DE1008488B - Process for removing catalyst residues from polyolefins - Google Patents
Process for removing catalyst residues from polyolefinsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von. Katalysatorresten aus Polyolefinen, die durch Polymerisation von Olefinen oder Olefingemischen in, Anwesenheit aluminiumorganischer Verbindungen als Katalysatoren mit oder ohne Zusatz von Metallsalzen als Kokatalysatoren hergestellt worden sind, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man derartige Polyolefine, vorzugsweise in der Form des rohen Reaktionsproduktes, mit Aluminiiumtrichlorid in einem organischen inerten Lösungsmittel für Aluminiumtrichlorid behandelt und dann mit einem aliphatischen Alkohol extrahiert. Besonders ist das Verfahren zur Reinigung von Polyäthylen geeignet.The invention relates to a method for removing. Catalyst residues from polyolefins, the polymerization of olefins or olefin mixtures in the presence of organoaluminum compounds as catalysts with or without the addition of metal salts as cocatalysts are, which is characterized in that such polyolefins, preferably in the form of crude reaction product, with aluminum trichloride in an organic inert solvent for aluminum trichloride treated and then extracted with an aliphatic alcohol. It is special Process suitable for cleaning polyethylene.
Die Verfahren zur Herstellung der als Ausgangsmaterial dienenden Polyolefine sind in der deutschen Patentschrift 878 560, in den britischen Patentschriften 713 081 und 742 642, in der französischen Patentschrift 1 099 257 und in der belgischen Patentschrift 533 362 beschrieben.The processes for producing the polyolefins used as starting material are described in German 878 560, in British patents 713 081 and 742 642, in French Patent specification 1,099,257 and in Belgian patent specification 533,362.
In einer der Patentschriften wird die Verwendung von Methanol oder methanolischer Salzsäure zur Zersetzung und Entfernung von Metallverbindungen beschrieben. In one of the patents, the use of methanol or methanolic hydrochloric acid for the decomposition and removal of metal compounds.
Durch das erfindungsgemäße; Verfahren, wird demgegenüber eine zweckmäßigere und praktisch vollständige Entfernung von restlichen Metallverbindungen aus Polyolefinen, die auf oben beschriebene Weise hergestellt worden sind, erzielt.By the invention; Procedure, on the other hand a more convenient and practically complete removal of residual metal compounds obtained from polyolefins prepared in the manner described above.
Es wird angenommen, daß die Entfernung von Katalysatorresten in erster Linie durch die Reaktion der aluminiumorganischen Verbindung mit dem AIuminiumtrichlorid unter Bildung eines Stoffes (welcher eine Verbindung, ein Komplex oder ein Addukt sein kann), der in einem aliphatischen Alkohol, leicht löslich ist, bewirkt wird. So reagieren Aluminiumtrialkyle mit Aluminiumtrichlorid im Molverhältnis 1: 2 unter Bildung von Aluminiium-monoaJkyldichlorid. Der letztgenannte Stoff und Aluminiumtrichlorid sind in Alkoholen löslich, während AIuminiumtrialkyle und Aluminiumdialkylchloride in Alkoholen unlöslich oder nur teilweise löslich sind.It is believed that the removal of catalyst residues is primarily through the reaction the organoaluminum compound with the aluminum trichloride to form a substance (which a compound, a complex or an adduct), which is easily soluble in an aliphatic alcohol is, is effected. Aluminum trialkyls react with aluminum trichloride in a molar ratio 1: 2 with the formation of aluminum mono-alkyl dichloride. The latter substance and aluminum trichloride are soluble in alcohols, while aluminum trialkyls and aluminum dialkyl chlorides are insoluble or only partially soluble in alcohols.
