CS262452B1 - Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production - Google Patents

Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production Download PDF

Info

Publication number
CS262452B1
CS262452B1 CS869837A CS983786A CS262452B1 CS 262452 B1 CS262452 B1 CS 262452B1 CS 869837 A CS869837 A CS 869837A CS 983786 A CS983786 A CS 983786A CS 262452 B1 CS262452 B1 CS 262452B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
polymerization
alkenes
polymer
polymers
Prior art date
Application number
CS869837A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS983786A1 (en
Inventor
Zdenek Ing Salajka
Oldrich Hamrik
Mihnea Ing Csc Gheorghiu
Jan Ing Csc Kratochvila
Pavel Ing Sindelar
Petr Rndr Csc Zaloudik
Vasil Ing Legeza
Ladislav Jansa
Original Assignee
Salajka Zdenek
Oldrich Hamrik
Mihnea Gheorghiu
Kratochvila Jan
Pavel Ing Sindelar
Zaloudik Petr
Legeza Vasil
Ladislav Jansa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salajka Zdenek, Oldrich Hamrik, Mihnea Gheorghiu, Kratochvila Jan, Pavel Ing Sindelar, Zaloudik Petr, Legeza Vasil, Ladislav Jansa filed Critical Salajka Zdenek
Priority to CS869837A priority Critical patent/CS262452B1/en
Priority to FR8705347A priority patent/FR2597486B1/en
Priority to GB8709314A priority patent/GB2189252B/en
Priority to US07/068,998 priority patent/US4898847A/en
Publication of CS983786A1 publication Critical patent/CS983786A1/en
Publication of CS262452B1 publication Critical patent/CS262452B1/en

Links

Abstract

Řešení se týká výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenů polymeraci za tlaku 0,5 až 4,0 MPa a teploty 50 až 150 °C na katalyzátorech vzniklých postupným zakotvením alespoň jedné organické sloučeniny hliníku, alespoň jedné sloučeniny titanu a/nebo vanadu a alespoň jedné organické sloučeniny hliníku a popřípadě parafinického uhlovodíku na inertní oxid prvků 3b nebo 4b skupiny periodické soustavy prvků. Molekulovou hmotnost polymeru lze regulovat přídavkem vodíku a katalyzátor lze pasivovat přídavkem parafinického uhlovodíku s teplotou tání 25 °C až 150 °C.The solution relates to the production of polymers and copolymers of 1-alkenes by polymerization under pressure 0.5 to 4.0 MPa and a temperature of 50 to 150 ° C to catalytic converters at least one organic compound aluminum, at least one titanium compound and / or vanadium and at least one organic aluminum and optionally paraffinic hydrocarbon compounds to an inert oxide of elements 3b or 4b of the group of the Periodic Table of Elements. Molecular the weight of the polymer can be controlled by addition hydrogen and the catalyst can be passivated by addition paraffinic hydrocarbon with temperature melting point 25 ° C to 150 ° C.

Description

Vynález se týká způsobu výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenů použitím jednofázových nosičových katalyzátorů na bázi sloučenin titanu, vanadu a hliníku.The invention relates to a process for the production of polymers and copolymers of 1-alkenes using single-phase supported catalysts based on titanium, vanadium and aluminum compounds.

Polymery a kopolymery 1-alkenů se obvykle připravují pomocí katalytických systémů na bázi přechodných kovů, které mohou být naneseny na nosiči, a jsou zpravidla aktivovány reakcí s kokatalyzátorem - alkylkovovou sloučeninou - přímo v polymeračním zařízení. Tyto katalyzátory vykazuji vysokou produktivitu polymeru, vztaženou na přechodný kov, a snadno kopolymerují vyšší 1-alkeny. Podle typu zvoleného přechodového kovu a ligandů vázaných na přechodový kov lze ovlivnit distribuci molekulových hmotností i polymerační aktivitu. Přídavkem donorú elektronů ke katalytickému systému lze rovněž ovlivnit stereoregularitu procesu při polymeraci propenu. Zdrojem vážných technologických komplikací je aktivace katalyzátoru organokovovými sloučeninami v polymeračním reaktoru. Znamená to, že do reaktoru se zavádí dvě komponenty - katalytický prekursor, obvykle ve formě prášku a roztok organokovu. Volný organokov iniciuje oligomeraci olefinů, jež způsobují nežádoucí úsady na vnitřních stěnách polymeračního zařízení. Při interakci se vzdušným kyslíkem a vlhkostí (např. při netěsnosti polymeračního zařízení, při odstávce) se organokov rozloží až na kysličník hlinitý, jenž přispívá k další tvorbě úsad. Přítomnost volného organokovu rovněž negativně ovlivňuje kinetiku polymerace, nebot trvalým stykem organokovu s aktivními centry dochází k nežádoucím změnám katalyzátoru, což má za následek ztrátu aktivity a v konečném důsledku nevýhodnou distribuci velikosti částic polymeru, tj. vysoký obsah prachových podílů a částic s průměrem pod 0,1 mm. Katalytické systémy na bázi přechodových kovů s dodatečnou aktivací jsou popsány například v patentových spisech US 4 302 566, US 3 787 384, US 4 148 754,Polymers and copolymers of 1-alkenes are usually prepared using transition metal catalyst systems that can be supported and are usually activated by reaction with a cocatalyst - an alkyl metal compound - directly in the polymerization apparatus. These catalysts show high polymer productivity relative to the transition metal and easily copolymerize higher 1-alkenes. Depending on the type of transition metal and ligands bound to the transition metal, both molecular weight distribution and polymerization activity can be influenced. The addition of electron donors to the catalytic system can also affect the stereoregularity of the process in propene polymerization. The source of serious technological complications is the activation of the catalyst by organometallic compounds in the polymerization reactor. This means that two components are introduced into the reactor - a catalytic precursor, usually in powder form and an organometallic solution. The free organometallic initiates the oligomerization of olefins, causing undesirable deposits on the inner walls of the polymerization apparatus. When interacting with atmospheric oxygen and moisture (eg in the event of a leak in the polymerisation equipment, during shutdown), the organometallic decomposes to aluminum oxide, which contributes to the further formation of deposits. The presence of free organometallic also negatively affects the kinetics of the polymerization, since the permanent contact of the organometallic with the active centers leads to undesirable catalyst changes, resulting in loss of activity and ultimately disadvantageous particle size distribution of the polymer, i.e. high dust content and particles below 0. , 1 mm. Post-activation transition metal catalyst systems are described, for example, in U.S. Pat. Nos. 4,302,566, 3,787,384, 4,148,754,

US 4 063 009, US 4 173 547, GB 1 484 254, GB 2 099 834, US 4 490 514A.US 4,063,009, US 4,173,547, GB 1,484,254, GB 2,099,834, US 4,490,514A.

