DE1520467B2 - PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF AETHYLENE - Google Patents
PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF AETHYLENEInfo
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Description
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Es ist bereits bekannt, Olefine in Gegenwart von Das Aluminiumfluorid kann vor, nach oder gleich-It is already known to use olefins in the presence of The aluminum fluoride can before, after or equal to
Katalysatoren zu polymerisieren, die durch Nieder- zeitig mit der Zugabe der Chromverbindung zugegebenPolymerize catalysts that are added by slowing down with the addition of the chromium compound
schlagen von Chromoxyd (z. B. CrO3) oder einer zu werden, wie es im folgenden vollständiger beschriebenbeat of chromium oxide (e.g. CrO 3 ) or to become one as described more fully below
Chromoxyd calcinierbaren Chromverbindung (z. B. wird. Der erfindungsgemäß verwendete KatalysatorChromium oxide calcinable chromium compound (e.g. will. The catalyst used according to the invention
Chrom(III)-nitrat, Chrom(III)-sulfat, Ammonium- 5 kann durch Erhitzen des Trägers, z. B. Siliciumdioxyd-Chromium (III) nitrate, chromium (III) sulfate, ammonium 5 can be obtained by heating the carrier, e.g. B. Silica
chromat oder Chromcarbonat) auf einem Träger, z. B. Aluminmmoxyd, in Abwesenheit von Chromoxyd undchromate or chromium carbonate) on a carrier, e.g. B. aluminum oxide, in the absence of chromium oxide and
Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, und Aktivieren durch in Anwesenheit von hydratisiertem AluminiumfluoridSilica-alumina, and activation by in the presence of hydrated aluminum fluoride
Erhitzen auf erhöhte Temperatur, wobei zumindest ein auf erhöhte Temperatur, Niederschlagen von Chro -Heating to elevated temperature, with at least one elevated temperature, precipitation of chro-
Teil des Chroms, vorzugsweise mindestens 0,1 Ge- oxyd auf der erhaltenen Mischung und Erhitzen zurPart of the chromium, preferably at least 0.1 Geoxide on the mixture obtained and heating to
wichtsprozent, bezogen auf das gesamte Katalysator- io Erzielung der endgültigen Aktivierung hergestellt wer-percent by weight, based on the total catalyst, to achieve the final activation
gewicht, in der sechswertigen Form verbleibt, hergestellt den. Alternativ kann der Katalysator hergestellt wer-weight, remaining in the hexavalent form, produced the. Alternatively, the catalyst can be produced
worden sind. Diese Art des Aktivierungsverfahrens den durch Ausfällen von Chromoxyd oder einer zuhave been. This type of activation process involves the precipitation of chromium oxide or one too
wird häufig durchgeführt, indem das getrocknete Chromoxyd auf dem Träger, z. B. Siliciumdioxyd-is often done by placing the dried chromium oxide on the support, e.g. B. Silica
Chromoxyd-Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Präpärat Aluminiumoxyd, calcinierbaren Verbindung, Trock-Chromium oxide-silicon dioxide-aluminum oxide preparation Aluminum oxide, calcinable compound, dry
mehrere Stunden auf eineTemperaturvon400bis 816° C 15 nen — bei Anwesenheit von Wasser — und Erhitzenseveral hours to a temperature of 400 to 816 ° C - in the presence of water - and heating
in einer derartigen Atmosphäre erhitzt wird, daß das der erhaltenen chromoxydhaltigen Mischung aufis heated in such an atmosphere that that of the obtained chromium oxide-containing mixture on
Chromoxyd nach dem Erhitzen zumindest teilweise in erhöhte Temperatur in Anwesenheit von hydratisier-Chromium oxide after heating at least partially in an elevated temperature in the presence of hydrating
sechswertigem Zustand vorliegt. Gewöhnlich wird es be- tem Aluminiumfluorid.hexavalent state is present. Usually it is preferred aluminum fluoride.