Jedes organische Lösungsmittel, in. welchem Aluminiumtrichlorid ohne Zersetzung ausreichend löslich ist, kann verwendet werden. Alkohole sind daher als Lösungsmittel für Aluminiumtrichlorid nicht brauchbar, da sie mit diesem Additionsprodukte bilden. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Diäthyläther.Any organic solvent in which aluminum trichloride is sufficiently soluble without decomposition can be used. Alcohols are therefore not usable as solvents for aluminum trichloride, since they form addition products with this. The preferred solvent is diethyl ether.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lösung von
Aluminiumtrichlorid in Diäthyläther zu dem rohen Reaktionsprodukt, welches das Polyolefin, den Polymerisationskatalysator
und das ursprüngliche Lösungsmittel enthält, zugesetzt und das Ganze zur gründlichen
Durchmischung kurze Zeit gerührt. Zwecks Verfahren zur Entfernung
von Katalysatorresten aus PolyolefinenAccording to an advantageous embodiment of the process according to the invention, a solution of aluminum trichloride in diethyl ether is added to the crude reaction product, which contains the polyolefin, the polymerization catalyst and the original solvent, and the whole is stirred for a short time for thorough mixing. Purpose of removal procedure
of catalyst residues from polyolefins
Anmelder:
Petrochemicals Limited, LondonApplicant:
Petrochemicals Limited, London
Vertreter: Dr. K. Sctiwarzhans, Patentanwalt,
München 38, Romanplatz 9Representative: Dr. K. Sctiwarzhans, patent attorney,
Munich 38, Romanplatz 9
BeansprucMe Priorität:
Großbritannien vom 24. Dezember. 1954Claims Priority:
Great Britain December 24th. 1954
Edward Teggin Borrows, Bowdon, Chester,
und Norman Entwistle, Oldham, LancasterEdward Teggin Borrows, Bowdon, Chester,
and Norman Entwistle, Oldham, Lancaster
(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden(Great Britain),
have been named as inventors
Erleichterung des Mischens und Verkürzung der erforderlichen Zeit kann erhitzt werden. Dann wird ein aliphatischer Alkohol zugesetzt, um die Gesamtmenge oder die Hauptmenge der vorhandenen Katalysatorreste herauszulösen. Die bevorzugten Alkohole sind Methylalkohol und Äthylalkohol.Heating can be used to facilitate mixing and shorten the time required. Then it will be an aliphatic alcohol is added to the total amount or to dissolve out the majority of the catalyst residues present. The preferred Alcohols are methyl alcohol and ethyl alcohol.
Die Menge des zugesetzten Aluminiumtrichlorids wird bestimmt durch die Menge der zu entfernenden restlichen Metallverbindung bzw. -verbindungen. Es soll so viel Aluminiumtrichlorid zugesetzt werden, daß das Verhältnis von Aluminium zu Halogen im gesamten System (ausgedrückt in molekularen Mengen) 1 :2 beträgt. Die Zugabe von überschüssigem Aluminiumtrihalogenid ist nicht schädlich, da dieses mit dem Alkohol ein lösliches Produkt bildet; aber es ist klar, daß ein großer Überschuß vermieden werden soll.The amount of aluminum trichloride added is determined by the amount to be removed remaining metal compound or compounds. So much aluminum trichloride should be added, that the ratio of aluminum to halogen in the entire system (expressed in molecular Quantities) is 1: 2. The addition of excess aluminum trihalide is not detrimental as this forms a soluble product with the alcohol; but it is clear that a large excess is avoided shall be.
Vorteilhaft wird die Erfindung auf Polyolefine angewendet, die mit gemischten Katalysatoren gemäß dem britischen Patent hergestellt worden sind.The invention is advantageously applied to polyolefins with mixed catalysts according to the British patent.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. In diesen Beispielen beziehen sich die angegebenen Teile auf Gewicht. Als Ausgangsstoffe werden Polymerisate verwendet, wie sie im wesentlichen nach der Polymerisationsreaktion gemäß Beispiel 4 der belgischen Patentschrift 533 362 erhalten werden.The invention is illustrated by the following examples. In these examples, those given relate to Parts by weight. The starting materials used are polymers as they are essentially obtained after the polymerization reaction according to Example 4 of Belgian patent 533,362 will.