V posledních letech se vyvíjejí jednofázové katalytické systémy na bázi přechodových kovů 4a a 5a skupiny periodického systému prvků. Při polymeraci 1-alkenů na jednofázových katalyzátorech odpadají komplikace s dávkováním katalyzátorů, nedochází k tvorbě úsad na polymeračním zařízení a získaný polymer má požadovanou morfologii částic. Jednofázové katalytické systémy na bázi titanu a vanadu jsou popsány např. v patentových spisechIn recent years, single-phase transition metal catalyst systems based on transition metals 4a and 5a of the Periodic Table of Elements have been developing. In the polymerization of 1-alkenes on single-phase catalysts, there are no complications with the feeding of catalysts, no formation of deposits on the polymerization apparatus, and the obtained polymer has the desired particle morphology. Single-phase titanium and vanadium catalyst systems are described, for example, in patents

BE 884 513, BE 866 420, JA 52 000 880 a v čs. AO č. 256 961, čs. AO č. 262 451 a v čs.BE 884 513, BE 866 420, JA 52 000 880 and in MS. AO No. 256 961, MS. AO No. 262 451 and in MS.

AO č. 259 736.AO No. 259 736.

Předmětem vynálezu je způsob výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenů polymeraci 1-alkenů s 2 až 10 uhlíkovými atomy na nosičových katalyzátorech na bázi sloučenin titanu, vanadu a hliníku, při kterém se alkeny obsahující do 20 % objemových vodíku za tlaku 0,5 až 4,0. MPa při teplotě 50 až 150 °C uvedou ve styk s katalyzátorem vzniklým postupným zakotvením alespoň jedné organické sloučeniny hliníku, alespoň jedné sloučeniny titanu a/nebo vanadu a alespoň jedné organohlinité sloučeniny na inertní oxid prvků 3b nebo 4b skupiny periodické soustavy.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the preparation of polymers and copolymers of 1-alkenes by polymerizing 1-alkenes of 2 to 10 carbon atoms on supported catalysts based on titanium, vanadium and aluminum compounds, wherein alkenes containing up to 20% by volume of hydrogen at 0.5-4 , 0. The MPa at 50 to 150 ° C contact the catalyst formed by the sequential anchoring of at least one organic aluminum compound, at least one titanium and / or vanadium compound and at least one organoaluminum compound to the inert oxide of elements 3b or 4b of the Periodic Table.

Dále je předmětem vynálezu takový způsob výroby polymerů a kopolymerů 1- lkenů podle tohoto vynálezu, při kterém se katalyzátory před polymeraci upraví 0,5 až 100% hmotnostními parafinického uhlovodíku o teplotě tání 25 až 150 °C.The present invention further provides a process for the preparation of the polymers and copolymers of 1-alkenes according to the invention, wherein the catalysts are treated with 0.5 to 100% by weight paraffinic hydrocarbon with a melting point of 25 to 150 ° C prior to polymerization.

Pro katalyzátor použitelný k výrobě polymerů a kopolymerů 1-alkenů podle tohoto vynálezu 2 je vhodným nosičem silika a/nebo alumina o měrném povrchu 50 až 500 m /g, objemu pórů 0,5 až 3,0 ml/g, která se dehydratuje při teplotách 200 až 950 °C proudem vzduchu a/nebo dusíkem ve fluidním loži po dobu alespoň 4 hodiny. Takto upravená silika obsahuje podle teploty dehydratace 0,3 až 3,0 mmol OH-skupin na 1 g.For the catalyst useful in the production of the 1-alkene polymers and copolymers of this invention 2, a suitable carrier is silica and / or alumina having a specific surface area of 50-500 m / g, a pore volume of 0.5-3.0 ml / g, which dehydrates at at temperatures of 200 to 950 ° C with air flow and / or nitrogen in the fluidized bed for at least 4 hours. The silica thus treated contains 0.3-3.0 mmol OH groups per g depending on the dehydration temperature.

V prostředí uhlovodíkového rozpouštědla nebo v plynné fázi se na nosič působí organohlinitou komponentou, například trialkylhliníkem, dialkylhalogenhliníkem, dialkylalkoxyhlinikem, alkyldihalogenhliníkem, popřípadě jejich směsí. Vznikají reakční produkty pevně fixované na povrchu nosiče. Molární poměr sumy organokovů I k -OH skupinám nosiče je v rozmezí 0,1 až 10, s výhodou 0,5 až 1,0. Kvůli rovnoměrnému nanesení organokovu I je nutné suspenzi nosiče nebo vrstvu nosiče intensivně míchat. Teplota se během interakce může pohybovat v širokém rozmezí v závislosti na tensi par organokovové sloučeniny o teplotě varu použitého uhlovodíku, výhodné je reakci provádět při 10 až 70 °C, případně při teplotě prostředí.In the hydrocarbon solvent medium or in the gas phase, the support is treated with an organoaluminum component, for example, a trialkylaluminum, a dialkylhaloaluminum, a dialkylalkoxyaluminum, an alkyldihaluminum, or mixtures thereof. Reaction products are formed firmly fixed to the support surface. The molar ratio of the sum of the organometals I to the -OH groups of the support is in the range of 0.1 to 10, preferably 0.5 to 1.0. Due to the uniform application of the organometallic I, the carrier suspension or the carrier layer must be vigorously stirred. The temperature during the interaction may vary within wide limits depending on the vapor pressure of the organometallic compound at the boiling point of the hydrocarbon used, preferably at 10 to 70 ° C or at ambient temperature.

