CS257284B2 - Vanadium catalyst precursor for polyethylene production - Google Patents
Vanadium catalyst precursor for polyethylene production Download PDFInfo
- Publication number
- CS257284B2 CS257284B2 CS861967A CS196786A CS257284B2 CS 257284 B2 CS257284 B2 CS 257284B2 CS 861967 A CS861967 A CS 861967A CS 196786 A CS196786 A CS 196786A CS 257284 B2 CS257284 B2 CS 257284B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- vanadium
- modifier
- alkyl
- polyethylene
- catalyst
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Nosičový prekurzor katalyzátoru na bázi vanadu pro výrobu polyethylenu sestávající ze 1) sloučeniny vanadu, která je reakčním produktem, halogenidu vanáditého, kde halogenem je chlor, brom nebo jod a donoru elektronů, kterým je kapalná organická Lewisova báze, ve které je halogenid vanaditý rozpustný, 2) modifikátorů MXa, kde M znamená bor nebo zbytek AlR{3_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 jsou-sloučenina vanadu a modifikátor naneseny.A supported precursor of a vanadium-based catalyst for the production of polyethylene consisting of 1) a vanadium compound which is a reaction product of a vanadium trihalide, where the halogen is chlorine, bromine or iodine, and an electron donor which is a liquid organic Lewis base in which the vanadium trihalide is soluble, 2) modifiers MXa, where M is boron or the radical AlR{3_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.
Description
Nosičový prekurzor katalyzátoru na bázi vanadu pro výrobu polyethylenu sestávající zeA supported precursor of a vanadium-based catalyst for the production of polyethylene consisting of
1) sloučeniny vanadu, která je reakčním produktem, halogenidu vanáditého, kde halogenem je chlor, brom nebo jod a donoru elektronů, kterým je kapalná organická Lewisova báze, ve které je halogenid vanaditý rozpustný,1) a vanadium compound which is the 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) modifikátorů MXa, kde M znamená bor nebo zbytek AlR{3_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 a2) modifiers MX a , where M represents boron or the radical AlR{3_ a ), 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 higher 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) pevného inertního nosiče, tvořeného oxidem křemičitým nebo oxidem hlinitým, na kterém jsou-sloučenina vanadu a modifikátor naneseny.3) a solid inert support, formed of silica or alumina, on which the vanadium compound and the modifier are deposited.
Vynález se týká nosičového prekurzoru katalyzátoru na bázi vanadu pro výrobu polyethylenu. Pod výrazem polyethylen ee rozumějí homopolymery ethylenu nebo kopolymery ethylenu s alespoň jedním alfa-olefinem se 3 až 10 atomy uhlíku. Prekurzor katalyzátoru podle vynálezu se po aktivaci 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 support precursor for the production of polyethylene. The term polyethylene ee refers to homopolymers of ethylene or copolymers of ethylene with at least one alpha-olefin having 3 to 10 carbon atoms. The catalyst precursor of the invention is suitable for gas phase polymerization after activation to form polymers having a desirable property profile suitable for certain applications.
Polyethyleny 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 polyethyleny 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. Polyethyleny s poměrně úzkou distribucí molekulové hmotnosti se mohou vyrobit v plynné fázi, jak je to popsáno například v US patentu č. 4 302 565 (Gocke 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_polyethyleny o nízké nenasycenosti, které mají vysokou použitelnost při různých aplikacích ve formě fólií. Takové polyethyleny však mají omezenou použitelnost v jiných oblastech, kde se vyžaduje vyšší tok taveniny a možnosti vytlačování, a nižší lom taveniny u polyethylenu se širokou distribucí molekulové hmotnosti. Bylo by proto žádoucí vyvinout vysoce aktivní katalytický systém a způsob výroby vysoce nasyceného polyethylenu v plynné fázi, který má širokou distribuci molekulové hmotnosti.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 polyethylenes with a broad molecular weight distribution, such as those made by the method 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 described in U.S. Patent No. 4,302,565 (Gocke et al.) and U.S. Patent No. 4,302,566 (Karol et al.). Such gas phase polymerization processes use high activity catalysts to produce polyethylenes with low unsaturation, which have high utility in a variety of film applications. However, such polyethylenes have limited utility in other areas 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 polyethylenu se používají vanadiové katalyzátory. US patent č. 3 956 255 (Ort) popisuje katalytický systém pro polymeraci ethylenu, 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 alkylhlinikem nebo alkylaluminiumalkoxidem. Jako promotoru se popřípadě může použít halogenovaného alkanu.Vanadium catalysts are used to produce polyethylene. 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 (Kanoh a další) popisuje katalyzátor pro polymeraci ethylenu, kterým je produkt tvořený komplexem chloridu vanaditého a etheru, sloučený s halogenidem hlinitým. Produkt není nanesen na nosiči. Jako kokatalyzátoru se používá organohllnité sloučeniny.U.S. Patent No. 4,173,698 (Kanoh 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 organo-aluminum compound is used as a cocatalyst.
