CS253592B2 - Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture - Google Patents

Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
CS253592B2
CS253592B2 CS631784A CS631784A CS253592B2 CS 253592 B2 CS253592 B2 CS 253592B2 CS 631784 A CS631784 A CS 631784A CS 631784 A CS631784 A CS 631784A CS 253592 B2 CS253592 B2 CS 253592B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
particles
catalyst
weight
catalyst precursor
ziegler
Prior art date
Application number
CS631784A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Laurence H Gross
Allen Noshay
Original Assignee
Union Carbide Corp
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
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to CS631784A priority Critical patent/CS253592B2/en
Priority to CS858314A priority patent/CS253599B2/en
Publication of CS253592B2 publication Critical patent/CS253592B2/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Vícesložkový vysoce aktivní katalyzátorový prostředek Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu sestává z a) 50 až 95 % hmotnostních pevných inertních částic organického nosičového materiálu na bázi polyolefinového plastu, který má průměrnou velikost částic 0,05 až 0,35 mm, teplotu tání 70 až 170 °C a specifickou hmotnost 0,9 až 1,5 g/cm^ a b) 5 až 50 % hmotnostních pevných částic katalyzátorového prekurzoru tvořeného sloučeninou na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, pro nízkotlakou polymeraci olefinů, přičemž částice katalyzátorového prekurzoru jsou přilnuté na částicích organického nosičového materiálu. Způsob výroby tohoto katalyzátorového prostředku je založen na smíchání složek a) a b) za vysoké rychlosti při zvýšené teplotě dosahované třením složek, až do dosažení produktu přesně definovaných vlastností. Prostředek je určen pro použití při nízkotlaké polymeraci v plynné fázi ve fluidním loži.A multi-component highly active catalyst composition of the Ziegler or Ziegler-Natta type consists of a) 50 to 95% by weight of solid inert particles of an organic carrier material based on a polyolefin plastic, which has an average particle size of 0.05 to 0.35 mm, a melting point of 70 to 170 °C and a specific gravity of 0.9 to 1.5 g/cm^ and b) 5 to 50% by weight of solid particles of a catalyst precursor formed by a compound based on a transition metal from group IVa, Va or Via of the periodic table of elements, for low-pressure polymerization of olefins, wherein the catalyst precursor particles are adhered to the particles of the organic carrier material. The method of producing this catalyst composition is based on mixing components a) and b) at high speed at an elevated temperature achieved by friction of the components, until a product with precisely defined properties is obtained. The composition is intended for use in low-pressure polymerization in the gas phase in a fluidized bed.

Description

Tento vynález se týká vícesložkových vysoce aktivních katalyzátorových prostředků pro polymeraci olefinů, které jsou přizpůsobeny pro použití při nízkotlakém polymeračním postupu v plynné fázi. Tento vynález se zvláště týká katalyzátorů, ktferé jsou upravené pro použití při nízkotlakém polymeračním postupu prováděném ve fluidizovaném loži s olefinem v plynné fázi. Je zde také uveden způsob výroby tohoto vícesložkového vysoce aktivního katalyzátorového prostředku.The present invention relates to multi-component, high-activity olefin polymerization catalyst compositions adapted for use in a low pressure gas phase polymerization process. In particular, the present invention relates to catalysts adapted for use in a low-pressure, gas-phase fluidized bed polymerization process. Also disclosed is a process for making the multi-component highly active catalyst composition.

Katalyzátory pro polymeraci olefinů na bázi přechodného kovu, které byly nejprve vyvinuté, se používali za nízkotlakých podmínek v rozpouštědlech nebo kapalných ředidlech za podmínek v rozpouštědlech nebo kapalných ředidlech za podmínek polymeračniho postupu v roztoku nebo suspenzi. Pozdější pokrok v oboru technologie.polymerace olefinů umožnily některé z takových katalyzátorů, které se mají používat při nízkotlakém postupu v 'plynné fázi, při kterém se zřídka používá rozpouštědla nebo kapalného ředidla, je-li vůbec použito. Pro použití při takových nízkotlakých postupech v plynné fázi se upravovaly různé typy katalyzátoru různými takovými způsoby, aby působily katalyticky při praktickém provedení' těchto postupů. Třebaže byly použity různé modifikační techniky pro katalyzátory, jako bylo použito různých typů nosičů, které usnadnily použití těchto katalyzátorů při různých typech postupu v plynné fázi, bylo zjištěno, že je zapotřebí dále modifikovat známé složky těchto katalytických systémů, aby se umožnilo používat takových katalytických systémů jednodušším způsobem při postupech ve fluidním loži za účelem dosaženi běžně požadovaných výsledků u produkovaných polymerů.The transition metal olefin polymerization catalysts that were first developed were used under low pressure conditions in solvents or liquid diluents under solvent or liquid diluent conditions under solution or suspension polymerization conditions. Later advances in the olefin polymerization technology have allowed some of the catalysts to be used in the low pressure gas phase process, where solvent or liquid diluent, if any, is rarely used. For use in such low pressure gas phase processes, various types of catalysts have been treated in various ways to act catalytically in practice. Although various catalyst modification techniques have been used, such as different types of supports that have facilitated the use of these catalysts in different types of gas phase processes, it has been found that there is a need to further modify known components of these catalyst systems to allow such catalyst systems to be used. in a simpler manner in fluidized bed processes to achieve commonly desired results for the polymers produced.

US patenty č. 4 048 415, 4 135 045 a 4 296 222 uvádějí, že katalytický prostředek pro polymeraci olefinů použitelný za nízkotlakých podmínek může být rozemlet na kuličky nebo mikropolymerovatelný, aby se dosáhlo vhodných forem katalyzátorů na bázi přechodného kovu, aniž by se použilo nosiče katalyzátoru. US patent č. 3 718 635 uvádí použití katalyzátoru k polymeraci olefinů za nízkého tlaku na nosiči ve formě rozemletých kuliček, který je nanesen na určitých nosičích na bázi oxidu kovu. Katalyzátory z těchto patentů jsou všechny určeny pro použití v přítomnosti inertniho rozpouštědla nebo kapalného ředidla.U.S. Pat. Nos. 4,048,415, 4,135,045, and 4,296,222 disclose that an olefin polymerization catalyst useful under low pressure conditions can be milled or micropolymerizable to provide suitable transition metal catalyst forms without the use of catalyst supports. U.S. Pat. No. 3,718,635 discloses the use of a low pressure olefin polymerization catalyst on a milled bead carrier that is supported on certain metal oxide supports. The catalysts of these patents are all intended for use in the presence of an inert solvent or a liquid diluent.

Kanadský patent č. 1 144 300 popisuje výrobu katalyzátorů tvořených rozemletými kuličkami pro polymeraci olefinů v přítomnosti halogenidů hořečnatého jako nosiče. Během stupně rozemílání na kuličky nebo po něm se mohou přidat anorganická nebo organická ředidla, jako oxid křemičitý-silika a polyethylen. Katalytický systém je určen pro použití při postupu ve fluidním loži v plynné fázi o nízkém tlaku.Canadian Patent No. 1,144,300 describes the production of ground bead catalysts for the polymerization of olefins in the presence of magnesium halides as carriers. Inorganic or organic diluents such as silica-silica and polyethylene may be added during or after the bead milling step. The catalyst system is intended for use in a low pressure gas phase fluidized bed process.

Katalytické systémy vyrobené těmito postupy s rozemletými kuličkami nebo mikropulverizačními postupy, s anorganickými nebo organickými nosiči nebo ředícími materiály však mají nevýhody v tom ohledu, že pro použití takových katalytických systémů při polymeračních postupech v plynné fázi za nízkého tlaku a zvláště s ohledem na katalytické systémy, které se mají používat při postupu ve fluidním loži, morfologie těchto katalytických systémů, to jest jejich velikost a tvar částic, způsobuje obtíže při jejich dávkování do reaktoru v suché objemové formě a také při jejích fluidisaci v reaktoru. Tyto dávkovači a fluidizační problémy mohou vést ke vzniku destiček a chuchvalců polymeru v reaktoru safaotném a/nebo ve vedení recirkulovaného plynu, co může přerušit podmínky operace v reaktoru v důsledku zanesení přívodního recirkulačního a odváděcího potrubí. Produkované polymery s takovými katalyzátory jsou rovněž vhodné pro nízkou sypnou hmotnost v důsledku nepravidelného rozměru částic a jejich relativně malé velikosti. Tyto charakteristiky takových polymerů mohou také přispět ke znečištění potrubí reaktoru destičkami a/nebo chuchvalci polymeru.However, catalyst systems produced by such a bead or micropulverization process with inorganic or organic carriers or diluent materials have disadvantages in that they have the disadvantage of using such catalyst systems in low pressure gas phase polymerization processes, and particularly with respect to catalyst systems, to be used in the fluidized bed process, the morphology of these catalyst systems, i.e. their particle size and shape, makes it difficult to feed them into the reactor in dry bulk form and also to fluidize them in the reactor. These dosing and fluidization problems can lead to the formation of polymer platelets and lumps in the safaotic reactor and / or recirculated gas conduit, which can interrupt the operation conditions in the reactor due to fouling of the feed recirculation and discharge lines. The polymers produced with such catalysts are also suitable for low bulk density due to the irregular particle size and their relatively small size. These characteristics of such polymers can also contribute to the contamination of the reactor tubing by platelets and / or polymer lumps.