V další fázi se na nosič se zakotvenou organohlinitou komponentou nanese alespoň jedna sloučenina titanu a/nebo vanadu, např. halogenid, halogenalkoxid, alkoxid, oxihalogenid vanadu a/nebo titanu II. Tuto reakci lze s výhodou uskutečnit v uhlovodíkovém prostředí nebo přímým kontaktem par sloučeniny titanu a/nebo vanadu s pevnou fází meziproduktu, s výhodou při laboratorní teplotě. Dochází k pevnému zakotvení sloučenin titanu a/nebo vanadu na nosiči a k jeho reakci s fixovanými reakčními produkty z předchozí reakce. Molární poměr sumy organohlinitých sloučenin I k sumě sloučenin II se udržuje v mezích 1 až 100, s výhodou 5 až 20.In a further stage, at least one titanium and / or vanadium compound, e.g., a halide, haloalkoxide, alkoxide, vanadium oxihalide and / or titanium II, is deposited on the anchored organoaluminum component. This reaction may preferably be carried out in a hydrocarbon medium or by direct contact of the vapors of the titanium compound and / or vanadium with the solid phase of the intermediate, preferably at room temperature. The titanium and / or vanadium compounds are firmly anchored to the support and reacted with the fixed reaction products of the previous reaction. The molar ratio of the sum of the organoaluminum compounds I to the sum of the compounds II is kept within the range of 1 to 100, preferably 5 to 20.

Chemickým navázáním organokovu I na volné -OH skupiny nosiče se dosáhne modifikace jeho redukčních schopností a současně jeho imobilizace na povrchu nosiče. Volbou poměru organokovové sloučeniny (I) k hydroxylovým skupinám a poměru sloučenin titanu a/nebo vanadu (II) k organohlinité sloučenině se dosahuje vzniku aktivních struktur na povrchu nosiče, jež mají schopnost polymerovat 1-alkeny.By chemical binding of the organometallic I to the free -OH group of the support, a modification of its reducing ability and its immobilization on the support surface is achieved. By selecting the ratio of the organometallic compound (I) to the hydroxyl groups and the ratio of the titanium and / or vanadium (II) compounds to the organoaluminum compound, active structures are formed on the surface of the support having the ability to polymerize 1-alkenes.

Podle AO č. 259 736 lze vlastnosti jednofázového katalyzátoru dále výrazně zlepšit použitím dalšího organokovu - organohořečnaté sloučeniny. Podle tohoto vynálezu se podobného účinku dosáhne vytvořením další vrstvy pomocí organohlinité sloučeniny III, např. trialkylhlinlku, dialkylhalogenhliníku, alkyldihalogenhliníku, dialkylalkoxyhliníku apod. Molární poměr III/II se udržuje v rozmezí 0,5 až 20, s výhodou 1 až 8. Vznik polymeračně aktivní formy sloučenin titanu a/nebo vanadu je tak rozdělen do dvou kroků, které umožňují podstatně citlivěji naladit redukci, resp. alkylaci sloučeniny přechodného kovu. Podmínky a způsob nanášení organohlinitých sloučenin jsou stejné jako u předchozích složek. Závěrečnou fází přípravy katalyzátoru je případné odsušení rozpouštědla proudem inertního plynu nebo evakuací.According to AO No. 259 736, the properties of a single-phase catalyst can be significantly improved by the use of another organometallic-organomagnesium compound. According to the present invention, a similar effect is achieved by forming an additional layer with an organoaluminum compound III, e.g., trialkyl aluminum, dialkyl aluminum halide, alkyldihaluminum, dialkylalkoxy aluminum and the like. The III / II molar ratio is maintained in the range 0.5 to 20, preferably 1 to 8. the form of the titanium and / or vanadium compounds is thus divided into two steps, which make it possible to tune the reduction, respectively more precisely, more precisely. alkylating the transition metal compound. The conditions and method of application of the organoaluminum compounds are the same as those of the previous components. The final stage of catalyst preparation is the optional drying of the solvent with an inert gas stream or evacuation.

Vlastnosti katalyzátoru se dále zlepší nanesením parafinického uhlovodíku na povrch částic katalyzátoru, podobně jako v čs. AO č. 262 451. Bod tání parafinického uhlovodíku leží mezi teplotou polymerace a maximální běžnou teplotou prostředí, ve kterém se katalyzátor vyrábí, skladuje a dopravuje. S výhodou lze použít parafin o teplotě tání 50 až 70 °C, ataktický polypropylen nebo jiné nasycené uhlovodíky o vhodné teplotě tání. Přítomnost násobných vazeb a heteroatomů v řetězcích parafinických uhlovodíků je nežádoucí, neboř snižují aktivitu katalyzátoru. Stejně negativně působí i nízkomolekulární nečistoty typu donoru elektronů. Parafinický uhlovodík lze nanést na hotový katalyzátor, suspendovaný v uhlovodíkovém rozpouštědle, nebo současně s poslední složkou katalyzátoru, tj. s organohlinitou sloučeninou III. Parafinický uhlovodík se nanáší tak, aby jeho obsah činil 0,5 až 50 % hmotnostních katalyzátoru, s výhodou 1 až 10 % hmotnostních. Principem působení parafinického uhlovodíku je obalení částic katalyzátoru a zabránění difúzi nečistot k aktivním polymeračním centrům během isolace, skladování, transportu a dávkování katalyzátoru. Vytvoření difúzní bariery na povrchu katalyzátoru dále stabilizuje katalytický systém v nepřítomnosti monomeru. Reaktivita složek katalyzátoru se výrazně zmenší a velká část aktivních center vzniká až po roztáni parafinického uhlovodíku v reaktorech.The properties of the catalyst are further improved by the deposition of a paraffinic hydrocarbon on the surface of the catalyst particles, similarly as in U.S. Pat. AO No. 262 451. The melting point of the paraffinic hydrocarbon lies between the polymerization temperature and the maximum normal temperature of the environment in which the catalyst is produced, stored and transported. Preferably, paraffin having a melting point of 50-70 ° C, atactic polypropylene or other saturated hydrocarbons having a suitable melting point may be used. The presence of multiple bonds and heteroatoms in the paraffinic hydrocarbon chains is undesirable since they reduce the activity of the catalyst. Low molecular weight impurities of the electron donor type have the same negative effect. The paraffinic hydrocarbon can be applied to the finished catalyst suspended in a hydrocarbon solvent or simultaneously with the last catalyst component, i.e., the organoaluminum compound III. The paraffinic hydrocarbon is applied to a content of 0.5 to 50% by weight of catalyst, preferably 1 to 10% by weight. The principle of action of a paraffinic hydrocarbon is to encapsulate the catalyst particles and prevent the diffusion of impurities to the active polymerization centers during catalyst isolation, storage, transport and dosing. The formation of a diffusion barrier on the catalyst surface further stabilizes the catalyst system in the absence of monomer. The reactivity of the catalyst components decreases considerably, and a large proportion of the active centers are formed after the paraffinic hydrocarbon has melted in the reactors.

