenin obecného vzorce

ZníRRXRt,) kde

R_a a Rb jsou stejné nebo různé alifatické nebo, arommaické uhlovodíkové zbytky obsah^uící až 14 atomů uh.íkl·

Tím se dosáhne zvýšení hodnot indexu toku taveniny vyrobených kopolymerů· Do plynného proudu uváděného do reaktoru se může přidávat asi 0 až 50 a přednostně asi 20* až 30 molů sloučeniny zinku (počítáno jako Zn) na mol sloučeniny tlamu - (počítáno ' jako Ti) Sloučenina zinku se může do reaktoru uvádět přednostně ve formě zředěného roztoku (o - koncentraci 2 až 30 % hmoZtiztních) v uhlovodíkovém rozpou^ě^e nebo v absorbované formě v’pevném ředidle, jako je kysličník křemičitý, shora popsaného typu, a to v .íožsví od 10 do 50 % tamZtiztních· Tyto látky bývaaí pyroforické· Sloučenina zinku se může uvádět samotná nebo spolu s přídavnou aktivační sloučeninou, která se rovněž uvádí do reaktoru, z dávkovače (není zakrrelen) který může být umístěn vedle zásobníku 27 v blízko síti - nejteplejšího místa v systému recyklu plynu·

Reaktor s íL^uí(íííí ložem musí pracovat při teplotě nižší než je teplota spékání polymerních částic· Při výrobě kopolymerů ethylenu se . přednostně pracuje při teplotě asi 30·až asi 115 °R, nejvýhodněji při teplotě 75 až 95 °R· Teplot oě 75 ěo 90 °R se ^použív^á pro výrobu ^proěukt^ů s hustotou ⁹¹⁰ až ⁹²⁰ kgb^ teplot ⁸⁰ a^{ž 100} °^R se ^použív^{á p}ro výrobu ^proěukt^ů o hustot ^>⁹²⁰ až ⁹⁴⁰ kg/m^ a teplot asi ⁹⁰ až ¹¹⁵ °^R se ^použív^{á p}ro výro^bu ^pro^du^kt^ů o hustot o⁽ > ^{940 ě}o ⁹⁶⁰ ks/rn³.

Reaktor s fluidním ložem pracuje za tlaku ež do asi 6,87 MPa, přednostně za tlaku přibližně od 1,03 do 2,40 MPa, přičemž když se pracuje za vyěáích tlaků v tomto rozmezí usnadňuje se přenos tepla, poněvadž zvýšení tlaku má za následek zvýšení jednotkové objemové tepelné kapacity plynu.

Částečně nebo úplně aktivovaný katalyzátor se injektuje do lože rychlostí, která je stejná, jako rychlost, kterou se spotřebovává, přívodem 30 umístěným nad rozdělovači deskou 20. Důležitým rysem vynálezu je, že se katalyzátor injektuje v místě nad rozdělovači deskou. Poněvadž jsou katalyzátory vysoce aktivní, mohlo by mít injektování do prostoru pod rozdělovači deskou za následek zahájení polymerace v tomto místě, což by mohlo nakonec vést až к ucpání rozdělovači desky. Injektování katalyzátoru do vířivého lože naopak napomáhá rozdělení katalyzátoru v loži a zabraňuje tvorbě míst s vysokou koncentrací katalyzátoru, která by mohla vést ke vzniku horkých míst.

Pro zavádění částečně nebo úplně aktivovaného katalyzátoru, případné přídavné aktivační sloučeniny nebo případného přenosového činidla v jiném než plynném skupenství do lože se používá plynu, který je inertní vůči katalyzátoru, jako dusíku nebo argonu.

Produktivita lože se reguluje rychlostí injektování katalyzátoru. Produktivita lože se může jednoduše zvýšit zvýšením rychlosti injektování katalyzátoru a snížit snížením rychlosti injektování katalyzátoru.

Poněvadž jakákoliv změna v rychlosti injektování katalyzátoru má za následek změnu v rychlosti vývoje reakčního tepla, upravuje se teplota recyklovaného plynu vstupujícího do reaktoru nahoru nebo dolů, aby se přizpůsobila rychlosti vývoje tepla. Tím se zajistí udržování v podstatě konstantní teploty v loži. Jak fluidizované lože, tak systém chlazení recyklovaného plynu mšsí být samozřejmě vybaveny příslušnými přístroji, pro detekci změn teploty v loži n chladicím systému, aby mohla obsluha provést vhodnou úpravu teploty recyklovaného plynu.

Za určité kombinace provozních podmínek se fluidizované lože udržuje v podstatě ve stejné výšce tím, že se část lože odtahuje jako produkt stejnou rychlostí, jako je rychlost tvorby částic polymerního produktu. Vzhledem к tomu, že rychlost vývoje tepla je přímo úměrná tvorbě produktu, je pro rychlost tvorby částic polymeru při konstantní rychlosti plynu určující měření vzrůstu teploty plynu podél reaktoru (tj. teplotního rozdílu mezi teplotou vstupujícího plynu a.teplotou odcházejícího plynu.

Částice polymerního produktu se odebírají přednostně kontinuálně vedením 34 nebo v blízkosti rozdělovači desky 20. Částice se odebírají ve formě suspenze s částí plynného proudu, který se odvětrává před usazením částic, aby se zabránilo další polymeraci a spékání před tím, než částice dosáhnou zóny, kde se shromažďují. Suspenzního plynu lze, jak již bylo uvedeno, rovněž použít к převáděni produktu z jednoho reaktoru do druhého.

Částice polymerního produktu se účelně a přednostně odebírají pomocí dvou postupně pracujících časově nastavených ventilů 36 а 38. mezi kterými je upravena oddělovací zóna 40. Když je ventil 38 uzavřen, je ventil 36 otevřen, takže propouští směs plynu a produktu do zón.v, 40. Pak se ventil 38 otevře, aby se produkt převedl do vnější izolační zóny. Ventil 38 se pak uzavře a je uzavřen až do okamžiku následujícího odebírání produktu.