US patent č. 3 515 684 uvádí způsob výroby fluidizovatelnýoh krakovacích katalyzátorů aglomerací, při vysoké rychlosti v mísícím zařízení vybaveném lopatkami, z velmi jemně rozmělněných částic směsi zeolitu a vody s olejem, jako kapalinou při vysoké rychlosti v mísícím zařízení vybaveném lopatkami. Výsledný aglomerovaný produkt tvoří disperzi částic zeolitu o velikosti asi 15 až 150 mikrometrů v oleji. Tyto částice se však získávají z oleje a dále zpracovávají před použitím jako katalytický materiál v krakovacim postupu.U.S. Patent No. 3,515,684 discloses a process for producing fluidizable cracking catalysts by agglomeration, at high speed in a paddle mixer, from very finely divided particles of a zeolite-water-oil mixture, as a high speed liquid in a paddle mixer. The resulting agglomerated product forms a dispersion of zeolite particles of about 15 to 150 microns in oil. However, these particles are obtained from oil and further processed before use as a catalytic material in a cracking process.

US patent č. 28 361 na použití popisuje užití zařízení ke konečné úpravě, vybavené lopatkami o vysoké rychlosti pro účely přípravy masterbečů z pigmentovaných polymerů včetně polyethylenu a polypropylenu/US Patent No. 28,361 for use discloses the use of a finishing apparatus equipped with high speed blades for the preparation of masterbatches of pigmented polymers including polyethylene and polypropylene.

Žádný z těchto literárních odkazů však neuvádí použití zařízení ke konečné úpravě, vybavené lopatkami o vysoké rychlosti pro výrobu katalyzátorů k polymeraci olefinů, které jsou zvláště přizpůsobeny pro použití při polymeračním postupu v plynné fázi o nízkém tlaku.However, none of these references disclose the use of finishing equipment equipped with high velocity blades for producing olefin polymerization catalysts which are especially adapted for use in a low pressure gas phase polymerization process.

US patent č. 3 990 993 uvádí způsob ukládání katalyzátoru pro polymeraci olefinu o malé velikosti částic na tkaninu podobnou submikroskopickým vláknitým strukturám polymerních nosičů, jako je polytetrafluorethylen a polyethylen při použití kompresivního střikového účinku v různých typech mísících zařízení. Zde však nejsou uvedeny žádné detaily týkající se použití takových katalytických systémů při polymeraci v plynné fázi. Dalo by se očekávat, že takové katalytické systémy na nosiči by nemohly být důkladně naneseny na polymerních tkaninách a mohly by se z nich snadno oddělovat v turbulentním reakčním prostředí, jaké je v plynném fluidizovaném loži a také by vznikaly výrobní problémy díky destičkám a chuchvalcům polymeru.U.S. Patent No. 3,990,993 discloses a method for depositing a small particle size olefin polymerization catalyst on a fabric similar to the submicroscopic fibrous structures of polymeric carriers such as polytetrafluoroethylene and polyethylene using a compressive spray effect in various types of mixers. However, no details are given regarding the use of such catalyst systems in gas-phase polymerization. It would be expected that such supported catalyst systems could not be thoroughly deposited on polymeric fabrics and could easily be separated from them in a turbulent reaction environment such as in a fluidized gas bed, and would also create manufacturing problems due to polymer platelets and lumps.

Předmětem tohoto vynálezu je vícesložkový vysoce aktivní katalyzátorový prostředek na bázi přechodného kovu, který je určen pro polymeraci olefinů polymeračním postupem prováděným v plynné fázi ve fluidizovaném loži.It is an object of the present invention to provide a multi-component, high-activity transition metal catalyst composition for the polymerization of olefins in a fluidized bed gas phase polymerization process.

Vícesložkový vysoce aktivní katalyzátorový prostředek Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu sestává podle tohoto vynálezu zThe multi-component highly active catalyst composition of the Ziegler or Ziegler-Natta type consists of the present invention

a) 50 až 95 % hmotnostních pevných inertních částic organického nosičového materiálu na bázi polyolefinového plastu, který má průměrnou velikost částic 0,05 až 0,35 mm, teplotu tání 70 až 170 °C a specifickou hmotnost 0,9 až 1,5 g/cm3 a(a) 50 to 95% by weight of solid inert particles of an organic carrier material based on polyolefin plastic having an average particle size of 0.05 to 0.35 mm, a melting point of 70 to 170 ° C and a specific gravity of 0.9 to 1.5 g / cm 3 a

b) 5 až 50 % hmotnostních pevných částic katalyzátorového prekurzoru tvořeného sloučeninou na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, pro nízkotlakou polymeraci olefinů, přičemž částice katalyzátorového prekurzoru jsou přilnuté na částicích organického nosičového materiálu.b) 5-50% by weight of particulate catalyst precursor consisting of a Group IVa, Va or VIa transition metal compound for the low pressure olefin polymerization, wherein the catalyst precursor particles are adhered to the organic support material particles.

Podle tohoto vynálezu nyní bylo zjištěno, že prekurzory pevných katalyzátorů tvořené sloučeninou na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, o vysoké aktivitě pro nízkotlakou polymeraci olefinů, se mohou snadno upravit k použití při polymeračním postupu v plynné fázi pro účely významného zlepšení při použití takových katalyzátorů prodloužením časového intervalu v reaktorech při míchání částic katalyzátoro^ vého prekurzoru s částicemi organického materiálu, jako nosiče, v zařízení pro konečnou úpravu vybaveném lopatkami, o vysoké rychlosti za podmínek způsobujících, že částice nosičového materiálu se spojí a jednotlivý prekurzor katalyzátoru splyne se spojenými nosičovými materiály.According to the present invention, it has now been found that solid catalyst precursors consisting of a Group IVa, Va or Via transition metal compound having a high activity for low pressure olefin polymerization can be readily adapted for use in the gas-phase polymerization process for purposes of: a significant improvement in the use of such catalysts by extending the time interval in the reactors mixing the catalyst precursor particles with the organic particulate carrier material in the fin-bladed finishing apparatus under conditions causing the carrier particulate material to bond and the individual precursor the catalyst merges with the combined support materials.

Katalytické systémy pro nízkotlakou polymeraci olefinu podle tohoto vynálezu zahrnují katalytickou sloučeninu přechodného kovu a organokovovou aktivační neboli kokatalyzátorovou sloučeninu a mohou být obecně charakterizovány jako katalytické systémy o vysoké aktivitě Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu.The low pressure olefin polymerization catalyst systems of the present invention include a transition metal catalyst compound and an organometallic activating or cocatalyst compound, and can generally be characterized as Ziegler or Ziegler-Natta type high activity catalyst systems.

Výrazem katalyzátor o vysoké aktivitě se rozumí budBy high activity catalyst is meant either

Zieglerův katalytický systém, který je schopen při polymeračním postupu v suspenzi tvoře· né alifatickým uhlovodíkovým rozpouštědlem nebo roztokem kapalného monomeru vyrobit ethylenové homopolymery a/nebo kopolymery při úrovni produktivity řádově alespoň 200 000, s výhodou alespoň 500 000 g plastu na 1 g přechodného kovu použitého v katalyzátoru, neboZiegler catalyst system capable of producing ethylene homopolymers and / or copolymers at a productivity level of the order of at least 200,000, preferably at least 500,000 g of plastic per g of transition metal used in a slurry polymerization process formed with an aliphatic hydrocarbon solvent or liquid monomer solution. in a catalyst, or

Ziegler-Natta-ův stereospecifický katalytický systém, který je schopen při polymeračním postupu v suspenzi tvořené alifatickým uhlovodíkovým rozpouštědlem nebo roztokem kapalného monomeru vyrobit stereoregulární olefinové polýtnery při úrovni produktivity řádově alespoň 100 000, s výhodou alespoň 300 000 g plastu na 1 g přechodného kovu použitého v katalyzátoru.Ziegler-Natta stereospecific catalyst system capable of producing stereoregular olefinic polymers in a slurry polymerization process of an aliphatic hydrocarbon solvent or liquid monomer solution at a productivity level of the order of at least 100,000, preferably at least 300,000 g of plastic per g of transition metal used in the catalyst.

