CS236699B2 - Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny - Google Patents

Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny Download PDF

Info

Publication number
CS236699B2
CS236699B2 CS835302A CS530283A CS236699B2 CS 236699 B2 CS236699 B2 CS 236699B2 CS 835302 A CS835302 A CS 835302A CS 530283 A CS530283 A CS 530283A CS 236699 B2 CS236699 B2 CS 236699B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
polymerization
ethylene
copolymerization
carried out
pressure
Prior art date
Application number
CS835302A
Other languages
English (en)
Inventor
Brasseur Genevieve Le
Original Assignee
Charbonnages Ste Chimique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR8114813A external-priority patent/FR2510586A1/fr
Application filed by Charbonnages Ste Chimique filed Critical Charbonnages Ste Chimique
Priority to CS835302A priority Critical patent/CS236699B2/cs
Publication of CS236699B2 publication Critical patent/CS236699B2/cs

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

. Vynález se týká způsobu polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny majícími 3 až 8 uhlíkových atojnů.
Ve francouzském patentovém spisu č. 2 324 652 je popsána příprava pevné složky, určené pro přípravu polymeračních katalyzátorů, uvedením do styku sloučeniny titanu s pevným halogenačním produktem, získaným reakcí halogenidu organické kyseliny s alkoholátem hořečnatým, přičemž atomový poměr halogen/Mg + Ti je vyšší než 2. Uvedený halogenační produkt obsahuje Lewisovu bázi, například ester vytvořený reakcí halogenidu organické kyseliny s alkoholátem hořečnatým. Sloučenina titanu může být přidána během reakce horečnaté sloučeniny s halogenidem organické kyseliny. Atomový poměr Ti/Mg je vyšší než 1. Tímto způsobem získaný katalyzátor má jen průměrnou aktivitu.
Výše uvedený nedostatek nemá způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny majícími 3 až 8 uhlíkových atomů, jehož podstata spočívá v tom, že se polymerace nebo kopolymerace provádí pří teplotě 20 až 350 °C a tlaku 0,1 až 250 MPa v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinnou složku obecného vzorce
MnMg ( OR j2 + 4n —m^mi ve kterém
M znamená přechodový kov ze skupiny zahrnující kovy IV.a až VI.a skupiny periodického systému prvků, s výhodou titan a vanad,
R znamená alkylovou skupinu s 1 až 4 uhlíkovými atomy,
X znamená halogen, n je větší nebo rovno 0,05 a menší nebo rovno 0,6 a m je větší než 0 a menší než n + 1, a alespoň jeden aktivátor zvolený ze skupiny zahrnující hydridy a organokovové sloučeniny kovů I. až III. skupiny periodického systému, přičemž atomový poměr kovů uvedeného aktivátoru k přechodovému kovu katalyzátoru je roven 0,1 až 100.
S výhodou může být polymerace nebo kopolymerace provedena při teplotě 20 až 200 °C a tlaku 0,1 až 20 MPa v roztoku nebo v suspenzi v inertním kapalném uhlovodíku majícím alespoň 6 uhlíkových atomů.
Polymerace nebo kopolymerace může být rovněž provedena při teplotě 180 až 350 °C a tlaku 40 až 250 MPa, přičemž střední doba prodlení katalytického systému v polymeračním reaktoru je rovna 2 až 100 sekundám. Polymerace nebo kopolymerace může být provedena v přítomnosti až 2 molárních procent činidla pro přenos řetězce.