Konečně je reaktor s fluidním ložem vybaven vhodným odvětrávacím systémem, který umožňuje odvětrání lože při zahajování a při končení provozu. Reaktor nevyžaduje použití žádných míchacích zařízení a/nebo zařízení к oškrábávání stěn.

/узосе aktivní katalytický systém podle vynálezu poskytuje ve fluidním loži produkt se střední velikostí částic 0,127 až 1,778 mm, přednostně mezi 0,508 až 1,016 mm.

Zavaděný proud plynného monomeru, popřípadě . s inertními plynnými ředidly se do reaktoru uvádí takovou rychlostí, aby se dosáhlo výtěžku vztaženého na prostor a čas asi 32,42 až as^{i 162,1 kg}/h/o^ o^bjemu ^že.

Pod pojmem surová pryskyřice nebo polymer se zde rozumí polymer v granulované formě, jak se získá z ·polymeračního reaktoru.

Násseddjicí příklady slouží k bližší ilustraci vynálezu, v žádném směru však rozsah vynálezu neomezuj.

Přikladl

Všechny postupy se prováddjí ve skleněném nebo křemenném zařízení pod atmosférou přečištěného dusíku a za použžtí předsušených rozpouštědel probublaných dusíkem.

Silikagel Davison Grade 952 se zbaví vody' fluidizací proudem dusíku a dvouhodinovým zahříváním na 200 °C, po kterém se ochladí 'na ' teplotu 'о^Пш^. Tepelně zpracovaný oxid křemičitý', obsahuje asi 3 meoly hydroxyskupin v 1 ·· g látky.

g tohoto produktu se suspenduje ve 200·ml 'n-hexanu. ·.Ke vzniklé 'suspenzi se za varu pod zpětným chladičem v průběhu přibližně ' ·20 minut přikape.\2y0 'oooární roztok rthyUoagnesiuocCloridu v tetrlhydrlfurεmu (50 ml, · 100 mnoH), 'načež 'se· - směs- ještě dalších 30 minut vaří pod zpětným chladičem. Roopooštědla se . odádettlují ·a' ·získá se 29,5 g suchého sypkého prášku. ’ <

g tohoto produktu (50,8 mnmlu Mg) se suspenduje v 0,57 molární m'.roztoku chLoridu v' heptanu (150 ml, 85,5 moolu Ti), směs se vaří ·po dobu 45 '.minut ' pod .

zpětným chladičem, přefiltruje se, pevné lánky se promy* třemi 150 Ol dávkami ' hexanu .·;· a vysuší za vakua. Obsah tiainu v tomto pevném katalyzátoru je . 1,39 mmou/g.

Su spienzní polymerace v n-hexanu

1. Kípolymorace ethylenu a 1-butenu

K 1,0 litru čistého suchého n-hexanu o teplotě 30 °C se přidá 1,52 ойАпП roztok tri eUyl aluminia [TEAL] (1,90 ml, 2,89 meoou) a uv.ede se 1-buten · (50 g, .' 0,89 molu), vodík (0,06 oolu) a shora popsaný katalyzátor (0,079 g, 0,11 moolu Ti), číož . se dosáhne odérní ho poměru Al/Ti rovného 26. Začne se uvádět ethylen a podměreční . podmínky se nastaví na teplotu 80 °C a celkový tlak 0,82 M*a. Po 30 minutách za těchto podmínek · se uvádění ethylenu přeruší a reaktor se ocdadí. Po vakuovém vysušení se získá celkem 195 · g -polymeru o ⁱ.n^^dexu to^ku tavemny (MI, I^{g) 53 dg}/min a hustot ^{916,6 kg/}m^.

2. K>p<>lymerace ethylenu a 1-hexenu

K>polyoorace se provádí za pouužtí 2,4 O (3,65 omoou) TEAL, 91 g 1-hexenu (1,08 ' mmou,)·, vodíku (0,033 molu) a 0,079 g katalyzátoru (0,11 omolu Ti), což odpovídá molárhímu poměru Al/Ti rovnému 33. Po vysušení se získá celkem 150 g polymeru s indexem toku taveniny ^3,95 dg/oin a hustotou ⁹¹8,⁷ ks^m⁰.

Srovnávací příklad A

Připraví se několik katalyzátorů v postatě postupem olOtatfýo v americkém patentu č. 4 302 566 (Karol a dadší). Tyto katalyzátory se označí jako srovnávací katalyzátory A nebo jednoduše jako katalyzátory A’.

Κ

Srovnávací katalyzátory A jsou v podstatě etarivOLentní _ katalyzátorům připraverým podle příkladů uvedených v citovaném patentu Karla a saSích. Tyto katalyzátory jsou v podstatě ekvivalentní katalyzátorům připraverým následujícím reprezentativním postupem:

V pětilitrové-bance vybavené mechanictym míchafllem se pod dusíkem smísí 16,0 g (0,166 molu) bezvodého chloridu hořečnatého ' s 850 mL čistého tetrehydrofuranu. Směs se míchá při teplotě místnosti (a/25 °C) a . za míchání se k ní přikape 13,05 g (0,069 molu) chloridu titeničitéht· Po skončení přidávání se obsah-banky asi půl hodiny až 1 hodinu va^:í ' pod zpětným chladičem, aby se rozpustily - pevné látky. Systém se . ochladí na teplotu místnosti a v průběhu půl hodiny se přidají 3 litry čistého n-hexanu. Vysráží - se žlutá л pevná látka. Supernatant se děkan tuje a - pevná látka _i se promyje vždy jedním litrem n-hexanu. ·

Pevná látka se odfiltruje'a vysuší v rotačním -odpařováku při’teplotě 40 až 60 °C. Získá se 55 g pevného prekursorr.

