DE1180524B - Process for the polymerization of ethylene or propylene - Google Patents

Process for the polymerization of ethylene or propylene

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DE1180524B
DE1180524B DEE14256A DEE0014256A DE1180524B DE 1180524 B DE1180524 B DE 1180524B DE E14256 A DEE14256 A DE E14256A DE E0014256 A DEE0014256 A DE E0014256A DE 1180524 B DE1180524 B DE 1180524B
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polymerization
olefin
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Egi Victor Fasce
Joseph Kern Mertzweiller
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/jfflWW> PATENTAMT Internat. Kl.: C 08 f FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN S / jfflWW> PATENTAMT Internat. Class: C 08 f

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

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Deutsche Kl.: 39 c - 25/01 German class: 39 c - 25/01

E 14256 IVd/39 c
11.Juni 1957
29. Oktober 1964
E 14256 IVd / 39 c
June 11, 1957
October 29, 1964

Es ist bekannt, daß Äthylen und andere Olefine bei verhältnismäßig niedrigen, den Atmosphärendruck nicht wesentlich überschreitenden Drücken polymerisiert werden können, wenn man verschiedene Kombinationen von Aluminiumverbindungen, ζ. Β. Aluminiumhydrid, Alummiumalkyle, z. B. Trialkyle, Alkylaluminiumhalogenide, mit verschiedenen reduzierbaren Metallverbindungen, wie Halogeniden, Acetylacetonaten der Metalle der Gruppen IV bis VI und VIII des Periodischen Systems, z. B. des Titans, Zirkoniums und Eisens, verwendet. Ebenso sind vorher reduzierte Metallverbindungen dieses Typs in Abwesenheit von Aluminiumverbindungen oder anderen reduzierenden Mitteln verwendet worden. Zu den wirksamsten Katalysatoren für diese Reaktion gehören Kombinationen von Trialkylaluminium oder Dialkylaluminiumhalogenid mit Titantetrahalogenid. Es wurden ausgezeichnete Ergebnisse bei der Verwendung von Kombinationen von Triäthylaluminium oder Diäthylaluminiumchlorid mit Titantetrachlorid, die durch einfaches Mischen der Katalysatorkomponenten in geeigneten Lösungsmitteln bei Raumtemperatur erhalten wurden, erzielt. Diese Katalysatoren liefern bei guter Qualität und hohem Molekulargewicht des Produktes hohe Ausbeuten an festen Polymeren von Äthylen und anderen Olefinen mit hohem Erweichungspunkt sogar bei Drücken wie Atmosphärendruck oder nahezu Atmosphärendruck. Zum Beispiel sind mit Äthylen Katalysatorleistungen bis zu 200 g und mehr an Polymeren pro Gramm Katalysator erzielt worden, wenn man in Gegenwart eines inerten flüssigen Verdünnungsmittels arbeitet. Normalerweise werden bei den bekannten Verfahren Paraffin-Kohlenwasserstoffe verwendet, die im Bereich von C5-C15-Kohlenwasserstoffen sieden.It is known that ethylene and other olefins can be polymerized at relatively low pressures that do not significantly exceed atmospheric pressure if various combinations of aluminum compounds, ζ. Β. Aluminum hydride, aluminum alkyls, e.g. B. trialkyls, alkylaluminum halides, with various reducible metal compounds such as halides, acetylacetonates of metals of groups IV to VI and VIII of the Periodic Table, e.g. B. of titanium, zirconium and iron are used. Also previously reduced metal compounds of this type have been used in the absence of aluminum compounds or other reducing agents. The most effective catalysts for this reaction include combinations of trialkyl aluminum or dialkyl aluminum halide with titanium tetrahalide. Excellent results have been obtained using combinations of triethylaluminum or diethylaluminum chloride with titanium tetrachloride, obtained by simply mixing the catalyst components in suitable solvents at room temperature. These catalysts give high yields of solid polymers of ethylene and other olefins with a high softening point even at pressures such as atmospheric pressure or near atmospheric pressure, while the product is of good quality and high molecular weight. For example, catalyst performances of up to 200 g and more of polymers per gram of catalyst have been achieved with ethylene when operating in the presence of an inert liquid diluent. Normally, in the known processes, paraffin hydrocarbons are used which boil in the range of C 5 -C 15 hydrocarbons.

Das Molekulargewicht der so hergestellten Polymeren kann in dem weiten Bereich von etwa 2000 bis 300 000 und sogar bis zu 3 000 000 und darüber liegen, wie durch die innere Viskosität durch die I. Harris-Formel (J.Polymer Science, 8, S. 361 [1952]) bestimmt wurde. Die Molekulargewichte hängen von einer Vielzahl von Verfahrensvariablen ab, viele davon sind untereinander abhängig.The molecular weight of the polymers so produced can range widely from about 2000 to 300,000 and even up to 3,000,000 and above, as by the intrinsic viscosity by the I. Harris formula (J. Polymer Science, 8, p. 361 [1952]). The molecular weights depend on a large number of procedural variables, many of which are interdependent.

Eine Schwierigkeit, die allen Niederdruck-Olefinpolymerisationsverfahren gemeinsam ist, besteht in der Bildung eines außerordentlichen schweren Polymerenschlammes in dem flüssigen Reaktionsmedium bei den üblichen Polymerenkonzentrationen von 10 bis 25°/o- Ein solcher schwerer Polymerenschlamm von oft butterähnlicher Konsistenz ist schwer zu handhaben; er trägt zum Verschmutzen der Apparatur, zur Bildung eines Polymerenbelags an den Wänden der Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder PropylenA difficulty common to all low pressure olefin polymerization processes common is the formation of an extraordinarily heavy polymer sludge in the liquid reaction medium at the usual polymer concentrations of 10 up to 25% such a heavy polymer sludge, often of a consistency similar to butter, is difficult to handle; it contributes to the soiling of the apparatus and to the formation of a polymer coating on the walls of the Process for the polymerization of ethylene or propylene

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)
Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, NJ (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener,Dr. W. Beil and A. Hoeppener,

Rechtsanwälte, Frankfurt/M., Antoniterstr. 36Lawyers, Frankfurt / M., Antoniterstr. 36

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Egi Victor Fasce,Egi Victor Fasce,

Joseph Kern Mertzweiller, Baton Rouge, La.Joseph Kern Mertzweiller, Baton Rouge, La.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 14. Juni 1956 (591 261)V. St. v. America June 14, 1956 (591 261)

Apparatur und zum Verlust der Wirksamkeit der Wärmeübertragung bei. Außerdem läßt sich der Polymerenschlamm äußerst schwer rühren, was eine korrekte Regulierung des Verfahrens stört. Häufige Stillegungen bei kontinuierlicher Arbeitsweise und erhebliche Verkürzungen der jeweiligen Betriebsdauer bei diskontinuierlichen Verfahren sind die Folge. Dies beeinflußt die Wirtschaftlichkeit des Polymerisationsverfahrens bei niedrigem Druck in nachteiliger Weise. Apparatus and loss of heat transfer efficiency. In addition, the polymer sludge extremely difficult to stir, which interferes with correct regulation of the process. Frequent Shutdowns in the case of continuous operation and considerable shortening of the respective operating time in discontinuous processes are the result. This adversely affects the economy of the low pressure polymerization process.