Výhodou způsobu podle vynálezu je, že jestliže atomový poměr halogen/Mg + Ti během reakce mezi halogenidem organické kyseliny a směsí alkoholátu hořečnatého a alkoholátu přechodového kovu nižší, než 1, jestliže poměr M/Mg v získaném katalyzátoru je nejvýše roven 0,6 a jestliže se ester vytvořený reakcí mezi halogenidem organické kyseliny a směsí alkoholátu odstraní z vytvořeného produktu, potom má získaný katalyzátor výrazně zlepšenou aktivitu a polymerace nebo kopolymerace probíhá za zvýšeného katalytického výtěžku.
Přechodovým kovem M může být titan, vanad, zirkon, chrom nebo směs těchto kovů. V tomto posledním případě je index n součtem různých kovových atomů. Halogenem X může být fluor, chlor, brom, jód nebo směs těchto prvků. Rovněž v posledním z uvedených případů se index m rovná součtu různých halogenových atomů.
Katalyzátor použitý při způsobu podle vynálezu může být připraven postupem spočívajícím v:
a) uvedení do· styku v přítomnosti inertního rozpouštědla alkoholátu hořečnatého Mg(OR)2 s alespoň jedním alkoholátem přechodového kovu M{OR]X, ve kterém x znamená maximální valenci kovu M, přičemž vzájemná množství alkoholátů jsou zvolena tak, že atomový poměr M/Mg je roven 0,05 až 0,6, při teplotě mezi 20 °C a teplor tou varu inertního rozpouštědla po dobu 1 až 6 hodin,
b) přidání k reakční směsi, získané podle odstavce aj při teplotě 0 až 30 °C alespoň jednoho halogenidu organické kyseliny R‘COX, kde R‘ znamená alkylovou skupinu s 1 až 12 uhlíkovými atomy, v takovém množství, že atomový poměr X/Mg + M je nižší než 1, cj zahřívání reakční směsi, získané v odstavci b) na teplotu mezi 30 °C a teplotou varu inertního rozpouštědla po dobu nezbytnou k tomu, aby kapalná fáze uvedené reakční směsi již neobsahovala v roztoku ani halogen ani přechodový kov a dj eliminaci vytvořeného alkylesteru R‘COOR.
Alkoholáty hořčíku a přechodového kovu jsou s výhodou zvoleny ze skupiny zahrnující methylát, ethylát, n-propylát a isopropylát. Skupiny R jak alkoholátu hořečnatého, tak i alkoholátu přechodového kovu mohou být stejné nebo odlišné. Halogenem v halogenidu organické kyseliny R‘COX je fluor, chlor, brom nebo jód, s výhodou chlor.
Inertní rozpouštědlo je zvolené ze skupU ny zahrnující alifatické a cykloalifatické nasycené uhlovodíky, jako hexan, heptan a oktan a jejich rozvětvené nebo nerozvětvené cyklické isomery. S výhodou má toto rozpouštědlo teplotu varu vyšší, než je teplota varu esteru nebo esterů R‘COOR vytvořených během reakce halogenidu organické kyseliny se směsí alkoholátů. Eliminaci esteru nebo esterů je možné provést destilací zachovajíce rozpouštědlo v reakčním prostředí.
Halogenid organické kyseliny je s výhodou zředěn rozpouštědlem, které je například identické s rozpouštědlem použitým při uvedení do styku výše uvedených alkoholátů, a to ještě předtím, než je přidán ke směsi alkoholátů. Doba zahřívání reakční směsi na teplotu mezi 30 °C a teplotou varu inertního rozpouštědla, nezbytná k tomu, aby kapalná fáze uvedené reakční směsi již neobsahovala v roztoku ani halogen, ani přechodový kov, je zpravidla rovna 1 až 3 hodinám.
Vytvořený alkylester může být odstraněn promytím získaného produktu pomocí rozpouštědla; s výhodou se ester odstraní destilací, případně za sníženého tlaku.
Aktivátory jsou zejména zvoleny ze skupiny zahrnující trialkylhliníky, halogendialkylhliníky, alkylsiloxalany (například alkylsiloixalany popsané ve francouzském patentovém spisu č. 2 324 652) a alkylaluminoxany.