Výraz stereospecifický katalyzátor znamená katalytický systém uzpůsobený pro výrobu stereoregulárního polymeru, to znamená olefinových polymerů, které mají isotakticitu alespoň 80, s výhodou alespoň 90 ».The term stereospecific catalyst means a catalyst system adapted to produce a stereoregular polymer, i.e., olefin polymers having an isotacticity of at least 80, preferably at least 90%.

Sloučeniny přechodných kovů jsou sloučeniny kovů ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy. Výhodnými přechodnými kovy jsou titan, vanad, zirkonium a hafnium. Výhodné katalyzátorové sloučeniny přechodného kovu jsou halogenidy, zvláště chloridy, oxyhalogenidy a alkoxidy.The transition metal compounds are those of Group IVa, Va or VIa of the Periodic Table. Preferred transition metals are titanium, vanadium, zirconium and hafnium. Preferred transition metal catalyst compounds are halides, especially chlorides, oxyhalides and alkoxides.

Sloučeniny mají strukturu obecného vzorceThe compounds have the structure of the general formula

M(0R)aXb, kdeM (OR) and X b where

M znamená titan, vanad, zirkonium nebo hafnium,M means titanium, vanadium, zirconium or hafnium,

R znamená alifatickou nebo aromatickou uhlovodíkovou skupinu s 1 až 14 atomy uhlíku nebo skupinu vzorce COR', v němž R'znamená alifatickou nebo aromatickou uhlovodíkovou skupinu s 1 až 14 atomy uhlíku,R is an aliphatic or aromatic hydrocarbon group having from 1 to 14 carbon atoms or a group of formula COR 'in which R' is an aliphatic or aromatic hydrocarbon group having from 1 to 14 carbon atoms,

X znamená chlor, brom, jod nebo jejich směsi, a značí nulu nebo 1, b značí 2 až 4 včetně a součet a + b je roven valenci M a je obvykle 3 nebo 4, pokud M znamená titan nebo vanad a je 4, pokud M znamená zirkonium nebo hafnium.X is chlorine, bromine, iodine, or mixtures thereof, and is zero or 1, b is 2-4 inclusive, and the sum of a + b is equal to M and is usually 3 or 4 if M is titanium or vanadium and is 4 if M is zirconium or hafnium.

Sloučeniny přechodného kovu se mohou používat jednotlivě nebo ve vzájemných směsích a zahrnují:The transition metal compounds may be used singly or in admixture with each other and include:

TiCl3, VC13, TiCl4, VC14, Ti(OCH3)Cl3, Ti(OCgHj)Cl3, Ti(OCOCH3)Cl3, Ti(OCOCgHg)ci3,TiCl 3 , VCl 3 , TiCl 4 , VCl 4 , Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (OCgH 3 ) Cl 3 , Ti (OCOCH 3 ) Cl 3 , Ti (OCOC 3 H 3 ) or 3 ,

ZrCl4 a HfCl4.ZrCl 4 and HfCl 4 .

Tyto sloučeniny přechodného kovu se mohou použít čisté pokud jsou v pevné formě, nebo se mohou převést na takovou pevnou formu, tvorbou komplexu s nosiěnými materiály, jež tvoři pevné komplexy se sloučeninami přechodných kovů. Takové komplexotvorné prostředky zahrnují sloučeniny kovů ze skupiny Ha periodického systému, zvláště sloučeniny hořčíku, jako oxid hořečnatý, chlorid hořečnatý, bromid hořečnatý, jodid hořečnatý, MgOCl a jejich směsi.These transition metal compounds can be used pure when in solid form, or they can be converted to such a solid form by complexing with supported materials that form solid complexes with the transition metal compounds. Such complexing agents include metal compounds of the group IIa of the periodic system, in particular magnesium compounds such as magnesium oxide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, MgOCl and mixtures thereof.

Bezvodý chlorid hořečnatý je nejvýhodnější z takových sloučenin.Anhydrous magnesium chloride is the most preferred of such compounds.

Sloučeniny přechodných kovů s komplexotvornými nosičovými sloučeninami nebo bez takových sloučenin, se mohou také používat se sloučeninou působící jako donor elektronů, který také tvoří komplex se sloučeninami přechodných kovů. Tyto sloučeniny působící jako donor elektronů jsou jako takové známé v oboru a také jako Lewisovy báze zahrnující estery, ethery ketony, sílaný a aminy.Transition metal compounds with or without complexing carrier compounds can also be used with an electron donor compound that also forms a complex with transition metal compounds. These electron donor compounds are known per se in the art and also as Lewis bases including esters, ethers, ketones, strong and amines.

Tyto estery, ethery, ketony, sílaný a aminy zahrnující takové sloučeniny, jako jsou alkylestery' alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické a cyklické ethery a alifatické ketony. Silany zahrnují polysiloxany, alkoxy-, alkylalkoxy-, a arylalkoxysilany a halogenované deriváty takových silanů. Výhodné silany jsou fenyltrimethoxysilan a fenyltriethoxysilany. Aminy zahrnují di- a polyaminosloučeniny, jako 1,2,4-trimeťhylpiperazin,These esters, ethers, ketones, strong and amines including such compounds as the alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic and cyclic ethers and aliphatic ketones. Silanes include polysiloxanes, alkoxy-, alkylalkoxy-, and arylalkoxysilanes and halogenated derivatives of such silanes. Preferred silanes are phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilanes. Amines include di- and polyamino compounds such as 1,2,4-trimethylpiperazine,

N,N,N~,Ν'-tetramethylethylendiamin, Ν,Ν,Ν,Ν'^-tetraethylethylendiamin, 2-dimethylaminopyridin, Ν,Ν'-dimethylpiperazin, ortho-fenylendiamin, Ν,Ν'-dibenzylethylendiamin, N,N',N-dibenzylethylendiamin a 2,3,N,N'-dimethylnaftylendiamin. Mezi výhodné aminy zahrnuje Ν,Ν,Ν*,Ν'-tetraethylethylendiamin. Výhodné estery a ethery jsou alkylestery nasycených alifatických karboxylových kyselin s 1 až 10 atomy uhlíku, alkylestery aromatických karboxylových kyselin se 7 až 15 atomy uhlíku, alifatické ethery se 2 až 8 atomy uhlíku, s výhodou se 3 nebo 4 atomy uhlíku, cyklické ethery se 3 až 5 atomy uhlíku a s výhodou cyklické monoethery nebo diethery se 4 atomy uhlíku. Mezi nejvýhodnější sloučeniny se zahrnuje ethylanisát a tetrahydrofuran.N, N, N-, Ν'-tetramethylethylenediamine, Ν, Ν, Ν, ΝΝ-tetraethylethylenediamine, 2-dimethylaminopyridine, Ν, Ν'-dimethylpiperazine, ortho-phenylenediamine, Ν, Ν'-dibenzylethylenediamine, N, N ' , N-dibenzylethylenediamine and 2,3, N, N'-dimethylnaphthylenediamine. Preferred amines include Ν, Ν, Ν *, Ν'-tetraethylethylenediamine. Preferred esters and ethers are alkyl esters of saturated aliphatic carboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms, alkyl esters of aromatic carboxylic acids having 7 to 15 carbon atoms, aliphatic ethers having 2 to 8 carbon atoms, preferably 3 or 4 carbon atoms, cyclic ethers having 3 to 10 carbon atoms. C mon 5 5 5 as výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou výhodou. Most preferred compounds include ethylanisate and tetrahydrofuran.

Na 1 molární díl komplexů získaných reakcí sloučeniny přechodného kovu se sloučeninou působící jako donor elektronů (zde dále označováno též jako ED sloučenina) se používá asi 0 až 200, s výhodou 10 až 80 molárních dílů hořečnaté sloučeniny.About 0 to 200, preferably 10 to 80, molar parts of the magnesium compound are used per mole of the complexes obtained by reacting the transition metal compound with an electron donor compound (hereinafter also referred to as ED compound).

Na 1 molární díl sloučeniny přechodného kovu se používá asi 0 až 3, s výhodou 1 až 2 molárních dílů sloučeniny působící jako donor elektronů.About 0 to 3, preferably 1 to 2, molar parts of the electron donor compound are used per mole of transition metal compound.

Zde používaný výraz prekurzor katalyzátoru znamená sloučeninu přechodného kovu samotnou nebo sloučenou s nosičem typu kompexotvorné anorganické sloučeniny a/nebo sloučeninou působící jako donor elektronů, avšak buč bez organických nosičů uvedených dále,nebo plně aktivovaného množství sloučeniny působící jako aktivátor.As used herein, the term catalyst precursor means a transition metal compound alone or combined with a carrier of the compound-forming inorganic compound and / or electron donor compound, but either free of the organic carriers listed below, or a fully activated amount of the activator compound.