Die Erfindung umgeht oder verringert zumindest diese Nachteile beträchtlich und bietet verschiedene andere Vorteile, wie sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ergibt.The invention obviates or at least considerably reduces these disadvantages and offers several other advantages as will become apparent from the following description of the invention.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder Propylen bei verhältnismäßig niedrigen Drücken und Temperaturen in einem inerten, flüssigen Verdünnungsmittel in Gegenwart eines geradkettigen a-Olefins mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und eines Katalysators, der durch Kontakt einer Verbindung eines Übergangsmetalls der Gruppen IV bis VIII des Periodischen Systems mit einer metallorganischen Verbindung des Aluminiums oder mit einem Alkali- oder Erdalkalimetall oder einer Legierung, einem Hydrid oder einer Alkyl- oder Arylverbindung eines Alkali- oder Erdalkalimetalls hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das geradkettige «-Olefin mit 6 bisThe invention is a process for the polymerization of ethylene or propylene at relatively low pressures and temperatures in an inert, liquid diluent in Presence of a straight chain α-olefin having 6 to 14 carbon atoms and a catalyst which by contacting a compound of a transition metal of Groups IV to VIII of the Periodic System with an organometallic compound of aluminum or with an alkali or alkaline earth metal or an alloy, a hydride or an alkyl or aryl compound of an alkali or alkaline earth metal has been prepared, characterized in that the straight-chain «-olefin with 6 to

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14 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 0,01 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis ' 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Verdünnungsmittels, anwendet. Der Zusatz der angegebenen Mengen geradkettiger «-Olefine mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen zu dem Polymerisationsgemisch bewirkt eine wesentliche Herabsetzung der Dicke des Polymerenschlamms, so daß das Reaktionsgemisch leicht zu handhaben und zu rühren ist und das Verschmutzen der Apparatur und14 carbon atoms in an amount of 0.01 to 3, preferably 0.1 to 1.5 percent by weight, based based on the weight of the diluent. The addition of the specified amounts of straight chain -Olefins having 6 to 14 carbon atoms in the polymerization mixture causes a substantial reduction the thickness of the polymer slurry, making the reaction mixture easy to handle and use stirring is and the soiling of the apparatus and

mittel verwendet werden. Die Olefine können dem Polymerisationsgemisch kontinuierlich oder anteilweise oder zusammen mit dem zu polymerisierenden Äthylenen oder Propylen zugesetzt werden, z. B. 5 durch Sättigen der normalerweise gasförmigen Polymerisationsbeschickung mit dem normalerweise flüssig gen zuzusetzenden Olefin. Jedoch wird die Zugabe des geradkettigen -v-Olefins mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen zur Beschickung des Verdünnungsmittels, die Bildung eines Polymerenbelags auf den Apparatur- io die gewöhnlich in flüssigem Zustand vorliegt, bevorwänden ausgeschaltet wird. Es wurde gleichfalls fest- zugt. Dasselbe Verfahren kann angewandt werden, gestellt, daß die Dicke des Polymerenschlamms zu der wenn das Äthylen oder Propylen in dem normaler-Dichte der Masse des trockenen Polymeren in Be- weise flüssigen Verdünnungsmittel vorgelöst wird, ziehung steht, d. h., je dicker der Polymerenschlamm Die hier in Frage kommenden Mengen der genannten ist, desto geringer ist das Schüttgewicht des trockenen 15 höhermolekularen Olefine sind in Lösungsmitteln für Polymeren und umgekehrt. Dieser Effekt hängt wahr- Äthylen und Propylen leicht löslich. In allen Fällen ist scheinlich mit der Beziehung zwischen der Teilchen- es wünschenswert, daß die höhermolekularen Olefine größe der festen Schlammpartikeln und der Dicke des zugesetzt sind, ehe die Polymerisationsreaktion anläuft. Polymerenschlamms zusammen, die letztere nimmt zu, Reduzierende Katalysatorkomponenten von her-medium can be used. The olefins can be added continuously or partially to the polymerization mixture or be added together with the ethylene or propylene to be polymerized, e.g. B. 5 by saturating the normally gaseous polymerization feed with the normally liquid gene to be added olefin. However, the addition of the straight-chain -v-olefin having 6 to 14 carbon atoms will do for charging the diluent, the formation of a polymer coating on the apparatus, which is usually in the liquid state, is necessary is turned off. It was also fixed. The same procedure can be used put that the thickness of the polymer sludge to that when the ethylene or propylene in the normal-density the mass of the dry polymer is pre-dissolved in evidence of liquid diluent, there is a drawing, d. That is, the thicker the polymer sludge. The amounts of those mentioned that come into question here is, the lower the bulk density of the dry 15 higher molecular weight olefins are in solvents for Polymers and vice versa. This effect depends on- ethylene and propylene are easily soluble. In all cases it is apparently with the relationship between the particles it is desirable that the higher molecular weight olefins size of the solid sludge particles and the thickness of are added before the polymerization reaction starts. Polymer sludge together, the latter increases, reducing catalyst components from manufac-

wenn die Teilchengröße der festen Schlammpartikeln 20 vorragender Anwendbarkeit sind folgende metallwächst. Jedenfalls besteht diese Beziehung und organische Verbindungen des Aluminiums: Triisogestattet eine quantitative Einschätzung der Dicke des butylaluminium, Tripropylaluminium und Triäth'yl-Polymerenschlamms. So hat die Erfahrung gezeigt, aluminium. Brauchbare metallorganische Verbindaß für einen glatten Arbeitsgang und eine wirksame düngen des Aluminiums von etwas geringerer redu-Verfahrensregulierung die Dicke des Schlamms min- 25 zierender Wirksamkeit sind folgende: Dimethyldestens einem Schüttgewicht des Polymeren von aluminiumhalogenide, Trimethylaluminium, höhere 0,2 g/cm3 entsprechen, vorzugsweise dieses über- Dialkylaluminiumhalogenide und Trialkylaluminiumschreiten sollte. Die übliche Niederdruck-Äthylen- verbindungen, welche Alkylgruppen mit mehr als polymerisation führt zu Dicken des Polymeren- etwa 10 Kohlenstoffatomen enthalten. Gemische von Schlamms, die Schüttgewichten des trockenen Poly- 3° Aluminiumalkylen können ebenfalls zum Reduzieren meren von im allgemeinen nicht über 0,1 und häufig der Metallverbindungen verwendet werden. Zum Beisogar von weniger als 0,08 g/cm3 entsprechen. Er- spiel sind Äthylaluminiumdichlorid und Diäthylfmdungsgemäß ist es möglich, besonders bei der aluminiumchlorid enthaltende Gemische mit Erfolg Äthylen-Polymerisation, die Dicke des Polymeren- verwendet worden, um auf diese Weise wirksame Schlamms auf Werte herabzusetzen, die den Schutt- 35 Katalysatoren herzustellen. Ähnlich können Gemische gewichten des trockenen Polymeren von etwa 0,3 g/cm3 aus Diäthylaluminiumchlorid und Triäthylaluminium entsprechen. verwendet werden. Alle diese Verbindungen, ebensowhen the particle size of the solid sludge particles 20 of excellent applicability are metal grows as follows. In any case, there is this relationship and organic compounds of aluminum: Triiso allows a quantitative assessment of the thickness of butylaluminum, tripropylaluminum and trieth'yl polymer sludge. So experience has shown aluminum. Useful organometallic compounds for a smooth operation and effective fertilization of the aluminum of somewhat lower redu-process regulation, the thickness of the sludge-reducing effectiveness are the following: Dimethyl at least correspond to a bulk density of the polymer of aluminum halide, trimethylaluminum, higher 0.2 g / cm 3 , preferably this should step over dialkyl aluminum halides and trialkyl aluminum. The usual low pressure ethylene compounds which contain alkyl groups with more than polymerization lead to thicknesses of the polymer about 10 carbon atoms. Mixtures of sludge, the bulk weights of the dry poly-3 ° aluminum-alkyl can also be used to reduce, generally not more than 0.1, and often the metal compounds. Even less than 0.08 g / cm 3 . For example, ethylaluminum dichloride and diethyl. According to the invention, particularly in the case of mixtures containing aluminum chloride with successful ethylene polymerization, the thickness of the polymer has been used in order in this way to reduce effective sludge to values that produce the rubble catalysts. Similarly, mixtures of diethylaluminum chloride and triethylaluminum can correspond to weights of the dry polymer of about 0.3 g / cm 3. be used. All of these connections, as well

