CS257283B2 - Vanadium based catalytic system for polyethylene production - Google Patents
Vanadium based catalytic system for polyethylene production Download PDFInfo
- Publication number
- CS257283B2 CS257283B2 CS861963A CS196386A CS257283B2 CS 257283 B2 CS257283 B2 CS 257283B2 CS 861963 A CS861963 A CS 861963A CS 196386 A CS196386 A CS 196386A CS 257283 B2 CS257283 B2 CS 257283B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- vanadium
- modifier
- catalyst system
- cocatalyst
- alkyl
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Katalytický systém na bázi vanadu pro výrobu polyetylénu obsahující A) prekurzor nanesený na nosiči sestávající ze 1) sloučeniny vanadu, která je reakčním produktem, halogenidu vanaditého, kde halogenem je chlor, brom nebo jod a donoru elektronů, kterým je kapalná organická Lewisova báze, ve které je halogenid vanaditý rozpustný, 2) modifikátoru MXa, kde M znamená bor nebo zbytek AlRj3_a), ve kterém R znamenají navzájem nezávisle alkylskupiny s tou podmínkou, ’ že celkový počet alifatických atomů uhlíku v libovolné skupině R není vyšší než 14, X znamená chlor, brom nebo jod a a znamená 0, 1 nebo 2 s tou podmínkou, že když M znamená bor, a značí 3 a 3) pevného inertního nosiče, tvořeného oxidem křemičitým nebo oxidem hlinitým, na kterém je sloučenina vanadu a modifikátor nanesen, B) kokatalyzátor AIR3, kde R má význam uvedený výše a C) promotor RbCxÍ4-b)< kde R'znamená vodík nebo nesubstituovanou nebo halogenovanou alkylskupinu obsahující do 6 atomů uhlíku, X'znamená halogen a b značí 0, 1 nebo 2.A vanadium-based catalyst system for the production of polyethylene comprising A) a precursor supported on a support consisting of 1) a vanadium compound which is a reaction product of a vanadium halide, where the halogen is chlorine, bromine or iodine, and an electron donor which is a liquid organic Lewis base in which the vanadium halide is soluble, 2) a modifier MXa, where M is boron or the radical AlRj3_a), in which R independently represent alkyl groups with the proviso that the total number of aliphatic carbon atoms in any R group is not more than 14, X represents chlorine, bromine or iodine and a represents 0, 1 or 2 with the proviso that when M represents boron, a represents 3 and 3) a solid inert support formed of silica or alumina on which the vanadium compound and the modifier are supported, B) a cocatalyst AIR3, where R has the meaning given above and C) a promoter RbCxI4-b)< where R' represents hydrogen or an unsubstituted or halogenated alkyl group containing up to 6 carbon atoms, X' represents halogen and b represents 0, 1 or 2.
Description
Vynález se týká katalitického systému na bázi vanadu pro výrobu polyetylnu. Pod výrazem polyetylén se rozumějí homopolymery etylenu nebo kopolymery etylenu s alespoň jedním alfa-olefinem se 3 až 10 atomy uhlíku. Katalytický systém podle vynálezu se hodí pro polymeraci v plynné fázi za vzniku polymerů, které mají žádoucí profil vlastností vhodných pro určité aplikace.The invention relates to a vanadium-based catalyst system for the production of polyethylene. The term polyethylene refers to homopolymers of ethylene or copolymers of ethylene with at least one alpha-olefin having 3 to 10 carbon atoms. The catalyst system according to the invention is suitable for gas phase polymerization to form polymers having a desirable property profile suitable for certain applications.
Polyetylény o relativně široké distribuci, molekulové hmotnosti mají rozsáhlé použití v oblasti izolace drátů a kabelů a lze jich použít pro vyfukování a výrobu trubek. Takové polyetylény s širokou distribucí molekulové hmotnosti, vyrobené například způsobem uvedeným v US patentu č. 3 324 095 (Carrick a další), jsou nestálé díky relativně vysoké úrovni nenasycenosti. Polyetylény s poměrně úzkou distribucí molekulové hmotnosti se mohou vyrobit v plynné fázi, jak je to popsáno například v US patentu č. 4 302 565 (Goeke a další) a US patentu č. 4 302 566 (Karol a další). Takové způsoby polymerace v plynné fázi používají ' katalyzátorů s vysokou aktivitou, aby se získaly polyetylény o nízké nenasycenosti, které mají vysokou použitelnost při různých aplikacích ve formě folií.Polyethylenes with a relatively broad molecular weight distribution have extensive applications in wire and cable insulation and can be used for blow molding and pipe production. Such broad molecular weight distribution polyethylenes, such as those produced by the process disclosed in U.S. Patent No. 3,324,095 (Carrick et al.), are unstable due to their relatively high level of unsaturation. Polyethylenes with a relatively narrow molecular weight distribution can be produced in the gas phase, such as those disclosed in U.S. Patent No. 4,302,565 (Goeke et al.) and U.S. Patent No. 4,302,566 (Karol et al.). Such gas phase polymerization processes employ high activity catalysts to produce low unsaturation polyethylenes that have high utility in a variety of film applications.
Takové polyetylény avšak mají omezenou použitelnost v jiných oblastech, kde se vyžaduje vyšší tok taveniny a možnosti vytlačování, a nižší lom taveniny u polyetylénu se širokou distribucí molekulové hmotnosti. Bylo by proto žádoucí vyvinout vysoce aktivní katalytický systém a způsob výroby vysoce nasyceného polyetylénu v plynné fázi, který má širokou distribuci molekulové hmotnosti.However, such polyethylenes have limited utility in other applications where higher melt flow and extrusion capabilities are required, and lower melt fracture of polyethylene with a broad molecular weight distribution. It would therefore be desirable to develop a highly active catalyst system and process for the gas phase production of highly saturated polyethylene having a broad molecular weight distribution.
K výrobě polyetylénů se používají vanadiové katalyzátory. US patent č. 3 956 255 (Ort) popisuje katalytický systém pro polymeraci etylenu, který v podstatě sestává ze sloučeniny vanadu, která zreagovala s alkylaluminiumalkoxidem a trialkylhliníkem. Tento katalytický systém je nanesen na oxidu křemičitém, který se nechal předem zreagovat s alkylhliníkem nebo alkylaluminiumalkoxidem. Jako promotoru se popřípadě může použít halogenovaného alkanu.Vanadium catalysts are used to produce polyethylenes. U.S. Patent No. 3,956,255 (Ort) describes a catalyst system for the polymerization of ethylene which essentially consists of a vanadium compound reacted with an alkylaluminum alkoxide and a trialkylaluminum. This catalyst system is supported on silica which has been previously reacted with an alkylaluminum or alkylaluminum alkoxide. A halogenated alkane may optionally be used as a promoter.
US patent č. 4 173 698 (Kanoch a další) popisuje katalyzátor pro polymeraci etylenu, kterým je produkt tvořený komplexem chloridu vanaditého a etheru, sloučený s halogenidem hlinitým. Produkt není nanesen na nosiči. Jako kokatalyzátoru se používá organohlinité sloučeniny.U.S. Patent No. 4,173,698 (Kanoch et al.) describes a catalyst for the polymerization of ethylene which is a product formed by a complex of vanadium chloride and an ether, combined with an aluminum halide. The product is not supported. An organoaluminum compound is used as a cocatalyst.
US patent č. 4 202 958 (Yamaguchi a další) se týká způsobu polymerace etylenu za použití nenosičového pevného katalyzátoru získaného redukcí halogenidu vanaditého organohlinitou sloučeninou v přítomnosti etherové sloučeniny. I zde se používá organohlinitého katalyzátoru.U.S. Patent No. 4,202,958 (Yamaguchi et al.) relates to a process for the polymerization of ethylene using an unsupported solid catalyst obtained by the reduction of vanadium halide with an organoaluminum compound in the presence of an ether compound. Here too, an organoaluminum catalyst is used.