Úroveň produktivity u těchto vysoce aktivních katalyzátorů není významně ovlivněna, když se tyto katalytické systémy modifikují jak je zde uvedeno, pro použití při polymerací olefinu ve fluidním loži. Bez modifikace katalyzátoru zde popsané se však vysoce aktivní katalyzátory nemohou použít k dosažení vysoké produktivity při postupech v plynné fázi, bez významně nepříznivého ovlivnění rozsahu pracovních postupů v reaktorech, ve kterých se použily.The level of productivity of these highly active catalysts is not significantly affected when these catalyst systems are modified as described herein for use in fluidized bed olefin polymerization. However, without the catalyst modification described herein, highly active catalysts cannot be used to achieve high productivity in gas phase processes without significantly adversely affecting the scope of the processes in the reactors in which they have been used.

Sloučeniny působící jako aktivátor jsou s výhodou organokovové sloučeniny s kovy ze skupiny la, Ha nebo lila periodické soustavy a výhodněji jde o hliník, zinek, kadmium nebo hořčík. Nejvýhodnější sloučeniny mají strukturuThe activator compounds are preferably organometallic compounds with metals of group Ia, IIa or IIIa of the periodic system, and are more preferably aluminum, zinc, cadmium or magnesium. Most preferred compounds have the structure

kdewhere

X' znamená chlor nebo skupinu ORX 'represents chlorine or an OR group

R a R' jsou stejné nebo rozdílné a znamenají nenasycené uhlovodíkové skupiny s 1 až 14 atomy uhlíku, značí nulu až 3 znamená-nulu až 1,5 znamená 1 nebo nulu a součet c + d + e značí 3.R and R 'are the same or different and are unsaturated hydrocarbon groups having 1 to 14 carbon atoms, zero to 3 means - zero to 1.5 means 1 or zero, and the sum of c + d + e is 3.

Sloučeniny působící jako aktivátor se mohou používat jednotlivě nebo ve vzáj.mnýchThe activator compounds can be used singly or in mutual form

Na 1 molární díl sloučeniny přechodného kovu v použitém aktivovaném katalyzátoru podle tohoto vynálezu se užívá asi 10 až 400, s výhodou asi 50 až 150 molárních dílů sloučeniny působící jako aktivátor.About 10 to 400, preferably about 50 to 150, molar parts of the activator compound are used per mole of transition metal compound in the activated catalyst of the present invention.

Sloučeniny působící jako donor elektronů, jak jsou popsány výše se mohou také použit ve formě komlexů se sloučeninami působícími jako aktivátor za účelem zvýšení stereospecificity katalyzátorů stereospecifické polymerace olefinu Ziegler-Natta-ova typu. Donory elektronů a aktivátory v takovém případě by se použily při molárním poměru aktivátoru k donoru elektronů asi 0,5:1 až 20:1, s výhodou asi 1:1 až 5:1.The electron donor compounds as described above can also be used in the form of complexes with activator compounds to enhance the stereospecificity of Ziegler-Natta-type stereospecific olefin polymerization catalysts. Electron donors and activators in such a case would be used at a molar ratio of activator to electron donor of about 0.5: 1 to 20: 1, preferably about 1: 1 to 5: 1.

Organickým nosičovým materiálem používaným při výrobě katalytických systémů podle tohoto vynálezu jsou jednotlivé polymerní uhlovodíkové materiály. K usnadnění jejich použití při výrobě nosičových katalytických systémů by tyto měly mít s výhodou teplotu tání nebo teplotu skelného přechodu asi 70 až 170 °C, s výhodou asi 90 až 140 °C, při průměrné velikosti částic asi 0,05 až 0,35 mm a distribuci velikosti částic, při které není více než 10 % hmotnostních materiálu o velikosti částic pod 0,02 mm.The organic carrier materials used in the production of the catalyst systems of this invention are individual polymeric hydrocarbon materials. To facilitate their use in the production of supported catalyst systems, they should preferably have a melting point or glass transition temperature of about 70-170 ° C, preferably about 90-140 ° C, with an average particle size of about 0.05-0.35 mm. and a particle size distribution of not more than 10% by weight of the material with a particle size below 0.02 mm.

Pro usnadnění použití nosičového katalytického systému při způsobu polymerace v plynné fázi a zvláště při způsobu ve fluidizované plynné fázi, jednotlivé částicové materiály jako takové dříve než jsou na prekurzoru katalyzátoru uloženy nebo do něho vneseny, by s výhodou měly mít tyto charakteristické vlastnosti:To facilitate the use of the supported catalyst system in the gas-phase polymerization process and in particular in the fluidized-gas phase process, the individual particulate materials as such should preferably have the following characteristics before being deposited on or introduced into the catalyst precursor:

specifická hmotnost asi 0,9 až 1,5 g/cm3 sypná měrná hmotnost asi 0,081 až 0,567 g/cm3 s výhodou asi 0,243 až 0,567 g/cm a objem vnějších dutin asi 0,8 az 5,0 cm /g.specific gravity of about 0.9 to 1.5 g / cm 3 bulk density of about 0.081 to 0.567 g / cm 3 , preferably about 0.243 to 0.567 g / cm 3, and an external void volume of about 0.8 to 5.0 cm / g.

Objem vnějších dutin je mírou kulatosti částic a účinnosti obalení.The volume of the outer cavities is a measure of the roundness of the particles and the effectiveness of the coating.

Příklady polymemích organických nosičových materiálů, které se mohou používat, zahrnují polyoleflnové plasty, jako homopolymery a kopolymery monoolefinů a polyenů se 2 až 8 atomy uhlíku, jako je polyethylen, polypropylen, polybuten, póly(4-methylpenten), polystyren a polydieny, a kopolymery ethylenu a propylenu, které spolu vytvářejí nebo které tvoři s monoolefiny a/nebo polyeny se 4 až 8 atomy uhlíku.Examples of polymeric organic carrier materials that may be used include polyolefin plastics such as homopolymers and copolymers of monoolefins and C 2 -C 8 polyenes such as polyethylene, polypropylene, polybutene, poly (4-methylpentene), polystyrene and polydienes, and copolymers % of ethylene and propylene which form together or which form with monoolefins and / or polyenes of 4 to 8 carbon atoms.

Organický nosičný materiál musí být chemicky inertní ke všem složkám polymeračniho reakčního systému, ve kterém se používá. Organický nosič se používá v množství asi 60 až 95 % hmotnostních, s výhodou asi 65 až 90 % hmotnostních, společně s asi 5 až 40% hmotnostními, s výhodou asi 10 až 35 % hmotnostními, katalyzátorového prekurzoru na bázi přechodného kovu, při výrobě nosičových prostředků podle tohoto vynálezu.The organic support material must be chemically inert to all components of the polymerization reaction system in which it is used. The organic carrier is used in an amount of about 60 to 95% by weight, preferably about 65 to 90% by weight, together with about 5 to 40% by weight, preferably about 10 to 35% by weight, of a transition metal catalyst precursor, in the manufacture of carrier materials. compositions of the invention.

Způsob výroby katalyzátorového prostředku pro polymeraci olefinů užívaného při polymeračním postupu ve fluidizovaném loži podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že se v zařízení pro konečnou úpravu s lopatkami při vysoké rychlosti mícháThe process for the production of the olefin polymerization catalyst composition used in the fluidized bed polymerization process of the present invention is characterized in that it is mixed with the blades at high speed in a finisher

a) 50 až 95 % hmotnostních pevných inertních organických částic nosičového materiálu na bázi polyoleflnového plastu, který má průměrnou velikost částic 0,05 až 0,35 mm, teplotu tání 70 až 170 °C a specifickou hmotnost 0,9 až 1,5 g/cm3 a(a) 50 to 95% by weight of solid inert organic particles of polyolefin plastic carrier material having an average particle size of 0.05 to 0.35 mm, a melting point of 70 to 170 ° C and a specific gravity of 0.9 to 1.5 g / cm 3 a

b) 5 až 50 % hmotnostních pevných částic katalyzátorového prekurzoru na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, pro nízkotlakou polymeraci olefinů, který je prekurzorem katalyzátoru o vysoké aktivitě Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu, přičemž v míchání se pokračuje za podmínek tření uvolňujícího teplo po časové období, které dostačuje,b) 5-50% by weight of particulate transition metal catalyst precursor of Group IVa, Va or Via of the Periodic Table of the Elements, for low pressure olefin polymerization, a precursor of a Ziegler or Ziegler-Natta type high activity catalyst, while stirring continue under conditions of friction releasing heat for a sufficient period of time,

ΊΊ

a) aby částice nosičového materiálu změkly, avšak aby nedošlo k jejich vzájemnému splynutí a(a) the particles of the carrier material soften but do not mix with each other; and

b) částice katalyzátorového prekurzoru se pevně zakotvily a/nebo přilnuly k uvedeným částicím,a), aniž by byly příčinou zhoršení chemické povahy částic a) nebo částic b) .b) the catalyst precursor particles are firmly anchored and / or adhered to said particles, a) without causing a deterioration in the chemical nature of particles a) or particles b).