Die für die Zwecke der Erfindung verwendbaren wie die Verfahren zu ihrer Herstellung, sind in der geradkettigen «-Olefine besitzen 6 bis 14 Kohlenstoff- Technik gut bekannt. Ganz allgemein können neben atome im Molekül, wie Hexen-1, Octen-1, Tetra- 40 den Trialkyl- oder Arylaluminiumverbindungen metalldecen-1, von denen man besonders Octen-1 für die organische Verbindungen des Aluminiums, die zwei Schlammodifizierung als am geeignetsten befunden Kohlenwasserstoffreste oder wenigstens einen Kohlenhat, wasserstoffrest und 1 Wasserstoffatom sowie einen Die zu verwendende Menge des zugesetzten gerad- eine elektroaffine Gruppe, z. B. eine Alkoxygruppe, kettigen «-Olefins mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen 45 Halogenatome, organischen Stickstoff oder Schwefel bewegt sich in einem Bereich von etwa 0,01 bis 3,0 Ge- enthaltenden Rest tragen, verwendet werden,
wichtsprozent, bezogen auf das flüssige Verdünnungs- Andere geeignete reduzierende Stoffe sind die mittel. Innerhalb dieses weiten Bereichs der all- Alkali- oder Erdalkalimetalle, ihre Legierungen, gemeinen Anwendbarkeit werden ausgezeichnete Er- Hydride und ihre Alkyl- oder Arylverbindungen, gebnisse mit einer Konzentration an zugesetztem 5° soweit sie eine ausreichende Stabilität besitzen, um Olefin von etwa 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent erhalten. eine Reaktion in Form ihrer Verbindung mit einer
Those useful for the purposes of the invention, as well as the processes for their preparation, are well known in the 6-14 carbon straight chain olefins. In general, in addition to atoms in the molecule, such as hexene-1, octene-1, tetra-40, the trialkyl or arylaluminum compounds metal-decene-1, of which octene-1 in particular is found to be the most suitable for the organic compounds of aluminum, the two sludge modifications Hydrocarbon radicals or at least one carbon, hydrogen radical and 1 hydrogen atom as well as one. B. an alkoxy group, chain -olefins with 6 to 14 carbon atoms, 45 halogen atoms, organic nitrogen or sulfur ranges from about 0.01 to 3.0 Ge-containing radical, can be used,
percent by weight, based on the liquid diluent. Other suitable reducing substances are the agents. Within this wide range of all-alkali or alkaline earth metals, their alloys, general applicability, excellent er hydrides and their alkyl or aryl compounds, results with an added concentration of 5 ° as far as they have sufficient stability to produce olefin of about 0, 1 to 1.5 percent by weight obtained. a reaction in the form of its association with a

der genannten reduzierbaren Metallverbindung zuzulassen. to allow said reducible metal compound.

Für die Zwecke der Erfindung geeignete Verbin-55 düngen von Übergangsmetallen der Gruppen IV bis VIII sind an organische Verbindungen, wie Halogenide, Oxyhalogenide, komplexe Halogenide, Oxyde, Hydroxyde, und organische Verbindungen, wie Alkoholate, Acetate, Benzoate und Acetylacetonate z. B. zugesetzten Olefine in verhältnismäßig hohen Kon- 60 von Titan, Zirkonium, Hafnium, Thorium, Uran, zentrationen, z. B. in 1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen Vanadin, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, WolframFor the purposes of the invention suitable compounds fertilize transition metals of groups IV to VIII are to organic compounds, such as halides, oxyhalides, complex halides, oxides, Hydroxides, and organic compounds such as alcoholates, acetates, benzoates and acetylacetonates z. B. added olefins in relatively high concentrations of titanium, zirconium, hafnium, thorium, uranium, centrations, e.g. B. in 1 to 3 percent by weight, based on vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten

und Mangan sowie von Eisen. Die Metallhalogenide, besonders die Chloride, werden im allgemeinen bevorzugt, wobei Titan und Zirkonium die wirksamsten 65 dieser Metalle sind. Die folgenden Metallverbindungen sind verhältnismäßig leicht reduzierbar, wobei sie nur verhältnismäßig niedrige Aktivierungstemperaturen erfordern: Titantetrabromid, Titantetrachlorid undand manganese as well as iron. The metal halides, especially the chlorides, are generally preferred with titanium and zirconium being the most effective 65 of these metals. The following metal compounds are relatively easy to reduce, with only relatively low activation temperatures require: titanium tetrabromide, titanium tetrachloride and

Unter diesen Bedingungen wird das Molekulargewicht des Polymeren wenig, wenn überhaupt, beeinflußt; auch findet kein merklicher Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisation statt.Under these conditions the molecular weight of the polymer is little, if any, affected; there is also no noticeable influence on the reaction rate of the polymerization.

Die zugesetzten Olefine der genannten Art scheinen die Bildu £P kleiner Mengen verhältnismäßig niedrigmolekularer (z.B. < 10000) löslicher Polymerer zu fördern. Dies wird besonders ersichtlich, wenn dieThe added olefins of the type mentioned appear to form small amounts of relatively low molecular weight (e.g. <10000) soluble polymer to promote. This is particularly evident when the

auf das Verdünnungsmittel, verwendet werden.on the diluent.

Die Versuchsdaten weisen darauf hin, daß die Anwesenheit von löslichen Polymerenfraktionen die Reaktorverschmutzung vermindert.The experimental data indicate that the presence of soluble polymer fractions the Reduced reactor pollution.

Die erfindungsgemäß zugesetzten Olefine können in reiner, konzentrierter oder verdünnter Form zusammen mit einem inerten flüssigen Verdünnungs-The olefins added according to the invention can be combined in pure, concentrated or diluted form with an inert liquid diluent

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Zirkonacetylacetonat. Die verhältnismäßig schwer sind besonders kritisch. Es wird jedoch vorgezogen, reduzierbaren Verbindungen sind Ferrochlorid, Chrom- bei Temperaturen von etwa 0 bis 150°C, besonders chlorid und Manganchlorid. Auch vorreduzierte bei 25 bis 9O0C, zu arbeiten.Zirconium acetylacetonate. The relatively heavy ones are particularly critical. However, it is preferred that reducible compounds are ferrous chloride, chromium at temperatures of about 0 to 150 ° C, especially chloride and manganese chloride. Also pre-reduced at 25 to 9O 0 C to work.

Metallverbindungen, wie TiCla und/oder TiCl2, können Drücke von Atmosphärendruck oder UnterdruckMetal compounds such as TiCl a and / or TiCl 2 , pressures of atmospheric pressure or negative pressure

als Katalysatorkomponente verwendet werden. 5 bis zu 250 at sind bisher bei der Niederdruckpolymeri-can be used as a catalyst component. 5 up to 250 at have so far been used in low-pressure polymer

Besonders auffallende Ergebnisse sind bei der An- sation von Äthylen oder Propylen mit Katalysatoren wendung der Erfindung auf die Äthylenpolymerisation des oben beschriebenen Typs angewendet worden, erhalten worden, die mit Katalysatoren durchgeführt Ähnliche Drücke können für das erfindungsgemäße wurde, welche durch Umsetzung von Triäthylalu- Verfahren angewendet werden, minium, Diäthylaluminiumchlorid oder Gemischen io Die Reaktion wird vorzugsweise unter sorgfältigem aus Diäthylaluminiumchlorid und Triäthylaluminium Ausschluß von Sauerstoff unter Rühren im disals Reduktionsmittel mit Titantetrachlorid hergestellt kontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren worden sind. Diese Katalysatoren können bei sorg- durchgeführt. Bei der diskontinuierlichen Arbeitsfähig regulierten Temperaturen etwa 5 bis 20 Minuten weise wird die Einführung des zu polymerisierenden oder länger vorbehandelt werden. Die optimale Vor- 15 Olefins fortgesetzt, bis der Katalysator erschöpft ist behandlungstemperatur für einen aus Diäthylalu- und die Reaktion aufhört. Um ein Rühren sogar nach miniumchlorid und Titantetrachlorid hergestellten der Bildung wesentlicher Mengen des festen PolyKatalysator liegt zwischen etwa 40 und 65 0C. Der meren zu ermöglichen, werden inerte Verdünnungsvorteilhafte Einfluß der erfindungsgemäß zugesetzten mittel, wie oben angegeben, verwendet. Diese Verdün-Olefine ist jedoch unabhängig von dieser vorbereitenden 20 nungsmittel, die unter den angewendeten Arbeitsbedin-Behandlung. gungen flüssig sein müssen, umfassen aliphatische, hy-Particularly striking results have been obtained in the anation of ethylene or propylene with catalysts using the invention on the ethylene polymerization of the type described above, which was carried out with catalysts may be used, minium, diethylaluminum chloride or mixtures io The reaction is preferably prepared with careful exclusion of oxygen from diethylaluminum chloride and triethylaluminum with stirring in the disals reducing agent with titanium tetrachloride prepared continuous or continuous process. These catalysts can be carried out with care. At the discontinuous working temperature regulated about 5 to 20 minutes, the introduction of the polymer to be polymerized or longer will be pretreated. The optimal pre-15 olefins continued until the catalyst is exhausted treatment temperature for a diethylaluminum and the reaction stops. To a stirring produced even after miniumchlorid and titanium tetrachloride to the formation of substantial quantities of the solid PolyKatalysator is to allow the mers between about 40 and 65 0 C., inert diluent Advantageous will influence of the present invention added to medium, as indicated above. This diluent olefin is, however, independent of these preparatory agents, which are applied under the working conditions treatment. must be liquid, include aliphatic, hy-