US patent č. 4 202 958 (Yamaguchi a další) se týká způsobu polymerace ethylenu za použití nenoslčového pevného katalyzátoru získaného redukcí halogenidu vanaditého organohlinitou sloučeninou v přítomnosti etherové sloučeniny. I zde se používá organohlinitého kokatalyzátoru.U.S. Patent No. 4,202,958 (Yamaguchi et al.) relates to a process for the polymerization of ethylene using a non-sulfur solid catalyst obtained by the reduction of vanadium halide with an organoaluminum compound in the presence of an ether compound. Here too, an organoaluminum cocatalyst is used.
US patent č. 4 263 171 (Shida a další) je reprezentativní 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 kopolymeraci ethylenu s 1-butenem v kapalném 1-butenu, jako rozpouštědle, za použití nenosičového katalyzátoru obsahujícího reakčni produkt vanadylchloridu a/nebo -alkoxidu s álkylaluminiumchloridem a organohlinitými kokata4·lyzátory.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 alkylaluminum chloride and organoaluminum cocatalysts .
Mnohé z těchto publikací reprezentující známý stav techniky, jsou zaměřeny na získání katalyzátoru s vysokou aktivitou nebo ná selektivní zlepšení jednotlivých způsobů polymerace nebo vlastností polyethylenu. Kvůli složitosti nebylo před tímto vynálezem možné získat průmyslově vhodný optimalizovaný postup v plynné fázi využívající vanadiový katalyzátor pro výrobu polyethylenů s požadovanou rovnováhou vlastností. Pro dosažení takového postupu, musí katalyzátor poskytovat lepší odezvu na vodík, aby se dosáhlo velmi nízké úrovně nenasycenosti polyethylenu. Dále musí vykazovat vysoký stupeň produktivity, aby byl zbytek katalyzátoru v polyethylenu tak malý, s výhodou menší než 10 ppm vanadu, že by to umožnilo, aby v něm zůstal a mohl se vynechat stupeň odstraňování katalyzátoru. Katalyzátor musí dále poskytnout polyethylen·, který se snadno tváří různými způsoby tváření, t j. polyethylen, který má poměrně širokou distribuci molekulové hmotnosti a široké rozmezí indexu toku taveniny. Katalyzátor musí rovněž umožňovat zvýšenou kopolymeraci ethylenu s jinými alfa-olefiny, aby bylo možno regulovat hustotu polyethylenu v širokém rozmezí a rozšířit paletu použitelných komonomerů.Many of these prior art publications 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 an improved hydrogen response in order to achieve a very low level of unsaturation in the polyethylene. 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 vanadium, that it would allow it to remain in it and the catalyst removal step to be omitted. The catalyst must further 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 in order to control the density of the polyethylene over a wide range and to expand the range of comonomers that can be used.
Polyethylen, který se za použití takového katalyzátoru získá, má mít vysokou sypnou hmotnost, aby byly z obchodního hlediska přijatelné náklady na manipulaci a dopravu. Částice získaného polyethylenu 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 polyethylen má být ve formě sypkých částic a nemá obsahovat aglomeráty typu spečených částic nebo hrudek. Všechna tato kritéria musí katalyzátor splňovat současně a zároveň má být katalytický systém co nej jednodušší. Přednost se dává katalytickým systémům s minimálním počtem složek.The polyethylene obtained using such a catalyst should have a high bulk density so that handling and transportation costs are commercially acceptable. The particles of the polyethylene obtained should be of a size that allows them to be easily suspended in a fluidized bed reactor and should 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 of these criteria simultaneously and the catalytic system should be as simple as possible. Preference is given to catalytic systems with a minimum number of components.
Předmětem vynálezu je nosičový prekurzor katalyzátoru na bázi vanadu pro výrobu polyethylenu, který se vyznačuje tím, že sestává zeThe subject of the invention is a carrier precursor of a vanadium-based catalyst for the production of polyethylene, which is characterized in that it consists of
1) sloučeniny vanadu, která je reakčním produktem,1) vanadium compounds, which are reaction products,
a) halogenidu 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 AlRj3_aj, 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 AlRj 3 _ a j, 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 higher than 14,
X 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 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) pevného inertního nosiče, tvořeného oxidem křemičitým nebo oxidem hlinitým, na kterém jsou sloučenina vanadu a modifikátor naneseny.3) a solid inert support, formed of silicon dioxide or aluminum oxide, on which the vanadium compound and the modifier are deposited.