Při vlastní výrobě katalyzátorového prostředku podle vynálezu se nevyžaduje použití redukčního prostředku, tedy aktivujícího množství organokovové sloučeniny, dokud se katalyzátorový prekurzor nezavede do lože používaného při polymeračním postupu.In the actual production of the catalyst composition of the invention, it is not required to use a reducing agent, i.e., activating the amount of organometallic compound, until the catalyst precursor is introduced into the bed used in the polymerization process.

Vlastní způsob se obvykle provádí tím, že se požadované množství částic organického nosiče a částic prekurzorového prostředku, který tvoří sloučenina na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, nadávkuje najednou nebo postupně během časového intervalu do zařízení pro konečnou úpravu vybaveného lopatkami o vysoké rychlosti otáčení. Tímto zařízením je v podstatě horizontální mísicí komora válcového tvaru, která má mísicí objem asi 1 až 150 litrů a má motorem poháněný hřídel, který prochází komorou, na hřídeli je umístěn větší počet ramen a zařízení je vybaveno stěrkami. V závislosti na délce jednotky může být k hřídeli připojeno asi 4 až 20 ramen. Obvykle se používá dvou souborů stěrek, kde každá z nich je na jednom konci hřídele.The process itself is usually carried out by feeding the required amount of organic carrier particles and particles of a precursor composition which is a transition metal compound of Group IVa, Va or Via of the Periodic Table of Elements to one another or sequentially over a period of time into a finishing apparatus equipped with blades of high rotation speed. The device is a substantially horizontal mixing chamber of cylindrical shape, having a mixing volume of about 1 to 150 liters and having a motor-driven shaft which passes through the chamber, a plurality of arms are placed on the shaft and the device is equipped with squeegees. Depending on the length of the unit, about 4 to 20 arms can be attached to the shaft. Usually two sets of squeegees are used, each of which is at one end of the shaft.

Zařízení pro konečnou úpravu může být chlazeno vodou a vybaveno dávkovacím otvorem a odvodním potrubím, přičemž se obvykle pracuje při gravitačním dávkování. Motor, který pohání hřídel a lopatky, je schopen zpracovat šarži nosičového a prekurzorového materiálu při rychlosti lopatkového vyprazdňování alespoň 3,2 až*19,0 m/s, s výhodou 12,7 až 17,8 m/s. Zařízení pro konečnou úpravu může pracovat násadovým nebo nepřetržitým způsobem.The finishing device may be water-cooled and equipped with a dispensing opening and a drain line, typically operating under gravity dosing. The motor that drives the shaft and vanes is able to process a batch of carrier and precursor material at a blade discharge rate of at least 3.2 to 19.0 m / s, preferably 12.7 to 17.8 m / s. The finishing device may operate in a batch or continuous manner.

Cásticové materiály se tak navzájem míchají po dostatečně dlouhou dobu a při dost vysoké teplotě, že částice organického nosiče změknou a částice materiálu tvořícího prekurzor katalyzátoru se na něm zakotví a/nebo se přichytí do změklých nosičových materiálů, ale za takových časových a teplotních podmínek, že se vyhne chemickému rozkladu některé z těchto částic materiálů. Použitá teplota při mísicí operaci je v podstatě způsobena teplem vzniklým třením během mísicí operace. Teplota se musí řídit tak, aby se vyhnulo spojení mezi jednotlivými částicemi nosičového materiálu. Není zapotřebí dodávat do míchané směsi dodatečné teplo a k odstranění vyvíjecího se tepla může použít chlazení míchané směsi. Vzestup teploty se může také řídit regulací rychlosti vyprazdňování lopatek, co reguluje uvolňování tepla třením.Thus, the particulate materials are mixed with each other for a sufficiently long time and at a sufficiently high temperature that the organic support particles soften and the catalyst precursor material particles are anchored thereon and / or adhered to the softened support materials, but under such time and temperature conditions that avoids chemical decomposition of any of these particulate materials. The temperature used in the mixing operation is essentially due to the frictional heat generated during the mixing operation. The temperature must be controlled so as to avoid bonding between the individual carrier particles. There is no need to add additional heat to the blended mixture, and cooling of the blended mixture may be used to remove the evolution heat. The temperature rise can also be controlled by controlling the speed of the blades to empty, which regulates the heat release by friction.

V míchání obou částicových materiálů se pokračuje dokud se nedosáhne účinnosti přilnavosti asi alespoň 45 % hmotnostních, s výhodou alespoň 75 až 90 % hmotnostních. To může trvat asi 5 až 100 minut v závislosti na velikosti zpracovánané násady. Zde používaný výraz účinnost přilnavosti znamená procento hmotnostní z celkového množství nadávkovaného katalyzátoru, který se přichytí k nosiči.Stirring of the two particulate materials is continued until an adhesion efficiency of about at least 45% by weight, preferably at least 75 to 90% by weight, is achieved. This may take about 5 to 100 minutes, depending on the size of the handle being processed. As used herein, adherence efficiency means a percentage by weight of the total amount of catalyst to be charged to the support.

Po ukončení mísicí operace se smíchané částice odstraní a ochladí na teplotu místnosti. Výsledné částice, které mají částice prekurzoru pevně přichycené na částicích nosiče, jsou v podstatě stejné velikosti a tvaru, jako původní částice nosiče.Upon completion of the mixing operation, the mixed particles are removed and cooled to room temperature. The resulting particles having precursor particles firmly attached to the carrier particles are substantially the same size and shape as the original carrier particles.

Reaktory s fluidním ložem vhodné pro nepřetržitou výrobu polymerů z olefinů byly již popsány a jsou dobře známé v oboru. Reaktory s fluidním ložem vhodné k tomuto účelu jsou popsány na příklad v US patentových spisech č. 4 302 565 a 4 370 456, na které se zde poukazuje jako na známý stav techniky. Uvedené patenty rovněž popisují katalytické prostředky vhodné pro výrobu takových polymerů.Fluidized bed reactors suitable for the continuous production of polymers from olefins have already been described and are well known in the art. Fluidized bed reactors suitable for this purpose are described, for example, in U.S. Patent Nos. 4,302,565 and 4,370,456, which are referred to herein as prior art. The patents also disclose catalyst compositions suitable for the production of such polymers.

Vodík se může používat jako prostředek pro přenos řetězce k regulaci indexu toku taveniny polymerů vyráběného při způsobu. Obecně reakční směs obsahuje vodík v množství postačujícím pro výrobu, přičemž molární poměr vodíku k monomeru činí 0,01:1 až 0,5:1. Kromě vodíku se k řízení indexu toku taveniny produkovaného polymeru mohou použít jiné prostředky pro přenos· řetězce.Hydrogen can be used as a chain transfer agent to control the melt index of the polymers produced in the process. Generally, the reaction mixture contains hydrogen in an amount sufficient to produce, wherein the molar ratio of hydrogen to monomer is 0.01: 1 to 0.5: 1. In addition to hydrogen, other chain transfer means can be used to control the melt index of the polymer produced.

Plynná reakční směs by měla být samozřejmě prakticky zbavena katalytických jedů, jako je vlhkost, kyslík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, aoetylen a podobně.Of course, the gaseous reaction mixture should be substantially free of catalytic poisons such as moisture, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, acetylene, and the like.

Polymerační postup se obvykle provádí za teploty asi 50 až 100 °C, s výhodou 70 až 90 °C, za tlaku asi 687 až 2 748 kPa, s výhodou asi 1 030 až 2 061 kPa, jako dodávaného dávkovaného plynného monomeru a ředidla. Ježto je polymerační reakce exotermní, k odstranění přebytku reakčního tepla se používá výměníku tepla nebo jiných prostředků v potrubí recirkulovaného plynu.The polymerization process is generally carried out at a temperature of about 50 to 100 ° C, preferably 70 to 90 ° C, at a pressure of about 687 to 2748 kPa, preferably about 1030 to 2061 kPa, as the feed monomer and diluent feed. Since the polymerization reaction is exothermic, a heat exchanger or other means in the recirculated gas line is used to remove excess reaction heat.

Za účelem udrženi životaschopného fluidisovaného lože, rychlost-plynu na povrchu u plynné reakční směsi vedené ložem musí překračovat minimální průtok potřebný pro fluidizaci a s výhodou je alespoň 60,9 mm za sekundu nad minimálním průtokem. Obvykle tato rychlost plynu nepřekračuje 1,52 m/s a zvláště obvykle stačí rychlost, která není větší než 762 mm/s.In order to maintain a viable fluidized bed, the gas velocity on the surface of the gaseous reaction mixture through the bed must exceed the minimum flow rate required for fluidization and is preferably at least 60.9 mm per second above the minimum flow rate. Typically, this gas velocity does not exceed 1.52 m / s, and in particular, a velocity not greater than 762 mm / s is sufficient.