US patent č. 4 263 171 (Shida a další) je representativní publikací vztahující se ke katalyzátorům pro polymeraci olefinů za použití sloučenin obsahujících hořčík. Patent uvádí katalyzátor nanesený na oxidu křemičitém tvořený komplexem hořčíku a hliníku s halogenovanou sloučeninou přechodného kovu (včetně vanadu).U.S. Patent No. 4,263,171 (Shida et al.) is a representative publication relating to catalysts for the polymerization of olefins using magnesium-containing compounds. The patent discloses a catalyst supported on silica formed of a magnesium-aluminum complex with a halogenated transition metal compound (including vanadium).
US patent č. 4 294 947 (Doerk a další) popisuje kopolymeraoi etylenu s 1-butenem v kapalném 1-butenu, jako rozpouštědle, za použití nenosičového katalyzátoru obsahujícího reakční produkt vanadyIchloridu a/nebo -alkoxídu s alkylalumíniumchloridem a organohlinitými kokatalyzátory.U.S. Patent No. 4,294,947 (Doerk et al.) describes the copolymerization of ethylene with 1-butene in liquid 1-butene as a solvent using an unsupported catalyst comprising the reaction product of vanadyl chloride and/or alkoxide with alkyl aluminum chloride and organoaluminum cocatalysts.
Mnohé z těchto publikaci representujicí známý stav techniky, jsou zaměřeny na získání katalyzátoru s vysokou aktivitou nebo na selektivní zlepšení jednotlivých způsobů polymerace nebo vlastností polyetylénu. Kvůli složitosti nebylo před tímto vynálezem možné získat průmyslově vhodný optimalizovaný postup v plynné fázi využívající vanadiový katalyzátor pro výrobu polyetylénů s požadovanou rovnováhou vlastností. Pro dosažení takového postupu, musí katalyzátor poskytovat lepší odezvu na vodík, aby se dosáhlo velmi nízké úrovně nenasycenosti polyetylénu.Many of these publications, representing the prior art, are directed to obtaining a catalyst with high activity or to selectively improve individual polymerization processes or properties of polyethylene. Due to the complexity, it has not been possible to obtain an industrially suitable optimized gas phase process using a vanadium catalyst for the production of polyethylenes with the desired balance of properties prior to the present invention. To achieve such a process, the catalyst must provide a better response to hydrogen in order to achieve a very low level of unsaturation of the polyethylene.
Dále musí vykazovat vysoký stupeň produktivity, aby byl zbytek katalyzátoru v polyetylénu tak malý, s výhodou menší než 10 ppm vanadu, že by to umožnilo, aby v něm zůstal a mohl se vynechat stupeň odstraňování katalyzátoru.Furthermore, it must exhibit a high degree of productivity so that the catalyst residue in the polyethylene is so small, preferably less than 10 ppm of vanadium, that it would allow it to remain therein and the catalyst removal step to be omitted.
Katalyzátor musí dále poskytnout polyetylén, který se snadno tváří různými způsoby tváření, tj. polyetylén, který má poměrně širokou distribuci molekulové hmotnosti a široké rozmezí indexu toku taveniny. Katalyzátor musí rovněž umožňovat zvýšenou kopolymeraci etylenu s jinými alfa-olefiny, aby bylo možno regulovat hustotu polyetylénu v širokém rozmezí a rozšířit paletu použitelných komonomerů. Polyetylén, který se za použití takového katalyzátoru získá, má mít vysokou sypnou hmotnost, aby byly z obchodního hlediska přijatelné náklady na manipulaci a dopravu.The catalyst must also provide polyethylene that is easily formed by various forming processes, i.e., polyethylene that has a relatively broad molecular weight distribution and a wide range of melt flow indices. The catalyst must also allow for increased copolymerization of ethylene with other alpha-olefins to control the density of the polyethylene over a wide range and to expand the range of comonomers that can be used. The polyethylene obtained using such a catalyst should have a high bulk density so that handling and transportation costs are commercially acceptable.
Částice získaného polyetylénu musí mít takovou velikost, aby je bylo možno snadno uvádět do vznosu v reaktoru s fluidním ložem a musí mít nízký obsah prachovitých jemných složek. Výsledný polyetylén má být ve formě sypkých částic a nemá obsahovat aglomeráty typu spečených částic nebo hrudek. Všechna tato kriteria musí katalyzátor splňovat současně a zároveň má být katalytický systém co nejjednodušší. Přednost se dává katalitickým systémům s minimálním počtem složek.The particles of the polyethylene obtained must be of such a size that they can be easily suspended in a fluidized bed reactor and must have a low content of dusty fines. The resulting polyethylene should be in the form of free-flowing particles and should not contain agglomerates such as sintered particles or lumps. The catalyst must meet all these criteria simultaneously and at the same time the catalytic system should be as simple as possible. Preference is given to catalytic systems with a minimum number of components.
Předmětem vynálezu je katalytický systém na bázi vanadu pro výrobu polyetylénu, který se vyznačuje tím, že obsahujeThe subject of the invention is a vanadium-based catalytic system for the production of polyethylene, which is characterized in that it contains
A) prekurzor nanesený na nosiči v podstatě sestávající zeA) a precursor supported on a carrier essentially consisting of
1) sloučeniny vanadu, která je reakčním produktem,1) vanadium compounds, which are reaction products,
a) halogenidú vanaditého, kde halogenem je chlor, brom nebo jod aa) vanadium halide, where halogen is chlorine, bromine or iodine and
b) donoru elektronů, kterým je kapalná organická Lewisova báze, ve které je halogenid vanaditý rozpustný,b) an electron donor, which is a liquid organic Lewis base in which vanadium halide is soluble,
2) modifikátoru obecného vzorce I2) modifier of general formula I
MXa (I) kdeMX and (I) where
M znamená bor nebo zbytek AIR,, ., ve kterém R znamenají navzájem nezávisle alkylskupiny s tou podmínkou, že celkový počet alifatických atomů uhlíku v libovolné skupině R není vyšší než 14,M represents boron or the radical AIR,, ., in which R represents independently of each other alkyl groups with the proviso that the total number of aliphatic carbon atoms in any R group is not more than 14,
X znamená chlor, brom nebo jod a a znamená 0, 1 nebo 2 s tou podmínkou, že když M znamená bor, a značí 3 aX represents chlorine, bromine or iodine and a represents 0, 1 or 2 with the proviso that when M represents boron, a represents 3 and
3) pevného inertního nosiče, tvořeného oxidem křemičitým nebo oxidem hlinitým, na kterém jsou sloučenina vanadu a modifikátor nanesený,3) a solid inert carrier, consisting of silicon dioxide or aluminum oxide, on which the vanadium compound and the modifier are deposited,
B) kokatalyzátor obecného vzorce IIB) cocatalyst of general formula II
A1R3 (II) kdeA1R 3 (II) where
R má význam uvedený výše aR has the meaning given above and
C) promotor obecného vzorce IIIC) promoter of general formula III
R'bCX<4—to) (III) kdeR' b CX<4—to) (III) where
R' znamená vodik nebo nesubstituovanou nebo halogenovanou alkylskupinu obsahující do 6 atomů uhlíku,R' represents hydrogen or an unsubstituted or halogenated alkyl group containing up to 6 carbon atoms,
X' znamená halogen a b značí 0, 1 nebo 2.X' represents halogen and b represents 0, 1 or 2.