Po aktivaci kokatalyzátorem obecného vzorce IIAfter activation with a cocatalyst of general formula II
A1R3 (II), kde R má shora uvedený význam, a promotorem obecného vzorce III ^CX(4-b) (I1I) ' kde R' znamená vodík nebo nesubstituovanou nebo halogenovanou alkylskupinu, obsahující do 6 atomů uhlíku,A1R 3 (II), where R has the above meaning, and a promoter of the general formula III ^ CX (4-b) (I1I) ' where R' means hydrogen or an unsubstituted or halogenated alkyl group containing up to 6 carbon atoms,
X' znamená halogen a b znjčí 0, 1 nebo 2, lze prekurzoru použít pro homopolymeraci ethylenu nebo kopolymeraci ethylenu s alespoň jedním alfa-olefinem se 3 až 10 atomy uhlíku prováděnou v plynné fázi. Při této polymeraci se monomer nebo jejich směs uvádí do styku při teplotě 10 až 115 °C s katalytickým systémem obsahujícím prekurzor podle vynálezu a shora uvedený kokatalyzátor a promotor. Vzniklé polyethyleny mají lepší rovnováhu tokových vlastností, distribuce molekulové hmotnosti, sypné hmotnosti a nasycenosti. Jejich hustotu a index toku taveniny, lze volit v širokém rozmezí.X' is halogen and b is 0, 1 or 2, the precursor can be used for the homopolymerization of ethylene or the copolymerization of ethylene with at least one alpha-olefin having 3 to 10 carbon atoms carried out in the gas phase. In this polymerization, the monomer or a mixture thereof is brought into contact at a temperature of 10 to 115 ° C with a catalytic system containing the precursor according to the invention and the above-mentioned cocatalyst and promoter. 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 polyethylen je hompolymer ethylenu nebo kopolymer převažujícího podílu, to jest alespoň asi 50 %, ethylenu a menšího molárního podílu, to jest méně než asi 50 %, jednoho nebo několika alfa-olefinů se 3 až 10 atomy uhlíku. Výhodnými alfa-olefiny jsou pro257284 pylen, 1-butenj 1-hexen, 4-methyl-l-penten a 1-okten. Může se použít dalších monomerů včetně konjugovaných nebo nekonjugovaných dienů, jako je butadien, 1,4-hexadien a ethyldiennorbornen.The polyethylene thus prepared is a homopolymer of ethylene or a copolymer of a majority, 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 from 3 to 10 carbon atoms. Preferred alpha-olefins are propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene. Other monomers may be used, including conjugated or non-conjugated dienes such as butadiene, 1,4-hexadiene and ethyl diene norbornene.
Tyto polyethyleny mají vhodně vyvážené vlastnosti. Jejich hustota může ležet přibližně v rozmezí od 860 do 960 kg.m 3. 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 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 5 129 kg.m 3. Jejich úroveň nenasycenost! 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 Cia zvláště výhodně méně než asi 0,1 C = C/l 000 C. Kopolymery mají zbytkový obsah katalyzátoru menší než asi 10 ppm, s výhodou menší než asi 6 ppm, vyjádřeno v dílech kovového vanadu na milión dílů kopolymerů. Výhodné polymery vyráběné způsobem v plynné fázi podle vynálezu mají podobu sypkých pevných částic, které v podstatě neobsahují aglomeráty ve formě spečených částic nebo hrudek.These polyethylenes have a suitable balance of properties. Their density may lie in the range of approximately 860 to 960 kg.m 3 . They may have a melt flow index from a value at which there is no flow up to about 300 g/10 min, preferably from about 0.1 to 50 g/10 min. They have a broad molecular weight distribution, which is defined by a ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (M w /M n ) of greater than about 10, preferably in the range of about 14 to 22. They also have a high bulk density of at least about 320 kg.m -3 , preferably in the range of about 384 to about 5,129 kg.m 3 . Their level of unsaturation is very low and tends to be less than 1 carbon-carbon double bond per thousand carbon atoms (C = C/l 000 C), preferably less than about 0.2 C = C/l 000 C and particularly preferably less than about 0.1 C = C/l 000 C. The copolymers have a residual catalyst content of less than about 10 ppm, preferably less than about 6 ppm, expressed in parts of vanadium metal per million parts of copolymers. Preferred polymers produced by the gas phase process of the invention are in the form of loose solid particles that are essentially free of agglomerates in the form of sintered particles or lumps.
Tyto polyethyleny jsou vhodné pro široký rozsah aplikací, zahrnující použití pro tváření vyfukováním, výrobu fólií 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.