vorzugt, daß das Erhitzen in Anwesenheit eines sauer- Gemäß einer anderen Ausführungsweise kann man stoff haltigen Gases, wie Luft, durchgeführt wird. Jedoch 20 dem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd oder einem andekann die Atmosphäre auch aus Stickstoff oder einem ren der genannten Träger ein hydratisiertes Aluminiumanderen inerten Gas bestehen. Alternativ dazu kann fluorid und Chromoxyd (oder eine zu Chromoxyd das Erhitzen im Vakuum durchgeführt werden. Es calcinierbare Chromverbindung) zugeben und die erkönnen auch reduzierende Gase anwesend sein, voraus- haltene Mischung auf erhöhte Temperatur erhitzen, gesetzt, daß sie nur in solchen Mengen anwesend sind, 25 wobei der gewünschte Grad an Polymerisierungsdaß nicht das gesamte sechswertige Chrom reduziert aktivität erzielt wird.it is preferred that the heating be carried out in the presence of an acidic substance-containing gas, such as air, is carried out. However, the silica-alumina or another can the atmosphere is also composed of nitrogen or one of the aforesaid carriers, a hydrated aluminum other inert gas. Alternatively, fluoride and chromium oxide (or one to chromium oxide the heating can be carried out in a vacuum. Add calcinable chromium compound) and you can reducing gases are also present, heat the prepared mixture to an elevated temperature, provided that they are only present in amounts such that the desired degree of polymerisation is obtained not all of the hexavalent chromium reduced activity is achieved.
wird und in dem fertigen Katalysator etwas sechswerti- Das Erhitzen des Trägers oder der chromoxyd-and something hexavalent in the finished catalyst - The heating of the support or the chromium oxide
ges Chrom verbleibt. Es wird aber bevorzugt, daß haltigen Mischung in Anwesenheit von hydratisiertemall chromium remains. It is preferred, however, that the containing mixture is in the presence of hydrated
reduzierende Gase nicht anwesend sind. Der Gesamt- Aluminiumfluorid soll vorzugsweise bei einer Tempe-reducing gases are not present. The total aluminum fluoride should preferably be at a temperature
chromgehalt des Katalysators liegt im allgemeinen in 30 ratur erfolgen, die 5000C nicht überschreitet, außer,chromium content of the catalyst is generally in the 30 temperature range, which does not exceed 500 0 C, except
dem Bereich von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent, kann je- die Erhitzungszeit auf derartige Temperaturen istin the range from 0.5 to 30 percent by weight, the heating time to such temperatures can be
doch auch außerhalb dieses Bereichs liegen. extrem kurz, z. B. 1 Minute oder weniger. Vorzugs-but also lie outside this range. extremely short, e.g. B. 1 minute or less. Preferential
Es ist auch bereits bekannt, daß man das Molekular- weise soll die Temperatur in dem Bereich von 400 bisIt is also already known that, molecularly, the temperature should be in the range from 400 to
gewicht der mit diesen Katalysatoren erhaltenen Poly- 6210C liegen. Das Erhitzen erfolgt gewöhnlich wäh-weight of the poly-621 0 C obtained with these catalysts. The heating is usually carried out during
merisate erhöhen kann, wenn man den Träger des 35 rend einer Zeitspanne in dem Bereich von 5 MinutenMerisate can increase if one rend the wearer of a period of time in the range of 5 minutes
Katalysators mit einem Fluorid, z. B. Fluorwasserstoff, bis 20 Stunden oder langer und vorzugsweise in demCatalyst with a fluoride, e.g. B. hydrogen fluoride, up to 20 hours or longer and preferably in that
erhitzt (vgl. belgische Patentschrift 535 082). Bereich von 30 Minuten bis 10 Stunden.heated (see Belgian patent 535 082). Range from 30 minutes to 10 hours.
Es wurde nun gefunden, daß bei der Polymerisation Der Ausdruck »hydratisiertes Aluminiumfluorid« von Äthylen mit den genannten Katalysatoren eine umfaßt die festen Hydrate von Aluminiumfluorid beträchtliche Aktivitätssteigerung der Katalysatoren 40 sowie die wäßrigen Lösungen von Aluminiumfluorid. erreicht werden kann, wenn der Träger des verwende- Die Menge an zugegebenem hydratisiertem AIuten Katalysators mit hydratisiertem Aluminiumfluorid, miniumfluorid liegt im allgemeinen in dem Bereich von das inderbelgischenPatentschrift 535 082 nicht genannt 0,1 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtwird, erhitzt worden ist. katalysatorgewicht. Diese Werte geben das Aluminium-Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur 45 fluorid, bezogen auf eine wasserfreie Basis, an, d. h., Polymerisation von Äthylen, allein oder zusammen die Menge an zugegebenem hydratisiertem Aluminiummit anderen Olefinen, bei Temperaturen von 38 bis fluorid ist ausreichend, um vor dem Erhitzen dem 2600C mit Hilfe von Katalysatoren, die durch Imprä- Katalysator einen Aluminiumfluoridgehalt in dem gnieren bzw. Ausfällen von Chromoxyd oder einer zu Bereich von 0,1 bis 8 Gewichtsprozent zu erteilen. Chromoxyd calcinierbaren Verbindung auf Silicium- 5° Vorzugsweise liegt die Menge an zugegebenem Aludioxyd, Aluminiumoxyd, Zirkoniumoxyd oder Tho- miniumfluorid in dem Bereich von 0,5 bis 7 Gewichtsriumoxyd als Träger und anschließendes Erhitzen er- prozent. Mengen an Aluminiumfluorid außerhalb der halten worden sind, wobei zumindest ein Teil des angegebenen Bereiche können zugegeben werden. Chroms in dem fertigen Katalysator in sechswertigem Jedoch führen Mengen unter 0,1 Gewichtsprozent zu Zustand vorliegt und der Katalysatorträger mit einem 55 einer geringeren Wirkung, als im anderen Fall realisiert Fluorid behandelt worden ist, das dadurch gekenn- werden kann, und Mengen über 8 Gewichtsprozent zeichnet ist, daß der Träger des verwendeten Katalysa- bewirken nicht genügend zusätzliche Aktivierung, um tors zumindest teilweise mit hydratisiertem Aluminium- den zusätzlichen Verbrauch an Aluminiumfluorid zu fluorid erhitzt worden ist. rechtfertigen.It has now been found that, in the polymerization, the expression "hydrated aluminum fluoride" of ethylene with the catalysts mentioned includes the solid hydrates of aluminum fluoride, a considerable increase in the activity of the catalysts 40 and the aqueous solutions of aluminum fluoride. The amount of added hydrated aluminum fluoride catalyst with hydrated aluminum fluoride, minium fluoride is generally in the range of the Indian patent 535 082 not mentioned 0.1 to 8 percent by weight, based on the total, has been heated . catalyst weight. These values indicate the aluminum object of the invention is a process for 45 fluoride, based on an anhydrous basis, ie, polymerization of ethylene, alone or together the amount of added hydrated aluminum with other olefins, at temperatures of 38 to fluoride is sufficient in order to give the 260 0 C with the help of catalysts, which by impregnating catalyst an aluminum fluoride content in the gnate or precipitation of chromium oxide or a range of 0.1 to 8 percent by weight before heating. Chromium oxide calcinable compound on silicon 5 ° The amount of aluminum dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide or thomine fluoride added is preferably in the range from 0.5 to 7 percent by weight of rium oxide as a carrier and subsequent heating. Amounts of aluminum fluoride outside of that have been maintained, with at least a portion of the stated range, can be added. Chromium in the finished catalyst in hexavalent However, amounts below 0.1 percent by weight lead to the condition and the catalyst support being treated with a lower effect than in the other case realized fluoride, which can be identified by this, and amounts above 8 percent by weight It is shown that the carrier of the catalyst used does not cause enough additional activation to be heated to fluoride at least partially with hydrated aluminum, the additional consumption of aluminum fluoride. justify.
Die erfindungsgemäß erzielten Ergebnisse sind als 60 Die Mono- bzw. Mischpolymerisation gemäß demThe results achieved according to the invention are as 60 The mono- or mixed polymerization according to the
überraschend anzusehen. Auf Grund der Tatsache, Verfahren der Erfindung kann nach dem Fachmannsurprising to look at. Due to the fact the method of the invention may be according to the person skilled in the art
daß Fluorwasserstoff eine Molekulargewichtssteigerung bekannten Verfahren durchgeführt werden. Die Mono-that hydrogen fluoride an increase in molecular weight known processes are carried out. The mono-
bewirkt, konnte nicht vorhergesehen werden, daß merenbeschickung kann aus Äthylen als einzigemcaused, it could not be foreseen that ethylene could be the only one
hydratisiertes Aluminiumfluorid zu einer beträchtlichen Monomerem bestehen, wenn ein Äthylenhomopoly-hydrated aluminum fluoride consist of a considerable monomer if an ethylene homopoly-
Aktivitätssteigerung, d. h. zu einer Erhöhung der er- 65 merisat gewünscht wird. Wenn ein MischpolymerisatIncreased activity, d. H. an increase in the amount of merit is desired. If a copolymer