Je-li zapotřebí, prekurzorový prostředek nosičového katalyzátoru se může částečně aktivovat před jeho zavedením do polymeračního reaktoru. Výsledným produktem jsou volně tekoucí pevné částice materiálu, jehož aktivizace se dokončí přídavkem sloučeniny působící jako aktivátor, která může být stejná nebo odlišná od zmíněné sloučeniny působící jako aktivátor.If desired, the supported catalyst catalyst precursor composition may be partially activated prior to introduction into the polymerization reactor. The resulting product is free-flowing solid particles of material whose activation is completed by the addition of an activator compound, which may be the same or different from said activator compound.

Popřípadě prekurzovový prostředek nosičového katalyzátoru může být, je-li zapotřebí, úplně aktivován v polymeračním reaktoru bez jakékoli předchozí aktivace vně reaktoru, způsobem popsaným v US patentu č. 4 383 095, na který se zde jako na známý stav poukazuje.Optionally, the precursor carrier catalyst composition can, if desired, be fully activated in the polymerization reactor without any prior activation outside the reactor, in the manner described in U.S. Patent No. 4,383,095, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

částečně aktivovaný nebo zcela neaktivovaný prekurzorový prostředek nosičového katalyzátoru a požadované množství sloučeniny působící jako aktivátor nutné k úplné aktivaci prekurzorového prostředku se s výhodou dávkují do reaktoru odděleným přívodním potrubím. Sloučenina působící jako aktivátor se může rozstřikovat v reaktoru ve formě svého roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako je isopentan, hexan nebo minerální olej. Tento roztok obvykle obsahuje od asi 2 do 30 % hmotnostních sloučeniny působící jako aktivátor. Do reaktoru se sloučenina působící jako aktivátor přidává v množství, které v reaktoru postačuje, aby molární poměr veškerého kovu aktivátoru k přechodnému kovu byl asi od 10:1 do 400:1, s výhodou asi od 50:1 do 150:1.The partially activated or completely non-activated precursor composition of the supported catalyst and the required amount of activator compound required to fully activate the precursor composition are preferably fed to the reactor via a separate feed line. The activator compound may be sprayed in the reactor as a solution thereof in a hydrocarbon solvent such as isopentane, hexane or mineral oil. This solution typically contains from about 2 to 30% by weight of the activator compound. The activator compound is added to the reactor in an amount sufficient to provide a molar ratio of all activator metal to transition metal of from about 10: 1 to 400: 1, preferably from about 50: 1 to 150: 1.

Při nepřetržitém postupu v plynné fázi ve fluidním loži zde uváděné, oddělená část částečně aktivovaného nebo zcela neaktivovaného prekurzorového prostředku nosičového katalyzátoru se nepřetržitě dávkují do reaktoru s oddělenými podíly sloučeniny působící jako aktivátor, která je zapotřebí k úplné aktivaci částečně aktivovaného nebo zcela neaktivovaného prekurzorového prostředku, během nepřetržitého polymeračního postupu za účelem náhrady aktivního katalyzátoru, který se v průběhu reakce spotřebuje.In the continuous gas phase fluidized bed process herein, a separate portion of the partially activated or completely non-activated precursor composition of the supported catalyst is continuously fed into a reactor with separate portions of the activator compound needed to fully activate the partially activated or fully non-activated precursor composition, during a continuous polymerization process to replace the active catalyst that is consumed during the reaction.

Výroba za polymeračnich podmínek a s katalytickým prostředkem zde popsaným umožňuje nepřetržitou polymerací olefinových monomerů jednotlivě nebo ve vzájemných směsích ve fluidizovaném loži za vzniku pevných polymerů olefinu ve formě částic bez nadměrného znečištění reaktoru. Výraz nepřetržitě polymerovat se zde používá k označení schopnosti nepřerušit polymerací po dobu týdne, to jest alespoň déle než 168 hodin a obvykle překračuje 1 000 hodin, aniž by došlo k znečištění reaktoru v důsledku velké aglomerace polymeru.Production under polymerization conditions and with the catalyst composition described herein allows continuous polymerization of olefin monomers individually or in admixture in a fluidized bed to form solid olefin polymers in particulate form without excessive contamination of the reactor. The term continuous polymerization is used herein to denote the ability to not polymerize for a week, i.e., for at least 168 hours, and usually exceeds 1000 hours without contaminating the reactor due to large polymer agglomeration.

Následující příklady jsou určeny k ilustraci prostředků a způsobu výroby podle tohoto vynálezu a nejsou zamýšleny jako omezení rozsahu vynálezu.The following examples are intended to illustrate the compositions and method of manufacture of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention.

Vlastnosti používaných katalytických prostředků a vyráběných polymerů se stanovují těmito testovacími metodami:The properties of the catalyst compositions and polymers produced are determined by the following test methods:

Specifická hmotnostSpecific weight

Stanovuje se podle americké normy ASTM D 792. Kotoučky se vyrobí a kondicionují 1 hodinu při teplotě 100 °C k dosažení rovnovážné krystalinity. Měření specifické hmotnosti se potom provádí na spádové koloně ke stanovení hustoty.It is determined according to the American standard ASTM D 792. The discs are made and conditioned for 1 hour at 100 ° C to achieve equilibrium crystallinity. Specific gravity measurements are then performed on a gravity column to determine density.

ProduktivitaProductivity

Vzorek produkovaného plastu se spálí a stanoví se % hmotnostní popela. Protože popel v podstatě sestává z katalyzátoru, produktivitou je tak hmotnost produkovaného polymeru v gramech na hmotnost celkově spotřebovaného katalyzátoru v gramech. Množství kovů a halogenidů v popelu se stanovuje elementární analýzou.A sample of the plastic produced is burned and the% ash weight is determined. Since the ash essentially consists of a catalyst, the productivity is thus the weight of the polymer produced in grams per weight of total catalyst consumed in grams. The amount of metals and halides in the ash is determined by elemental analysis.

Průměrná velikost částicAverage particle size

Vypočítá se z údajů sítové analýzy změřených podle americké normy ASTM D 1 921, metody A, za použití vzorku o hmotnosti 30 až 200 gramů. Výpočet je vztažen na hmotnost frakcí zadržených na sítě.It is calculated from the sieve analysis data measured according to ASTM D1921, method A, using a sample weighing 30 to 200 grams. The calculation is based on the weight of the fractions retained on the mesh.

Sypná měrná hmotnostBulk density

Plast se plní přes nálevku o průměru 9,5 mm do 100 ml odměrného válce k rysce 100 ml/aniž by se s válcem zatřepalo a stanoví se rozdílem hmotnost.The plastic is filled through a 9.5 mm diameter funnel into a 100 ml graduated cylinder to the 100 ml mark without shaking the cylinder and determining the weight difference.

Objem vnějších dutinVolume of external cavities

Technika vsakování kapaliny se použije ke změření objemu vnitřních dutin(IW). Objem vnějších dutin (EW) se potom vypočítá ze vztahu:The liquid wicking technique is used to measure the volume of internal cavities (IW). The volume of external cavities (EW) is then calculated from:

EW _1_ sypná měrná hmotnost _1_ specifická hmotnost plastuEW - specific gravity - specific gravity of plastic

IWIW

V souvislosti se skupinami kovů se zde odkazuje na skupiny kovů podle Mendělejevový periodické tabulky prvků.In connection with metal groups, reference is made to metal groups according to Mendeleyev's Periodic Table of Elements.

PříkladyExamples

Katalyzátorový prekurzorový prostředekCatalyst precursor composition

Katalyzátorový prekurzorový prostředek používaný v příkladech uvedených dále je prostředek rozemletý na kuličky, které mají průměrnou velikost částic v rozmezí asi 2 až 50 mikrometrů. Prekurzorový prostředek, když se použije se sloučeninami působícími jako aktivátor, představuje vysoce aktivní katalyzátor pro polymeraci ethylenu. Připravuje se z chloridu titaničitého jako sloučeniny přechodného kovu, chloridu hořečnatého, jako komplexotvorného nosiče a tetrahydrofuranu jako komplexotvorného nosiče a tetrahydrofuranu jako komplexotvorného donoru elektronů, podle postupu uvedeného v kanadském patentu č. 1 144 300, který se uvádí jako známý stav techniky. Tento prekurzorový prostředek chemicky je přizpůsoben prostředku vzorceThe catalyst precursor composition used in the examples below is a bead composition having an average particle size in the range of about 2 to 50 microns. The precursor composition, when used with activator compounds, is a highly active catalyst for the polymerization of ethylene. It is prepared from titanium tetrachloride as a transition metal compound, magnesium chloride as a complexing carrier and tetrahydrofuran as a complexing carrier, and tetrahydrofuran as a complexing electron donor according to the procedure disclosed in Canadian Patent No. 1,144,300, which is disclosed as prior art. This precursor composition chemically conforms to the composition of the formula

Mg TiCl Ithf1 ym pL Jq kde m je 5 až 200, p je - 13 až - 403, q je - 0 až - 3,0 aMg TiCl Ithf1 y pL Jq m wherein m is 5-200, p is - 13 to - 403, q is from 0 - to - 3.0, and

THF znamená tetrahydrofuran.THF means tetrahydrofuran.