Nosičový prekurzor katalyzátoru podle vynálezu se skládá ze sloučeniny vanadu a modifikátoru, které jsou napuštěny na pevném inertním nosiči. Sloučeninou vanadu v prekurzoru je reakční produkt vzniklý z halogenidu vanaditého a donoru elektronů. Halogenem v halogenidu vanaditém je chlor, brom, nebo jod nebo jejich směsi. Zvláště výhodným halogenidem vanaditým je chlorid vanaditý vzorce VCl^.The catalyst support precursor of the invention 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 ketony, 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 ketones, 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 alkylalumiummono- a dichloridů s 1 až 6 atomy uhlíku v alkylskupině nebo chloridu boritého. Obzvláště výhodné je použiti diethylaluminiumchloridu. Používá se asi 0,1 až asi 10, s výhodou asi 0,2 až asi 2,5 dílů molárnlch 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 applied to 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 the modifier are used per 1 molar part of the electron donor.
Nosičem je pevný, porézní materiál ve formě částic, který je inertní vůči polymeraci.The carrier is a solid, porous, particulate material that is inert to polymerization.
Nosič sestává v podstatě ze siliky nebo aluminy, tojest oxidu křemičitého nebo hlinitého nebo jejich směsí. Podle potřeby může nosič obsahovat další látky, jako oxid zirkoničitý nebo thoričitý nebo jiné sloučeniny, které jsou chemicky inertní vůči polymeraci, nebo jejich směsi.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 substances, such as zirconium dioxide or thorium dioxide or other compounds which are chemically inert to the 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 30 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 30 and about 100 microns.
2-1 - 2-12-1 - 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 support 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 použití 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 polyethylenu o vysoké “3 hustotě (vyšší než 0,94 g.cm ). 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 results in undesirable agglomeration when used in the production of high density polyethylene (greater than 0.94 g.cm ). 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.
Nosičový prekurzor podle vynálezu se s výhodou připravuje tak, že se nejprve připraví sloučenina vanadu rozpuštěním halogenidu vanaditého v donoru elektronů při teplotě od 20 °C do teploty varu elektrondonorní sloučeniny v průběhu několika hodin. Rozpuštění se s výhodou provádí asi při 65 °C po dobu zhruba 3 hodin nebo více. Takto vyrobená sloučenina vanadu se potom napouští na nosič. Napouštění se může provádět přidáním nosiče ve formě suchého prášku nebo suspenze v donoru elektronů nebo jiném inertním rozpouštědle. Kapalina se odstraní sušením při teplotě nižší než asi 100 °C po dobu několika hodin, s výhodou za teploty asi 45 až asi 90 °C po dobu asi 3 až 6 hodin. Nosič napuštěný vanadem se potom míchá s modifikátorem rozpuštěným v inertním rozpouštědle jako například v uhlovodíku. Kapalina se odstraní sušením za teplot nižších než asi 70 °C během několika hodin, s výhodou při teplotě mezi asi 45 a asi 65 °C během 3 hodin.The carrier precursor of the invention is preferably prepared by first preparing a vanadium compound by dissolving a vanadium halide in an electron donor at a temperature of from 20°C to the boiling point of the electron donor compound over a period of several hours. The dissolution is preferably carried out at about 65°C for about 3 hours or more. The vanadium compound thus prepared is then impregnated onto a carrier. Impregnated may be by adding the carrier in the form of a dry powder or suspension in the electron donor or other inert solvent. The liquid is removed by drying at a temperature below about 100°C for several hours, preferably at a temperature between about 45 and about 90°C for about 3 to 6 hours. The vanadium-impregnated carrier is then mixed with a modifier dissolved in an inert solvent such as a hydrocarbon. The liquid is removed by drying at temperatures below about 70°C for several hours, preferably at a temperature between about 45 and about 65°C for 3 hours.
Před polymerací a/nebo v jejím průběhu se k nosičovému prekurzoru podle vynálezu přidává kokatalyzátor a promotor. Kokatalyzátor a promotor se přidávají bud dohromady nebo odděleně a bud současně nebo postupně během polymerace. Kokatalyzátor a promotor se s výhodou přidávají během polymerace odděleně ve formě roztoků v inertním rozpouštědle, jako isopentanu.Before and/or during the polymerization, a cocatalyst and a promoter are added to the carrier precursor according to the invention. The cocatalyst and the promoter are added either together or separately and either simultaneously or sequentially during the polymerization. The cocatalyst and the promoter are preferably added separately during the polymerization in the form of solutions in an inert solvent, such as isopentane.