Die Katalysatoren werden ganz allgemein durch droaromatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, inniges Mischen der reduzierenden Komponente mit z. B. Pentan, Hexan, höhere Paraffine, Cyclohexan, der Verbindung des Übergangsmetalls, vorzugsweise Tetrahydronaphthalin, Dekahydronaphthalin, Benzol, in einem inerten Verdünnungsmittel, in einer nicht 25 Xylol, halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, oxydierenden Atmosphäre unter Rühren hergestellt. z. B. Mono- oder Dichlorbenzol, Äther, wie Dibutyl-Paraffinische Kohlenwasserstoffe, z. B. Heptan oder äther, Dioxan, Tetrahydrofuran und Gemische davon, eine andere gesättigte Erdölkomponente oder syn- Die Konzentration des Polymeren in dem Reaktionsthetische Kohlenwasserstofföle sind die geeignetsten gemisch kann 10 bis 40% betragen. Verdünnungsmittel. Bevor die genannten höher- 30 Die Menge des verwendeten Katalysators kann molekularen Olefine zu diesen Katalysatorgemischen innerhalb weiter Grenzen variieren, wobei sie etwas gegeben werden, wird man bevorzugt darauf achten, von der Reinheit der Äthylen- bzw. Propylenbeschikdaß die Katalysatorkomponenten Zeit haben, mit- kung abhängig ist. So kleine Mengen wie 0,1 Gewichtseinander in Reaktion zu treten. teil Katalysator pro 1000 Gewichtsteile Äthylen bzw.The catalysts are very generally by droaromatic and aromatic hydrocarbons, intimate mixing of the reducing component with z . B. pentane, hexane, higher paraffins, cyclohexane, the compound of the transition metal, preferably tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, benzene, in an inert diluent, in a non-xylene, halogenated aromatic hydrocarbons, oxidizing atmosphere with stirring. z. B. mono- or dichlorobenzene, ethers, such as dibutyl-paraffinic hydrocarbons, e.g. B. heptane or ether, dioxane, tetrahydrofuran and mixtures thereof, another saturated petroleum component or syn- The concentration of the polymer in the reaction aesthetic hydrocarbon oils are the most suitable mixture can be 10 to 40%. Diluents. Before the above-mentioned higher-30 The amount of the catalyst used can vary molecular olefins to these catalyst mixtures within wide limits, whereby they are given something, one will preferably make sure that the purity of the ethylene or propylene charge that the catalyst components have time with- kung depends. Quantities as small as 0.1 weight react with one another. part of catalyst per 1000 parts by weight of ethylene or

Das Molverhältnis der metallorganischen Verbin- 35 Propylen sind ausreichend, falls die Beschickung rein dung des Aluminiums zur Übergangsmetallverbindung ist. Bei Beschickungen, die etwa 0,01 Gewichtsprozent in dem Katalysatorgemisch kann weitgehend variieren. Wasser, Sauerstoff, Kohlendioxyd oder andere Sauer-Wie oben darauf hingewiesen wurde, ist dieses Ver- Stoffverbindungen enthalten, sind im allgemeinen hältnis um so höher, je höher das gewünschte Mo- Katalysatormengen von etwa 0,5 bis 5 Gewichtslekulargewicht des Polymeren ist. Zum Beispiel ist ein 40 prozent angemessen.The molar ratio of the organometallic compounds propylene are sufficient if the feed is pure formation of aluminum to form transition metal compounds. For loads that are about 0.01 percent by weight in the catalyst mixture can vary widely. Water, oxygen, carbon dioxide or other acidic like it was pointed out above, this substance compounds are contained in general The higher the desired amount of Mo catalyst of about 0.5 to 5 weight molecular weight, the higher the ratio of the polymer. For example, a 40 percent is appropriate.

bevorzugtes Molverhältnis von Alkylaluminiumverbin- Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wirdpreferred molar ratio of alkylaluminum compound after completion of the polymerization reaction

düngen zu Titantetrachlorid für die Herstellung von der Katalysator z. B. durch Zusatz eines Alkohols, Polymeren mit einem Molekulargewicht über 20 000 z. B. Isopropylalkohol oder n-Butylalkohol, in Menetwa 0,5 bis 6: 1, wobei Molverhältnisse von 0,3 bis gen, die etwa das Zehn- bis Hundertfache der ver-12: 1 in vielen Fällen geeignet sind. Falls gewünscht, 45 wendeten Katalysatormenge betragen, vollkommen kann eine Regulierung dieses Molekulargewichts er- entaktiviert. Das Reaktionsgemisch kann dann filtriert folgen, um einer unerwünschten, durch die Zugabe werden, der Filterkuchen in einem Katalysatordes höhermolekularen Olefins verursachte Abnahme lösungsmittel, wie hochprozentigem Alkohol, bei etwa des Molekulargewichts entgegenzuwirken. Um so ein 50 bis 1000C im Laufe von 15 bis 60 Minuten wieder gegebenes Molekulargewicht aufrechtzuerhalten, wäh- 50 aufgeschlämmt und dann abermals filtriert werden, rend gleichzeitig die Konzentration des zugesetzten worauf der Filterkuchen, vorzugsweise unter vermin-Olefins erhöht wird, kann es vorteilhaft sein, das Ver- dertem Druck, getrocknet wird. Die Ascherückstände hältnis von Al: Ti zu erhöhen. in dem Polymeren werden dadurch auf unter etwafertilize to titanium tetrachloride for the production of the catalyst z. B. by adding an alcohol, polymers with a molecular weight above 20,000 z . As isopropyl alcohol or n-butyl alcohol, in Menetwa 0.5 to 6: 1, with molar ratios as far as that is about ten to one hundred times the ver-12 of 0.3: 1 are suitable in many cases. If desired, the amount of catalyst used can be completely deactivated. The reaction mixture can then be filtered in order to counteract an undesirable decrease in solvent caused by the addition of the filter cake in a catalyst of the higher molecular weight olefin, such as high percentage alcohol, at about the molecular weight. So as a 50 to 100 0 C in the course of 15 to 60 minutes given molecular weight maintain currency 50 slurried and then filtered again, rend the same time the concentration of the added whereupon the filter cake is preferably increased under vermin-olefin, it may It may be advantageous that the pressure is dried. To increase the ash residue ratio of Al: Ti. in the polymer are thereby to under about

Das erfindungsgemäße Polymerisationsverfahren 0,05 Gewichtsprozent herabgesetzt, wird unter bisher normalerweis e bei der Niederdruck- 55 Die erfindungsgemäß hergestellten Polymeren sind Olefinpolymerisation angewandten Bedingungen durch- den durch übliche Niederdruck-Polymerisationsvergeführt, um hochmolekulare Polymere des Äthylens fahren erzeugten Polymeren, insbesondere solchen mit und Propylene herzustellen, die als Kunststoffe oder Molekulargewichten von unter ungefähr 100 000, in für ähnliche Zwecke geeignet sind. Dabei kann die mancher Hinsicht überlegen und in jeder Hinsicht Polymerisation durch innigen Kontakt der gas- 60 mindestens gleichwertig, förmigen Äthylen- oder Propylenbeschickung mit dem . .The polymerization process according to the invention reduced 0.05 percent by weight, is below normally e at low pressure 55 The polymers produced according to the invention are Olefin polymerization conditions applied by- carried out by conventional low pressure polymerization, around high molecular weight polymers of ethylene drive produced polymers, especially those with and to prepare propylenes which are known as plastics or molecular weights below about 100,000 in are suitable for similar purposes. In doing so, it can be considered in some ways and in every respect Polymerization through intimate contact of the gas 60 at least equivalent, shaped ethylene or propylene charge with the. .