Polymeraci l-alkenů dle tohoto vynálezu na jednofázovém katalyzátoru lze provést ve fluidním loži, v mechanicky míchané vrstvě v plynné fázi v kapalném monomeru nebo v rozpouštědle. Polymeruje se při teplotě 50 až 150 °C; nižší teploty jsou výhodné při polymeraci vyšších 1-alkenů o nižším bodu měknutí, vyšší teploty lze použít při polymeraci etylenu ve fluidním loži (80 až 120 °C) a při roztokové polymeraci 1-alkenů v uhlovodíkovém rozpouštědle (110 až 150 °C). Při polymeraci v plynné fázi je nutno teplotu udržovat 5 až 10 °C pod teplotou tání polymeru, aby nedošlo k aglomeraci částic. Polymerační tlak bývá 0,5 až 4,0 MPa, optimální je 1,8 až 2,2 MPa, neboř při nižších tlacích monomeru je produktivita katalyzátoru nižší (je přímo úměrná tlaku monomeru) a při vyšších tlacích než 2,2 MPa pak rostou náklady na pořízení a provoz tlakových nádob a na kompresi pracovních medií. Polymeraci je výhodné provádět kontinuálně za konstantního tlaku a teploty s kontinuálním dávkováním katalyzátoru, monomeru nebo jejich směsi a vodíku a s kontinuálním odběrem produktu. Diskontinuální proces není ekonomicky výhodný.The polymerization of the 1-alkenes according to the invention on a single-phase catalyst can be carried out in a fluidized bed, in a mechanically stirred layer in the gas phase in a liquid monomer or in a solvent. It is polymerized at a temperature of 50-150 ° C; lower temperatures are preferred for higher 1-alkene polymerization with a lower softening point, higher temperatures can be used for fluidized bed polymerization of ethylene (80 to 120 ° C) and for solution polymerization of 1-alkenes in a hydrocarbon solvent (110 to 150 ° C). In the gas phase polymerization, the temperature must be kept 5-10 ° C below the melting point of the polymer to avoid agglomeration of the particles. The polymerization pressure is usually 0.5 to 4.0 MPa, the optimum is 1.8 to 2.2 MPa, because at lower monomer pressures the catalyst productivity is lower (directly proportional to the monomer pressure) and at higher pressures higher than 2.2 MPa they increase the cost of acquiring and operating pressure vessels and the compression of working media. The polymerization is preferably carried out continuously at constant pressure and temperature with continuous feed of the catalyst, monomer or mixture thereof and hydrogen and with continuous product withdrawal. The discontinuous process is not economically advantageous.

Molekulovou hmotnost polymerů lze řídit dávkováním vodíku. Bez vodíku vznikají ultravysokomolekulární polymery (UHMW), s růstem obsahu vodíku silně klesá index toku taveniny polymeru. Při obsahu vodíku 10 > až 20 S objemových v monomerní směsi se dosahuje silně tekutých typů polymerů (vláknařské typy).The molecular weight of the polymers can be controlled by the addition of hydrogen. Without hydrogen, ultra-high molecular weight polymers (UHMW) are formed, and as the hydrogen content increases, the polymer melt flow index decreases sharply. At a hydrogen content of 10 to 20 S by volume in the monomer mixture, strongly liquid polymer types (fiber types) are obtained.

Dávkování katalyzátoru lze řídit pomocí okamžité rychlosti polymerace (dané teplotou polymerní vrstvy nebo roztoku). Katalyzátor lze dávkovat kontinuálně (např. čerpadlem s nastavitelným zdvihem) nebo šaržovitě, kdy lze měnit frekvenci jednotlivých dávek. Při polymerací v plynné fázi je výhodné dávkovat práškový katalyzátor (nezvyšuje se obsah těkavých podílů v polymeru), při polymeraci v kapalné fázi lze dávkovat suspenzi katalyzátoru v uhlovodíku (odpadá krok odsušení rozpouštědla během přípravy katalyzátoru).The catalyst dosage can be controlled by the instant polymerization rate (given by the temperature of the polymer layer or solution). The catalyst can be dosed continuously (eg by an adjustable stroke pump) or batchwise, where the frequency of the individual doses can be changed. In gas phase polymerization, it is preferable to charge the powdered catalyst (the volatile content of the polymer is not increased), while in liquid phase polymerization, the catalyst / hydrocarbon slurry can be metered (no solvent drying step during catalyst preparation).