Výhodné kokatalyzátory obecného vzorce II zahrnují trialkylhlinité sloučeniny se 2 až 8 atomy uhlíku v každé alkylskupině. Zvláště výhodným kokatalyzátorem je triisobutylhliník. Kokatalyzátoru se používá v množství mezi asi 5 a asi 500, s výhodou mezi asi 10 a asi 50 mol 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 ethan nebo methan obsahující alespoň 2 atomy halogenu připojené k atomu uhlíku. Výhodné promotory zahrnují CCl^, CHCl^, CH2C12, CBr^, CFCl^, CH^CClj a CF2C1CC13· Zvláště výhodné promotory jsou methylendichlorid (CH2C12), 1,1,1-trichlorethan (CH^CCl^) a chloroform (CHCl^). Na 1 díl molární kokatalyzátoru se používá mezi asi 0,1 a asi 10, s výhodou mezi asi 0,2 a asi 2 díly molárního 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 CCl^, CHCl^, CH 2 Cl 2 , CBr^, CFCl^, CH^CClj and CF 2 ClCCl 3. Particularly preferred promoters are methylene dichloride (CH 2 Cl 2 ), 1,1,1-trichloroethane (CH^CCl^) and chloroform (CHCl^). Between about 0.1 and about 10, preferably between about 0.2 and about 2, molar promoter parts are used per 1 molar part of cocatalyst.
Polymerace ethylenu 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 polyethylenový produkt. Hustota vyráběného kopolymeru ethylenu se může měnit v širokém rozmezí v závislosti na množství přidávaného alfa-olefinového komonomeru a na jeho druhu. Čím větší je molární podíl přidaného alfa-olefinu, tím nižší hustoty kopolymeru se dosáhne.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 alpha-olefin comonomer added and its type. The higher the molar fraction of alpha-olefin added, the lower the density of the copolymer is achieved.
Polymerace se provádí při teplotě pod teplotou spékání polyethylenu. Pracovní teplota leží obvykle v rozmezí od asi 10 do asi 115 °C. Výhodná pracovní teplota se mění v závislosti na požadované hustotě polyethylenu. Polyethyleny o vysoké hustotě, tj. o hustotě větší 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. Polyethyleny o nízké hustotě, tj. o hustotě v rozmezí od asi 910 do asi 940 kg.m 3 se s výhodou vyrábějí při pracovní teplotě mezi asi 75 a asi 90 °C. Polyethyleny o velmi nízké hustotě, tj. o hustotě menší než asi 910 kg.m 3 se s výhodou vyrábějí při pracovní teplotě mezi asi 10 a asi 80 °C. V případě polyethylenů o velmi nízké hustotě je nezbytné ředit reakční směs velkým množstvím ředicího plynu, aby se zabránilo vzniku aglomerátů póly257284 6 meru a aby se udržel kontinuální provoz polymerace, jak je to popsáno v souvisejícím čs. patentu č. 250 660 firmy Union Carbide Corporation.The polymerization is carried out at a temperature below 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.m3 , 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 910 to about 940 kg.m3 , are preferably produced at an operating temperature between about 75 and about 90°C. Very low density polyethylenes, i.e., with a density less than about 910 kg.m3 , are preferably produced at an operating temperature between about 10 and 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. 250 660 by Union Carbide Corporation.
Reaktor s fluidním ložem pracuje za tlaku až 6 870 kPa a s výhodou mezi asi 343 a asi 2 405 kPa. 'The fluidized bed reactor operates at pressures up to 6870 kPa and preferably between about 343 and about 2405 kPa.
Pro terminaci polymerních řetězců se může použít přenosového činidla, jako je vodík. Obvyklý poměr vodíku k ethylenu se bude měnit mezi asi 0,001 a asi 2,0 dily molárními vodíku na 1 díl molární ethylenu. Autoři tohoto vynálezu zjistili, že odezva na vodík se zlepSÍ za použití katalytického systému podle tohoto vynálezu, takže je zapotřebí méně vodíku pro výrobu polyethylenu s mimořádně nízkým obsahem nenasycených vazeb.A transfer agent such as hydrogen may be used to terminate the polymer chains. A typical ratio of hydrogen to ethylene will vary between about 0.001 and about 2.0 parts by mole hydrogen to 1 part by mole ethylene. The inventors have found that the response to hydrogen is improved using the catalyst system of the present invention, so that less hydrogen is required to produce polyethylene with an extremely low content of unsaturation.
Následující příklady slouží k ilustraci nosičového prekurzoru podle vynálezu, katalytického systému, který je z něho připraven a způsobu polymerace ethylenu za použití tohoto katalytického systému. Uvedené příklady nejsou zamýšleny jako omezení rozsahu tohoto vynálezu.The following examples serve to illustrate the carrier precursor of the invention, the catalyst system prepared therefrom, 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 py, pokud není uvedeno jinak.The properties of the polymers produced in the examples are determined by py unless otherwise stated.
dále popsanými zkušebními postuVlastnostby the test procedures described below.