haltenen Polymerisatausbeute je Gewichtseinheit ein- gewünscht wird, enthält die MonomerenbeschickungA maintained polymer yield per unit weight is desired, contains the monomer charge
gsatzeten Katalysators, führt, wie durch die weiter im allgemeinen einen Hauptteil an Äthylen und einenadded catalyst, leads, as by the next, in general, a main part of ethylene and one
unten folgenden Beispiele erkäutert wird. geringeren Anteil an einem Olefin mit einem höherenthe following examples are discussed below. lower proportion of an olefin with a higher
3 43 4
Molekulargewicht, wie ζ. B. Propylen, 1-Buten, 1-Pen- gefäß, Entfernung der überstehenden Flüssigkeit durchMolecular weight, such as ζ. B. propylene, 1-butene, 1-pen vessel, removal of the supernatant liquid
ten, 1-Hexen, 4-Methyl-l-penten, 1,3-Butadien oder Dekantieren, Filtrieren und/oder Abdampfen undth, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1,3-butadiene or decanting, filtering and / or evaporation and
Isopren. In vielen Fällen ist das höhere Olefin in Mengen Gewinnen des Polymerisats, das somit von dem Ver-Isoprene. In many cases, the higher olefin is recovered in quantities of the polymer, which is thus from the process
von weniger als 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die dünnungsmittel bereit ist, isoliert werden. Wenn dieless than 10 percent by weight based on the ready-to-use diluent. If the
Gesamtolefine, anwesend. 5 Reaktion bei Temperaturen über 107° C durchgeführtTotal olefins, present. 5 Reaction carried out at temperatures above 107 ° C
Die Reaktion kann in Gasphase, in flüssiger Phase wird, liegt das Polymerisat gewöhnlich zumindest teil-The reaction can be in the gas phase, in the liquid phase, the polymer is usually at least partially
oder in einer gemischten Gas-Flüssigkeits-Phase durch- weise als Lösung in dem Verdünnungsmittel vor. Unteror in a mixed gas-liquid phase as a solution in the diluent. Under
geführt werden. Häufig ist es wünschenswert, ein Ver- diesen Umständen kann die Reaktionsmischung ausbe guided. It is often desirable that the reaction mixture can be affected by these circumstances
dünnungsmittel zu verwenden, da die thermischen dem Reaktionsgefäß abgezogen werden, nicht umge-to use thinners, since the thermal ones are drawn off the reaction vessel, not the other way around.
Wirkungen der Polymerisierungsreaktion in Anwesen- io seiztes Olefin wird entfernt, z. B. durch Verdampfen,Effects of the polymerization reaction in the presence of olefin is removed, e.g. B. by evaporation,
heit eines flüssigen Verdünnungsmittels leichter kon- der Katalysator wird durch Filtrieren oder Zentrifu-a liquid diluent, the catalyst is more easily condensed by filtration or centrifugation.
trollierbar sind. Das Verdünnungsmittel kann jeder gieren entfernt und das Polymerisat wird aus derare trollable. The diluent can be removed and the polymer is removed from the any yaw
Kohlenwasserstoff sein, der chemisch inert ist und bei Lösung in dem Verdünnungsmittel durch KühlenBe a hydrocarbon that is chemically inert and when dissolved in the diluent by cooling
den Reaktionsbedingungen auf den Katalysator nicht isoliert, wobei das Polymerisat ausfällt und anschlie-the reaction conditions on the catalyst is not isolated, the polymer precipitating and then
schädlich wirkt. Im allgemeinen werden als Verdün- 15 ßend filtriert wird oder wobei das Verdünnungsmittelhas a harmful effect. In general, the diluent is used to filter or use the diluent
nungsmittel Paraffine oder Cycloparaffine mit 3 bis abgedampft wird.Medium paraffins or cycloparaffins with 3 to is evaporated.
12 Kohlenstoffatomen pro Molekül angewandt. Bei- Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung spiele für geeignete Verdünnungsmittel sind Propan, können andere Reaktionstechniken und Isolierungsisobutan, η-Butan, Isopentan, n-Pentan, die Isohexane, Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, angen-Hexan, die Isooctane, die Dodecane, Cyclopentan, 20 wandt werden.12 carbon atoms per molecule applied. When performing the method of the invention Games for suitable diluents are propane, other reaction techniques and isolation isobutane, η-butane, isopentane, n-pentane, the isohexanes, processes known to those skilled in the art, including hexane, the isooctanes, the dodecanes, cyclopentane, 20 are applied.
Methylcyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan Die Zeichnung illustriert verschiedene Ausführungsund die Dimethylcyclohexane. Es können aromatische formen des Verfahrens der Erfindung sowie der Her-Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen stellung des Katalysators.Methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane The drawing illustrates various embodiments the dimethylcyclohexanes. There can be aromatic forms of the process of the invention as well as the Her hydrocarbons with 6 to 12 carbon atoms position of the catalyst.
pro Molekül angewandt werden. Jedoch scheinen diese Wie in der Zeichnung gezeigt ist, wird der Kataly-can be applied per molecule. However, these seem as shown in the drawing, the cataly-
Kohlenwasserstoffe oder die Verunreinigungen, die sie 25 satorträger, z. B. Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, vonHydrocarbons or the impurities that they 25 satorträger, z. B. silica-alumina, from
normalerweise begleiten, den Katalysator etwas zu Quelle 2 genommen. Zu dem Träger wird hydratisier-usually accompany the catalyst something taken to source 2. The carrier is hydrated
desaktivieren, und sie sind deshalb häufig nicht bevor- tes Aluminiumfluorid aus Quelle 3 gegeben. Dasdeactivate, and they are therefore often not given to preferred aluminum fluoride from source 3. That
zugt. Jedoch ist es durchaus möglich, derartige aro- Fluorid wird durch die Leitung 4 geführt und innig mitadmitted. However, it is quite possible for such aro-fluoride to be passed through line 4 and intimately with it
matische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, die dem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd vermischt. Diematic hydrocarbons, such as benzene and toluene, mixed with silica-alumina. the
Xylole oder Äthylbenzol, anzuwenden. Wenn das 30 erhaltene Mischung wird dann in die Erhitzungszone 6Xylenes or ethylbenzene to use. When the 30 obtained mixture is then transferred to the heating zone 6
Verdünnungsmittel angewandt wird, ist es im allge- geführt. In der Erhitzungszone 6 wird die MischungIf a diluent is used, it is generally stated. In the heating zone 6 the mixture is
meinen in ausreichender Menge anwesend, so daß die auf erhöhte Temperatur erhitzt, und zwar nicht übermean present in sufficient quantity so that the heated to elevated temperature, and not above
Olefinkonzentration in der gesamten Kohlenwasser- 649° C, wie vorher angegeben. Zu der erhaltenenOlefin concentration in total hydrocarbons - 649 ° C as previously stated. To the received
Stoffbeschickung in der Größenordnung von 0,5 bis Mischung wird Chromtrioxyd aus Quelle 7 und überStock loading on the order of 0.5 to mix will chromium trioxide from source 7 and above
10 Gewichtsprozent liegt, obwohl diese Grenzen nicht 35 Leitung 8 gegeben und die erhaltene Mischung längs10 percent by weight, although these limits are not given, line 8 and the resulting mixture lengthways
absolut sind. der Leitung 9 in die Aktivierungszone 10 geführt.are absolute. the line 9 led into the activation zone 10.
Als Katalysator-Kontaktierungs-Technik kann ir- Natürlich können auch andere zum Chromoxyd cal-As a catalyst contacting technique, ir- Of course, others can also use the chromium oxide cal-
gendeine der bekannten Techniken angewandt werden. cinierbare Chromverbindungen an Stelle von Chrom-any of the known techniques can be used. cinable chromium compounds instead of chromium
Somit kann die Reaktion durchgeführt werden, indem trioxyd angewandt werden. In der Aktivierungszone 10Thus the reaction can be carried out using trioxide. In the activation zone 10
die Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem Kataly- 40 wird die chromoxydhaltige Mischung erhitzt, vorzugs-the hydrocarbon charge with a catalyst 40 the chromium oxide-containing mixture is heated, preferably
satorfestbett kontaktiert wird, mit einem Katalysator- weise in Anwesenheit von freiem Sauerstoff, und imSatorfestbett is contacted, with a catalyst way in the presence of free oxygen, and im
Gravitationsbett oder durch Kontaktieren mit dem wesentlichen in Abwesenheit von Wasser auf erhöhteGravitational bed or by contacting with the essential in the absence of water on elevated
Katalysator, der in Form feinteiliger Partikeln in dem Temperaturen bis zu etwa 635° C, vorzugsweise aufCatalyst, which is in the form of finely divided particles in the temperatures up to about 635 ° C, preferably on
Verdünnungsmittel suspendiert ist und wobei die Sus- 400 bis 593° C gebracht, um dem Katalysator eineDiluent is suspended and the sus- 400 to 593 ° C brought to the catalyst
pension durch Rühren aufrechterhalten wird, oder 45 maximale Polymerisierungsaktivität zu verleihen undpension is maintained by stirring, or to give maximum polymerization activity and
durch Anwendung der Fließbett-Technik. ihn zur Verwendung in der Polymerisierungsreaktionby using the fluidized bed technique. him for use in the polymerization reaction
Die Polymerisierung erfolgt bei einer Temperatur in fertigzustellen.The polymerization takes place at a temperature in which to finish.