Prekursor se může v tomto stadiu analyzovat na obsah hořčíku a titanu, protože se určité mnoossví sloučeniny hořčíku a/nebo sloučeniny ti t tmu роМг ztratit během izolace prekursorr. Epprické vzorce pouužté pro označování těchto pre^^orů jsou odvozeny za předpokladu, že hořčík a titan ještě existují ve formě sloučenin, ve které byly na počátku přidány k elektrondonomí sloučenině, a že zbytková hmoonost prekursorr je tvořena eΊektr¢ndtoorní sloučeninou.

Analýza pevné látky vykazuje následující . typické složení: Mg - 6,1 % hmottottníet, Ti - 4,9 % hmoOtottního, což odpovídá ^mprickému vzorci . TiMg₂,45Cl₈,₉(THF)7,₀ kde

THF představuje tetraeιydrtfSrro.

Tento prekursor katalyzátoru, který tvoří - katalyticky účinnou - součást srovnávacího ° katalyzátoru A, je nanesen na inertním nosiči.z . - oxidu hlinitého a aktivován postupem uvedeným v citovaném patentu Karola a da-ších.

. . Příklady . 2 až 8 \ Kartr.yzátory z příkladů 2 až . 8 - se připraví .ve dvou stupních, přičemž po(drbbotti vztah^ící se k přípravě jsou uvedeny v dále uvedené tabulce I. Jako reprezentativní ‘ postup přípravy těchto katalyzátorů slouží.postup. přípravy katalyzátoru podle příkladu 2:

Stupen A: , _ч • 15 g tilikagrlu Davi^n (sušeného 4 hodiny při teplotě 200 °C) se . umístí do 500 píILIítrová čtyřhrdlé reakční baňky s připojenou ..kapací - nálevkou, zpětným chladičem celazerýp vodou, přívodem suchého dusíku a mpchαnickýp.pídeadlem. K . . txidu.křepičitPmu se za míchání pod slabým- - proudem dusíku přidá 200 ml suchého hexanu. Suspenze oxidu - křemičitého v hexanu se zaseje na teplotu zpětného - toku, v průběhu asi 15 minut se k ní přikape 50 ml 2,0 molárného roztoku eteylpадne8iumcЫ.oridu v a var pod zpětný chladičem se . udržuje deších 30 minut. Po této době se rozpouštědla tddsrtilují a silikon se vysuší při teplotě asi 80 °C za proplschování dusíkmni·' Celkový výtěžek je 29 g, obsah hořčíku (teorie) je 3-45 mnpluUg·

Stupen В:

g reakčního produktu získaného ve stupni A (51,7 mmolu Mg) se umístí do 500 ml reakční banky (zařízení popsaného shora) a do banky se za míchání uvede 200 ml n-heptanu obsahujícího 10,0 ml (91 mmolů) chloridu titáničitého. Suspenze se 45 minut vaří pod zpětným chladičem. Po této době se suspenze ochladí na teplotu místnosti, převede se do filtrační nádoby (pod dusíkem), přefiltruje se, promyje čtyřmi 100ml dávkami hexanu, a vysuší pod proudem dusíku. Obsah hořčíku (nalezený) je 1,65 mmolu/g, teorie 1,67 mmolu/g, obsah titanu (nalezený) 1,24 mmolu/g.

Pro srovnávací účely se kromě toho opakuje příklad 5 s molárním poměrem chloridu titaničitého, přidávaného ve stupni В, к hořčíku přítomnému na oxidu křemičitém nižším než 1. Výsledný katalyzátor a podrobnosti jeho přípravy jsou souhrnně popsány v tabulce I pod označením příklad 5 - srovnávací.

ó

х: <в ta ио О

A •.'Х J · <*| ® 40 χ» o m — m o o

to

O	л	г-		X	X	t-
σχ	σχ	ό	t-	t—	•0	AI
λΐ	*-	*-	—	·—	AI	n

o o a

<χ οχ rh σχ αχ ao γ— •Μ o o o o o ca

I o rH ta x-i > P ta

X»

o o o o o o o Mt· t\| XJ XI — d •H

ÍX □

<0

i—»

UÍX	X	X	<XI	(XJ XI X
r·	Μ·	Mf	XII	AJ <- —

Ό •rl

X O

X3 ЧВ > co а o x: ό P •rl Ю •rl 0 a

4.

hO

O	o	O	O	O	O	o
X	X	X	X	X	X	IX
—	·—	·—		·—	AI	·—

•M

4-t а

M

-s co

4->

P

F-<

0) Ό O

o	o	o	o	o	o	O
o	o	o	o	o	o	O
(XI	XX	CXt	чо	O	OO	ao

Ό CO rH Л4 Ή &

o r-C и Ή »o

AI

X

iA vO

Γ—

Příklad Navážka produktu Obsah hořčíku Obsah titanu Molární Hmotnost Obsah prvku v produktu (nunol/g) Molární číslo ze stupně A £mmol] fmmoi] poměr produktu Mg Mg Ti poměr [g ] ' Ti:Mg [g] (nalezeno) (teorie) (nalezeno) Mg/Ti (zreagováno) ar* n η ι co o «- — o — o*

—	σχ οι	00	σχ	OX
LA tXJ	«- o-	<o	CO	A
- -	— o	o	o

f- f- СТ» Ό (0) ιί\Ά co мэ σ\ (jh (ηcj

OJ — O O —· o(Μ

η	LA		'Ο	C	00
04	xO	00	σχ i	1 ο	on
OJ	V-	o	o	ο	*-

o	μ·	oj	σχ	σχ	Oj	m
oo	oo	cn	t-	o-	Ό	o
*—			·—		—	OJ

ř- o o—σχ <o ♦•ft! ΙΛ

O «M O 00 co <o σχ iir* o co *-

r-	—	v-	—	μ· οι	‘Ό	—
*-		*		OJ	А
o	ox	σχ	σχ		Μ-	ox

c-	>	σχ	σχι	ΟΊ
*
v	o	r-	t-	σχ
irx	n

O O

Λ lA

irx on a

O O O o O

LA A lA' LA

Ol СО ’φ A A Ό r235974

KatOLyzátory se nejprve zkoušejí v reaktoru pro suspenzní polymeraci o obsahu 1,6 li tra v tomto reprezentativním pokuse:

1,0 litra hexanu a asi 100 ml 1-hexenu (62,5 g) se přidá do autoklávu o teplotě okolí. Odděleně se suspenduje - 0,047 g katalyzátoru (0,06 mmou Ti) v asi 50 m hexanu, ke kterému bylo přidáno dostatečné mnoatví triethylhliníku, aby se dosáhlo mo^omího poměru A/Ti 40. Vzniklá suspenze katalyzátoru se převede za mírného přetlcku dusíku do reaktoru a do reaktoru se rovněž uvede 0,03 molu vodíku, který se odměří z kalibrované Hokeovy bomby.

b^cdost míctaání se - nastaví na frekvenci otáček . 1 ⁰⁰⁰ min“¹ a zařízení ^pro regAad teploty se nastaví na ⁸⁰ °C. Kdy^ž se v rea^oru Osáhne teploty ⁴⁰ '°C, zatoe se uvádět ethylen a celkový tlak - v reaktoru se nastaví na 0,79 MPa.

Polymerace se prováděj po dobu 25 až 35 minut, aby se vyrobilo 130 až 150 g polymeru.

K suspenzi polymeru v hexanu se přidá asi - 400 ppm Irgenoxu 1 076 a hexan se nechá v digestoři odpařit. Produkty se umístí přes noc do vakuové sušárny udržované při teplotě asi 60 °C, aby se кЫшИ zbytkový hexan a monomer.

Příklad 2 ukazuje zmřnu kopolymeračních vlastností katalyzátorů podle příkladů 2 - až 4 a srovnávacího příkladu A, měřených na základě hustoty pryskyřice při úrovni indexu toku taveniny Ig 1 až 3 dg/min v případě různého obsahu hořčíku v oxidu křemičitém Diaison 9,52 sušeném při 200 °C. čísla 2, 3 a 4 označují pokusy - viz tabulka II.

Jestliže se místo oxidu křemičitého sušeného při 200 °C použžje oxidu křemčitoho sušeného při 800 °C, mohou kopolymerační vlastnosti katalyzátorů koUsat. Oodd kře!čitý sušený při 20⁰ °C obsahuje asi 6 Sk OH skupin na ¹ - nm², zatímco oxto ^emičitý su^eený při ⁸⁰⁰ °C obsáhl je pouze asi ^{1 sloh} skupinu na ¹ nm².

Kopolymery ethylenu a 1-butanu se připraví jí za podobných podmínek a to jak za použití srovnávacího katalyzátoru A, tak za poožžií katalyzátoru z příkladu 2. Polymerační podmínky a vlastnosti kopoljmerů ethylenu a 1-butenu (Cg/C^) připravených za poožžtí katalyzátoru A a katalyzátoru podle příkladu 2 jsou soutarnně uvedeny v tabulce II. Z pozorování dat uvedených v tabulce II vyplývá, že za podobných polymeračních podmínek poskytuje katalyzátor pode příkladu 2 produkt s nižší hustotou než - katalyzátor A·

Polymerační podmínky a vlastnosti kopolymerů ethylenu a 1-butenu připravených za použití katalyzátoru podle příkladu 2. a katalyzátoru

í—1
-P	а
o	\
-P	uo
ОТ	,Μ
	t—J
ЭД

OJ

m

cn

C-

t-

ΙΓΧ

xj-

cn

σχ

irx

νθ

о

σχ

00

СМ

ο->

О'-

ο

m

CM

·—

CM

co

CM

см

см

OJ

(Μ

r-

см

ο

г—

OJ

cn

σχ

cn

cn

cn

σχ

cn

СП

σχ

СП

σχ

σχ

СП

σχ

σχ

σχ

σχ

σχ

σχ

σχ

(M

O cn ·— r- cn СП СП CÍX LÍX СП O -- (\| CM 00 CH C— Ό

CM

CM

CM

ГО

<*Ί

ΟΊ

η

Ό

'χθ

<Ο

ΙΓΧ

ICX

ο

чО

LCX

со

Γ—

LCX

ιΓΧ

ιΓΧ

—

—

Ο

ο

ο

ο

ο

ο

—

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

ο

СМ	CXJ	(Μ	(Μ	oj	CM	CM	CM	(Μ	см	СМ
ПО	Ό	Ю	Τ3	TJ	T3	TJ	Ό	пз	пз	Ώ
		ЯЗ	Ctí		OJ	ctí	(3	СО	а	а
гЧ	Г-Ч	гЧ	гЧ	<P	r-4	r4	гЧ	гЧ	гЧ	t—1
34	34	34	34	34	34	34	34	34	,34	34
ν-ι	Ή	Ή	4Η	Ή		'<4	чг4	чг4	Ή	'гЧ
>fc	>fc	>fc		>ÍH	>fc	>Ω	>fc	>Ω	>Ω	>Ω
ο.	Ω.	Ο. <4	<3 Ο. <ύ	Q. <xj	Q.	Λ	о.	о.	Ω.	о.

от o

Ы от o M ЭД Ю

Data jsou ilustrována na obr. 2

Jiné podmínky: 80 °C, 1,0 litr hexanu, otáčky 1 000 min“\ 0,08 molu titanu v 1,6 litrovém reaktoru

- Л) n 4· υΛ Ό CO o σχ <-

CO xť ia 4) Γ- CO σχ o *

*

Z porovnání například výsledků pokusů 1 a 5 v tabulce II je zřejmé, že za použití katalyzátoru A se získá produkt o hustotě 932 kg/m³, zatímco za použití katalyzátoru z příkladu 2 se získá produkt o hustotě 917 kg/m³. Katalyzátor A i katalyzátor podle příkladu 2 vyžadují srovnatelná množství vodíku, aby poskytly produkt s indexem toku taveniny psi 1 až 2 (srovnej pokusy 8 a 9). Při vyšších hodnotách koncentrace vodíku však katalyzátor z příkladu 2 poskytuje produkt s mnohem vyšším indexem toku taveniny než katalyzátor A (srovnej pokusy 4 a 3 v tabulce II).