Katalytického systému podle vynálezu lze použít pro homopolymeraci etylenu nebo kopolymeraci etylenu s alespoň jedním alfa-olefinem ze 3 až 10 atomy uhlíku prováděnou v plynné fázi. Při této polymeraci se monomer nebo jejich směs uvádí při teplotě 10 až 115 °C do styku s katalytickým systémem podle vynálezu. Vzniklé polyetylény mají lepší rovnováhu tokových vlastností, distribuce molekulové hmotnosti, sypné hmotnosti a nasycenosti. Jejich hustotu a index toku taveniny, lze volit v širokém rozmezí.The catalyst system according to the invention can be used for the homopolymerization of ethylene or the copolymerization of ethylene with at least one alpha-olefin of 3 to 10 carbon atoms carried out in the gas phase. In this polymerization, the monomer or their mixture is brought into contact with the catalyst system according to the invention at a temperature of 10 to 115 ° C. The resulting polyethylenes have a better balance of flow properties, molecular weight distribution, bulk density and saturation. Their density and melt flow index can be selected within a wide range.
Takto připravený polyetylén je homopolymer etylenu nebo kopolymer převažujícího molárního podílu, to jest alespoň asi 50 %, etylenu a menšího molárního podílu, to jest méně než asi 50 %, jednoho nebo několika alfa-olefinů se 3 až 10 atomy uhlíku.The polyethylene thus prepared is a homopolymer of ethylene or a copolymer of a predominant molar proportion, i.e. at least about 50%, of ethylene and a minor molar proportion, i.e. less than about 50%, of one or more alpha-olefins having 3 to 10 carbon atoms.
Výhodnými alfa-olefiny jsou propylen, 1-buten, 1-hexen, 4-metyl-l-penten a 1-okten.Preferred alpha-olefins are propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene.
Může se použít dalších monomerů včetně konjugovanýoh nebo nekonjugovaných dienů, jako je butadien, 1,4-hexadien a etylidennorbornen.Other monomers may be used, including conjugated or non-conjugated dienes such as butadiene, 1,4-hexadiene, and ethylidene norbornene.
Tyto polyetylény mají vhodně vyvážené vlastnosti. Jejich hustota může ležet přibližně v rozmezí od 860 dó 960 kg.m . Mohou mít index toku taveniny od hodnoty, při které nedochází k toku až do asi 300 g/10 min., s výhodou od asi 0,1 do asi 50 g/10 min. Mají širokou distribuci molekulové hmotnosti, která je definována poměrem hmotnostní střední molekulové hmotnosti a číselné střední molekulové hmotnosti (Mw/Mn), vyšším než asi 10, s výhodou přibližně v rozmezí od 14 do 22. Mají také vysokou sypnou hmotnost alespoň asi 320 kg.m \ _3 s výhodou v rozmezí od asi 384 do asi.512 kg.mThese polyethylenes have a suitable balance of properties. Their density may range from about 860 to 960 kg.m . They may have a melt flow index from no flow to about 300 g/10 min., preferably from about 0.1 to about 50 g/10 min. They have a broad molecular weight distribution, which is defined by the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (M w /M n ), greater than about 10, preferably in the range from about 14 to 22. They also have a high bulk density of at least about 320 kg.m \ _3 , preferably in the range from about 384 to about 512 kg.m
Jejich úroveň nenasycenosti je velmi nízká a bývá menší než 1 dvojná vazba uhlík-uhlík na tisíc atomů uhlíku (C = C/l 000 C), s výhodou menší než asi 0,2 C = C/l 000 C a zvláště výhodně méně než asi 0,1 C = C/l 000 C. Kopolymery mají zbytkový obsah katalyzátoru menší než asi 10 ppm, s výhodou menši než asi 6 ppm, vyjádřeno v dílech kovového vanadu na milion dílů kopolymerů. Výhodné polymery vyráběné způsobem v plynné fázi podle tohoto vynálezu mají podobu sypkých pevných částic, které v podstatě neobsahuji agiomeráty ve formě spečených částic nebo hrudek.Their level of unsaturation is very low and tends to be less than 1 carbon-carbon double bond per thousand carbon atoms (C=C/1000 C), preferably less than about 0.2 C=C/1000 C, and more preferably less than about 0.1 C=C/1000 C. The copolymers have a residual catalyst content of less than about 10 ppm, preferably less than about 6 ppm, expressed as parts of vanadium metal per million parts of copolymer. Preferred polymers produced by the gas phase process of the present invention are in the form of free-flowing solid particles that are substantially free of agiomerates in the form of sintered particles or lumps.
Tyto polyetylény jsou vhodné pro široký rozsah aplikací, zahrnující použití pro tváření vyfukováním, výrobu folií a trubek, vytlačování povlaků, jakož i pro aplikaci na dráty a kabely.These polyethylenes are suitable for a wide range of applications, including use in blow molding, film and tube production, extrusion coatings, as well as for application to wires and cables.
Katalytický systém podle tohoto vynálezu sestává z prekurzoru naneseného na nosiči, kokatalyzátoru a promotoru. Prekurzor nanesený na nosiči se v podstatě skládá ze sloučeniny vanadu a modifikátoru, které jsou napuštěny na pevném inertním nosiči. Sloučeninou vanadu v prekurzoru je reakčni produkt vzniklý z halogenidu vanaditého a donoxu elektronů. Halogenem v halogenidu vanaditém je chlor, brom nebo jod nebo jejich směsi. Zvláště výhodným halogenidem vanaditým je chlorid vanaditý vzorce VCl^.The catalytic system of the present invention consists of a supported precursor, a cocatalyst and a promoter. The supported precursor essentially consists of a vanadium compound and a modifier which are impregnated on a solid inert support. The vanadium compound in the precursor is a reaction product formed from a vanadium halide and an electron donor. The halogen in the vanadium halide is chlorine, bromine or iodine or mixtures thereof. A particularly preferred vanadium halide is vanadium chloride of the formula VCl^.
Donorem elektronů je kapalná organická Lewisova báze, ve které je halogenid vanaditý rozpustný. Donor elektronů se volí ze souboru zahrnujícího alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické estery, alifatické katony, alifatické aminy, alifatické alkoholy, alkyl- a cykloalkylethery a jejich směsi. Výhodnými donory elektronů jsou alkylethery a cykloalkylethery, zejména například tetrahydrofuran. Každý díl molární vanadu je ve formě komplexu s asi 1 až asi 20, s výhodou asi 1 až asi 10 a zvláště účelně asi 3 díly molárními donoru elektronů.The electron donor is a liquid organic Lewis base in which the vanadium trihalide is soluble. The electron donor is selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic esters, aliphatic cations, aliphatic amines, aliphatic alcohols, alkyl and cycloalkyl ethers and mixtures thereof. Preferred electron donors are alkyl ethers and cycloalkyl ethers, especially tetrahydrofuran. Each molar part of vanadium is in the form of a complex with about 1 to about 20, preferably about 1 to about 10 and particularly advantageously about 3 molar parts of electron donors.
Jako modifikátoru obecného vzorce I se v prekurzoru naneseném na nosiči s výhodou používá alkylaluminiummono- a dichloridů s 1 až 6 atomy uhlíku v alkylskupině nebo chloridu boritého. Obzvláště výhodné je použití dietylaluminiumchloridu. Používá se asi 0,1 až asi 10, s výhodou asi 0,2 až asi 2,5 dílů molárních modifikátoru na 1 díl molární donoru elektronů.As a modifier of the general formula I, alkylaluminum mono- and dichlorides with 1 to 6 carbon atoms in the alkyl group or boron trichloride are preferably used in the precursor supported on the carrier. The use of diethylaluminum chloride is particularly preferred. About 0.1 to about 10, preferably about 0.2 to about 2.5 molar parts of modifier are used per 1 molar part of electron donor.