Als Ausgangsstoff diente Polyäthylen, das durch Polymerisation von Äthylen in 420 Teilen IsooctanThe starting material was polyethylene, which is isooctane through the polymerization of ethylene in 420 parts
709 509/448709 509/448
unter Anwendung von 3,5 Teilen Aluminiumtriäthyl und 1,15 Teilen Titantetrachlorid als Katalysator (Molverhältnis Aluminium zu Titan 5 :1) erzeugt worden ist. Nach beendeter Polymerisation wurden 7 Teile Aluminiumtrichlorid in 36 Teilen Diäthyläther zugesetzt und das Gemisch 1 Stunde bei 80c gerührt. Dann wurden zu dem heißen Gemisch 125 g Methanol zugesetzt, und nach 13 Minuten wurde das Polymere abfiltriert und mit Methanol gewaschen.using 3.5 parts of aluminum triethyl and 1.15 parts of titanium tetrachloride as a catalyst (molar ratio of aluminum to titanium 5: 1). After the end of the polymerization, 7 parts of aluminum trichloride in 36 parts of diethyl ether were added and the mixture was stirred at 80.degree. C. for 1 hour. Then 125 g of methanol was added to the hot mixture and after 13 minutes the polymer was filtered off and washed with methanol.
Die Asche des getrockneten Polymeren betrug 0,2%, während ohne die Aluminiumtrichloridbehandlung, aber mit einer Methanolbehandlung gemäß Beispiel 4 der belgischen Patentschrift 533 362, ein Polymeres mit 3,4% Asche erhalten wird.The ash of the dried polymer was 0.2%, while without the aluminum trichloride treatment, but with a methanol treatment according to Example 4 of Belgian patent 533 362 Polymer with 3.4% ash is obtained.
Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von Polyäthylen,, das durch Polymerisation in 420· Teilen Xylol an Stelle des Isooctane erhalten worden ist. Das Polymere ergab beim Veraschen 0,08% Asche, während ohne die Aluminiumtrichloridbehandlung, aber mit Methanolbehandlung, wie im Beispiel 1 angegeben, das Polymere beim Veraschen 1% Rückstand ergab.Example 1 was repeated using polyethylene which was polymerized in 420 parts Xylene has been obtained in place of the isooctane. The polymer gave 0.08% ash on incineration, while without the aluminum trichloride treatment, but with methanol treatment, as indicated in Example 1, the polymer gave 1% residue on ashing.
Es wurde Polyäthylen gereinigt, das durch Polymerisation von Äthylen in 400 Teilen Isooctan mit 6 Teilen Aluminiumtriisobutyl und 1,15 Teilen Titantetrachlorid als Katalysator entstanden ist. Nach beendeter Polymerisierung wurden 7 Teile Aluminiumtrichlorid in 36 Teilen Diäthyläther zugesetzt und das Gemisch wie in den vorausgehenden Beispielen behandelt. Das erhaltene Polymere enthielt beim Veraschen 0,3 % Asche, während ein Polymeres, welches ohne Behandlung mit Aluminiumtrichloridlösung mit methanolischer Salzsäure gewaschen worden war, beim Veraschen 2,7% Rückstand ergab.It was purified polyethylene, which is by polymerization of ethylene in 400 parts with isooctane 6 parts of aluminum triisobutyl and 1.15 parts of titanium tetrachloride was formed as a catalyst. After finished Polymerization, 7 parts of aluminum trichloride in 36 parts of diethyl ether were added and that Mixture treated as in the previous examples. The obtained polymer contained on ashing 0.3% ash, while a polymer, which without treatment with aluminum trichloride solution with methanolic hydrochloric acid, gave 2.7% residue on ashing.
4040
Als Ausgangsstoff diente Polyäthylen, das durch Polymerisation von Äthylen in 420 Teilen Isooctan unter Anwendung von 40 Teilen Aluminiumdiäthylmonochlorid und 1,15 Teilen Titantetrachlorid als Katalysator gewonnen worden ist. (Das Molverhältnis von Aluminium zu Titan, betrug 5,5:1.) Nach, beendeter Polymerisation wurden 1,5 Teile Aluminiumtrichlorid in 36 Teilen Diäthyläther zugegeben und das Gemisch 1 Stunde auf 100° erhitzt. Während dieser Zeit verdampfte ein Teil des Diäthyläthers aus dem Gemisch. Solange die Mischung noch heiß war, wurden 120 Teile Methanol zugesetzt, und nach 15 Minuten wurde das Polymere abfiltriert und mit Methanol gewaschen.The starting material was polyethylene, which is isooctane through the polymerization of ethylene in 420 parts using 40 parts of aluminum diethyl monochloride and 1.15 parts of titanium tetrachloride as Catalyst has been recovered. (The molar ratio of aluminum to titanium was 5.5: 1.) After that finished Polymerization, 1.5 parts of aluminum trichloride in 36 parts of diethyl ether were added and the mixture heated to 100 ° for 1 hour. During this time, part of the diethyl ether evaporated the mixture. While the mixture was still hot, 120 parts of methanol were added, and gradually The polymer was filtered off for 15 minutes and washed with methanol.