Obr. 3 ilustruje rozdíly v chování katalyzátoru z příkladu 2 a katalyzátoru A při kopolymeraci. Na obr. 3 je znázorněna závislost hustoty (osa y) na molárním poměru 1-butenu к ethylenu pro každý z těchto katalyzátorů.

Z obr. 3 vyplývá, že lineární polyethylen s nízkou hustotou o hustotě 918 g/m³ vyžaduje v případě použití katalyzátoru A molámí poměr 1-buten/ethylen asi 2,7, zatímco katalyzátor podle příkladu 2 vyžaduje poměr pouze 1,7 (kolečka představují hodnoty pro katalyzátory A a čtverečky pro katalyzátory z příkladu 2). To odpovídá o 35 % menšímu obsahu butenu v reaktoru, když se použije katalyzátor podle příkladu 2.

V tabulce III a na obr. 4 jsou sumarizovány pólymerační podmínky a vlastnosti vyrobených kopolymerů ethylenu a 1-hexenu připravených za použití katalyzátoru A (kolečka), katalyzátoru z příkladu 2 (trojúhelníčky) a katalyzátoru z příkladu 3 (čtverečky) v reaktoru pro suspenzní polymeraci o obsahu 1,6 litru. Katalyzátor podle příkladu 3 obsahuje méně hořčíku a vykazuje lepší vlastnosti při kopolymeraci než katalyzátor z příkladu 2.

4’

Polymerační podmínky a vlastnosti kopolymerů ethylenu a 1-hexenu vyrobených za použití katalyzátoru z příkladu 3, příkladu 2 a katalyzátoru A

> CS P

Λ!

O

P

X Ф Ό £f I-I

Я •H S X ад Ό

r—» bo 1_____>
«5	3 s
>N	и
OJ	o>
>	x:
OJ	1
Ě5

O cm

Ή a й 'Ш rH

O

-s	φ *
O	φ
CM	X3
S4	Д.
a	X
IM	44
'0J	Ar4
rH	4
O	O
s	>

* *
5	ti O	3
Д·	P	T3
'rH	40	CS
s	N	rH
4	>>	44
O	rH
04	«5	>?4
	P OJ	P.
	S4	N

o rH ω

Ή ' КЗ m

o CM

C—c\j ocooomx)ufcococ<x fnmcM — pnnrnjOror_oootrch to o σ\

V

CM CO Q\ »- oj 40 OJ 40 oj 04 □>

O O> Or-^int— Nk)C JOrΜ·Τ\οΛΧΌ3-αφΓ-φσ4Γζα4 o o oj cj· m ό r- ua t— — a co — CMCM»lA A A A A A <O A A A A \O oooooooooooo oo· oooooooooo

·— OJ	Π	Μ	A	4	t—	C		O	— M
<M C	C	<C	CM	CC	CJ	CM	AJ	M	nc m

CO as r-4

4->

O d o P 44 0

0) d

XD o d •P

kO

O

Ю xo P o

Z porovnání kopolymeračních vlastností těchto tří katalyzátorů, jak jsou zřejmé z obr. 4, vyplývá, že katalyzátor z příkladu 3 má lepší vlastnosti než katalyzátor z příkladu 2, který má zase lepší vlastnosti než katalyzátor A. Při molárním poměru 1-hexenu ^k eth^ylenu asi 1,3 ^poskytuje katalyzátor z ^př^íkladu ^{3 p}rysky^yici o ^hustotě asi 918 kg/m³, katalyzátor z jpMklačlu 2 pryskyřid o hustotě ⁹²⁷ kg/m³ a katalyzátor A pryskyřid o ^hus^totě ⁹35 k^g/m³.

KatíO.yzátor z příkladu 3 vyžaduje příoomnost asi o 50 % (—10 %) menšího mnnoství 1-hexenu v reaktoru než katalyzátor A, aby byl připraven lineární polyethylen s nízkou hustoto^ je^hož hustota má hodnotu as^{i 920} k^g/m³.

Katalyzátorů bylo použito v laboratorním reaktoru pro polymeraci v suspenzi o objemu 7,6 litu, aby bylo připraveno dostatečné mnnžství polymeru (500 až 800 g) pro hodno cení vlastností. Polymerační podmínky a vlastnosti kopolymerů ethylenu a 1-hexenu připravených za pouHtí katalyzátorů z příkladů 3, 5, 6, 7 a katalyzátoru A jsou souhrnně uvedeny v tabulce IV a na obr. 5. Z údajů uvedených na obr. 5 vyplývá, že kopolymerační vlastnosti katalyzátorů z příkladů 3 a 5 jsou lepší než kopolymerační vlastnosti katalyzátoru z příkladu 6, který je nadřazen katalyzátoru z příkladu 7, který mé konečně lepší kopolymerační vlastnosti než katalyzátor A. Na obr. 5 odpovídají kolečka hodnotám získným za pouHtí katalyzátoru z příkladu 3, čtverečky katalyzátoru z příkladu 5, trojúhelníčky s vodorovnou základnou a třetím vrcholem nad touto základnou katalyzátoru z příkladu 6 a trojúhelníčky s vodorovnou základnou a třetím vrcholem pod touto základnou katalyzátoru z příkladu 6. Číslem 7 je ' označen bod vdppoííající pouHtí katalyzátoru z příkladu 7.