Nosičem je pevný, porézní materiál ve formě částic, který je inertní vůči polymeraci. Nosič sestává v podstatě ze siliky nebo aluminy, to jest oxidu křemičitého nebo hlinitého nebo jejich směsí. Podle potřeby nosič může obsahovat další látky, jako oxid zirkoničitý nebo thoričitý nebo jiné sloučeniny, které jsou chemicky inertní vůči polymeraci, nebo jejich směsi.The carrier is a solid, porous, particulate material that is inert to polymerization. The carrier consists essentially of silica or alumina, i.e. silicon dioxide or aluminum oxide, or mixtures thereof. If desired, the carrier may contain other materials such as zirconium dioxide or thorium dioxide or other compounds that are chemically inert to polymerization, or mixtures thereof.
Nosiče se používá ve formě suchého prášku o průměrné velikosti částic mezi asi 10 a asi 250, s výhodou mezi asi 20 a asi 200 a zvláště výhodně mezi asi 40 a asi 100 mikrometry.The carrier is used in the form of a dry powder with an average particle size of between about 10 and about 250, preferably between about 20 and about 200, and most preferably between about 40 and about 100 microns.
—I - 2 —1—I - 2 —1
Porézní nosič má měrný povrch alespoň asi 3 m .g as výhodou alespoň asi 50 m .g . Výhodným nosičem je silika, která má velikost pórů alespoň asi 8 nm, s výhodou alespoň 10 nm.The porous support has a specific surface area of at least about 3 m 2 g , and preferably at least about 50 m 2 g . A preferred support is silica having a pore size of at least about 8 nm, preferably at least 10 nm.
Nosič se předsouší zahříváním k Odstranění vody, s výhodou na teplotu alespoň asi 600 °C.The carrier is pre-dried by heating to remove water, preferably to a temperature of at least about 600°C.
Množství použitého nosiče se volí tak, aby se dosáhlo obsahu vanadu asi 0,05 až asi 0,5 mmol vanadu na 1 gram (mmol V/g) a s výhodou mezi 0,2 až asi 0,35 mmol V/g, zvláště účelně asi 0,25 mmol V/g.The amount of carrier used is selected to achieve a vanadium content of about 0.05 to about 0.5 mmol vanadium per gram (mmol V/g), and preferably between 0.2 to about 0.35 mmol V/g, particularly suitably about 0.25 mmol V/g.
Před tvorbou prekurzoru naneseného na nosiči se nosič obvykle předběžně nezpracovává reakcí s alkylhlinitou sloučeninou. Takové zpracování způsobuje vznik alkoxidů hliníku, které jsou chemicky vázané k molekulám nosiče. Autoři tohoto vynálezu objevili, že použiti takto zpracovaného nosiče v katalytickém systému při způsobu podle tohoto vynálezu je nejen zbytečné, ale má za následek nežádoucí aglomeraci, když se ho použije při výrobě polyetylénu o vysoké hustotě (vyšší než 0,94 g.cm 3) . Přitom vzniká hrudkovitý produkt, který není sypký.Before forming the precursor supported on the support, the support is usually not pretreated by reaction with an alkyl aluminum compound. Such treatment results in the formation of aluminum alkoxides which are chemically bound to the support molecules. The present inventors have discovered that the use of such a treated support in the catalytic system of the process of the present invention is not only unnecessary, but also results in undesirable agglomeration when used in the production of high density polyethylene (greater than 0.94 g.cm 3 ). This results in a lumpy product which is not free flowing.
Kromě toho autoři tohoto vynálezu také objevili, že přítomnost sloučeniny hořčíku v prekurzoru naneseném na nosiči nezvyšuje významně aktivitu katalyzátoru, a proto je sloučenina hořčíku zbytečnou složkou.Furthermore, the present inventors have also discovered that the presence of a magnesium compound in the supported precursor does not significantly increase the activity of the catalyst, and therefore the magnesium compound is an unnecessary component.
Výhodné kokatalyzátory obecného vzorce II zahrnují trialkylhlinité sloučeniny se 2 až 8 atomy uhlíku v každé alkylskupině. Zvláště výhodným kokatalýzátorem je triisobutylhliník. Kokatalyzátor se používá v množství mezi asi 5 a asi 500, s výhodou mezi asi 10 a asi 50 moly na 1 mol vanadu.Preferred cocatalysts of formula II include trialkylaluminum compounds having 2 to 8 carbon atoms in each alkyl group. A particularly preferred cocatalyst is triisobutylaluminum. The cocatalyst is used in an amount of between about 5 and about 500, preferably between about 10 and about 50 moles per mole of vanadium.
Výhodné promotory obecného vzorce III zahrnují fluorem, chlorem nebo bromem substituovaný etan nebo metan obsahující alespoň 2 atomy halogenu připojené k atomu uhlíku. Výhodné promotory zahrnují CCl^, CHCl^, CI^Clj, CBr^, CFCl^, CH^CCl^ a CF^ClCClg. Zvláště výhodné promotory jsou metylendichlorid (CH2C12), 1,1,1-trichloretan (CHjCCip a chloroform (CHClj). Na 1 díl molární kokatalyzátoru se používá mezi asi 0,1 a asi 10, s výhodou mezi asi 0,2 až asi 2 díly molárními promotoru.Preferred promoters of formula III include fluorine, chlorine or bromine substituted ethane or methane containing at least 2 halogen atoms attached to a carbon atom. Preferred promoters include CCl2, CHCl2, Cl2Cl3, CBr2, CFCl2, CH2CCl3 and CF2ClCCl3. Particularly preferred promoters are methylene dichloride ( CH2Cl2 ), 1,1,1-trichloroethane (CH2CCl3) and chloroform (CHCl3). Between about 0.1 and about 10, preferably between about 0.2 and about 2, molar parts of promoter are used per 1 molar part of cocatalyst.
Katalytický systém podle tohoto vynálezu se vyrábí tak, že se nejprve připraví prekurzor nanesený na nosiči. Podle jednoho provedení se sloučenina vanadu připravuje rozpouštěním halogenidu vanaditého v donoru elektronů za teploty mezi asi 20 °C a teplotou varu donoru elektronů po dobu několika hodin. Rozpouštění se s výhodou provádí asi při 65 °C po dobu zhruba tří hodin nebo po dobu delší. Takto vyrobená sloučenina vanadu se potom napouští na nosič. Napouštění se může provádět přidáním nosiče ve formě suchého prášku nebo suspenze v elektrondonorní sloučenině nebo jiném inertním rozpouštědle. Kapalina se odstraní sušením při teplotě nižší než asi 100 °C během několika hodin, s výhodou při teplotě asi 45 až asi 90. °C během asi 3 až 6 hodin.The catalyst system of the present invention is prepared by first preparing a precursor supported on a support. In one embodiment, the vanadium compound is prepared by dissolving the vanadium halide in the electron donor at a temperature between about 20°C and the boiling point of the electron donor for several hours. The dissolution is preferably carried out at about 65°C for about three hours or longer. The vanadium compound thus prepared is then impregnated onto the support. The impregnated may be carried out by adding the support in the form of a dry powder or suspension in the electron donor compound or other inert solvent. The liquid is removed by drying at a temperature below about 100°C for several hours, preferably at a temperature of about 45 to about 90°C for about 3 to 6 hours.
Nosič napuštěný vanadem se potom míchá s modifikátorem rozpuštěným v inertním rozpouštědle, jako například v uhlovodíku. Kapalina se odstraní sušením při teplotě nižší než asi 70 °C v průběhu několika hodin, s výhodou při teplotě v rozmezí od asi 45 do asi 65 °C v průběhu 3 hodin.The vanadium-impregnated carrier is then mixed with the modifier dissolved in an inert solvent, such as a hydrocarbon. The liquid is removed by drying at a temperature below about 70°C for several hours, preferably at a temperature in the range of about 45 to about 65°C for 3 hours.