Aktivace katalyzátorů může být provedena in-situ v polymeračním reaktoru. Tato aktivace může být rovněž provedena předběžně. V tomto případě je výhodné provádět aktivaci ve dvou etapách. V první etapě se katalyzátor a aktivátor uvedou do styku při nízké teplotě a zpravidla v přítomnosti rozpouštědla, jakým je například nasycený alifatický nebo cykloalifatický uhlovodík, v takových vzájemných množstvích, že atomový poměr kovu aktivátoru a přechodového kovu katalyzátoru je roven 0,1 až 10. Získaný produkt se potom výhodně stabilizuje pomocí nenasyceného uhlovodíku obsahujícího například 6 až 12 atomů uhlíku v molárním poměru, vzhledem k přechodovému kovu předběžně aktivovaného katalyzátoru, mezi 1 a 10. V druhé etapě se k předběžně aktivovanému katalyzátoru přidá dodatek aktivátoru, a to buď před polymerací nebo až v polymeračním reaktoru.
V následující části popisu je uvedeno několik příkladů provedení, které mají pouze ilustrativní charakter.
Příklady 1 až 5
Příprava katalyzátarů použitelných při způsobu podle vynálezu
V reaktoru vybaveném regulovaným vyhříváním a chlazením a míchadlem se v 600 mililitrech methylcyklohexanu suspenduje 114 g ethylátu hořečnatého a množství ethylátu titanu Ti(OC2H5)4 (vyjádřené v gramech) uvedené v tabulce I. Tato· směs se potom zahřívá za míchání pod zpětným chladičem k varu po dobu 3 hodin. Potom se k reakční směsi přidá při teplotě 30 °C množství acetylchloridu (vyjádřené v gramech] uvedené v tabulce I a zředěné 3-násobným objemem methylcyklohexanu. Reakění směs se potom ještě zahřívá na teplotu 40 °C po dobu 3 hodin. Rozpouštědlová fáze neobsahuje již ani chlor, ani titan.
Vytvořený ethylacetát se oddestiluje za atmosférického tlaku a úbytek methylcyklohexanu způsobený oddestiiováním ethylacetátu se kompenzuje přídavkem čerstvého rozpouštědla. Získá se jemná suspenze mající vzhled homogenního krému. Tato suspenze se použije jako taková pro přípravu katalytických systémů. Alikvotní část suspenze se odebere a vysuší pro elementární analýzu, umožňující vypočítat indexy m a m/n +1 figurující v následující tabulce I.
Tabulka I
Příklad Ti(OC2H5)4 (g) CH3COC1 (gj n m/n +1
1 122 119 0,5 0,95
2 122 55 0,5 0,5
3 68,5 51 0,3 0,5
4 18,2 21 0,08 0,25
5 18,2 80,5 0,08 0,95
Příklady 6 až 10
Polymerace ethylenu za nízkého tlaku
Katalyzátory získané podle příkladů 1 až 5 se aktivují v suspenzi v reakčním prostředí jejich přípravy pomocí ekvimolekulární směsi triethylhliníku a chlordiethylhliníku v roztoku v rozpouštědle přidávaném pomalu tak, aby teplota nepřestoupila hodnotu 35 °C a v takovém množství, že atomový poměr Al/Ti + Mg je roven 8.
Získaná suspenze se stabilizuje pomocí hexenu v molárním poměru hexen/Ti rovném 2 při teplotě 30 °C a tvoří katalytický systém.
Do ocelového autoklávu o obsahu 1 litru, tvořícího reaktor, se zavede 600 ml nasycených uhlovodíků Ctl—C12 a potom ethylen až do nasycení za tlaku 0,6 MPa, dále suspenze předběžně připraveného katalytického systému v množství obsahujícím 0,1 miligramatomu přechodového kovu. Polymerace ethylenu se provádí při teplotě 200 °C po dobu 1 minuty za udržování konstantního tlaku ethylenu 0,6 MPa. Roztok se potom rekuperuje a polymer se oddělí filtrací při teplotě okolí. Dosáhne se katalytického výtěžku Rc polyethylenu, který je uveden v tabulce II a vyjádřen v g/min/ /mgat. přechodového kovu/mol ethylenu/1.
.W”t·
Tabulka II i
i * Příklad 6
10
Katalyzátor - získaný v příkladu č. 1 2
Rc 1130 1150
Příklady 11 až 15