Během polymerace vznikají kulovité částice polymeru, jež jsou tvarem podobné výchozím částicím katalyzátoru, a tedy 1 nosiče. Faktor zvětšení je 20 až 50x, při polymeraci dochází ke vzniku kompaktních částic o velikosti 0,5 až 5 mm v závislosti na době polymerace (u diskontinuálního procesu) nebo na pobytové době (u kontinuálního procesu). Běžná doba polymerace nebo pobytová doba bývá 1 až 8 h, s výhodou 2 až 6 h. Při kratších dobách polymerace je vyšší obsah popela u katalytických zbytků v polymeru, produktivita reaktoru je vysoká. Naopak při delších dobách polymerace se zlepšuje kvalita polymeru a snižuje produktivita reaktoru. Polymer se stabilizuje běžnými stabilizátory. Vzhledem k vysoké aktivitě katalyzátoru, a tedy malému obsahu katalytických zbytků, postačuje malé množství stabilizátorů. Katalyzátor se po výstupu z reaktoru dezaktivuje vzduchem, vodní parou a/nebo kysličníkem uhelnatým. Katalytické zbytky není nutno vypírat.During the polymerization, spherical polymer particles are formed which are similar in shape to the parent catalyst particles and hence 1 carrier. The magnification factor is 20 to 50x, and the polymerization produces compact particles of 0.5 to 5 mm in size depending on the polymerization time (for the discontinuous process) or residence time (for the continuous process). The usual polymerization time or residence time is 1 to 8 hours, preferably 2 to 6 hours. With shorter polymerization times, the ash content of the catalytic residues in the polymer is higher, the reactor productivity is high. Conversely, longer polymerization times improve polymer quality and reduce reactor productivity. The polymer is stabilized by conventional stabilizers. Due to the high activity of the catalyst and hence the low content of catalyst residues, a small amount of stabilizers is sufficient. The catalyst is deactivated by air, water vapor and / or carbon monoxide upon exit from the reactor. Catalytic residues need not be washed.

Výhodou způsobu výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenů podle tohoto vynálezu je, že se používá aktivní katalytický systém, nevyžadující další aktivaci v polymeračním zařízeni. Fixací komponent k nosiči je znemožněna jejich migrace a nežádoucí vedlejší reakce, vedoucí k zániku aktivních center. Fixovaná aktivní centra v pórech nosiče umožňují polymerovat vysokou rychlostí, aniž dochází k tvorbě nežádoucích protavených slepků polymeru.An advantage of the process for producing polymers and copolymers of 1-alkenes according to the present invention is that an active catalyst system is used, requiring no further activation in the polymerization apparatus. By fixing the components to the carrier, their migration and undesirable side reactions leading to the disappearance of the active centers are prevented. The fixed active centers in the pores of the carrier allow the polymer to be polymerized at high speed without the formation of unwanted melted polymer slices.

Tím se dosahujeThis is achieved

- odstranění počáteční fáze prudkého vzestupu polymerační rychlosti a jejího následujícího poklesu;eliminating the initial phase of a sharp rise in polymerization rate and its subsequent decrease;

- konstantní polymerační rychlosti po dobu 6 až 8 h, to je po zdržnou dobu katalyzátoru v kontinuálních reaktorech;constant polymerization rates for 6 to 8 h, i.e. catalyst residence times in continuous reactors;

- zabráněni vzniku úsad na vnitřních stěnách polymeračního zařízení;avoiding deposits on the inner walls of the polymerization apparatus;

- vysoké hmotnosti polymerního lože, zabezpečující vysokou produktivitu polymerace;- high polymer bed weights ensuring high polymerization productivity;

- nepřítomnosti prachového podílu v polymeru;- absence of a dust fraction in the polymer;

- vysoké sypné hmotnosti polymerního prášku (480 až 520 kg/m3);- high bulk density of the polymer powder (480-520 kg / m 3 );

- možnosti regulovat vlastnosti polymeru typem použitého katalytického systému a podmínkami polymerace.- the ability to control polymer properties by the type of catalyst system used and the polymerization conditions.

Vynález osvětlí následující příklady:The following examples illustrate the invention:

Příklad 1 až 8Examples 1 to 8

Do vyčištěného reaktoru, obsahujícího 50 ml dusíkem vystripovaného heptanu, byly v protiproudu čistého dusíku nasypány 2 g siliky (nosiěe) a přidáno příslušné množství organokovu (I) podle tabulky 1. Po 5 min míchání byla přidána sloučenina vanadu a/nebo titanu II podle tabulky 1, opět 5 min mícháno a dále byla přidána organokovová sloučenina III podle tabulky 1. Posledním krokem přípravy katalyzátoru bylo odstraněni rozpouštědla (proudem dusíku nebo evakuací).In a cleaned reactor containing 50 ml of nitrogen-stripped heptane, 2 g of silica was charged in countercurrent of pure nitrogen and the appropriate amount of organometallic (I) according to Table 1 was added. After stirring for 5 min, the vanadium and / or titanium II compound was added. 1, again stirred for 5 min, and organometallic compound III according to Table 1 was further added. The final catalyst preparation step was the removal of the solvent (nitrogen stream or evacuation).

Katalyzátory připravené podle příkladů 1 až 8 lze získat ve formě suchých prášků, obsahujících rozpouštědla do maximální hodnoty cca 50 % hmotnostních. Nad tuto mez se získá lepivý prášek nebo kaše, jež nelze úspěšně pneumaticky dopravovat a dávkovat do polyme5 radního reaktoru. V případě polymerace v kapalné fázi lze použít přímo suspenzi katalyzátoru v uhlovodíku.The catalysts prepared according to Examples 1 to 8 can be obtained in the form of dry powders containing solvents up to a maximum of about 50% by weight. Above this limit, a sticky powder or slurry is obtained which cannot be successfully pneumatically conveyed and dosed into the polymer reactor. In the case of liquid phase polymerization, a catalyst / hydrocarbon slurry can be used directly.

Během přípravy, skladování, transportu a dávkování katalyzátoru je nutno vyloučit přístup katalytických jedů typu donoru elektronů, jako například kyslíku, vody, dienů, kysličníků uhlíku apod. Všechny operace a manipulace s katalyzátorem je nutno provádět v inertní atmosféře, např. v proudu čistého dusíku nebo argonu.During catalyst preparation, storage, transport and dosing, access to catalytic electron donor poisons such as oxygen, water, dienes, carbon oxides, etc. must be avoided. All operations and handling of the catalyst must be carried out in an inert atmosphere such as a pure nitrogen stream. or argon.