K prekurzoru nanesenému na nosiči se přidá kokatalyzátor a promotor bu3 před a/nebo během polymerační reakce. Kokatalyzátor a promotor se přidávají bud dohromady nebo odděleně a bu3 současně nebo postupně v průběhu polymerace. S výhodou se přidávají v průběhu polymerace odděleně ve formě roztoků v inertním rozpouštědle, jako isopentanu.The cocatalyst and promoter are added to the supported precursor before and/or during the polymerization reaction. The cocatalyst and promoter are added either together or separately and are added simultaneously or sequentially during the polymerization. They are preferably added separately during the polymerization as solutions in an inert solvent, such as isopentane.
Polymerace etylenu se provádí v plynné fázi za použití postupů dobře známých v tomto oboru. Výhodně se polymerace provádí nepřetržitým postupem ve fluidnim loži. Při tomto způsobu se do reakční nádoby uvádějí jednotlivé dávky katalytického systému a monomerů a z reakční nádoby se nepřetržitě odstraňuje polyetylenový produkt. Hustota vyráběného kopolymeru etylenu se může měnit v širokém rozmezí v závislosti na množství přidávaného -alfa-olefinového komonomeru a jeho druhu. .The polymerization of ethylene is carried out in the gas phase using methods well known in the art. Preferably, the polymerization is carried out in a continuous fluidized bed process. In this process, individual charges of the catalyst system and monomers are introduced into the reaction vessel and the polyethylene product is continuously removed from the reaction vessel. The density of the ethylene copolymer produced can vary widely depending on the amount of α-olefin comonomer added and its type. .
Čím vyšší je molární podíl přidaného alfa-olefinu, tím nižší hustoty kopolymeru se dosáhne. Polymerace se provádí při teplotě nižší než je teplota spékání polyetylénu. Pracovní teplota leží obvykle v rozmezí od asi 10 do asi 115 °C. Výhodná pracovní teplota se mění v závislosti na požadované hustotě polyetylénu. Polyetylény o vysoké hustotě, tj. o hustotě vyšší než asi 940 kg.m 3, se vyrábějí při pracovní teplotě mezi asi 85 a asi 115 °C, s výhodou mezi asi 90 a asi 100 °C. Polyetylény o nízké hustotě, tj. o hustotě v rozmezí od asi _3The higher the molar fraction of alpha-olefin added, the lower the density of the copolymer is obtained. The polymerization is carried out at a temperature lower than the sintering temperature of the polyethylene. The operating temperature is usually in the range of about 10 to about 115 °C. The preferred operating temperature varies depending on the desired density of the polyethylene. High-density polyethylenes, i.e., with a density greater than about 940 kg.m 3 , are produced at an operating temperature between about 85 and about 115 °C, preferably between about 90 and about 100 °C. Low-density polyethylenes, i.e., with a density in the range of about _3
910 do asi 940 kg.m , se s výhodou vyrábějí pri pracovní teplotě v rozmezí od asi 75 do asi 90 °C.910 to about 940 kg.m , are preferably produced at an operating temperature in the range of about 75 to about 90°C.
—3—3
Polyetylény o velmi nízké hustotě, tj. o hustotě nižší než asi 910 kg.m , se s výhodou vyrábějí při pracovní teplotě v rozmezí od asi 10 do asi 80 °C. V případě polyetylénů o velmi nízké hustotě je nezbytné reakční směs ředit velkým množstvím ředicího plynu, aby se zabránilo vzniku aglomerátů polymeru a aby se udržel kontinuální provoz polymerace, jak je to popsáno v souvisejícím čs. patentu č. AO 250 660 firmy Union Carbide Corporation.Very low density polyethylenes, i.e., having a density of less than about 910 kg.m , are preferably produced at an operating temperature in the range of about 10 to about 80° C. In the case of very low density polyethylenes, it is necessary to dilute the reaction mixture with a large amount of diluent gas to prevent the formation of polymer agglomerates and to maintain continuous polymerization operation, as described in the related Czechoslovak Patent No. AO 250,660 of Union Carbide Corporation.
Reaktor s fluidnim ložem pracuje za tlaku až 6 870 kPa a s výhodou za tlaku v rozmezí od asi 343 do asi 2 405 kPa.The fluidized bed reactor operates at pressures up to 6870 kPa and preferably at pressures in the range of about 343 to about 2405 kPa.
Pro terminaci polymernich řetězců se může použít přenosového činidla, jako je vodík. Obvyklý poměr vodíku k etylenu bude ležet v rozmezí od.asi 0,001 do asi 2,0 dílu molárního vodíku na-1-molární díl etylenu. Za použití katalytického systému podle tohoto vynálezu se dosahuje lepší odezvy na vodík, takže pro výrobu polyetylénu s mimořádně nízkým obsahem nenasycených-vazeb jé zapotřebí menšího množství vodíku.A transfer agent such as hydrogen may be used to terminate the polymer chains. A typical ratio of hydrogen to ethylene will be in the range of about 0.001 to about 2.0 parts by mole hydrogen per 1 part by mole ethylene. The catalyst system of the present invention provides improved hydrogen responsiveness, so that less hydrogen is required to produce polyethylene with an extremely low unsaturation content.
Následující příklady slouží k ilustraci katalytického systému podle vynálezu a způsobu polymerace etylenu za použití tohoto katalytického systému. Uvedené příklady nejsou zaiíýěleny jako omezení rozsahu tohoto vynálezu.The following examples serve to illustrate the catalyst system of the invention and the process for polymerizing ethylene using the catalyst system. The examples are not intended to limit the scope of the invention.
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech se stanovují dále popsanými zkušebními postupy, pokud není uvedeno jinak.The properties of the polymers produced in the examples are determined by the test procedures described below, unless otherwise stated.
Vlastnost Zkušební postupProperty Test procedure
Obsah popele Polyetylén se převede na popel, který se zváží. Může se vypočítat produktivita definovaná jako počet hmotnostních dílů polyetylénu vyrobeného na 1 hmotností díl celkového katalyzátoru.Ash content Polyethylene is converted to ash, which is weighed. Productivity can be calculated, defined as the number of parts by weight of polyethylene produced per 1 part by weight of total catalyst.
oO
Sypná hmotnost (kg/m ) Stanoví se podle americké normy ASTM-D-1905, metody B,Bulk density (kg/m ) Determined according to American standard ASTM-D-1905, method B,
Stanoví se podle americké normy ASTM-1605, na základě plaket připravených podle americké normy ASTM-D-1928, procedury C.It is determined according to the American standard ASTM-1605, based on plaques prepared according to the American standard ASTM-D-1928, procedure C.
Hustota (kg/τη^ΐDensity (kg/m3)
Vlastnost zkušební postupProperty test procedure
Jemný podíl (% hmotnostní)Fine fraction (% by weight)
Množství částic polymeru, které projdou sítem s velikostí ok 74.10-6 m.The amount of polymer particles that pass through a sieve with a mesh size of 74.10 -6 m.
Index toku taveniny při vyšším zatížení (g/10 min)Melt flow index at higher load (g/10 min)
Stanoví se podle americké normy ASTM-D-1238, podmínky F.It is determined according to the American standard ASTM-D-1238, conditions F.
Poměr indexů toku taveninyMelt flow index ratio
Poměr indexu toku taveniny při vyšším zatížení k indexu toku taveniny při nižším zatížení. Index toku taveniny při nižším zatížení se měří podle americké normy ASTM-D-1238, podmínky E.The ratio of the melt flow index at higher load to the melt flow index at lower load. The melt flow index at lower load is measured according to the American standard ASTM-D-1238, condition E.