Katalysator, z. B. durch Einleiten in eine Kataly- B e 1 s ρ 1 e 1 1Catalyst, e.g. B. by introducing it into a catalyst B e 1 s ρ 1 e 1 1

satorsuspension in einem inerten Verdünnungsmittel, Eine Reihe von Versuchen wurde in einer AnlageSator suspension in an inert diluent, a series of experiments was carried out in one plant

durchgeführt werden. Die Beschickung kann auch in für diskontinuierliche Arbeitsweise durchgeführt, woflüssiger Form oder gelöst in einem geeigneten inerten 65 bei man 2 bis 6 g eines Diäthylaluminiumchlorid-Titan-Verdünnungsmittel, das das höhermolekulare Olefin tetrachlorid-Katalysators mit einem Molverhältnis von enthalten kann, zugeführt werden. Weder die Poly- Al zu Ti= 1: 1 verwendete, den Katalysator 15 Minumerisationstemperatur noch der Polymerisationsdruck jen lang bei 540C in 400 cm3 mit Natrium getrock-be performed. The feed can also be carried out for batchwise operation, woflüssiger form or dissolved in a suitable inert 65 with one 2 to 6 g of a diethylaluminum chloride-titanium diluent, which can contain the higher molecular weight olefin tetrachloride catalyst with a molar ratio of, are fed. 1 used, the catalyst 15 Minumerisationstemperatur still the polymerization Jen at 54 0 C in 400 cm 3 with sodium getrock-: Neither the poly Al to Ti = 1

netem n-Heptan als Verdünnungsmittel vorbehandelte, mit 2200 cm3 n-Heptan verdünnte und das gereinigte Äthylen mit einer Geschwindigkeit von 821 pro Stunde in Zeitabschnitten von bis zu über 5 Stunden bei Temperaturen von 57 bis 600C polymerisiert^. Die Versuche I bzw. II wurden mit 1,4 Gewichtsprozent Octen-1, bezogen auf das Verdünnungsmittel, das zu der Äthylenbeschickung und in verdünnter Kataly-netem n-heptane pretreated as a diluent, diluted with 2200 cm 3 of n-heptane and polymerized the purified ethylene at a rate of 821 per hour in periods of up to over 5 hours at temperatures of 57 to 60 0 C ^. Experiments I and II were carried out with 1.4 percent by weight octene-1, based on the diluent added to the ethylene charge and in dilute catalyst

satorlösung nach der Katalysatorvorbehandlung zugesetzt wurde, durchgeführt. Vergleichsergebnisse unter Zusatz eines höhermolekularen Olefins mit verzweigter Kette, wie Diisobutylen, in der Äthylenbeschickung und der verdünnten Katalysatorlösung wurden in den Versuchen III bzw. IV erhalten. Der Vergleich der Daten mit dem Versuch V ist in der Tabelle I zusammengestellt. Sator solution was added after the catalyst pretreatment is carried out. Comparison results under Addition of a higher molecular weight branched chain olefin, such as diisobutylene, to the ethylene feed and the dilute catalyst solution were obtained in Runs III and IV, respectively. The comparison of the Data from Experiment V is summarized in Table I.

Tabelle ITable I.

IlIl

Versuch Nr.Attempt no.

HI I IV I VHI I IV I V

(Vergleichsversuche)(Comparison tests)

Gewichtsprozent Octen-1, bezogen auf Verdünnungsmittel Percentage by weight of 1-octene, based on the diluent

Beschickung feed

Gewichtsprozent Diisobutylen, bezogen auf Verdünnungsmittel Weight percent diisobutylene, based on the diluent

Beschickung feed

Reaktionsdauer, Stunden Reaction time, hours

Feststoffgehalt am Ende, Gewichtsprozent Final solids content, percent by weight

Konsistenz des Reaktionsgemisches Consistency of the reaction mixture

Reaktionsgeschwindigkeit, Gramm Polymeres je Stunde je Gramm Katalysator Reaction rate, grams of polymer per hour per gram of catalyst

Molekulargewicht nach Harris, Molekulargewicht · 10~3 Harris molecular weight, molecular weight x 10 -3

Gewichtsprozent an Polymerenwandbelag***)Percentage by weight of polymer wall covering ***)

1,4**) 8,7 1,4
0,0
1.4 **) 8.7 1.4
0.0

3,0*) 10,33.0 *) 10.3

22,522.5

63 0,5 5,33
17,4
leicht rührbar
63 0.5 5.33
17.4
easy to stir

21,4*)21.4 *)

70
0,06
70
0.06

1,95**)
21,6
1,67
1.95 **)
21.6
1.67

26,826.8

214
1,5
214
1.5

*) Nach Bedarf abgebrochen.*) Canceled as required.

**) Berechneter Wert, bezogen auf das höhermolekulare Olefin in der Äthylenbeschickung. ***) Bezogen auf das gesamte Polymere.**) Calculated value based on the higher molecular weight olefin in the ethylene feed. ***) Based on the entire polymer.

0 00 0

1,4 01.4 0

0 00 0

1,67 3,331.67 3.33

13,4 dicker Schlamm13.4 thick mud

19,3 32219.3 322

27,1*)27.1 *)

106106

2,32.3

Die Daten weisen keinen Unterschied in den Ergebnissen zwischen der Einführung von Octen-1 in das Äthylen oder in die Katalysatorlösung auf. Der Zusatz von Diisobutylen führt zu einer geringeren Wirksamkeit des Katalysators und einem höheren Molekulargewicht und unterscheidet sich in dieser Hinsicht vom Zusatz eines geradkettigen höhermolekularen Olefins, wie Octen-1. Die Versuche mit Octen-1 ergeben hohe Polymerenschlammkonzentrationen, d. h. Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt, leicht rührbare Reaktionsgemische und eine viel geringere Bildung Polymerenwandbelags.The data show no difference in results between the introduction of octene-1 into the Ethylene or in the catalyst solution. The addition of diisobutylene leads to a lower effectiveness of the catalyst and a higher molecular weight and differs in this respect from Addition of a straight-chain, higher molecular weight olefin, such as octene-1. The experiments with octene-1 give high Polymer sludge concentrations; d. H. High solids suspensions, easy to stir Reaction mixtures and a much lower formation of polymer wall coverings.

Beispiel IIExample II

Verschiedene Serien von diskontinuierlichen Versuchen wurden unter den unten angegebenen Standardbedingungen durchgeführt:Various series of batch runs were carried out under the standard conditions given below carried out:

Katalysator mit einem Molverhältnis von (C2H5)2A1C1 zu TiCl4= 1:1,g 1,32Catalyst with a molar ratio of (C 2 H 5 ) 2 A1C1 to TiCl 4 = 1: 1, g 1.32

n-Heptan als Verdünnungsmittel (mit Tonerde und Natrium getrocknet), cm3 1000n-heptane as a diluent (dried with clay and sodium), cm 3 1000

Katalysatorvorbehandlung keineCatalyst pretreatment none

Versetzen des heißen Verdünnungsmittels bei 680C mit 921 pro Stunde gereinigter Äthylenbeschickung, Minuten 15Placing the hot diluent at 68 0 C with 921 per hour of purified Äthylenbeschickung, 15 minutes

Reaktionstemperatur, 0C 61,8 bis 62,5Reaction temperature, 0 C 61.8 to 62.5

Reaktionsdauer, Stunden 2Reaction time, hours 2

Beschickungsgeschwindigkeit des gereinigten Äthylens, l/Stunde 92Purified ethylene feed rate, 92 l / hour

Rührgeschwindigkeit, Umdrehungen pro Minute 500Stirring speed, revolutions per minute 500

Octen-(l) wurde zu dem Verdünnungsmittel in verschiedenen Mengen zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt.Octene (I) was added to the diluent in various amounts. The results are in summarized in Table II.