Tabulka 1Table 1

Příklad Obsah -OH sku- Organokov I Sloučenina Ti,V Organokov III pin nosiče mmol/g nosiče II mmol/g nosiče mmol/g nosiče mmol/gExample Content of -OH group- Organometallic I Compound Ti, V Organometallic III pin mmol / g support II mmol / g support mmol / g support mmol / g

1 1 0,55 0.55 AlEt3 (0,30)AlEt 3 (0.30) TiCl4 (0,1)TiCl 4 (0.1) Al(OEt)Et- Al (OEt) Et- (0,15) (0,15) .2 .2 0,55 0.55 AlEt2Cl (5,5)AlEt 2 Cl (5.5) TiCl4 (0,01)TiCl 4 (0.01) AlEt3 (0,9)AlEt 3 (0.9) VC14 (0,05)HC 4 (0,05) AliBu3 (0,AliBu 3 3) 3) 3 3 0,75 0.75 AlEt3 (0,25)AlEt 3 (0.25) Ti(OEt)4 (0,1)Ti (OEt) 4 (0.1) Al(0Bu)Bu2 Al (OBu) Bu 2 (0,2) (0.2) AlEt2Cl (0,25)AlEt 2 Cl (0.25) AlEt2Cl (0AlEt 2 Cl (0 ,D , D 4 4 0,75 0.75 AlEtj (0,25) AlEt2Cl (0,25)AlEtj (0.25) AlEt 2 Cl (0.25) TiBuClj (0,1) TiBuClj (0.1) AliBUj (0, AliBUj 15) 15) 5 5 0,75 0.75 AlEt2Cl (0,08)AlEt 2 Cl (0.08) VOC13 (0,1)VOC1 3 (0.1) AlEt3 (0,2)AlEt 3 (0.2) VC14 (0,05)HC 4 (0,05) 6 6 0,80 0.80 AlEt3 (0,3) AlEt2Cl (0,3)AlEt 2 (0,3) AlEt 2 (0,3) TiCl4 (0,1)TiCl 4 (0.1) Al(OEt)Et2 Al (OEt) Et 2 (0,2) (0.2) 7 7 2,80 2.80 Al(OEt)ET2 (2,Al (OEt) ET 2 7) Ti(OEt)4 (2,7)7) Ti (OEt) 4 (2.7) AliBu3 (1,AliBu 3 3) 3) 8 8 2,80 2.80 AlHex3 (1,03)AlHex 3 (1.03) TiCljEt (1,03) TiCljEt (1.03) AliBUj (2, AliBUj 1) 1) Poznámky 1. Zkratky i Comment 1. Abbreviations i : Et : Et = ethyl = ethyl OEt OEt = ethoxid = ethoxide Bu Bu = n-butyl = n-butyl OBU OBU = n-butoxid = n-butoxide Hex Hex = hexyl = hexyl iBu iBu = isobutyl = isobutyl 2. Jako nosič byla použita 2. A carrier was used Silika DAVISON Silica DAVISON 952 o měrném povrchu 250 952 specific surface area 250 až 300 m^/g, up to 300 m ^ / g, o objemu about volume

pórů 1,6 ml/g s maximem poloměru pórů 11 nm, aktivovaná při teplotě 800 °C (příklady 1 a 2),pore of 1.6 ml / g with a maximum pore radius of 11 nm, activated at 800 ° C (Examples 1 and 2),

600 °C (příklady 3 až 5) a 200 °C (příklady 7 a 8) a alumina o měrném povrchu 150 m^/g, objemu pórů 1,0 ml/g, o maximu poloměru pórů 40 nm, vysušena při teplotě 800 °C (příklad 6).600 ° C (examples 3-5) and 200 ° C (examples 7 and 8) and alumina having a specific surface area of 150 m ^ / g, a pore volume of 1.0 ml / g, a maximum pore radius of 40 nm, dried at 800 ° C (Example 6).

Polymerace byly prováděny podle následujících příkladů (molární poměry složení monomernl směsi a vlastnosti polymeru - viz tabulka 2):The polymerizations were carried out according to the following examples (molar ratios of monomer mixture composition and polymer properties - see Table 2):

Příklad 9Example 9

Práškový katalyzátor se dávkovaoím zařízením pomocí přetlaku dusíku dávkuje do spodní části kontinuálního poloprovozního reaktoru. Polymerace probíhá ve fluidním loži, skládajícím se ze směsi práškového polymeru a katalyzátoru, udržovaného ve vznosu průtokem monomerní směsi. Rychlost průtoku směsi je 3 až 6krát vyšší než je minimální rychlost nutná k fluidizaci. Udržuje se ustálený stav, definovaný tlakem 1,8 až 2,0 MPa a teplotou v rozmezí 70 až 110 °C. Vzniká polymer, který se v závislosti na rychlosti tvorby diskontinuálně vypouští z reaktoru. Produktivita reaktoru závisí na pobytové době (bývá 2 až 6 h), na účinnosti chlazení recyklující monomerní směsi (dáno konstrukčními parametry) a na aktivitě a koncentraci katalyzátoru (max. produktivita 20 kg/h).The powder catalyst was fed to the bottom of a continuous pilot plant reactor by means of a nitrogen overpressure metering device. The polymerization takes place in a fluidized bed consisting of a blend of powdered polymer and a catalyst maintained in fluid flow by the monomer mixture. The flow rate of the mixture is 3 to 6 times higher than the minimum speed required for fluidization. A steady state is defined, defined by a pressure of 1.8 to 2.0 MPa and a temperature in the range of 70 to 110 ° C. A polymer is formed which, depending on the rate of formation, is discharged discontinuously from the reactor. Reactor productivity depends on residence time (typically 2 to 6 hours), cooling efficiency of the recycled monomer mixture (given by design parameters), and catalyst activity and concentration (max. Productivity 20 kg / h).