dem Bereich von 38 bis 260° C. Bevorzugt liegt die In dem obigen Verfahren kann das Aluminium-Temperatur in dem Bereich von 66 bis 177° C. fluorid und/oder das Chromtrioxyd entweder in fester Der Reaktionsdruck kann variieren von annähernd 50 Form oder als wäßrige Lösung zugegeben werden. Atmosphärendruck bis zu einem Vielfachen von Wenn die Verbindung als wäßrige Lösung zugegeben 70,3 kg/cm2. Bei Anwendung eines flüssigen Ver- wird, schließt sich an die Zugabe vorzugsweise eine dünnungsmittels ist es im allgemeinen wünschenswert, Trocknungsstufe bei Temperaturen bis zu etwa 150 0C das Reaktionsgefäß unter genügendem Druck zu hai- an, bevor auf höhere Temperaturen erhitzt bzw. aktiten, um das Verdünnungsmittel in im wesentlichen 55 viert wird.In the above process, the aluminum temperature can be in the range of 66 to 177 ° C. The fluoride and / or the chromium trioxide either in solid form aqueous solution are added. Atmospheric pressure up to a multiple of When the compound is added as an aqueous solution 70.3 kg / cm 2 . Is when using a liquid encryption, agrees with the addition of preferably an dünnungsmittels it is generally desirable drying step at temperatures up to about 150 0 C, the reaction vessel under sufficient pressure to shark, before heated to higher temperatures or aktiten, by the diluent in substantially 55 fourth.
flüssiger Phase zu halten. Drücke in der Größenordnung Bei einer anderen Ausführungsweise kann dasto keep the liquid phase. Pressures in the order of magnitude
α von 3,52 bis 49,2 kg/cm2 sind im allgemeinen für diesen Chromtrioxyd durch die Leitungen 8, 8' und 4 geführt α of 3.52 to 49.2 kg / cm 2 are generally passed through lines 8, 8 'and 4 for this chromium trioxide
n Zweck geeignet. werden und zusammen mit dem hydratisieren AIu- n purpose suitable. and together with the hydrating AIu-
Die Verweilzeit oder Reaktionszeit kann in dem miniumfluorid dem Siliciumdioxyd-AluminiumoxydThe residence time or reaction time in the minium fluoride can be the silica-alumina
n Bereich von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden 60 zugegeben werden. Die erhaltene Mischung wird dann n range from a few minutes to several hours 60 can be added. The mixture obtained is then
n i liegen und liegt im allgemeinen in dem Bereich von durch Leitung 5 in die Erhitzungszone 6 geführt. Bei n i lie and is generally in the region of passed through line 5 into the heating zone 6. at
[_ i 15 Minuten bis 3 Stunden. Durchführung dieser alternativen Ausführungsweise [_ i 15 minutes to 3 hours. Implementation of this alternative embodiment
n : Wenn die Reaktion bei Temperaturen von etwa können die Erhitzungszone 6 und die Aktivierungs- n : If the reaction takes place at temperatures of around the heating zone 6 and the activation
107° C und darunter durchgeführt wird, wobei das sich zone 10 zu einer einzigen Zone verschmolzen werden,107 ° C and below, the zone 10 being merged into a single zone,
lt bildende Polymerisat oder Mischpolymerisat in Form 65 da die Hochtemperaturfluoridbehandlung und die lt forming polymer or copolymer in form 65 because the high-temperature fluoride treatment and the
\σ einer festen Granulatsuspension in der Reaktions- Aktivierung zur Sicherstellung der Anwesenheit von \ σ a solid granulate suspension in the reaction activation to ensure the presence of
.p mischung vorliegt, kann das Polymerisat durch Ent- sechswertigem Chrom in dem Katalysator gleichzeitig.p mixture is present, the polymer can at the same time through de-hexavalent chromium in the catalyst
.n ■ fernung der Reaktionsmischung aus dem Reaktions- durchgeführt werden kann. Wie vorher angegeben,. n ■ removal of the reaction mixture from the reaction can be carried out. As previously stated,
5 65 6
wird, wenn das Chromtrioxyd und das Aluminium- Polymerisat, des Erhitzern des verbleibenden PoIy-when the chromium trioxide and the aluminum polymer, heating the remaining poly-
fluorid als eine oder mehrere wäßrige Lösungen züge- merisats, vorzugsweise bei einer niedrigen Temperatur,fluoride as one or more aqueous solutions added merisats, preferably at a low temperature,
geben werden, das mit einer derartigen Lösung imprä- um anhängendes Lösungsmittel zu verflüchtigen undwill give to volatilize the solvent adhering to such a solution and
gnierte Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, vorzugsweise der Isolierung des Polymerisats umfassen. Bei dieserGnated silica-alumina, preferably the insulation of the polymer include. At this
vor dem Erhitzen auf höhere Temperaturen, bei Tem- 5 Ausführungsweise kann die Katalysatorentfernung inbefore heating to higher temperatures, at temperature, the catalyst removal can be carried out in
peraturen getrocknet, die 15O0C nicht überschreiten. manchen Fällen weggelassen werden. Die Konzen-dried temperatures which do not exceed 15O 0 C. may be omitted in some cases. The Concentrations