A£ ω XS)
XD	bo
P	1—1
'>>
>

P	r~~i tem
	•P	в
5	o	\
Ό	P	bfl
O	ta
		<__4

^Lf\lA^TřiAOC000O 04 О 40 O 1Г4

Οηΐ'-ΟΟ'Μ’—'Ό'-Ο'ΌΟΟηΟ’ίΛ

CO A CO

C4J C4J ·—

04 04 пол CM ÍM η 04 04 СП

СЛ vt 4t

- CM CM

04 04

Λ >· <o <41 Ol (41 04 04 04 ía m 04 n n CM 04 04 04

Polymerační podmínky a vlastnosti kopolymerů ethylenu a 1-hexenu připravených v reaktoru o objemu 7,6 litru

O P xo

N •7

OS 4

Ό 0 r4 •M *rl *4 cx

N (O O r-t M (O o '^H 0« Ю

o

o

o

iO

Ol

Ό

o

r_

Ol

Ά

00

o

tJ·

ř»

«—

<—

co

cn

co

c-

04

O

co

m-

O1

<n

ΟΊ

m

M·

m

'.o

m

M*

40

<n

Μ- Λ Ό t-

00

04

O

— C4J

cn

-φ

LT4

O

t—

сП

cn

cn cn

cn

m

cn

μ-

”±

xj-

Porovnání výsledků z tabulky IV pro pokusy 37 a 33 ukazuje, že se za použití katalyzátoru z příkladu 5 (poměr přidaného titanu к hořčíku 5,3) dosáhne lepší hustoty produktu a lepšího výtěžku než za použití katalyzátoru ze srovnávacího příkladu 5 (poměr přidaného titanu к hořčíku 0,24)·

Data použitá pro obr. 2 jsou sumarizována v tabulce V, která následuje·

Pokus Katalyzátor Navážka 1-hexenu Molární poměr Hustota Index toku taveniny číslo z příkladu [gJ 1-hexen/ethylen [kg/m^] Tg fdg/minj

Lf\T-ď>(\JOkOO\— v0<M04CMiA00tf4C4O00

OO —	Γ-	s~		oo	r—	m
CM	ΙΓ4	ΟΟ	M·	04	r-	ΙΓ4	ΙΓ4	M-	ΙΓ4
m			CM	»—		O	O	CM	CM
04	04	04	04	04	04	04	04	04	04

V V

<n	o	•'t	<n	'O	00	oo	CM
t-	40	co	LC4	OO	t—	Ό	04	00
s-	—	—	—			s-	s-

IÍ4 LíA 1Г4 t- 40 — CM t- 40 O 00 «ООГ-ПЧГ-ООООСООЧОООЧ <4 << (M cm

CM

<n m -MOOOsOr-CMfn^lAkOt^’ί’ ΛΐΛίΛιΛίΛιΛιΛιΛ

KteO-yzátor vyrobený pod.e příkladu 6 opakovaného ve větším měřítku (v podstatě stejný katalyzátor, jako shora uvedený, s tím rozdílem, že se ve stupni A zavede 0,53 mmmlxVg hořčíku místo 0,38 mmoluug) a katalyzátory A se porovnávaj za v podstatě stejných provozních podmínek v poloprovozním reaktoru s fluicfriím ložem. Toto porovnání se provádí tak, že se udržují dvě důležité proměnné na konstantní hodntě, tj. teplota a mol-ámí poměr hexanu k ethylenu v plynné fázi a pozoruj se fyzikální vlastnosti pryskyřičných produktů vyrobených za srovnatelných podmínek.

Pokusy se provádějí v poloprovozním reaktoru s fluidnío ložem o průměru 457 mm, ve kterém je možno vyrobit až 22,70 kg/h pryskyřice. Jako katalyzátorů se při tomto srovnání používá jednak katalyzátoru A a katalyzátoru podle příkladu 6 vyrobeného v poloprovozním m^í^ítku. Jediným rozdílem mezi přípravou katalyzátoru podle příkladu 6 v poloprovozním měřítku a přípravou v laboratorním omítku (popsanou výše) je, že se ve stupni B místo filtrace použije dekantace rozpouštěla, po které se provede několikeré promování rozpouštědlem. Potbtotaooti z tohoto porovnání jsou zřejmé z tabulky VI a jsou v souladu s výsledky získanými v reaktoru pro suspenzní polyoeraac. I v tomto případě vykazuje kataLyzátor pod.e příkladu 6 za podobných reakčních podmínek podstatně lepší kopolymerační vlastnosti než katalyzátor A.

Tabulka VI

Porovnání katalyzátoru podle příkladu 6 a katalyzátoru A při polymerací v reaktoru pro polymerací v plynné fázi

	Kasaná tor z příkladu 6 *	K^a^^a.yi^iátor a pokus 1
pokius 1	pokus 2
Ředění teplota [°C ]	85	85	85
Modrní poměr 1-hexen/ethylen
v plynné fázi	0,123	0,107	0,11 až 0,12
Mo^rní poměr vodík/ethylen
v plynné fázi	0,207	0,209	0,21 až 0,22
Fyzikální vlastnosti
Index toku taveniny [dg/oin]	1,69	1,28	1,6
^tutota [kg/nP]	920,1	924,7	934

0,53 mnoluug, [Ti] = 0,50 mmou/g

Srovnávací příklad B

KataLyzátor po<d.e tohoto srovnávacího příkladu se připraví pod.e příkladu 7 amerického patentu č. 3 989 881 (Ya^aag^tc^i a dsaší). Je snadné si povšimnout podoblastí mezi katalyzátorem pocUe srovnávacího příkladu B a katalyticky účinným prekursorrem popsaným v americkém patentu č. 4 302 566 (&arol a daaší), jehož příklad je uveden v pasáži od řádku 65 sloupce 14 do řádku 26 sloupce 15.

Knnkétní postup použitý pro přípravu katalyzátoru pot^e srovnávacího příkladu B je οΑ^^^ΙοΩ g (158 mnoo.u) bezvodého chloridu hbřečnatého se suspenduje v 530 Ol suchého tetr1hlydrl1Ulrtou (THF) v jednolitrové tříhrdlé baňce s kulatým dnem, vybavené maageticlým míchadlem.