Polymerace ethylenu za vysokého tlaku
Katalyzátory získané podle příkladů 1 až 5 se předběžně aktivují v suspenzi v reakčním prostředí jejich přípravy pomocí ekvimolekulární směsi triethylalumlnia a chlordiethylaluminia v roztoku v rozpouštědle, přidávaném pomalu tak, aby teplota nepřesáhla hodnotu 35 °C v množství takovém, že atomový poměr Al/Ti + Mg je roven 6.
Získané suspenze se potom stabilizuje pomocí hexenu při teplotě 30 °C v molárním poměru hexen/Ti rovném 5 a takto tvoří katalytický systém.
V autoklávu o objemu 0,6 1 udržovaném na teplotě 230 °C se provede kontinuální polymerace ethylenu za tlaku 80 MPa, při1520 2490 1600 čemž disperze katalytického systému je do autoklávu nastřikována v takovém množství, že doba pobytu katalyzátoru v reaktoru činí asi 30 sekund. Průtok ethylenu činí 10 kg/h a průtok suspenze katalytického systému činí 4 1/h. Polymerace se provádí v přítomnosti vodíku v objemovém množství uvedeném v následující tabulce III.
Polyethylen se získá v katalytickém výtěžku Rc,' uvedeném v tabulce III a vyjádřeném v kg/mgat. přechodového kovu. Jeho střední hmotnostní molekulová hmotnost Mw a jeho střední číselná molekulová hmotnost Mn jsou stanoveny permeační gelovou chromatografií. Jeho stupeň tekutosti je vyjádřený jako index toku taveniny (IF) v dg/min podle normy ASTM D 1238—73. Poměr Mw/Mn udává stupeň disperzity.
Tabulka III
Příklad Katalyzátor z příkladu č. H2 ('% j
11 1 0,2
12 2 0,1
13 3 0,1
14 4 0,1
15 5 0,1
Příklad 1 6
Polymerace ethylenu za vysokého tlaku v několikazónovém reaktoru
Ve válcovém vertikálním reaktoru o objemu 3 1, rozděleném uvnitř přepážkami z kovu na tři reakční zóny, pracující při odlišných teplotách (zóna 1 : 200 °C;, zóna 2 : 230 °C; zóna 3 : 280 °C) se kontinuálně polymeruje ethylen za tlaku 100 MPa. Katalytický systém se injikuje do zóny v množství 1 mgat na litr a do zóny 3 v množství 1,5 mgat titanu na litr. Tento katalytický systém je tvořen katalyzátorem připraveným za podmínek uvedených v příkladu 1 s výjimkou, že se ethylát titaničitý nahradí isopropylátem titaničitým, predpolymerován 1-hexenem v molárním poměru 1-hexen/Ti rovném 2, aktivován dimethylethyldiethylsiloxalanem a přidán v takovém množství, že atomový poměr Al/Ti je roven 3. Polymerace se provádí v přítomnosti 10 objemových °/o propanu.
Získá se polymer s katalytickým výtěžRc Mn Mw/Mn IF
5,1 10 800 8,4 15
6,7 17 000 5,5 6,8
8,6 19 400 5,4 2,9
15,0 22 100 3,7 9,4
12,0 13 600 4,6 19
kem rovným 7,2 kg/mgat titanu. Jeho vlastnosti jsou následující:
IF = 0,6 dg/min Mn = 13 600 hustota = 0,950 g/cm3 Mw/Mn — 9.
Příklad 17
Kopolymerace ethylenu a 1-butenu
V reaktoru použitém v příkladu 16 a za stejných podmínek tlaku se kopolymeruje směs obsahující 40 % 1-butenu a 60 % ethylenu pomocí katalytického systému připraveného z katalyzátoru podle příkladu 2, aktivovaného na atomový poměr Al/Ti pomocí směsi obsahující 1 díl A1(C2H5)3 na 3 díly A1(C2H5)2C1.
Všechny tři zóny pracují při odlišných teplotách: zóna 1: 210 °C; zóna 2: 170 °C a zóna 3: 250 °C. V katalytickém výtěžku rovném 10 kg/mgat Ti se získá kopolymer e« thylenu a 1-butenu s následujícími vlastnostmi:
IF — 2,5 dg/min hustota = 0,930 g/cm3 Mn = 32 800 Mw/Mn = 3,7.
Způsob podle vynálezu, ilustrovaný zejména předcházejícími ' příklady, umožňuje získat polymery s objemovou hmotností 0,91 až 0,97 a indexem toku taveniny 0,2 až 20 dg/min.