Bei einer anderen alternativen Ausführungsweise tration des Katalysators in der Reaktionsmischung in wird das Chromoxyd durch die Leitung 8, 8' und 4 der Polymerisationszone 12 liegt im allgemeinen zwigeführt, mit dem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd ver- sehen 0,1 Gewichtsprozent oder darunter bis zu mischt, und die erhaltene Mischung wird ohne das io 10 Gewichtsprozent oder darüber. Wenn die Kataly-Aluminiumfluorid durch die Leitung 5 geleitet. Nach satorkonzentration gering ist, z. B. 0,1 Gewichtsprodem Erhitzen der Mischung von Chromoxyd und zent oder weniger, und die Polymerisierung unter Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, vorzugsweise auf 1070C, wie oben beschrieben, durchgeführt wird, kann Temperaturen in dem Bereich von 400 bis 7040C und das Polymerisat mit einer Produktivität in der Größenvorzugsweise in Anwesenheit von im wesentlichen 15 Ordnung von mehreren tausend kg Polymerisat pro wasserfreiem sauerstoffhaltigem Gas, wird das hydra- kg Katalysator erzeugt werden, so daß der Katalysator tisierte Aluminiumfluorid durch die Leitungen 4 und in dem fertigen Polymerisat in Konzentrationen von 4' geführt und der Chrornoxyd-Siliciumdioxyd-Alu- weniger als 0,1 Gewichtsprozent anwesend ist und in miniumoxyd-Mischung zugegeben. ' vielen Fällen nicht mehr entfernt werden muß.In another alternative embodiment, tration of the catalyst in the reaction mixture, the chromium oxide is generally passed through lines 8, 8 'and 4 of the polymerization zone 12, with the silicon dioxide-aluminum oxide provided up to 0.1 percent by weight or below, and the mixture obtained without the 10% by weight or above. When the cata- aluminum fluoride is passed through line 5. After satorkonzentration is low, z. B. 0.1 weight prodem heating the mixture of chromium oxide and cent or less, and the polymerization under silica-alumina, preferably to 107 0 C, as described above, is carried out, temperatures in the range of 400 to 704 0 C and the Polymer with a productivity in the size preferably in the presence of essentially 15 order of several thousand kg of polymer per anhydrous oxygen-containing gas, the hydra- kg catalyst will be generated so that the catalyst tized aluminum fluoride through the lines 4 and in the finished polymer in concentrations of 4 'and the chromium oxide-silicon dioxide-aluminum is less than 0.1 percent by weight present and added in a miniumoxide mixture. 'In many cases it no longer has to be removed.
Diese Mischung wird dann durch die Leitung9 20
geführt und in Zone 10 einer letzten Aktivierungsstufe
bei Temperaturen nicht über 635° C, wie oben angegeben, unterworfen. Diese Hitzebehandlung oder B e i s ρ i e 1 1
Aktivierung erfolgt ebenfalls vorzugsweise in Anwesenheit
eines sauerstoffhaltigen Gases und unter Elimi- 25This mixture is then passed through line 9 20
and in zone 10 of a final activation stage
at temperatures not exceeding 635 ° C as indicated above. This heat treatment or ice ρ ie 1 1
Activation also takes place preferably in the presence of an oxygen-containing gas and under Elimi- 25
nierung von jeglichem gebildeten Hydratwasser aus Es wurde ein Katalysator hergestellt durch Imprädem System. Das Erhitzen wird fortgesetzt, um die gnieren eines Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Gels Anwesenheit von sechswertigem Chrom in dem ferti- (etwa 90 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd und 10 Gegen Katalysator zu gewährleisten, und erfolgt Vorzugs- wichtsprozent Aluminiumoxyd) mit einer wäßrigen weise in Anwesenheit eines sauerstoffhaltigen Gases, 30 Lösung von Chromtrioxyd, Trocknen bei etwa 15O0C das im wesentlichen wasserfrei ist. Ein Strom eines und Aktivieren durch Erhitzen in Anwesenheit von im derartigen Gases, der über oder durch den Katalysator wesentlichen wasserfreier Luft (Taupunkt unter während des Erhitzens geführt wird, dient zur Ent- —17,8°C) während etwa 5 Stunden bei 538°C. Wähfernung jeglichen gebildeten Hydratwassers. rend dieser Behandlung wurde der Katalysator in Formnation of any water of hydration formed from a catalyst was prepared by Imprädem system. Heating is continued in order to ensure the gnieren of a silica-alumina gel presence of hexavalent chromium in the ferti- (about 90 weight percent silicon dioxide and 10 counter catalyst, and is done preferably weight percent aluminum oxide) with an aqueous way in the presence of an oxygen-containing gas , 30 solution of chromium trioxide, drying is substantially free of water at about 15O 0 C. A flow of and activation by heating in the presence of such gas, which is passed over or through the catalyst, substantially anhydrous air (dew point below during heating, serves to de- -17.8 ° C) for about 5 hours at 538 ° C. Removal of any water of hydration formed. During this treatment, the catalyst was in shape
Der aktivierte Katalysator wird durch die Leitung 11 35 eines Fließbetts gehalten mit Hilfe eines zur Aktivie-The activated catalyst is held through line 11 35 of a fluidized bed with the aid of a
in die Polymerisationszone 12 geleitet. Ein Kohlen- rung angewandten Luftstroms.passed into the polymerization zone 12. A carbon-applied air flow.