Nosičový materiálCarrier material

Nosič použitý v těchto příkladech jsou částice pevné látky tvořené vysokotlakým polyethylenem o nízké specifické hmotnosti, které mají teplotu .tání 95 °C, specifickou hmotnostThe carrier used in these examples are solid particles formed by high pressure polyethylene of low specific gravity having a melting point of 95 ° C, specific gravity

3 33 3

0,93 g/cm , sypnou měrnou hmotnost 0,355 g/om a objem vnějších dutin 1,39 cm /g (objem vnitřních dutin je 0,29 cm3/g). Distribuce velikosti částic nosiče je taková, že žádné částice nemají velikost pod 0,09 mm. Částice máji velikost v rozmezí 0,09 až 0,15 mm.0.93 g / cm @ 2, bulk density 0.355 g / cm @ 2, and external void volume 1.39 cm / g (internal void volume = 0.29 cm @ 3 / g). The particle size distribution of the carrier is such that no particles have a size below 0.09 mm. The particles have a size in the range of 0.09 to 0.15 mm.

Konečné zpracování g dávka (35 % hmotnostních) katalyzátorového prekurzoru a 130 g (65 % hmotnostních) nosiče se vnese za teploty 25 °C a pod inertní dusíkovou atmosférou a při způsobu zpracování v násadě do zařízení pro konečné zpracování o délce 102 mm a průměru 152 mm, které má vnitřní objem asi 1 litr. Tato zařízení se uzavře a hřídel se čtyřmi lopatkami se uvede do chodu při rychlosti 6,3 m za sekund. Teplota míchané násady stoupne na 100 °C v důsledku intenzivního míchání a tření teplem. Rychlost hřídele se potom sníží, po asi 20minutách na 5,3 m za sekundu, aby se udržela teplota míchaného materiálu asi 100 °C. Po konečné úpravě se dávka udržuje za teploty 100 °C celkem 30 minut, hřídel se zastaví a konečný materiál se potom vyjme ze zařízeni pro konečné zpracování. Výsledný materiál je ve formě částic které mají průměrnou velikost asi 100 mikrometrů.Final treatment g a batch (35% by weight) of the catalyst precursor and 130 g (65% by weight) of the support are introduced at 25 ° C and under an inert nitrogen atmosphere and in a batch process to a final treatment apparatus of 102 mm length and 152 diameter. mm having an internal volume of about 1 liter. These devices are closed and the four-blade shaft is started at a speed of 6.3 m per second. The temperature of the stirring shaft rises to 100 ° C due to vigorous stirring and heat friction. The shaft speed is then reduced, after about 20 minutes, to 5.3 m per second to maintain a mixed material temperature of about 100 ° C. After final treatment, the batch is held at 100 ° C for a total of 30 minutes, the shaft is stopped, and the final material is then removed from the final processing apparatus. The resulting material is in the form of particles having an average size of about 100 microns.

Elektronová difrakční spektroskopie (EDS)Cl konečného produktu ukazuje, že každá částice v podstatě sestává z nosičového jádra jednotně povléknutého prekurzorovým prostředkem.The final product electron diffraction spectroscopy (EDS) C1 shows that each particle essentially consists of a carrier core uniformly coated with a precursor composition.

Polymerační reakcePolymerization reactions

Konečný katalyzátorový prekurzor vyrobený jak je popsáno výše se použije k terpolymeraci ethylenu (C2), propylenu (C^) a 1-hexenu (Cg) při způsobu prováděném v plynné fázi ve fluidizovaném loži v zařízení v podstatě popsaném v US patentech č. 4 359 561 a 4 363 904 a s objemem lože asi 198,2 litrů. Reaktor se nechá pracovat za teploty 85 °C při výtěžku v prostoru a čase od 3,5 do 5,0 za parciálního tlaku 549,6 až 687 kPa ethylenu a dávkovaného plynu se a Cg při molárním poměru C2:C3 rovném 16:1 a molárním poměru C2:Cg rovném 11:1. Jako aktivátorové sloučenina se používá triethylhliník, přičemž použitý molární poměr Al:Ti je roven 35:50. Aktivace se provádí v reaktoru. Aktivátor se dávkuje do reaktoru jako hmotnostně 5% roztok v uhlovodíkovém rozpouštědle rychlostí asi 100 ml/h.The final catalyst precursor produced as described above is used to terpolymerize ethylene (C 2 ), propylene (C 2) and 1-hexene (Cg) in a fluidized bed gas phase process in a device substantially described in US Patent Nos. 4 359,561 and 4,363,904 and a bed volume of about 198.2 liters. The reactor is operated at a temperature of 85 ° C in a space and time yield of 3.5 to 5.0 at a partial pressure of 50 to 50 psi of ethylene and a feed gas and a Cg at a molar ratio of C 2 : C 3 of 16: 1 and a 2 : Cg molar ratio of 11: 1. Triethylaluminium is used as the activator compound, and the Al: Ti molar ratio used is 35:50. The activation is carried out in a reactor. The activator is fed to the reactor as a 5% by weight solution in the hydrocarbon solvent at a rate of about 100 ml / h.

Dávkováni katalyzátoru a průběh reakce jsou hladké a nepřetržité, jak ukazuje nepřetržité provozování reaktoru po dobu rovnou nebo větší než 2 dny bez zanesení dávkovacího zařízení katalyzátoru nebo vzniku destiček nebo chuchvalců polymeru v něm. Produkovaným 3 polymerem je terpolymer, který má specifickou hmotnost 0,918 g/cm , index toku taveniny 48 a sypnou specifickou hmotnost 0,285 g/cmJ. Polymer se získává z reaktoru v množství asi 11,3 kg za hodinu při úrovni produktivity asi 1 000 000 g polymeru na 1 g titanu v katalyzátoru.Catalyst dosing and reaction progress are smooth and continuous, as shown by continuous operation of the reactor for a period of time equal to or greater than 2 days without clogging the catalyst dosing device or forming platelets or lumps of polymer therein. 3 Produced polymer is a terpolymer having a specific gravity of 0.918 g / cc, a melt index of 48 and a bulk specific gravity of 0.285 g / cc. The polymer is recovered from the reactor at about 11.3 kg per hour at a productivity level of about 1,000,000 g of polymer per g of titanium in the catalyst.

Porovnání polymeračních reakcíComparison of polymerization reactions

Katalyzátorový prekurzor v konečné neupravené a nepřizpůsobené formě se použije při pokusu k výrobě ethylen-l-butenového kopolymeru při poměru k od 0,30 do 0,32, při specifické hmotnosti 0,918 až 0,922 g/cm^. Jde o jednodušší polymerační postup, než je terpolymerační postup, při kterém se použije konečně upraveného prekurzorového katalytického prostředku.The catalyst precursor in the final untreated and unadjusted form was used in an attempt to produce an ethylene-1-butene copolymer at a ratio of from 0.30 to 0.32, at a specific weight of 0.918 to 0.922 g / cm 2. This is a simpler polymerization process than a terpolymerization process using a finely prepared precursor catalyst composition.

Reakce se provádí v reaktorovém systému, který je stejný jako se použil pro terpolymerační reakci. Reaktor se nechá pracovat za teploty 85 °C při výtěžku v prostoru a čase 2,3 za celkového reakčního tlaku 1 374 kPa. Jako aktivátorové sloučenina se použije triethylhliník, přičemž se použije molárního poměru hliníku k titanu rovného 65. Aktivátor se dávkuje do reaktoru jako hmotnostně 10% roztok v uhlovodíkovém rozpouštědle.The reaction is carried out in a reactor system which is the same as that used for the terpolymerization reaction. The reactor was allowed to operate at 85 ° C in a space / time yield of 2.3 at a total reaction pressure of 14 psig. Triethyl aluminum was used as the activator compound, using a molar ratio of aluminum to titanium of 65. The activator was charged to the reactor as a 10% by weight solution in a hydrocarbon solvent.