Obsah popeleAsh content
Sypná hmotnost (kg/m3)Bulk density (kg/m 3 )
Hustota (kg/m3)Density (kg/ m3 )
Jemný podíl (% hmotnostní)Fine fraction (% by weight)
Zkušební postupTest procedure
Polyethylen se převede na popel, který se zváží. Může se vypočítat produktivita definovaná jako počet hmotnostních dílů polyethylenu vyrobeného na 1 hmotnostní díl celkového katalyzátoru.The polyethylene is converted to ash, which is weighed. The productivity can be calculated, defined as the number of parts by weight of polyethylene produced per 1 part by weight of total catalyst.
Stanoví se podle americké normy ASTM-D-1895, metody B.It is determined according to the American standard ASTM-D-1895, 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.
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 Stanoví se podle americké normy ASTM-D-1238, podmínky F. při vyšším zatížení (g/10 min)Melt flow index Determined according to American standard ASTM-D-1238, conditions F. at higher load (g/10 min)
Poměr indexů toku taveninyMelt flow index ratio
Aglomerace částicParticle agglomeration
Nenasycenost (C=C/1 000 C)Unsaturation (C=C/1,000 C)
Poměr indexu toku taveniny při vyšším zatížení k idexu 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.
Stanoví se na opouštějícího základě vizuálního pozorování vyrobeného polyethylenu reaktor.It is determined based on visual observation of the produced polyethylene leaving the reactor.
Stanoví se na základě infračerveného spektrofotometrického měření 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 absorbanci vztažené na 0,025 mm dělené absorptivitou (použité hodnoty absorptivity, publikovali R. J. doKock 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 at 0.025 mm divided by the absorptivity (absorbivity values used were published by R. J. doKock et al., J. Polymer Science, Part B., 2, 339, (1964).
Poznámka:Note:
a Počet dvojných vazeb uhlík-uhlik na 1 000 atomů uhlíku. a The number of carbon-carbon double bonds per 1,000 carbon atoms.
Zkratky používané v příkladech mají tento význam:The abbreviations used in the examples have the following meanings:
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. Ve srovnávacích příkladech A až D byl oxid křemičitý předběžně'chemicky zpracován 5,5 % hmotnostními triethylhliníku. Baňka se odvzdušní 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 prekursoru 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.The catalyst systems used in the examples were prepared using the following standard procedures. To a flask containing 4 liters of anhydrous tetrahydrofuran was added 34 g (0.216 mol) of vanadium chloride. The mixture was stirred for 5 hours at 65°C under nitrogen until the vanadium chloride dissolved. To this solution was added 800 g of silica, which had been dehydrated by heating to 600°C, and stirring was continued for 4 hours at 65°C. In Comparative Examples A to D, the silica was pre-treated with 5.5% by weight of triethylaluminum. The flask was vented and the solution was dried to a slurry-like state at 70°C. The temperature is allowed to drop to 45°C and the solution is purged with nitrogen for 6 hours or until the resulting precursor has a tetrahydrofuran level of 4 to 10% by weight. The impregnated silica produced in this manner is a solid powder containing 0.25 mmol of vanadium per gram. The solid is 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 diethylaluminiumchloridu, 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. To a flask containing 4 liters of anhydrous isopentane is added 500 g of the impregnated silica described above. 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.
Polyethylen se vyrábí v reaktoru s fluidním ložem na použití následujícího standardního postupu a za pracovních podmínek shrnutých do tabulky I. Ethylen se kopolymerůje s komonomerem uvedeným v příkladech. Triisobutylhliníkový kokatalyzátor se přidává během polymerace ve formě hmotnostně 5% roztoku v isopentanu. Chloroform CHCl^ se přidává, s výjimkou srovnávacího příkladu D, jako hmotnostně 5% roztok v isopentanu, 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 the examples. The triisobutylaluminum cocatalyst is added during the polymerization as a 5% by weight solution in isopentane. Chloroform CHCl^ is added, except in Comparative Example D, as a 5% by weight solution in isopentane, unless otherwise stated, in the ratio to the cocatalyst listed in the examples.
Každý 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.
Příklady 1 až 8 a srovnávací příklady A až DExamples 1 to 8 and Comparative Examples A to D
V těchto příkladech se připravují kopolymery ethylenu o vysoké hustotě za použití různých katalytických systémů. Používá se shora uvedených postupů a pracuje se na základě parametrů uvedených v tabulce I. 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 kopolymerůje 1-hexen. Ve srovnávacích příkladech A až D se používá inertního nosiče, který byl před napouštěním chemicky zpracován působením alkylhliníku. Ve srovnávacím příkladu C se používá katalytického systému bez modifikátoru. Ve srovnávacím příkladu D se používá katalytického systému bez promotoru.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 I. 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. Comparative Example C uses a catalyst system without a modifier. Comparative Example D uses a catalyst system without a promoter.