Aglomerace částicParticle agglomeration
Stanoví etylenu se na základě opouštějícího vizuálního pozorování vyrobeného polyreaktor.Ethylene is determined based on visual observation of the product leaving the polyreactor.
Nenasycenost (C=C/1 000 c)a Unsaturation (C=C/1 000 c) and
Stanoví se na základě infračerveného spektrofotometrického měřeni absorbance (absorbance při 10,35 mikrometrech odpovídající trans-vinylidenovým skupinám, 11,0 mikrometrech odpovídající koncovým vinylovým skupinám a 11,25 mikrometrech odpovídající visícím vinylovým skupinám) na 0,63 mm tlustém výlisku z polymeru. Koncentrace nenasycenosti je úměrná absrobanci vztažené na 0,025 mm dělené absorptivitou (použité hodnoty absorptivity, publikovali R. J. deKock a další, v J. Polymer Science, Part B, 2, 339, (1964).It is determined by infrared spectrophotometric measurement of the absorbance (absorbance at 10.35 micrometers corresponding to trans-vinylidene groups, 11.0 micrometers corresponding to terminal vinyl groups, and 11.25 micrometers corresponding to pendant vinyl groups) on a 0.63 mm thick polymer extrusion. The concentration of unsaturation is proportional to the absorbance per 0.025 mm divided by the absorptivity (absorbivity values used were published by R. J. deKock et al., J. Polymer Science, Part B, 2, 339, (1964).
Poznámka:Note:
a Počet dvojných vazeb uhlíku-uhlíku na 1 a Number of carbon-carbon double bonds per 1
000 atomů uhlíku.000 carbon atoms.
Zkratky používané v příkladech mají tento význam:The abbreviations used in the examples have the following meanings:
OznačeníDesignation
Vysvětlení významuExplanation of meaning
DEACDEAC
EDED
TEAL THF ' TIBATEAL THF 'TIBA
TnHALTnHAL
EADCEADC
DietylaluminiumchloridDiethylaluminum chloride
Sloučenina působící jako donor elektronůCompound acting as an electron donor
TrietylhliníkTriethylaluminum
TetrahydrofuranTetrahydrofuran
TriisobutylhliníkTriisobutylaluminum
Tri-n-hexylhliníkTri-n-hexylaluminum
EtylaluminiumdichloridEthyl aluminum dichloride
Katalytické systémy používané v příkladech se vyrábějí za použití těchto standardních postupů. Do baňky obsahující 4 litry bezvodého tetrahydrofuranu se přidá 34 g (0,216 mol) chloridu vanaditého. Směs se míchá 5 hodin za teploty 65 °C pod dusíkem, dokud se chlorid vanaditý nerozpustí. K tomuto roztoku se přidá 800 g oxidu křemičitého, který se dehydratoval zahříváním na teplotu 600 °C, a v míchání se pokračuje 4 hodiny za teploty 65 °C.The catalyst systems used in the examples are prepared using the following standard procedures. To a flask containing 4 liters of anhydrous tetrahydrofuran is added 34 g (0.216 mol) of vanadium chloride. The mixture is stirred for 5 hours at 65 °C under nitrogen until the vanadium chloride dissolves. To this solution is added 800 g of silica, which has been dehydrated by heating to 600 °C, and stirring is continued for 4 hours at 65 °C.
Ve srovnávacích příkladech A až D byl oxid křemičitý předběžně chemicky zpracován s 5,5 % hmotnostními trietylhliníku. Baňka se odvzdušni a roztok se suší do stavu podobného kalu za teploty 70 C. Teplota se nechá poklesnout na 45 °C a roztok se profukuje dusíkem po dobu 6 hodin nebo dokud se ve výsledném produktu nedosáhne poklesu úrovně tetrahydrofuranu na 4 až 10 % hmotnostních. Napuštěný oxid křemičitý vyrobený tímto způsobem je pevná sypká látka, která obsahuje 0,25 mmol vanadu na gram. Pevná látka se vyjme z baňky a skladuje pod dusíkem.In Comparative Examples A to D, the silica was pre-treated chemically with 5.5% by weight of triethylaluminum. The flask was vented and the solution dried to a slurry-like state at 70°C. The temperature was allowed to drop to 45°C and the solution was purged with nitrogen for 6 hours or until the resulting product had a tetrahydrofuran level of 4 to 10% by weight. The impregnated silica produced in this manner was a solid bulk material containing 0.25 mmol of vanadium per gram. The solid was removed from the flask and stored under nitrogen.
Potom se s výjimkou srovnávacího příkladu C zavede modifikátor za použití následujícího postupu. Do baňky obsahující 4 litry bezvodého isopentanu se přidá 500 g napuštěného oxidu křemičitého popsaného výše. K této směsi se za míchání přidá roztok dietylaluminiumchloridu, jako modifikátoru, v bezvodém hexanu o koncentraci 25 % hmotnostních: Modifikátoru se použije v takovém množství, aby se dosáhlo takové hodnoty počtu molů modifikátoru na mol tetrahydrofuranu ve sloučenině vanadu, která je uvedena v příkladech. Tato směs se zahřívá na teplotu 45 °C a profukuje dusíkem po dobu 3 hodin nebo dokud produkt nemá podobu sypkého prášku.Then, except for Comparative Example C, the modifier is introduced using the following procedure. 500 g of the impregnated silica described above is added to a flask containing 4 liters of anhydrous isopentane. To this mixture is added, with stirring, a 25% by weight solution of diethylaluminum chloride, as the modifier, in anhydrous hexane: The modifier is used in such an amount as to achieve the number of moles of modifier per mole of tetrahydrofuran in the vanadium compound as given in the examples. This mixture is heated to 45°C and purged with nitrogen for 3 hours or until the product is in the form of a free-flowing powder.
Takto vyrobený vanadiový prekurzor se potom vyjme z baňky a skladuje pod dusíkem.The vanadium precursor thus produced is then removed from the flask and stored under nitrogen.
Polyetylén se vyrábí v reaktoru s fluidním ložem za použití následujícího standardního postupu a za pracovních podmínek shrnutých do tabulky I. Etylen se kopolymeruje s komonomerem uvedeným vpřikladeoh. Triisobutylhliníkový kokatalyzátor se přidává během polymerace ve formě hmotnostně 5% roztoku v isopentanu. Chloroform CHC13 se přidává, s výjimkou srovnávacího přikladu D, jako hmotnostně 5% roztokv isomentanu, pokud není uvedeno jinak, v takovém poměru ke kokatalyzátoru, který je uveden v příkladech.Polyethylene is produced in a fluidized bed reactor using the following standard procedure and operating conditions summarized in Table I. Ethylene is copolymerized with the comonomer listed in Example 0. The triisobutylaluminum cocatalyst is added during the polymerization as a 5% by weight solution in isopentane. Chloroform CHCl 3 is added, except in Comparative Example D, as a 5% by weight solution in isomenthane, unless otherwise stated, in the ratio to the cocatalyst listed in the Examples.
Každá polymerace se provádí nepřetržitě po dobu delší než jednu hodinu po dosažení rovnováhy za přetlaku asi 2 061 kPa a při rychlosti plynu, koncentraci plynného dusíku a teplotě uvedené v tabulce I.Each polymerization is carried out continuously for more than one hour after equilibrium is reached at a pressure of about 2061 kPa and at the gas velocity, nitrogen gas concentration and temperature indicated in Table I.