Reaktor však se musí odstavit po provozování kratším než 24 hodiny. Provoz je velmi nestabilní a vede ke vzniku povlaků a destiček polymeru na stěnách reaktoru. Tvorba povlaků a destiček je zapříčiněna migrací katalyzátoru ke stěnám reaktoru. Zde se tvoří z katalyzátorem obohacených polymerních materiálů povlaky, destičky a chuchvalce. Tato nestabilní reakční operace je také charakterizována velkým poklesem teploty (asi 10 až 20 °C) a trvalými problémy způsobenými ucpáváním dávkovacího zařízení pro katalyzátor.However, the reactor must be shut down after operating for less than 24 hours. Operation is very unstable and leads to the formation of polymer coatings and platelets on the reactor walls. The formation of coatings and platelets is caused by the migration of the catalyst to the reactor walls. Here, coatings, wafers and lumps are formed from the catalyst-enriched polymeric materials. This unstable reaction operation is also characterized by a large temperature drop (about 10-20 ° C) and persistent problems due to clogging of the catalyst feed device.

Claims (7)

1. Vícesložkový katalyzátorový prostředek Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu, vyznačující se tím, že sestává zMulti-component catalyst composition of the Ziegler or Ziegler-Natta type, characterized in that it consists of: a) 50 až 95 % hmotnostních pevných inertních částic organického nosičového materiálu na bázi polyolefinového plastu, který má průměrnou velikost částic 0,05 až 0,35 mm, teplotu tání 70 až 170 °C a specifickou hmotnost 0,9 až 1,5 g/cm3 a(a) 50 to 95% by weight of solid inert particles of an organic carrier material based on polyolefin plastic having an average particle size of 0.05 to 0.35 mm, a melting point of 70 to 170 ° C and a specific gravity of 0.9 to 1.5 g / cm 3 a b) 5 až 50 % hmotnostních pevných částic katalyzátorového prekurzoru tvořeného sloučeninou na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, pro nízkotlakou polymeraci olefinů, přičemž částice katalyzátorového prekurzoru jsou přilnutí na částicích organického nosičového materiálu.b) 5 to 50% by weight of particulate catalyst precursor consisting of a Group IVa, Va or VIa transition metal compound for low pressure olefin polymerization, wherein the catalyst precursor particles are adhered to the organic support material particles. 2. Prostředek podle bodu 1, vyznačující se tím, že nosičovým materiálem je polyethylenový plast.2. A composition according to claim 1 wherein the carrier material is polyethylene plastic. 3. Prostředek podle bodu 1, vyznačující se tím, že nosičovým materiálem je polypropylenový plast.3. A composition according to claim 1 wherein the carrier material is polypropylene plastic. 4. Prostředek podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje4. A composition according to any one of Claims 1 to 3 comprising a) katalyzátorový prekurzor podle bodu 1 a(a) the catalyst precursor referred to in point 1; and b) aktivující množství organokovové sloučeniny působící jako redukční prostředek.b) an activating amount of an organometallic compound acting as a reducing agent. 5. Prostředek podle bodu 4, vyznačující se tím, že redukční prostředek je založen na sloučenině kovu ze skupiny Ia, Ha nebo lila periodické soustavy prvků.5. The composition according to claim 4, wherein the reducing agent is based on a metal compound of Group Ia, IIa or IIIa of the Periodic Table of the Elements. 6. Prostředek podle bodu 4 nebo 5, vyznačující se tím, že sloučeniny a) a b) jsou obsaženy v atomovém poměru 10:400, vztaženo na původní obsah kovu ve sloučeninách.6. A composition according to claim 4 or 5, wherein the compounds a) and b) are present in an atomic ratio of 10: 400, based on the original metal content of the compounds. 7. Způsob výroby katalyzátorového prostředku podle bodů 1 až 6, pro polymeraci olefinů používaného při polymeračním postupu ve fluidizovaném loži, vyznačující se tím, že se v zařízení pro konečnou úpravu s lopatkami při vysoké rychlosti míchá7. A process for the production of a catalyst composition as claimed in claims 1 to 6, for the polymerization of olefins used in a fluidized bed polymerization process, characterized in that it is mixed with vanes at a high speed in a finishing apparatus. a) 50 až 95 % hmotnostních pevných inertních organických částic nosičového materiálu, který má průměrnou velikost částic 0,05 až 0,35 mm, teplotu tání 70 až 170 °C a specifickou hmotnost 0,9 až 1,5 g/cm a(a) 50 to 95% by weight of solid inert organic particles of carrier material having an average particle size of 0.05 to 0.35 mm, a melting point of 70 to 170 ° C and a specific gravity of 0.9 to 1.5 g / cm; and b) 5 až 50 S hmotnostních pevných částic katalyzátorového prekurzoru tvořeného sloučeninou na bázi přechodného kovu ze skupiny IVa, Va nebo Via periodické soustavy prvků, pro nízkotlakou polymeraci olefinů, který je prekurzorem o vysoké aktivitě katalyzátoru Zieglerova nebo Ziegler-Natta-ova typu, přičemž v míchání se pokračuje za podmínek tření uvolňujícího teplo po časové období, které dostačuje,(b) from 5 to 50% by weight of particulate catalyst precursor consisting of a Group IVa, Va or Via transition metal compound of the Periodic Table of the Elements, for low pressure olefin polymerization, a high activity Ziegler or Ziegler-Natta type catalyst precursor; stirring is continued under heat-releasing friction conditions for a sufficient period of time, a) aby částice nosičového materiálu změkly, avšak nedošlo k jejich vzájemnému splynutí a(a) the particles of the support material soften but do not mix with each other; and b) částice katalyzátorového prekurzoru se pevně zakotvily a/nebo přilnuly k částicím a), aniž by byly příčinou zhoršení chemické povahy částic a) nebo částic b).(b) the catalyst precursor particles are firmly anchored and / or adhered to particles (a) without causing deterioration in the chemical nature of particles (a) or (b).
CS631784A 1984-08-21 1984-08-21 Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture CS253592B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS631784A CS253592B2 (en) 1984-08-21 1984-08-21 Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture
CS858314A CS253599B2 (en) 1984-08-21 1985-11-18 A process for the catalytic polymerization of at least one olefin monomer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS631784A CS253592B2 (en) 1984-08-21 1984-08-21 Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS253592B2 true CS253592B2 (en) 1987-11-12

Family

ID=5409938

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS631784A CS253592B2 (en) 1984-08-21 1984-08-21 Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture
CS858314A CS253599B2 (en) 1984-08-21 1985-11-18 A process for the catalytic polymerization of at least one olefin monomer

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS858314A CS253599B2 (en) 1984-08-21 1985-11-18 A process for the catalytic polymerization of at least one olefin monomer

Country Status (1)

Country Link
CS (2) CS253592B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS253599B2 (en) 1987-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4560671A (en) Olefin polymerization catalysts adapted for gas phase processes
JP2563265B2 (en) Polymerization method of propylene
RU2126420C1 (en) Bead component of olefin polymerization catalyst, process for preparation thereof, olefin polymerization catalyst, and process for polymerization of olefins
US4657882A (en) Supported olefin polymerization catalyst produced from a magnesium alkyl/organophosphoryl complex
JP3313170B2 (en) Gas phase polymerization of alpha olefins
RU2116318C1 (en) METHOD OF CONTINUOUS GASE-PHASE ETHYLENE AND ITS MIXTURE POLYMERIZATION WITH α-OLEFINS AND POLYMERS
EP0250229B1 (en) Alpha-olefin polymerization catalyst system including an advantageous modifier component
JPH0791330B2 (en) Method for producing solid catalyst component for olefin polymerization
CS100791A2 (en) Propolymer of alpha-olefin, method of its preparation and method of olefins polymerization in gas phase
HU181980B (en) Process for preparing ethylene polymers of high density
JPH072798B2 (en) Solid catalyst component for olefin polymerization
EP0131832B1 (en) Olefin polymerization catalysts adapted for gas phase processes
KR0172613B1 (en) Process for producing polyolefin
CN102344508A (en) A kind of ethylene polymerization catalyst containing ether compound and its preparation and application
CS264327B2 (en) Process for preparing solid catalyst for the polymerization of olefines
JP3513205B2 (en) Method for producing poly-1-olefin
CS253592B2 (en) Multicomponent catalyst composition and process for its manufacture
US4585840A (en) Olefin polymerization catalysts adapted for gas phase processes
JPH0617400B2 (en) Olefin Polymerization Method
CZ462488A3 (en) Olefin polymerization catalyst
JPH0778099B2 (en) Method for preparing transition metal component supported on polymer carrier used in olefin polymerization catalyst system
JPS6412289B2 (en)
JPH05194637A (en) Vapor phase preparation of propylene polymer of high bulk density
JP3273216B2 (en) Method for producing polyolefin
JPH0435486B2 (en)