Příklad 10Example 10

Laboratorní reaktor o objemu 1,5 dm , umožňující přípravu 300 g polymeru, byl průtokem 500 ml/min ultračlstého dusíku profukován 16 h, poté při teplotě polymerace tlakován lOkrát dusíkem na 0,6 MPa a nakonec 2krát propláchnut etylenem. Teplota reaktoru byla udržována na požadované polymerační teplotě pomocí temperace pláštěm reaktoru. Do reaktoru byla napuštěna směs monomerů (popř. vodíku). Polymerace byla zahájena rozbitím skleněné baniěky s 50 až 150 mg katalyzátoru. Fluidní vrstva byla udržována ve vznosu mechanickým mícháním pomocí dvojchodné spirály, rychlost polymerace byla měřena ze spotřeby doplňované monomerní směsi. Po cca 4 h byl reaktor odtlakován, otevřen a polymer dále zpracován (stabilizace apod).A laboratory reactor of 1.5 dm, allowing the preparation of 300 g of polymer, was purged at 500 ml / min of ultra-nitrogen nitrogen for 16 hours, then pressurized 10 times with nitrogen to 0.6 MPa at polymerization temperature and finally purged with ethylene 2 times. The reactor temperature was maintained at the desired polymerization temperature by reactor jacket tempering. A mixture of monomers (or hydrogen) was charged into the reactor. The polymerization was initiated by breaking the glass flask with 50-150 mg of catalyst. The fluidized bed was kept buoyant by mechanical stirring using a two-way spiral, the rate of polymerization was measured from the consumption of the replenished monomer mixture. After about 4 hours, the reactor was depressurized, opened and the polymer further processed (stabilization, etc.).

Příklad 11Example 11

V laboratorním reaktoru o objemu 1,5 dm3 bylo vystripováno rozpouštědlo (n-hexan, n-heptan, 1-hexen nebo 1-decen) proudem ultračlstého dusíku tak, aby se odpařilo více než 15 % hmotnostních rozpouštědla. Poté byl tlak v reaktoru nastaven nadávkováním monomerní směsi při teplotě polymerace, jež byla zahájena rozbitím skleněné ampulky s katalyzátorem a probíhala po dobu 4 h. Po otevření reaktoru byl polymer Isolován odpařením rozpouštědla a vysušením v sušárně.In a 1.5 dm 3 laboratory reactor, the solvent (n-hexane, n-heptane, 1-hexene or 1-decene) was stripped off with a stream of ultra-pure nitrogen to evaporate more than 15% by weight of the solvent. Thereafter, the reactor pressure was adjusted by feeding the monomer mixture at the polymerization temperature, which was initiated by breaking the glass vial with catalyst for 4 h. After opening the reactor, the polymer was isolated by evaporating the solvent and drying in an oven.

Polymery je nutno po dezaktivaci katalyzátoru (např. vzduchem) stabilizovat proti UV zářeni a proti oxidaci za vyšší teploty běžnými stabilizátory. Lze použit např. směs stéricky bráněného fenollckého antioxidantu a tri(nonylfenyl)fosfltu v hmotnostním poměru 1:0,5 až 1,5 v množství 0,01 až 0,03 % hmotnostní na polymer. Vzhledem k vysoké aktivitě katalyzátoru je potřebné množství stabilizátoru nízké. Polymer je tvořen převážně velkými částicemi (většinou 0,5 mm a větší) a proto jej není nutno před zpracováním granulovat.After deactivation of the catalyst (eg by air), the polymers must be stabilized against UV radiation and oxidation at higher temperatures by conventional stabilizers. For example, a mixture of sterically hindered phenolic antioxidant and tri (nonylphenyl) phosphate in a weight ratio of 1: 0.5 to 1.5 in an amount of 0.01 to 0.03% by weight per polymer can be used. Due to the high activity of the catalyst, the amount of stabilizer required is low. The polymer consists mainly of large particles (usually 0.5 mm and larger) and therefore does not need to be granulated before processing.

Póly- Kataly- Pří- Polymerace Produkti- Vlastnosti polymeru merace zátor klad tlak MPa vita kg Hustota Sypná hm. IT MFR Podíl na sítěPoles- Catalysts- Pre- Polymerization Product- Polymer Properties Pluggear Pressure MPa vita kg Density Bulk Mass IT MFR Network share

Teplo- H2 C2 C3 C4 Cg Clo polyme- kg/m3 kg/m3 2,3 (unita °C ru/g Ti, h 0,5-0,2-0,1 ro cn o oHeat- H 2 C 2 C 3 C 4 Cg C lo polymer- kg / m 3 kg / m 3 2.3 (unity ° C ru / g Ti, h 0.5-0.2-0.1 ro cn oo

I II I

1Λ ΙΛ r* vo1Λ ΙΛ r * vo

I I CN <*)I I CN

CN ť*> OV OVCN ť *> OV OV

CN CNCN CN

O OO O

I II I

CN OCN O

LT> VOLT> VO

I tI t

VO 00 xj· <*> OV OV ι-i OVO 00 xj · <*> OV OV-i O

O OO O

I II I

CN O xf CNCN O xf CN

I I r- o in co ov ov «Η OI I r o in co ov ov Η O

O OO O

I I r* vo xť mI I r * x x m

I I CM m vo ov ov h co o oI I CM m ov ov h o o o

I II I

Γ* <*>Γ * <*>

vo in i i cn xr m xr ov ov oooooooooo ooinomooinooin i i cn xr m xr ov oooooooooo ooinomooinoo

OVOOVrHOOCOCNf-ICNOV χτιηχτιηχτχτιηιηιηχτ ininoocNOooino xfrfOxrVOCNrHCNrHrHCNOVOOVrHOOCOCNf-ICNOV χτιηχτιηχτχτιηιηιηχτ ininoocNOooino xfrfOxrVOCNrHCNrHrHCN

OVOVOVOOOVOVOVOVOVOV oooooooooo in<*ixroor—icNinaoroi—i CNCNCNfOxrxfCNr-lrdCM ovoooooocooor-oocooo rH CN r-í r—1 »—< r-l i—trHr-tOVOVOVOOOVOVOVOVOV oooooooooooo in <* ixroor — icNinaoroi — i CNCNCNfOxrxfCNr-lrdCM ovoooooocooor-oocooo rH CN r-i r — 1 »- <r-l i — trHr-t