Příklad laž8a srovnávací příklady A až DExample 8a comparative examples A to D
V těchto příkladech se připravují kopolymery etylenu o vysoké hustotě za použití různých katalytických systémů. Používá se shora uvedených postupů a pracuje se na základě parametrů uvedených v tabulce X. příklady 1 až 6 ukazují provedení tohoto vynálezu, při kterém se kopolymeruje 1-buten. Příklady 7 a 8 se týkají dalšího provedení tohoto vynálezu, při kterém se kopolymeruje 1-hexen. Ve srovnávacích příkladech A až D se používá inertního nosiče, který byl před napouštěním chemicky zpracován působením alkylhliníku.In these examples, high density ethylene copolymers are prepared using various catalyst systems. The above procedures are used and the parameters are given in Table X. Examples 1 to 6 show an embodiment of the invention in which 1-butene is copolymerized. Examples 7 and 8 relate to another embodiment of the invention in which 1-hexene is copolymerized. Comparative Examples A to D use an inert support which has been chemically treated with an aluminum alkyl prior to impregnation.
Ve srovnávacím příkladu C se používá katalytického systému bez modifikátoru. Ve srovnávacím příkladu D se používá katalytického systému bez promotoru.In Comparative Example C, a catalyst system without a modifier is used. In Comparative Example D, a catalyst system without a promoter is used.
Analýza polyetylénu za použití zkušebních postupů popsaných výše, je uvedena v tabulce I.The analysis of polyethylene using the test procedures described above is given in Table I.
Tabulka ITable I
Data vztahující se k použití katalyzátorů podle vynálezu a srovnávacích katalyzátorů při výrobě kopolymerů etylenu o vysoké hustotě.Data relating to the use of catalysts of the invention and comparative catalysts in the production of high density ethylene copolymers.
Tabulka pokračováníContinuation table
Poznámky:Comment:
Ve všech příkladech 1 až 8 vznikl polyetylén o vysoké sypné hmotnosti, nízkém obsahu jemných částic, nízkém obsahu popele (tj. aktivita katalyzátoru je vysoká), dobré sypkosti částic (nejsou problémy s aglomerací) při dobré odezvě na' vodík (což ukazuje nízký poměr vodík/monomer).In all Examples 1 to 8, polyethylene was produced with high bulk density, low fines content, low ash content (i.e. catalyst activity is high), good particle flowability (no agglomeration problems) and good hydrogen response (indicating a low hydrogen/monomer ratio).
Příklady A a B dokládají těžké problémy s aglomerací.Examples A and B illustrate severe agglomeration problems.
a) používá se hmotnostně 1% místo 54 roztoku v isopentanu.a) 1% by weight instead of 54% solution in isopentane is used.
x) Horší odezva na vodík, sypná hmotnost a vyšší obsah jemných částic.x) Worse response to hydrogen, bulk density and higher fine particle content.
xx) horší odezva na vodík, vyšší obsah jemných částic a horší aktivita.xx) worse response to hydrogen, higher fine particle content and worse activity.
Výsledky uvedené v tabulce I ukazují, že katalytický systém podle tohoto vynálezu má vysokou aktivitu, jak je doloženo nízkou hodnotou obsahu popele a poskytuje produkty s požadovanou vyvážeností vlastností doloženou nižším poměrem vodíku k monomeru (zlepšená odezva na vodík), vyšší sypnou hmotností, zlepšenou sypkosti částic a nižším obsahem jemného podílu. Naopak aglomerace ve srovnávacích příkladech A a B je velmi silná.The results shown in Table I show that the catalyst system of the present invention has high activity as evidenced by low ash content and provides products with the desired balance of properties as evidenced by lower hydrogen to monomer ratio (improved hydrogen response), higher bulk density, improved particle flowability and lower fines content. In contrast, agglomeration in Comparative Examples A and B is very severe.
V těchto příkladech bylo použito katalytických systémů podobajících se katalytickým systémům podle tohoto vynálezu, s tím rozdílem, že nosiče byly předem zpracovány alkylhlinitými sloučeninami. Kromě toho bez přítomnosti modifikátoru, jako ve srovnávacím příkladu C, klesá odezva na vodík (jak se ukazuje na růstu poměru vodíku k monomeru), snižuje se sypná hmotnost a podíl jemných částic je větší, což vše způsobuje méně žádoucí hodnoty. Podobně v nepřítomnosti promotoru, jako ve srovnávacím příkladu D, je odezva na vodík menší, obsah jemných částic se zvětšuje a snižuje se aktivita katalyzátoru, což vše vede k méně žádoucím hodnotám.In these examples, catalyst systems similar to those of the present invention were used, except that the supports were pretreated with aluminum alkyl compounds. Furthermore, in the absence of a modifier, as in Comparative Example C, the hydrogen response decreases (as indicated by an increase in the hydrogen to monomer ratio), the bulk density decreases, and the fines content increases, all of which result in less desirable values. Similarly, in the absence of a promoter, as in Comparative Example D, the hydrogen response decreases, the fines content increases, and the catalyst activity decreases, all of which result in less desirable values.
Příklad 9a srovnávací příklady E a FExample 9a comparative examples E and F
Tyto příklady dokládají lepší nasycenost polyetylénu vyrobeného za použití katalytického systému podle tohoto vynálezu ve srovnání s výsledky srovnávacích pokusů. Výsledky jsou shrnuty v tabulce II. V příkladu 9 se postupuje za použití postupů uvedených výše a jako produkt se získá etylen-butenový kopolymer, který má tabelovanou úroveň nenasycenosti. Ve srovnávacím příkladu E se postupuje za podobných podmínek při použití trietylhliníku jako kokatalyzátoru, ale bez dietylaluminiumchloridu, jako modifikátoru. Vzniklý polyetylén má výhodně sníženou nenasycenost i ve srovnáni s produktem získaným za použití velmi podobného katalytického systému, jako v příkladu E.These examples demonstrate the improved saturation of polyethylene produced using the catalyst system of the present invention compared to the results of comparative experiments. The results are summarized in Table II. Example 9 follows the procedures outlined above and produces an ethylene-butene copolymer having the unsaturation levels listed in the table. Comparative Example E follows similar conditions using triethylaluminum as a cocatalyst but without diethylaluminum chloride as a modifier. The resulting polyethylene advantageously has reduced unsaturation even compared to the product produced using a very similar catalyst system as in Example E.
Srovnávací příklad F ukazuje nenasycenost polyetylénu vyráběného alternativním postupem již dříve známým a dokládá, že tento polyetylén má významně vyšší úroveň nenasycenosti, která vede k nestabilitě polymeru, který v průběhu času degraduje. Polyetylén vyrobený za použití katalytického systému podle tohoto vynálezu naopak vykazuje vynikající stabilitu díky velmi nízké nenasycenosti polymeru.Comparative Example F shows the unsaturation of polyethylene produced by an alternative process previously known and demonstrates that this polyethylene has a significantly higher level of unsaturation, which leads to instability of the polymer, which degrades over time. In contrast, polyethylene produced using the catalyst system of the present invention exhibits excellent stability due to the very low unsaturation of the polymer.
Tabulka IITable II
Porovnání nenasycenosti polyetylénuComparison of polyethylene unsaturation
Příklad 9Example 9
Srovnávací příklad EComparative example E
Srovnávací příklad FComparative example F
KatalyzátorCatalyst
Modifikovaný3 vanadiovýModified 3 vanadium
Nemodifikovaný b Unmodified b
Silylchromátovýc vanadiovýSilyl chromate c vanadium
Příklad 9Example 9
Srovnávací příklad EComparative example E
Srovnávací příklad FComparative example F
Nenasycenost (C=C/1 000 C): Trans-vinyl Terminální vinyl visící vinyliden celkemUnsaturation (C=C/1 000 C): Trans-vinyl Terminal vinyl pendant vinylidene total
0,010 8 0,010 4 0,06190.010 8 0.010 4 0.0619
0,083 10.083 1
0,019 7 0,050 8 0,081 20.019 7 0.050 8 0.081 2
0,151 70.151 7
0,0380.038
1,1481,148
0,1060.106
1,2921,292
Poznámky:Comment:
a) použito katalyzátoru VCl-j/THF/SiC^/DAEC/TIBA/CHClg podle vynálezu,a) using the catalyst VCl-j/THF/SiC^/DAEC/TIBA/CHClg according to the invention,
b) použito katalyzátoru VCL^(THF/SiO2/TEAL/CHCl3 při polymerační teplotě 90 °C,b) using the catalyst VCL^(THF/SiO 2 /TEAL/CHCl 3 at a polymerization temperature of 90 °C,
c) použito způsobu polvmerace podle US patentu č. 3 324 095 (Carrick a další).c) using the polymerization method according to US Patent No. 3,324,095 (Carrick et al.).