Za zahřívání se do baňky po kapkách přidá 10 g (52,7 mamou) chloridu titEoičitého· Směs se asi 1 hodinu vaří pod zpětným chladičem, během kteréžto doby se všechny pevné látky *rozpuutí· Po ochlazení ae pro srážení pevných látek po kapkách přidá 275 íL hexanu rycího stí 5 m./Mn. Ma ječné louhy se děkanuj a pevná látka se promyje dvěma 200 ml dávkami hexanu· Hexan se vždy děkanuje a nakonec se produkt vysuUí· . Získá se žlutá pevná látka, kterou tvoří katalyzátor obsjhuící 3,08 mmolu/g Mg a 0,95 mrmllUg Ti·

Příklady 8 až 9 ’

Všechny postupy se provádějí ve skleněném nebo křemenném zařízení pod atmosférou přečištěného dusíku a za pouuití předsuěených rozpouštědel probublaných dusíkem·

SLlikagel Divisor Grade 952 se zbaví vody fluidizací proudem dusíku a šestoáctihodinovým zahříváním oa 800 °C, načež se * pod dusíkem ochladí na teplotu μΪ8^ο^1·

Do 500 ml čtyřhrdLé baňky s kdat^m dnem, vybavené míchadlem, teploměrem, kapací nálevkou, přívodem suchého dusíku a destilačoí hlavou * pro odstranění rozpouštědla se před.oží wioožtví takto aktivovaného oxidu křemičitého, uvedené v tabulce IX· Baňka se u^íti do olejové lázně udržované při regulované teplotě· \

K oxidu křemičitému se za míchání pod mírným proudem dusíku přidá 250 ml hexanu· Suspenze oxidu křemičitého a hexanu se zahřeje Oa teplotu zpětného toku a pak se k ní v průběhu 5 až 15 minut přikape 2,0 mlérní roztok * ethylaag^esiuacCh.oridu v tetrahydrofUranu· Var pod zpětným chladičem se udržuje ddších 30 až 40 . minut· Po celkem 45 minutách se rozpouštědla K^de^lu)! a ' oxid křemiiitý se vysuší pod proudem dusíku při teplotě přibližně 80 °C. 15 g tohoto produktu se suspenduje ve 45,5 m^lu chloridu titfoičitého rozpuštěného ve .200 ml o-heptanu a suspenze se 45 minut vaří pod zpětrým chladičem za pouUžtí stejného zařízení, jako )e zařízení popsané shora· Směs se nechá zchladnout na teplotu aíítnolSi, pod dusíko se převede do filtrační baoky ' a přefiltruje se· Pevná látka se promyje třem až čtyřmi 100 až 150 mL dávkami hexanu a vysuší pod proudem dusíku. ^ská se sypký- žlutý práSek· AioOýza na titan a hořčík )e uvedena v tabulce VII·

Srovnoávací příklad C

Kaadyzátor se připraví v podstatě stejtymi postupy, jako jsou postupy popsané v příkladech 8 a 9, s tím rozdílem, že se oepouUž.je nosiče tvořeného oxidem křemičitý^· DESÍ po&Otaooti jsou uvedeny v tabUlce VII· Při přidání Grigoardova činidla k hexanu vzoikoe majLé шюЬЫ sraženiny, o čemž svědčí zákij.· Toto pozorování by bylo zamaskováno přítommtí oxidu kře^čitého v hexaoové suspenoi·

Příklady 10 až 11

V poloprovozním zařízení se ve větSím měřítku připraví stejné katalyzátory, jaké byly před tím připraveny laboratorně· Příprava )e v obou případech stejná, jen se při poloprovozní přípravě v poslední fázi při promování katalyzátoru použije dekantace místo filtrace·

Další po<fcrσlмnltti vztahující se- · k . přípravě jsou uvedeny v tabUlce VII·

2ti

o •H H &

i—i £< i—·

X O

P M r-OCO’* Ο— AJ AI -A

Ο AJ — «- ·

04	r—	O	fr	lA	CM
oo	co	•a	•a	Ch
o	o	o	o ·	o -	1-

r- aj m ΡΊ ιΛ

O OO •a ό C- Ό o <*!

O	CO	ιΑ
m	AI	LA
04	lA	”Φ
lA

O o

I AJ

Podrobnosti přípravy katalyzátorů r-l

•И c/>

-A t- Λ O

AJ — O O I · I ď

-o cn r4 .M

O r-4 ω Ή KJ

O —

CO Ch — ·| U

<U o to

Φ tn

Autokláv o objemu 7,6 litru se 0,5 hodiny zahřívá na přibližně 90 °C pod proudem čistého dusíku, aby se odstranila zbytková vlhkost a pak se ochladí na teplotu okolí·

Do reaktoru se přidá 5 litrů předčištěného hexanu a požadované množství 1-hexenu a směs se míchá při frekvenci otáček asi 900 minl. Katalyzátor se aktivuje v baňce pro přidávání katalyzátoru přídavkem 25 Ъ hmotnostních triethylhliníku v hexanu к určené navážce katalyzátoru suspendovaného v 50 ml suchého hexanu. Použitá množství jsou uvedena v tabulkách VIII а IX. Směs se tlakovým dusíkem převede do reaktoru a celkový přetlak v reaktoru se vodíkem nastaví na 137,4 kPa. Reaktor se zahřívá rychlostí 3 °C/min až na nastavenou teplotu 80 °C. Při 60 °C se začne uvádět do reaktoru ethylen, kterým se udržuje celkový pracovní přetlak na 0,824 MPa. Polymerace se provádějí přibližně po dobu jedné hodiny a získá se při nich 450 až 950 g polymeru.