I oooooooooI ooooooooo

OOVOt—lOrdOVOOOOOVOt — lOrdOVOOO

CNCNCQxřUlVOVOr-CO fNcoxřinvor-oov©CNCNCQxrUlVOVOr-CO fNcoxinuvor-oov ©

Claims (2)

předmEt vynálezuobject of the invention 1. Způsob výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenú polymeraci 1-alkenú s 2 až 10 uhlíkovými atomy na nosičových katalyzátorech na bázi sloučenin titanu, vanadu a hliníku vyznačený tím, že 1-alkeny obsahující do 20 % objemových vodíku se za tlaku 0,5 až 4,0 MPa a teplotě 50 až 150 °C uvedou ve styk s katalyzátorem přepravitelným postupným zakotvením alespoň jedné organické sloučeniny hliníku, alespoň jedné sloučeniny titanu a/nebo vanadu a alespoň jedné organické sloučeniny hliníku na inertní oxid prvků 3b nebo 4b skupiny periodické soustavy prvků.A process for the preparation of polymers and copolymers of 1-alkene by 2 to 10 carbon atoms of 1-alkene on supported catalysts based on titanium, vanadium and aluminum compounds, characterized in that the 1-alkenes containing up to 20% by volume of hydrogen at a pressure of 0.5 up to 4.0 MPa and at a temperature of 50 to 150 ° C contact the catalyst transportable by successively anchoring at least one organic aluminum compound, at least one titanium compound and / or vanadium and at least one organic aluminum compound to the inert oxide of Group 3b or 4b elements of elements. 2. Způsob výroby polymerů a kopolymerů 1-alkenů polymeraci 1-alkenů s 2 až 10 uhlíkovými atomy na nosičových katalyzátorech podle bodu 1 vyznačený tím, že katalyzátory se před polymeraci upraví přídavkem 0,5 až 100 % hmotnostních parafinického uhlovodíku o teplotě tání 25 až 150 °C.2. A process for the preparation of polymers and copolymers of 1-alkenes by polymerizing 1-alkenes of 2 to 10 carbon atoms on supported catalysts according to claim 1, characterized in that the catalysts are treated with 0.5 to 100% by weight paraffinic hydrocarbon of melting point 25 to 100. 150 [deg.] C.
CS869837A 1986-04-18 1986-12-23 Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production CS262452B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS869837A CS262452B1 (en) 1986-12-23 1986-12-23 Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production
FR8705347A FR2597486B1 (en) 1986-04-18 1987-04-15 CATALYST AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYMERS AND COPOLYMERS OF 1-ALKENES.
GB8709314A GB2189252B (en) 1986-04-18 1987-04-21 Catalyst and method for the production of polymers and copolymers of 1-alkenes
US07/068,998 US4898847A (en) 1986-07-03 1987-07-01 Catalyst and method for production of polymers and copolymers of 1-alkenes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS869837A CS262452B1 (en) 1986-12-23 1986-12-23 Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS983786A1 CS983786A1 (en) 1987-12-17
CS262452B1 true CS262452B1 (en) 1989-03-14

Family

ID=5446777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS869837A CS262452B1 (en) 1986-04-18 1986-12-23 Method of 1-alkenes' polymers and copolymers production

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS262452B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS983786A1 (en) 1987-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100398566B1 (en) Method of making supported catalyst system and catalyst system made therefrom
EP0012147B1 (en) Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
EP0043220B1 (en) Catalyst impregnated on fine silica, process for preparing, and use for ethylene polymerization
EP0180420B1 (en) Process for the start up of polymerisation or copolymerisation in the gas phase of alpha-olefins in the presence of a ziegler-natta catalyst system
KR870000215B1 (en) Method of preparing for catalyst composition for polymerizing ethylen
US3925338A (en) Control of polymer particle size in olefin polymerization
JPS63179904A (en) Polymerization of ethylene by use of chromium oxide catalyst
EP0107105B1 (en) Direct conversion of a polymerization reaction catalyzed by a ziegler-type catalyst into one catalyzed by a chromium-based catalyst
US5075395A (en) Process for the starting of the polymerization of ethylene or copolymerization of ethylene and at least one other alpha-olefin in the gas phase in the presence of a catalyst based on chromium oxide
NO138093B (en) PROCEDURE FOR POLYMERIZATION OF AT LEAST ONE ALFA OLEPHINE WITH 2 TO 8 CARBON ATOMS AND CATALYST SYSTEM FOR PERFORMANCE OF THE PROCEDURE
RU2048478C1 (en) Method of preparing catalyst on the carrier
US20170114254A1 (en) Method for improving the operability of an olefin polymerization reactor
GB2028347A (en) Mixed catalyst supports
JPS62502344A (en) Method for dimerizing ethylene and simultaneously copolymerizing the dimerization product and ethylene
CN108713030B (en) Method for increasing activity of Ziegler-Natta catalyst
CN1047388C (en) Prepn of carried type metallocene compound/aluminoxyane catalyst
KR100655351B1 (en) Process for transitioning between incompatible catalysts using a substantially contaminant free seedbed
CS262452B1 (en) Method of 1-alkenes&#39; polymers and copolymers production
EP0525003B1 (en) Procatalyst composition for the polymerization of olefins, its preparation and use
EP0083456B1 (en) Improved process for copolymerizing ethylene
CS262335B1 (en) Process for preparing polymers and copolymers 1-alkenes
FI61500B (en) FOERFARANDE FOER STEREOSPECIFIK POLYMERISATION AV ALFA-OLEFINER MED 2-6 KOLATOMER I NAERVARO AV ETT KATALYTISKT SYSTEM INNEHAOLLANDE TITANTRICHLORIDPARTIKLAR OCH DE VID FOERFARANDET ANVAENDA TITANTRIKLORPART
JPH0380164B2 (en)
EP0865316B1 (en) Catalyst for the manufacture of polyethylene with a narrow molecular weight distribution
GB2189252A (en) Catalyst for the polymerisation of 1-alkenes

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20011223