- Tabelle!!- Tabel!!

1010

VIVI vnvn Versuch Nr.Attempt no. IXIX X*)X *) Schlammmud 27,327.3 (Vergleichs(Comparative vinvin versuch)attempt) 47,547.5 0,40.4 Gewichtsprozent Octen-(l), bezogen auf dasWeight percent octene (l), based on the 0,00.0 0,70.7 3030th 1 41 4 15,115.1 Verdünnungsmittel Diluents 9,99.9 6,86.8 1,41.4 6,06.0 10,710.7 Feststoffgehalt am Ende, Gewichtsprozent ....Solids content at the end, percent by weight .... steiferstiffer rührbarermore touchable 8,18.1 dünner, leicht rührbarerthinner, easier to stir 2626th Konsistenz des Reaktionsgemisches Consistency of the reaction mixture Schlamm;Mud; Schlammmud zu gering,too low, schwerheavy um geto ge 6,76.7 rührbarstirable messen zumeasure to werdenwill Reaktionsgeschwindigkeit, Gramm Polymeres jeReaction rate, grams of polymer each 2525th 1717th 20,420.4 Stunde je Gramm Katalysator Hour per gram of catalyst 9,89.8 Molekulargewicht nach Harris, MolekularHarris molecular weight, Molecular 7373 5050 3636 gewicht · 10~3 weight 10 ~ 3 2,42.4 2,02.0 0,180.18 Gewichtsprozent an Polymerenwandbelag Percentage by weight of polymer wall covering Gewichtsprozent an löslichem Polymeren**)Weight percent of soluble polymer **) - 2,42.4 2,72.7 (bezogen auf das gesamte Polymere) (based on the entire polymer)

*) 200 cms Katalysatorlösung wurden vor der Verdünnung und vor dem Zusatz von Octen-(l) 30 Minuten bei 43 0C vorbehandelt. *) 200 cm s catalyst solution was pre-treated prior to dilution and before the addition of octene (l) for 30 minutes at 43 0 C.

**) Gewonnen durch Abkühlen des Reaktionsgemisches nach Abfiltrieren des anderen Polymeren. Das Molekulargewicht betrug im Versuch VIII 6300.**) Obtained by cooling the reaction mixture after filtering off the other polymer. The molecular weight was in experiment VIII 6300.

Die Daten in Tabelle II zeigen den Einfluß des Zusatzes steigender Mengen von Octen-(l) zu der verdünnten Katalysatorlösung mit einer Konzentration von 0,7 bis 3,0 Gewichtsprozent auf die Wirksamkeit des Katalysators, das Molekulargewicht des Polymeren und die Bildung des Polymerenwandbelags. Die Daten in den Versuchen VI bis IX mit nicht vorbehandeltem Katalysator zeigen eine entschiedene Abnahme in der Bildung des Polymerenwandbelags, die Bildung von leichter rührbaren Reaktionsgemischen und die Bildung eines Polymeren von niedrigem Molekulargewicht mit zunehmender Octen-1-Konzentration. Der Zusatz von Octen-1 im Versuch X mit vorbehandeltem Katalysator zeigt ebenfalls die günstigen Wirkungen, die sich in einem niedrigeren Molekulargewicht, dünnen, rührbaren Reaktionsgemischen und in geringerer Polymerenwandbelagsbildung äußern. Der Vergleich der Versuche VII, VIII und IX zeigt auch den Einfluß der Bildung des löslichen Polymeren auf die Verschmutzung des Reaktionsgefäßes.The data in Table II show the effect of adding increasing amounts of octene (I) to the diluted one Catalyst solution at a concentration of 0.7 to 3.0 percent by weight on effectiveness of the catalyst, the molecular weight of the polymer and the formation of the polymer wall covering. The data in experiments VI to IX with a catalyst that had not been pretreated show a decisive one Decrease in the formation of the polymer wall covering, the formation of more easily stirrable reaction mixtures and the formation of a low molecular weight polymer with increasing octene-1 concentration. The addition of octene-1 in Experiment X with a pretreated catalyst also shows the beneficial effects that translate into a lower molecular weight, thin, stirrable Reaction mixtures and express in lower polymer wall deposit formation. The comparison of the experiments VII, VIII and IX also show the influence of the formation of the soluble polymer on the soil of the reaction vessel.

Beispiel IIIExample III

Einige Äthylen-Polymerisationsversuche wurden in einer kontinuierlichen Anlage mit einem Fassungsvermögen von 11 und in einer solchen mit 7,61 Fassungsvermögen mit und ohne Zusatz von 0,25 Gewichtsprozent Octen-(l) in n-Heptan als Verdünnungsmittel unter Verwendung von 0,16 bis 0,19 Gewichtsprozent (bezogen auf das Verdünnungsmittel) eines Katalysators mit einem Molverhältnis von Aluminiumtriäthyl zu TiCl4 0,5: 1 unter Standard-Polymerisationsbedingungen etwa bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von etwa 60 bis 63 0C durchgeführt. Die wesentlichen Bedingungen und Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle III zusammengefaßt. Some ethylene polymerization experiments were carried out in a continuous plant with a capacity of 11 and in one with a capacity of 7.61 with and without the addition of 0.25 weight percent octene (I) in n-heptane as a diluent using 0.16 to 0.19 percent by weight (based on the diluent) of a catalyst with a molar ratio of aluminum triethyl to TiCl 4 - 0.5: 1 under standard polymerization conditions approximately at atmospheric pressure and a temperature of approximately 60 to 63 ° C. The essential conditions and results of these experiments are summarized in Table III.

Tabelle IIITable III

Versuch Nr.
XIII I XIV I XV I XVI
Attempt no.
XIII I XIV I XV I XVI

(Vergleichsversuche)
Anlage
Kontinuierliche 1-1-Anlage I Kontinuierliche 7,6-1-Anlage
(Comparison tests)
system
Continuous 1-1 plant I Continuous 7,6-1 plant

XI I ΧΠXI I ΧΠ

(Vergleichsversuche)(Comparison tests)

Molverhältnis von Al zu Ti Al to Ti molar ratio

Gewichtsprozent Octen-1, bezogen auf das Verdünnungsmittel Percentage by weight of 1-octene, based on the diluent

Feststoffgehalt, Gewichtsprozent Solids content, percent by weight

0,50.5 0,50.5 0,490.49 0,460.46 0,250.25 0,250.25 00 0,250.25 10,510.5 11,011.0 9,09.0 9,09.0

0,440.44

0,25
5,0**)
0.25
5.0 **)

**) Geringerer Feststoffgehalt infolge der niedrigeren Katalysatorkonzentration, nämlich 0,12 gegenüber 0,16 bis 0,19 Gewichtsprozent in anderen Versuchen in 1-1- und 7,6-1-Anlagen.**) Lower solids content due to the lower catalyst concentration, namely 0.12 compared to 0.16 to 0.19 percent by weight in other experiments in 1-1 and 7.6-1 systems.

409 709/354409 709/354

Tabelle III (Fortsetzung)Table III (continued)

Versuch Nr.Attempt no.