Porovnání katalyzátoru z příkladu 8 s katalyzátory podle srovnávacích příkladů B

O 00 ΙΓΧ O o ЖО -f<- «.OxiA

O — <O O OA О X COIX (X K_<im ιχ .φ-„o

O

A|

O

O

CA

O

O 'O

A ro

CM CM α> αχ (Μ σχ

O · O

-IX λ «- 00 OJ V-* LlX sz co o

OJ	oi	σχ
OI	ro	0-
n	(M	n
σχ	σχ	σχ

oi	O	AI		χφ	trx
	tx	OJ		хф	Ф
xt	A	x.o	xt	••o	хф

ц ь и κβ MU Ε-» rH β X SO *“· a <4

o rH a

»H

SH

A

σχ	o	o	o	OJ	r—
m	x·	хф	n	хф	μ-

vo rco o

хф	хф	ao
OJ	Ol	m
CO	co	co
o	o	o
СП	OJ	OJ
o		c-

σχ

в—	xo	хф
Ol	IX	OJ
r-	c*.	co
o	o	o
OA	' c—	OJ
o	cn	Г-

Vliv obsahu hořčíku v katalyzátoru na kopolymeraci

ьо 1—1	Ό cn □ 24
	O	04	40	o	40	O
AI	OX
0)		o	o	.—	o	OJ
>N	G5r—1
XD	£> A
P	Ou_.	o	o	r—	cn	o
'>>	Ό	40	A	CM	00	A
>		Χί-	04	00	oo	xt
	г—‘
	Й
	P
3	а
24
o
P	a^-
X	tí bo
0)	φΙ___1	ο	cn	xt	40	CM
TJ	>	xt	r-	m	r-
a	Й см
H	P H	o		o	o	O
Й 1	-----------1
p m
0	а	xt	CM	OJ	04	CM
P
co	bo	t-	чО	A	cn	CM
3	24	cn	«—	OJ	CM	cn
Щ		04	04	04	04	o\
Й
24	Ό
>N	d
*я	φ					«>
>	—I	oo	40	»™	r-	xt
Ctí	Ф hO	cn	xt	LÍ4	LT4
3	Д31—·	xt	Xt	Xt	xt
P
a
	T-< P
Χϋ	XD H
H	e\
o	O r4	o	04	v—	00	00
s	fX-aJ	Χί-	*“	m	OJ	m
	1 —
Ή	H P
>	>> 3
P	•P 24 Г ~1
co	PP p
XsJ	<D Д O		m	m	ΓΊ
O	P P g	ο				к
.s	ьр s ;	·»	Ol	OJ	OJ	c-
	P л ·.—1	co			-
	24
ř>	a
o	H_	xt·	xt	xt	xt
24	ť, Л~	Oj	OJ	OJ	OJ	CM
r—<	95 ou	00	oo	00	CO	ř-
<D	>í-l <3
O		o	o	o	O	o
	3
	24
Ai Й		cn	cn	cn	СП	cn
P	° s	o	o	o	O	o
A
	1 '01
Й	KJ
24 XS)	2?					0-
40	co 3	,,-	«—	o	o	04
P>	P ř4|---1	Α	oo	00	00
Й	« o taO
	24 P JZi	o	o	o	o	o
P	W
a	O
й	Í4 P
xo	xd ω	Λ-	<O	00	xt
P	а ** f---1	r-	Oí	OJ	A
O	о TJ					|
s	CXS l2p	o	CM	*~	*
Λ	3*? P P					o
Й	>o o	t-	CM	cn	A	co
(0	Θ	m	04	A	t-	o
JO	o fl
o		o	o	o	O	m
Ό
Й
P	o
24	P
p	CO
	'4			o
cu	XJ	00	04	—	—

KaatO-yzátoru z příkladu 10 se p^\^Ž^i,je v poloprovozní jednotce obsOhujcí reaktor s fluidním tožem pro ^lymerace v ⁱl^yna^é fázi, ^acuuící ^při teplotě ⁸5 °C. ^Kpilybejňuje se hexen a ethylen při mláTním poměru vodíku k ethylenu 0,212 a molá^ím poměru hexenu k ethylenu 0,126.

Ativace katalyzátoru se provede v reaktoru s fluidím ložem za pouužtí takového množní roztoku trijtUylUliaíku v isoieatlnu o koncentraci 5 % hJioOnastnícU, aby se dosáhlo molárního poměru A/Ti v reaktoru 20 až 50 a poljmerace se v kontinuálním provozu uvetá ^do rovnová^^o stovu. Získaný j^odkt má hustotu ⁹²⁰ a index toto t^avenin^y

I2 1»69 g/10 min.

Pod pojmem “hořčík, jak se ho používá v těchto předlohách, se též rozumí zejména chemicky vázaný hořčík, na od pouze nevázaného hořčíku v elementárním stavu.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob přípravy katalyzátoru pro výrobu polyethylenu s nízkou . hustotou, při kterém se na pevný porézní nosič převádí z kapalného prostředí, se kterým je tento nosič ve styku, hořčík, přičemž nosič obsahuje reaktivní povrchové hyd^ox^skui^riny a kapalné prostředí obsahuje alespoň jednu organohořečnatou látku e^^ického vzorce.

w'2.,0 kde

R představuje stálou organickou skupinu,

R' představuje stálou organickou skupinu nebo atom halogenu a n znamená racionální číslo s hodnotou v rozmezí od 0,5 do 2, po zreogování organohořečnaté látky s povrchovými ·Uydrlxytkupiaαmi porézního nosiče se nechá nosič obsanujcí zavedený hořčík reagovat v kapalném prostředí s alespoň jednou sloučeninou čtyřmocného titanu, přičemž sloučenina titinu je rozpustná v kapalném prostředí a porézní nosič obsahuící hořčík a titan je v kapalném prostředí nerozpustný, vyznaOčujcí se tím, že se hořčík sráží v chemicky vázané formě na nosiči při jeho převodu z kapalného prostředí na nosič a tím, že poměr počtu molů sloučeniny titinu v kapalném prostředí k počtu molů hořčíku na nosiči je větěí než jedna.

2. Způsob pode bodu 1, vyznačuujcí se tím, · že poměr počtu molů titiwu příOomaého v kapalném prostředí k počtu molů hořčíku v nosiči obsahujícím hořčík je v rozmezí od 3 do 6.