Analýza polyethylenu 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
Pata vztahující se k použití katalyzátorů na bázi prekurzorů podle vynálezu a srovnávacích katalyzátorů při výrobě kopolymerů ethylenu o vysoké hustotě.A patent relating to the use of catalysts based on precursors of the invention and comparative catalysts in the production of high density ethylene copolymers.
vyěším zatížení (g/10 min)load capacity (g/10 min)
pokračování tabulky Icontinuation of table I
Poznámky: Ve všech příkladech 1 až 8 vznikl polyethylen 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).Notes: 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 5% roztoku v isopentanu.a) A 1% by weight solution in isopentane is used instead of a 5% solution.
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 na bázi prekurzorů 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. V těchto příkladech bylo použito katalytických systémů podobajících se katalytickým systémům na bázi prekurzorů 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, jak ve srovnávacím příkladu D, je odezva na vodík menší, obsah jemných částic se zvětšuje á snižuje se áktivitakataiyzátoru, což vševede k méně žádoucím hodnotám.The results shown in Table I show that the precursor 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. In these examples, catalyst systems similar to the precursor catalyst systems of the present invention were used, except that the supports were pretreated with alkyl aluminum compounds. Furthermore, without the presence of a modifier, as in Comparative Example C, the hydrogen response decreases (as evidenced by the increase in hydrogen to monomer ratio), the bulk density decreases and the fines content is higher, all of which cause less desirable values. Similarly, in the absence of promoter, as in Comparative Example D, the response to hydrogen is less, the fines content increases, and the catalyst activity decreases, all of which leads to less desirable values.
Příklad 9 a srovnávací příklady E a FExample 9 and Comparative Examples E and F
Tyto příklady dokládají lepší nasycenost polyethylenu vyrobeného za použití katalytického systému na bázi prekurzoru podle tohoto vynálezu ve srovnáni s výsledky srovanácích pokusů. Výsledky jsou shrnuty v tabulce II. V příkladu 9 se postupuje za použití postupů uvedených výše a jako produkt se získá ethylen-butenový kopolymer, který má tabelovanou úroveň nenasycenosti. Ve srovnávacím příkladu E se postupuje za podobných podmínek při použití triethylhliníku jako kokatalyzátoru, ale bez diethylaluminiumchloridu, jako modifikátoru. Vzniklý polyethylen má výhodně sníženou nenasycenost i ve srovnání s produktem získaným za použití velmi podobného katalytického systému, jako v příkladu E.These examples demonstrate the improved saturation of polyethylene produced using the precursor catalyst system of the present invention compared to the results of the 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 obtained using a very similar catalyst system as in Example E.
Srovnávací příklad F ukazuje nenasycenost polyethylenu vyráběného alternativním postupem již dříve známým a dokládá, že tento polyethylen má významně vyšěí úroveň nenasycenosti, která vede k nestabilitě polymeru, který v průběhu času degraduje. Polyethylen vyrobený za použití katalytického systému na bázi prekurzoru 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 precursor catalyst system of the present invention exhibits excellent stability due to the very low unsaturation of the polymer.
Tabulka XITable XI
Příklad 9Example 9
Srovnávací příklad EComparative example E
Srovnávací příklad FComparative example F
b) Použito katalyzátoru VCl3/THF/SiO2/TEAL/CHCl3 při polymerační teplotě 90 °C.b) Catalyst VCl 3 /THF/SiO 2 /TEAL/CHCl 3 was used at a polymerization temperature of 90 °C.
c) Použito způsobu polymerace podle US patentu č. 3 324 095 (Carrick a další).c) The polymerization method according to US Patent No. 3,324,095 (Carrick et al.) was used.
Příklady 10 až 13Examples 10 to 13
V těchto příkladech se připravuji kopolymery ethylenu o nízké hustotě za použití shora uvedených postupů a podmínek uvedených v tabulce III. Příklady 10 až 12 ilustrují kopůlymeraci ethylenu s 1-butenem. Příklad 13 slouží k ilustraci kopolymerace ethylenu s propylenem. Ve všech těchto příkladech se jako kokatalyzátoru používá triethylhliníku. Výsledky uvedené v tabulce III ukazují, že katalytický systém podle tohoto vynálezu má vysokou aktivitu a stejně tak jako při přípravě kopolymerů ethylenu o vysoké hustotě poskytuje i při přípravě kopolymerů ethylenu 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 ethylenu o nízké hustotě.Production of low density ethylene copolymers.