XI I XII i XIII j XIV I XV I XVIXI I XII i XIII j XIV I XV I XVI

(Vergleichsversuche) j (Vergleichsversuche)(Comparison tests) j (comparison tests)

Anlage
Kontinuierliche 1-1-Aniage Kontinuierliche 7,6-1-Anlage
system
Continuous 1-1 plant Continuous 7,6-1 plant

Konsistenz des ReaktionsgemischesConsistency of the reaction mixture

Reaktionsgeschwindigkeit, Gramm Polymeres je Stunde je Gramm Katalysator Reaction rate, grams of polymer per hour per gram of catalyst

Molekulargewicht (Schmelz-Index) · 10~3 Molecular Weight (Melt Index) x 10 ~ 3

Verschmutzungsfaktor*) Pollution factor *)

Schüttgewicht des Polymeren, g/cm3 Bulk density of the polymer, g / cm 3

DickerThicker

voluminösermore voluminous

Schlammmud

80
61
10,3
0,07
80
61
10.3
0.07

dünner leicht
rührbarer
Schlamm
thinner easily
more touchable
mud

7373

47
1,2
0,22
47
1.2
0.22

6262

60
2,2
0,27
60
2.2
0.27

dickthick

55
80
5,0
55
80
5.0

ziemlich flüssigpretty fluid

39 83 2,539 83 2.5

38 83 1,238 83 1.2

*) Gewichtsprozent des am Ende des Versuchs als Wandbelag im Reaktionsgefäß zurückbleibenden Polymerisats, bezogen auf das gesamte Polymerisat.*) Percentage by weight of the polymer remaining as wall covering in the reaction vessel at the end of the experiment, based on the entire polymer.

Die Daten zeigen deutlich die Herabsetzung der Polymerenwandbelagbüdung und die Verbesserungen der Rührbarkeit des Reaktionsgemisches durch den Zusatz so geringer Mengen wie 0,25 Gewichtsprozent Octen-(l) zu dem Verdünnungsmittel.The data clearly shows the reduction in polymer wall covering and the improvements the stirrability of the reaction mixture by adding amounts as small as 0.25 percent by weight Octene (l) to the diluent.

Beispiel IV Der jeweilige Einfluß von anderen höhermolekularen Ä-Olefinen als Octen-(l), einschließlich Hexen-(l) und Tetradecen-(l), wurden in einzelnen diskontinuierliehen Standard-Versuchen bestimmt. Die Bedingungen der Äthylenpolymerisation waren im wesentlichen dieselben, wie sie im Beispiel III aufgeführt worden sind. Der Einfluß des Zusatzes von 1,4 Gewichtsprozent der aufgeführten modifizierenden «-Olefine sind in der Tabelle IV aufgezählt.Example IV The respective influence of other higher molecular weight Ä-olefins as octene (l), including hexene (l) and Tetradecene (l) were determined in individual batchwise standard tests. The conditions the ethylene polymerization were essentially the same as listed in Example III. The influence of the addition of 1.4 percent by weight of the listed modifying -olefins are in the Table IV is listed.

Tabelle IVTable IV

VlVl

(Vergleichsversuch) (Comparison test)

Versuch Nr.
XVII i XVIII
Attempt no.
XVII i XVIII

XIXXIX

Zugesetztes höhermolekulares x-Olefin Added higher molecular weight x-olefin

Gewichtsprozent a-Olefin, bezogen auf das Verdünnungsmittel Percentage by weight of α-olefin, based on the diluent

Reaktionsgeschwindigkeit, Gramm Polymeres je Stunde je Gramm Katalysator Reaction rate, grams of polymer per hour per gram of catalyst

Molekulargewicht · 10~3 Molecular Weight x 10 -3

Polymerenwandbelag, Gewichtsprozent Polymer wall covering, percent by weight

Feststoffgehalt am Ende, Gewichtsprozent Final solids content, percent by weight

Konsistenz des Reaktionsgemisches Consistency of the reaction mixture

keinsno

0,00.0

25
73
25th
73

2,42.4

ziemlich
dick
quite
thick

Octen-(l) ' Hexen-(l)Octen- (l) 'Hexen- (l)

1,41.4

20,620.6

3636

0,180.18

7,57.5

dünner
Schlamm
thinner
mud

1,41.4

19,6 4819.6 48

2,52.5

7,07.0

dünner Schlammthin mud

Tetradecen-(l) Tetradecen- (l)

1,41.4

41 59 0,05 19,541 59 0.05 19.5

dünn, leicht rührbarthin, easy to stir

Der Einfluß der verschiedenen zugesetzten höhermolekularen «-Olefine ist, was den Verbrauch des zugesetzten a-Olefins während der Polymerisation, die Bildung des Polymerenwandbelags und das Molverhältnis der zugesetzten «-Olefine zum Polymeren anbelangt, offensichtlich. Die vorläufigen Schlüsse aus den Daten weisen, was die Herabsetzung der Bildung des Polymerenwandbelags anbelangt, darauf hin, daß Octen-(l) und Tetradecen-(l) einen Vorteil gegenüber Hexen-(l) zeigen. Es wird ebenfalls festgestellt, daß mehr von den zugesetzten niederen a-Olefinen mit dem Äthylen polymerisieren oder mischpolymerisieren,The influence of the various added higher molecular weight -olefins is what affects the consumption of the added α-Olefins during the polymerization, the formation of the polymer wall covering and the molar ratio the added -olefins to the polymer, obviously. The preliminary conclusions from the In terms of reducing the formation of polymer wallcovering, data indicate that Octene (l) and tetradecene (l) show an advantage over hexene (l). It is also found that more of the added lower α-olefins with polymerize or co-polymerize with ethylene,

wie dies durch die Gewinnung aus dem als Verdünnungsmittel verwendeten Kohlenwasserstoff bei der Produktaufarbeitung ermittelt wurde.like this by the recovery from the hydrocarbon used as a diluent the product work-up was determined.

Beispiel VExample V

Vier diskontinuierliche Standard-Polymerisationsversuche (XX bis XXIII) mit Äthylen als Beschickung wurden unter Verwendung eines Katalysators mit einem Molverhältnis von unbehandeltem Aluminiumtriäthyl zu Titantetrachlorid = 0,5 bis 1: 1 und im wesentlichen bei den Polymerisationsbedingungen desFour standard batch polymerization runs (XX to XXIII) with ethylene as feed were using a catalyst with a molar ratio of untreated aluminum triethyl to titanium tetrachloride = 0.5 to 1: 1 and essentially under the polymerization conditions of

Beispiels III durchgeführt. Der Einfluß des Zusatzes von 0,5 bis 1,4 Gewichtsprozent Octen-(l) auf die Bildung des Polymerenwandbelags und auf die Leistung des Katalysators wurde bestimmt. Die vollständigen Daten sind in Tabelle V zusammengefaßt. Example III carried out. The influence of the addition of 0.5 to 1.4 percent by weight octene (l) on the Formation of the polymer wall covering and the performance of the catalyst were determined. The full Data are summarized in Table V.

Tabelle VTable V

Versuch Nr.Attempt no.

XX I XXI I XXII
(Vergleichsversuche)
XX I XXI I XXII
(Comparison tests)

XXIIIXXIII

Zugesetztes höhermolekulares «-Olefin Added higher molecular weight -olefin

Gewichtsprozent «-Olefin, bezogen auf das Verdünnungsmittel Percentage by weight -olefin, based on the diluent

Molverhältnis von Al zu Ti Al to Ti molar ratio

Gesamte Katalysator-Konzentration, g/l Total catalyst concentration, g / l

Reaktionsgeschwindigkeit, Gramm Polymeres je StundeReaction rate, grams of polymer per hour

je Gramm Katalysator per gram of catalyst

Molekulargewicht · 10~3 Molecular Weight x 10 -3

Konsistenz des Reaktionsgemisches Consistency of the reaction mixture

*) Der ursprüngliche Zusatz von 1,049 g eines Katalysators mit einem Mol verhältnis von Al zu Ti = 0,5 : 1 ergab keine Reaktion; beim Zusatz von 0,52 g eines Katalysators mit einem Molverhältnis von Al zu Ti = 0,5 : 1 im Laufe von 70 Minuten fand eine leichte Polymerisationsreaktion statt.*) The original addition of 1.049 g of a catalyst with a molar ratio of Al to Ti = 0.5: 1 resulted no reaction; when adding 0.52 g of a catalyst with a molar ratio of Al to Ti = 0.5: 1 in the course a slight polymerization reaction took place over 70 minutes.

keinsno

0,5
1,049
0.5
1.049

47,8
69
47.8
69

dicker
Schlamm
thicker
mud

Octen-(l)Octene (l)

1,4
0,5
1,569*)
1.4
0.5
1.569 *)

1,91.9

Octen-(l)Octene (l)

0,5
1,0
1,29**)
0.5
1.0
1.29 **)

7,8
985
7.8
985

Octen-(l)Octene (l)

0,5
0,5
1,049
0.5
0.5
1.049

32,6
33
32.6
33

leicht rührbarer
Schlamm
easy to stir
mud

**) Mit den ursprünglich zugesetzten 1,049 g eines Katalysators mit einem Molverhältnis von Al zu Ti = 0,5:1 trat während der ersten 30 Minuten weder eine Reaktion ein, noch fiel ein Niederschlag aus; bei der Zugabe von 0,24 g eines zusätzlichen Al(CaH6)3-Katalysators zwecks Erhöhung des Verhältnisses von Al zu Ti auf 1 : 1 bildete sich ein brauner Niederschlag, und eine gewisse Polymerisation trat ein.**) With the originally added 1.049 g of a catalyst with a molar ratio of Al to Ti = 0.5: 1, neither a reaction nor a precipitate occurred during the first 30 minutes; when 0.24 g of an additional Al (C a H 6 ) 3 catalyst was added to increase the Al to Ti ratio to 1: 1, a brown precipitate formed and some polymerization occurred.