Die Asche des getrockneten Polymeren betrug 0,08%, während das Polymere ohne die Aluminiumtrichloridbehandlung 0,9% Asche ergab.The ash of the dried polymer was 0.08% while the polymer without the aluminum trichloride treatment Yielded 0.9% ash.
Es wurde Polyäthylen gereinigt, das durch Polymerisation von Äthylen in 420 Teilen Petroläther (Siedepunkt 140 bis 160°) unter Anwendung von 5,3 Teilen Aluminiumdiisobutylmonochlorid und 1,15 Teilen Titantetrachlorid (Molverhältnis von Aluminium zu Titan 5 :1) hergestellt worden ist. Nach beendeter Polymerisierung wurden 7 Teile Aluminiumtrichlorid in 36 Teilen Diäthyläther zugesetzt und das Gemisch 1 Stunde bei 80° gerührt. Dann wurden 125 Teile Methanol zugesetzt, und das Gemisch wurde unter Rühren 30 Minuten auf 60° gehalten. Das Polymere wurde wie bei Beispiel 1 filtriert und gewaschen. Die Asche des getrockneten Polymeren betrug 0,02%, während der Aschegehalt ohne Aluminiumtrichloridbehandlung 0,14% betrug.Polyethylene was purified by polymerizing ethylene in 420 parts of petroleum ether (Boiling point 140 to 160 °) using 5.3 parts of aluminum diisobutyl monochloride and 1.15 parts of titanium tetrachloride (aluminum to titanium molar ratio 5: 1) has been prepared. After finished Polymerization, 7 parts of aluminum trichloride in 36 parts of diethyl ether were added and that Mixture stirred at 80 ° for 1 hour. Then 125 parts of methanol were added and the mixture became held at 60 ° for 30 minutes with stirring. The polymer was filtered and washed as in Example 1. The ash of the dried polymer was 0.02%, while the ash content without aluminum trichloride treatment was 0.14%.
Als Ausgangsstoff diente Polyäthylen, das durch Polymerisation von. Äthylen in 840 g Isooctan unter Verwendung von 3,2 g Aluminiumdiäthylmonochlorid und 0,495 g Ti Cl4 erhalten worden ist. Die insgesamt 105 g Polymeres enthaltende braune Aufschlämmung des Reaktionsproduktes wurde in. 3 Anteile aufgeteilt, und diese wurden wie folgt behandelt:The starting material was polyethylene, which was obtained by polymerizing. Ethylene in 840 g of isooctane using 3.2 g of aluminum diethyl monochloride and 0.495 g of Ti Cl 4 has been obtained. The brown reaction product slurry containing a total of 105 g of polymer was divided into 3 portions and these were treated as follows:
a) Zu dem ersten Anteil wurden 1,25 g AlCl3 in 6,25 g Äther zugegeben und die Aufschlämmung während V2 Stunde bei 60° gut durchgerührt. Anschließend wurden 75 g Methanol zu der heißen Mischung gegeben, und nach weiteren 10 Minuten wurde das Polymere abfiltriert und mit Methanol gewaschen. Nach dem Trocknen bei 60° betrug der Aschegehalt desselben 0,05%.a) 1.25 g of AlCl 3 in 6.25 g of ether were added to the first portion and the suspension was thoroughly stirred at 60 ° for two and a half hours. Then 75 g of methanol were added to the hot mixture, and after a further 10 minutes the polymer was filtered off and washed with methanol. After drying at 60 °, the ash content thereof was 0.05%.