pokračování tabulky IIIcontinuation of table III
Příklady 14 až 19Examples 14 to 19
V těchto příkladech se připravují kopolymery ethylenu a propylenu s velmi nízkou hustotou za použití shora uvedených postupů a podmínek uvedenýchv tabulce IV. V příkladu 14 se použije triethylhliníku jako kokatalyzátoru místo triisobutylhliňíku. Výsledky uvedené v tabulce IV ukazují, že se katalytického systému podle tohoto vynálezu může také použít k výrobě kopolymerů ethylenu o velmi nízké hustotě, které mají požadovaný profil vlastností, přičemž aktivita katalytického systému je vysoká.In these examples, very low density ethylene-propylene copolymers are prepared using the above procedures and conditions listed in Table IV. In Example 14, triethylaluminum is used as the cocatalyst instead of triisobutylaluminum. The results listed in Table IV demonstrate 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 kopolymerů ethylenu o velmi nízké hustotěProduction of very low density ethylene copolymers
jkračování tabulky IV říklad čísloTable IV example number
15 1615 16
18 emné částice (% hmotnostní) opel (% hmotnostní) 0,1018 Earth particles (% by weight) ash (% by weight) 0.10
0,050.05
0,082 0,110.082 0.11
00
0,14 0,07 ř í k 1 a d y 20 až 220.14 0.07 1st and 20th graders
V těchto příkladech se ethylen kopolymeruje s 1-hexenem za použití katalytických systémů bsahujících jako modifikátor tri-n-hexylhliník, ethylaluminiumdichlorid nebo triethylhliník. racuje se shora uvedenými postupy za podmínek uvedených v tabulce V. Modifikátorem se působí ia oxid křemičitý napuštěný chloridem vanaditým, který obsahuje 0,2 mmol vanadu v 1 gramu ixidu křemičitého napuštěného chloridem vanaditým. V každém z uvedených příkladů se používá ;riethylhliníku jako kokatalyzátoru. Výsledky shrnuté v tabulce V ukazují, že se v katalytic:ých systémech na bázi prekurzorů 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 catalyst is prepared by the above procedures under the conditions shown in Table V. The modifier is treated with vanadium chloride-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 based on the precursors of the invention.
Pabulka VPabulka V
Použití katalyzátorů s různými modifikátoryUse of catalysts with various modifiers
Poznámka: a’ prochází sítem s velikostí ok 130.10 & (místo 74.10 ®)m.Note: a ' passes through a sieve with a mesh size of 130.10 & (instead of 74.10 ®)m.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS861967A CS257284B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium catalyst precursor 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 |
| CS861967A CS257284B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium catalyst precursor for polyethylene production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196786A2 CS196786A2 (en) | 1987-09-17 |
| CS257284B2 true CS257284B2 (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 After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS861963A CS257283B2 (en) | 1984-03-13 | 1986-03-20 | Vanadium based catalytic system 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 |
| CS257283B2 (en) | 1988-04-15 |
| CS196786A2 (en) | 1987-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4988783A (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| US4508842A (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| EP0120501B1 (en) | Ethylene polymerization using supported vanadium catalyst | |
| 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 | |
| KR100853366B1 (en) | Process for preparing olefin polymer and catalyst selected therefor | |
| US5070055A (en) | Novel coimpregnated vanadium-zirconium catalyst for making polyethylene with broad or bimodal MW distribution | |
| 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 | |
| EP1522544B1 (en) | Process for the polymerization of olefins; polyethylenes, and films and articles produced therefrom | |
| US4810761A (en) | Ethylene polymerization catalyst | |
| CN109863183B (en) | Process for the polymerization of olefins | |
| JPH0721005B2 (en) | Catalyst composition for (co) polymerization of ethylene | |
| US5330951A (en) | Catalyst composition for polymerizing alpha-olefin | |
| JPH04211406A (en) | Highly active vanadium-base catalyst | |
| CS257284B2 (en) | Vanadium catalyst precursor for polyethylene production | |
| EP0910470A4 (en) | HIGH ACTIVITY CATALYSTS FOR THE PREPARATION OF POLYETHYLENE WITH AN INTERMEDIATE DISTRIBUTION OF MOLECULAR WEIGHTS | |
| CS257260B2 (en) | A method for producing a homopolymer of ethylene or copolymers of ethylene with at least one α-olefin | |
| KR100532071B1 (en) | A preparation method of ethylene polymer and copolymer having the high molecular tail in molecular distribution | |
| EP1108728A1 (en) | High activity polyethylene catalysts prepared with alkoxycarbon reagents | |
| JP4108477B2 (en) | Highly active polyethylene catalyst made with borate reagent | |
| JPH05155928A (en) | Highly active catalyst based on vanadium | |
| JPH07678B2 (en) | Method for producing ethylene copolymer | |
| US4948771A (en) | Ethylene copolymerization catalyst | |
| JPH04270706A (en) | Catalyst for controlling molecular weight distribution of ethylene polymer |