Auffallende Unterschiede wurden durch den Zusatz von Octen-(l) in dem Verdünnungsmittel zu dem AIuminiumtriäthyl-Titantetrachlorid festgestellt. In den Versuchen XXI und XXII wurde nach dem Zusatz des Katalysatorgemisches in 200 cm3 Verdünnungsmittel zu den restlichen 800 cm3 Verdünnungsmittel, das das Octen-(l) enthält, welches auf 65°C vorgewärmt und mit Äthylen als Beschickung gesättigt wurde, sogar nach 30 Minuten keinerlei brauner Niederschlag, der so oft mit einer wirksamen Polymerisation verbunden ist, festgestellt. Ein weiterer Zusatz von Aluminiumtriäthyl oder einer Aluminiumalkyl-Titan-Mischung im Verhältnis 0,5: 1 ergab die Bildung eines Niederschlags und eine gewisse Polymerisationswirkung. Diese Beobachtungen weisen darauf hin, daß die chemische Wirkung des Aluminiumtriäthyls merklich durch den Zusatz von Octen-(l) beeinflußt wird. Wird jedoch die Katalysatorfällung bei Raumtemperatur vor dem Zusatz des das Octen-(l) enthaltenden Verdünnungsmittels erhalten und dann Äthylen eingeführt, so erhält man eine gute Polymerisationswirkung.Striking differences were found by the addition of octene (1) in the diluent to the aluminum triethyl titanium tetrachloride. In experiments XXI and XXII, after the addition of the catalyst mixture in 200 cm 3 of diluent to the remaining 800 cm 3 of diluent containing the octene (l), which was preheated to 65 ° C and saturated with ethylene as a charge, even after No brown precipitate, which is so often associated with effective polymerization, was found for 30 minutes. A further addition of aluminum triethyl or an aluminum alkyl-titanium mixture in a ratio of 0.5: 1 resulted in the formation of a precipitate and a certain polymerization effect. These observations indicate that the chemical action of aluminum triethyl is markedly influenced by the addition of octene (1). However, if the catalyst precipitation is obtained at room temperature before the addition of the diluent containing the octene (I) and then ethylene is introduced, a good polymerization effect is obtained.

Ein Vergleich der unten angeführten Daten zeigt den gleichen günstigen Einfluß von Octen-(l) auf die Bildung feiner Polymerisatteilchen und eines dünnen Reaktionsgemisches wie oben für den Diäthylaluminiumchlorid - Titantetrachlorid - Katalysator angegeben. A comparison of the data below shows the same beneficial effect of octene (I) on the Formation of fine polymer particles and a thin reaction mixture as above for the diethyl aluminum chloride - Titanium tetrachloride catalyst specified.

Tabelle VITable VI

Gewichtsprozent Octen-(l), bezogen auf das Verdünnungsmittel Percentage by weight of octene (l), based on the diluent

Versuch-Nr.
XX
Experiment no.
XX

(Vergleichsversuch) (Comparison test)

0,00.0

XXIIIXXIII

Tabelle VI (Fortsetzung)Table VI (continued) Versuch-Nr.Experiment no. xxmxxm XXXX 3535 (Vergleichs(Comparative versuch)attempt) 32,632.6 Reaktionsgeschwindigkeit,Reaction speed, 3333 4040 Gramm Polymeres je Stunde jeGrams of polymer per hour each 47,847.8 Gramm Katalysator Grams of catalyst 6969 77th Molekulargewicht · 10~3 Molecular Weight x 10 -3 Feststoffgehalt am Ende, GeSolid content at the end, Ge 1313th dünnslim 4545 wichtsprozent weight percent Konsistenz des ReaktionsgeConsistency of the reaction quantity sehr dickvery thick misches am Ende mix at the end

6060

6565

0,50.5

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder Propylen bei verhältnismäßig niedrigen Drücken und Temperaturen in einem inerten, flüssigen Verdünnungsmittel in Gegenwart eines geradkettigen a-Olefins mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und eines Katalysators, der durch Kontakt einer Verbindung eines Übergangsmetalls der Gruppen IV bis VIII des Periodischen Systems mit einer metallorganischen Verbindung des Aluminiums oder mit einem Alkali- oder Erdalkalimetall oder einer Legierung, einem Hydrid oder einer Alkyl- oder Arylverbindung eines Alkalioder Erdalkalimetalls hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das geradkettige «-Olefin mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 0,01 bis 3, Vorzugs-1. Process for the polymerization of ethylene or propylene at relatively low Pressures and temperatures in an inert, liquid diluent in the presence of a straight-chain α-olefin having 6 to 14 carbon atoms and a catalyst obtained by contacting a compound of a transition metal of Groups IV to VIII of the Periodic Table with an organometallic compound of aluminum or with an alkali or alkaline earth metal or an alloy, a hydride or an alkyl or aryl compound of an alkali or alkaline earth metal, characterized in that the straight-chain "olefin with 6 to 14 carbon atoms in an amount of 0.01 to 3, preferred weise 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Verdünnungsmittels, anwendet.wise 0.1 to 1.5 percent by weight, based on the weight of the diluent, applies. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der durch Mischen von Titantetrachlorid mit einer Alkylaluminiumverbindung gebildetes reduziertes Titanhalogenid enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that a catalyst is used the reduced one formed by mixing titanium tetrachloride with an alkyl aluminum compound Contains titanium halide. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der durch Mischen von Titantetrachlorid mit Triäthylaluminium, wobei das Mischen wenigstens zum Teil in Abwesenheit von Äthylen, Propylen oder eines geradkettigen «-Olefins mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen stattfindet, hergestellt worden ist.3. The method according to claim 2, characterized in that a catalyst is used by mixing titanium tetrachloride with triethylaluminum, the mixing at least partly in the absence of ethylene, propylene or a straight-chain «-olefin with 6 to 14 carbon atoms takes place, has been produced. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel bei der Polymerisation einen flüssigen Kohlenwasserstoff, besonders n-Heptan, verwendet.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that there is used as a diluent a liquid hydrocarbon, especially n-heptane, is used in the polymerization. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als geradkettiges «-Olefin Octen-(l) oder Tetradecen verwendet.5. The method according to claim 1, characterized in that as a straight-chain «-olefin Octene (l) or tetradecene used. IO In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 726 231, 2 727 024, 728 758,2 731453;
IO Publications considered:
U.S. Patent Nos. 2,726,231, 2,727,024, 728,758,2,731,453;
ausgelegte Unterlagen der belgischen Patente Nr. 533 362, 534 888, 538 782, 543 576, 546 600;laid out documents of Belgian patents Nos. 533 362, 534 888, 538 782, 543 576, 546 600; The Oil and Gas Journal, 10. Mai 1954, Vol. 53, Nr. 1, S. 164.The Oil and Gas Journal, May 10, 1954, Vol. 53, No. 1, p. 164. Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.A priority document was displayed when the registration was announced. 409 709054 10.64 © Bundesdruckerei Berlin409 709054 10.64 © Bundesdruckerei Berlin
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