b) Zu dem zweiten Teil wurden 1,25 g Al Cl3 in 6,25 g Äther zugegeben, und auch diese Aufschlämmung wurde V2 Stunde lang bei 60° gut durchgerührt. Anschließend wurden 75 g Methanol zu der heißen Mischung gegeben,, und dann wurde nach weiteren 10 Minuten das Polymere abfiltriert und mit 5% einer NaOH-Lösung sowie mit Wasser und Methanol gewaschen. Das abfiltrierte Polymere wurde dann bei 60° getrocknet und zeigte einen Aschegehalt von 0,035%.b) 1.25 g of Al Cl 3 in 6.25 g of ether were added to the second part, and this slurry, too, was thoroughly stirred for two and a half hours at 60 °. Then 75 g of methanol were added to the hot mixture, and then, after a further 10 minutes, the polymer was filtered off and washed with 5% of a NaOH solution and with water and methanol. The polymer filtered off was then dried at 60 ° and showed an ash content of 0.035%.
c) Zu dem dritten Anteil der Aufschlämmung wurden nur 100g Methanol und anschließend 5% Natronlauge zugesetzt, worauf man das Polymere abfiltrierte und nochmals mit Wasser und Methanol wusch. Der Aschegehalt des getrockneten Polymerisats betrug 0,18%.c) Only 100g of methanol and then 5% were added to the third portion of the slurry Sodium hydroxide solution was added, whereupon the polymer was filtered off and again with water and methanol washed. The ash content of the dried polymer was 0.18%.
Eine dunkelbraune Reaktionsaufschlämmung, die durch Polymerisation von Äthylen in 840 g Isooctan unter Verwendung von 6,9 g Aluminiumtriäthylen und 2,18 g Ti Cl4 gewonnen worden ist und insgesamt 104 g Polymeres enthielt, wurde in 3 Anteile aufgeteilt und diese wie folgt behandelt:A dark brown reaction slurry obtained by polymerizing ethylene in 840 g of isooctane using 6.9 g of aluminum triethylene and 2.18 g of Ti Cl 4 and containing a total of 104 g of polymer was divided into 3 parts and treated as follows:
a) Zu dem ersten Anteil wurden 4,4 g Al Cl3 in 22 g Diäthyläther zugegeben und die Mischung V2 Stunde lang bei 60° gerührt. Dann setzte man 100 g Methanol zu und rührte weitere 10 Minuten, worauf das Polymere abfiltriert, mit weiterem Methanol gewaschen und bei 60° getrocknet wurde. Der Aschegehalt des Trockenpiroduktes betrug 0,23 %.a) 4.4 g of Al Cl 3 in 22 g of diethyl ether were added to the first portion and the mixture was stirred at 60 ° for 1/2 hour. 100 g of methanol were then added and the mixture was stirred for a further 10 minutes, after which the polymer was filtered off, washed with further methanol and dried at 60 °. The ash content of the dry powder was 0.23%.
b) Zu dem zweiten Anteil setzte man gleichfalls 4,4 g Al Cl3 in 22 g Diäthyläther zu und rührte diese Mischung bei 60° V2 Stunde gut durch. Anschließend wurden 100 g Methanol und nach weiteren 10 Minuten 5% Natronlauge zugegeben. Dann wurde das Polymere abfiltriert, mit Wasser und Methanol gewaschen, und bei 60° getrocknet. Der Aschegehalt des getrockneten Polymerisats betrug 0,15%.b) 4.4 g of Al Cl 3 in 22 g of diethyl ether were also added to the second portion and this mixture was stirred thoroughly at 60 ° for 2 hours. Then 100 g of methanol and, after a further 10 minutes, 5% sodium hydroxide solution were added. The polymer was then filtered off, washed with water and methanol, and dried at 60 °. The ash content of the dried polymer was 0.15%.
c) Zu dem dritten Anteil wurden nur 100 g Methanol und anschließend 5% NaOH-Lösung zugesetzt. Das Polymere wurde abfiltriert, mit Wasser und Methanol gewaschen, und bei 60° getrocknet. Der Aschegehalt des getrockneten Polymerisats betrug 2,6%.c) Only 100 g of methanol and then 5% NaOH solution were added to the third portion. The polymer was filtered off, washed with water and methanol, and dried at 60 °. Of the The ash content of the dried polymer was 2.6%.
Claims (5)
Deutsche Patentschrift Nr. 878 560;
USA.-Patentschrift Nr. 2 220 930.Considered publications:
German Patent No. 878 560;
U.S. Patent No. 2,220,930.
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