Claims (4)

  1. PREDMET
    1. Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny majícími 3 až 8 uhlíkových atomů, vyznačený tím, že se polymerace nebo kopolymerace provádí při teplotě 20 až 350 °C a tlaku 0,1 až 250 MPa v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího katalyticky účinnou složku obecného vzorce
    M,1Mg(OR)2+4n-mX m>
    ve kterém
    M znamená přechodový kov ze skupiny zahrnující kovy IV.a až VI.a skupiny periodického systému prvků, s výhodou titan a vanad,
    R znamená alkylovou skupinu s 1 až 4 uhlíkovými atomy,
    X znamená halogen, n je větší nebo rovno 0,05 a menší nebo rovno 0,6 a m je větší než 0 a menší než n + 1, aalesVYNÁLEZU poň jeden aktivátor zvolený ze skupiny zahrnující hydridy a organokovové sloučeniny kovů I. až ΙΙΪ. skupiny periodického systému, přičemž atomový poměr kovu uvedeného aktivátoru k přechodovému ko-vu katalyticky účinné složky je roven 0,1 až 100.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se polymerace nebo kopolymerace provádí při teplotě 20 až 200 °C a tlaku 0,1 až 20 MPa v roztoku nebo suspenzi v inertním kapalném uhlovodíku majícím alespoň 6 uhlíkových atomů.
  3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se polymerace nebo kopolymerace provádí při teplotě 180 až 350 °C a tlaku 40 až 250 MPa, přičemž střední doba prodlení katalytického systému v polymeračním reaktoru je rovna 2 až 100 sekundám.
  4. 4. Způsob podle bodu 3, vyznačený tím, že se polymerace nebo kopolymerace provádí v přítomnosti až 2 molárních procent činidla pro přenos řetězce.
CS835302A 1981-07-30 1983-07-13 Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny CS236699B2 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS835302A CS236699B2 (cs) 1981-07-30 1983-07-13 Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8114813A FR2510586A1 (fr) 1981-07-30 1981-07-30 Catalyseur homogene comprenant un metal de transition et du magnesium, son procede de preparation et son application a la polymerisation de l'ethylene
CS825316A CS236676B2 (en) 1981-07-30 1982-07-12 Homogenous catalyst for homopolarization of ethylene and copolymerization of ethylene
CS835302A CS236699B2 (cs) 1981-07-30 1983-07-13 Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS236699B2 true CS236699B2 (cs) 1985-05-15

Family

ID=25746145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS835302A CS236699B2 (cs) 1981-07-30 1983-07-13 Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS236699B2 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4530913A (en) Polymerization catalyst and method
KR930008452B1 (ko) 분자량 분포가 좁은 입체규칙성 중합체의 제조방법
US4517307A (en) Catalyst components for the polymerization of ethylene and of mixtures thereof with olefins and catalysts obtained therefrom
US4579835A (en) Polymerization catalyst, production and use
KR890002927B1 (ko) 폴리에틸렌의 제조방법
US5064796A (en) Support adjuvant for improved vanadium polymerization catalyst
CA1160202A (en) Magnesium containing solid
FI91264C (fi) Menetelmä alfa-mono-olefiinien polymeroimiseksi
EP0110607A1 (en) A process for making an olefin polymerization catalyst
US4634751A (en) Polymerization catalyst, production and use
EP0272132A1 (en) Improved olefin polymerization catalysts, production and use
JPH05214025A (ja) オレフィンの重合用触媒
FI80058C (fi) Foerfarande foer polymerisering av etylen.
US4578440A (en) Polymerization catalyst and method
US4465781A (en) Halogenated catalyst for ethylene polymerization containing a transition metal and magnesium and process for its preparation
US4420417A (en) Ethylene polymerization catalyst and a process for its preparation
JP3251037B2 (ja) オレフィン重合用触媒
US6800581B2 (en) Catalyst composition for polymerization of olefins and process using the composition
US4663301A (en) Process for the homo- and copolymerization of ethylene
CS236699B2 (cs) Způsob polymerace ethylenu nebo kopolymerace ethylenu s alfa-olefiny
JP2832752B2 (ja) 制御された分子量分布のポリオレフィン製造用の担持されたバナジウム触媒
US3707530A (en) Method for producing polymers of ethylene
JPH06157635A (ja) オレフィン類重合用のバナジウムベースの触媒成分と触媒及びそれを用いる重合法
JP3286865B2 (ja) ポリエチレンの製造方法
JPH07678B2 (ja) エチレン共重合体の製造法