Příklad 10 až 13Example 10 to 13
V těchto příkladech se připravují kopolyméry etylenu o nízké hustotě za použití shora uvedených postupů a podmínek uvedených v tabulce III. Příklady 10 až 12 ilustrují kopolymeraci etylenu s 1-butenem. Příklad 13 slouží k ilustraci kopolymerace etylenu s propylenem. Ve všech těchto příkladech se jako kokatalyzátoru používá trietylhliníku. Výsledky uvedené v tabulce III ukazují, že katalytický systém podle tohoto vynálezu má vysokou aktivitu a stějně tak jako při přípravě kopolymerů etylenu o vysoké hustotě poskytuje i při přípravě kopolymerů etylenu o nízké hustotě produkty s požadovaným profilem vlastností.In these examples, low density ethylene copolymers are prepared using the above procedures and conditions listed in Table III. Examples 10 to 12 illustrate the copolymerization of ethylene with 1-butene. Example 13 illustrates the copolymerization of ethylene with propylene. In all of these examples, triethylaluminum is used as the cocatalyst. The results listed in Table III demonstrate that the catalyst system of the present invention has high activity and, as in the preparation of high density ethylene copolymers, provides products with the desired property profile in the preparation of low density ethylene copolymers.
Tabulka IIITable III
Výroba kopolymerů etylenu o nízké hustotě.Production of low density ethylene copolymers.
Polymerace:Polymerization:
Polyetylén:Polyethylene:
Příklad 14 až 19Example 14 to 19
V těchto příkladech se připravuji kopolymery etylenu a propylenu s velmi nízkou hustotou za použití shora uvedených postupů a podmínek uvedených v tabulce IV. V příkladu 14 se použije trietylhliníku jako kokatalyzátoru místo triisobutylhliníku.In these examples, very low density copolymers of ethylene and propylene are prepared using the above procedures and the conditions listed in Table IV. In Example 14, triethylaluminum is used as the cocatalyst instead of triisobutylaluminum.
Výsledky uvedené v tabulce IV ukazují, že se katalytického systému podle tohoto vynálezu může také použít k výrobě kopolymerú etylenu o velmi nízké hustotě, které mají požadovaný profil vlastností, přičemž aktivita katalytického systému je vysoká.The results shown in Table IV show that the catalyst system of the present invention can also be used to produce very low density ethylene copolymers having the desired property profile, while the activity of the catalyst system is high.
Tabulka IVTable IV
Výroba kopolymerú etylenu o velmi nízké hustotě.Production of very low density ethylene copolymers.
Příklad 20 až 22Example 20 to 22
V těchto příkladech se etylen kopolymeruje s 1-hexenem za použití katalytických systémů obsahujících jako modifikátor tri-n-hexylhliník, etylaluminiumdichlorid nebo trietylhliník. Pracuje se shora uvedenými postupy za podmínek uvedených v tabulce V. Modifikátorem se působí na oxid křemičitý napuštěný chloridem vanaditým, který obsahuje 0,2 mmolu vanadu v 1 gramu oxidu křemičitého napuštěného chloridem vanaditým. V každém z uvedených příkladů se používá trietylhliníku jako kokatalyzátoru. Výsledky shrnuté v tabulce V ukazují, že se v katalytických systémech podle vynálezu může použít různých modifikátorů.In these examples, ethylene is copolymerized with 1-hexene using catalyst systems containing tri-n-hexyl aluminum, ethyl aluminum dichloride or triethyl aluminum as modifiers. The above procedures are carried out under the conditions given in Table V. The modifier is applied to vanadium trichloride-impregnated silica containing 0.2 mmol of vanadium per gram of vanadium chloride-impregnated silica. In each of the examples, triethyl aluminum is used as the cocatalyst. The results summarized in Table V show that a variety of modifiers can be used in the catalyst systems of the invention.
Tabulka VTable V
Použití katalyzátorů s různými modifikátory.Use of catalysts with various modifiers.
PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS861963A CS257283B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium based catalytic system for polyethylene production |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58700684A | 1984-03-13 | 1984-03-13 | |
| CS842300A CS257260B2 (en) | 1984-03-13 | 1984-03-28 | A method for producing a homopolymer of ethylene or copolymers of ethylene with at least one α-olefin |
| CS861963A CS257283B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium based catalytic system for polyethylene production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196386A2 CS196386A2 (en) | 1987-09-17 |
| CS257283B2 true CS257283B2 (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=25745600
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS861967A CS257284B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium catalyst precursor for polyethylene production |
| CS861963A CS257283B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium based catalytic system for polyethylene production |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS861967A CS257284B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium catalyst precursor for polyethylene production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (2) | CS257284B2 (en) |
-
1986
- 1986-03-20 CS CS861967A patent/CS257284B2/en unknown
- 1986-03-20 CS CS861963A patent/CS257283B2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS196386A2 (en) | 1987-09-17 |
| CS257284B2 (en) | 1988-04-15 |
| CS196786A2 (en) | 1987-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4508842A (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| US4988783A (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| EP0120501B1 (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| US4302566A (en) | Preparation of ethylene copolymers in fluid bed reactor | |
| KR930008597B1 (en) | Process for the production of polyethylene with a broad and/or bimodal molecular weight distribution | |
| US5077358A (en) | Process for the start up of polymerization or copolymerization in the gas phase of alpha-olefins in the presence of a ziegler-natta catalyst system | |
| US4892853A (en) | Ethylene polymerization catalyst | |
| US5442018A (en) | Ethylene polymerization using a titanium and vanadium catalyst system in staged reactors | |
| US5096869A (en) | High activity vanadium-based catalyst | |
| EP2275456B1 (en) | Process for the polymerization of olefins. | |
| US4810761A (en) | Ethylene polymerization catalyst | |
| US6191239B1 (en) | Process for producing polyethylene | |
| JPH0721005B2 (en) | Catalyst composition for (co) polymerization of ethylene | |
| EP1159311B1 (en) | Process for producing polyethylene | |
| US4812432A (en) | Ethylene polymerization catalyst | |
| JPH04211406A (en) | Highly active vanadium-base catalyst | |
| CS257283B2 (en) | Vanadium based catalytic system for polyethylene production | |
| CS257260B2 (en) | A method for producing a homopolymer of ethylene or copolymers of ethylene with at least one α-olefin | |
| AU618913B2 (en) | Catalyst for regulating the molecular weight distribution of ethylene polymers | |
| US4948771A (en) | Ethylene copolymerization catalyst | |
| JPH05155928A (en) | Highly active catalyst based on vanadium | |
| JP4827962B2 (en) | Method for producing polyethylene | |
| NO172288B (en) | MADE CATALYST PROCEDURES FOR THE PREPARATION OF POLYETHYL | |
| PL146868B1 (en) | Method of obtaining ethylene homopolymer or copolymer with at least 50% molar ethylene content | |
| PL147260B1 (en) | Catalytic composition for use in obtaining polyethylene |