Wasserstoffverdünnungsmittel gemäß den obigen An- In Ansatz 1 (Vergleichsversuch) der folgendenHydrogen diluent according to the above In approach 1 (comparative experiment) of the following
gaben wird aus Quelle 13 durch die Leitung 14 züge- Tabelle I wurde der wie oben beschriebene KatalysatorDischarge is drawn from source 13 through line 14 - Table I became the catalyst as described above
führt. Das Äthylen wird entweder allein oder in ohne weitere Behandlung angewandt.leads. The ethylene is used either alone or without further treatment.
Mischung mit einer relativ geringen Menge eines 40 In Ansatz 2 wurde das Siliciumdioxyd-Aluminium-Mixture with a relatively small amount of a 40 In batch 2, the silicon dioxide-aluminum
mischpolymerisierbaren anderen Olefins, wie z. B. oxyd mit hydratisiertem Aluminiumfluorid vermischt,copolymerizable other olefins, such as. B. oxide mixed with hydrated aluminum fluoride,
1-Buten, aus Quelle 16 durch die Leitung 17 zugeführt. 5 Stunden auf 538°C erhitzt, dann mit dem wäßrigen1-butene, supplied from source 16 through line 17. Heated to 538 ° C. for 5 hours, then with the aqueous
Nach einer geeigneten Verweilzeit in der Zone 12 unter Chromtrioxyd imprägniert und, wie oben beschrieben,After a suitable residence time in zone 12, impregnated under chromium trioxide and, as described above,
Polymerisationsbedingungen gemäß den obigen Anga- in trockener Luft aktiviert.Activated polymerization conditions according to the above indications in dry air.
ben wird die Reaktionsmischung durch die Leitung 18 45 In Ansatz 3 wurde das Siliciumdioxyd-Aluminium-ben is the reaction mixture through line 18 45 In batch 3, the silicon dioxide-aluminum
entfernt und zur Isolierung in die Zone 19 geführt; oxyd imprägniert mit einer wäßrigen Lösung vonremoved and led to zone 19 for insulation; oxide impregnated with an aqueous solution of
Nicht umgesetztes Monomeres wird durch die Lei- Chromtrioxyd und hydratisiertem AluminiumfluoridUnreacted monomer is replaced by the lei- chromium trioxide and hydrated aluminum fluoride
tung 20 zurückgeführt. Isoliertes Verdünnungsmittel (61 °/o Aluminiumfluorid, 39 Gewichtsprozent H2O)device 20 returned. Isolated diluent (61% aluminum fluoride, 39 weight percent H 2 O)
wird durch die Leitung 21 zurückgeführt. Der Kataly- und anschließend getrocknet und — wie oben be-is returned through line 21. The catalyst and then dried and - as above
sator kann aus dem System durch die Leitung 22 50 schrieben — in Luft aktiviert.Sator can be written from the system through line 22 50 - activated in air.
entfernt werden. Das als. Produkt erhaltene Polymerisat In Ansatz 4 wurde das Siliciumdioxyd-Aluminiumwird über den Auslaß 23 entnommen. oxyd mit festem Chromtrioxyd und festem hydrati-removed. That as. Polymer obtained product In batch 4, the silicon dioxide-aluminum becomes taken via the outlet 23. oxide with solid chromium trioxide and solid hydrated
Bei einer Ausführungsweise kann die Isolierungs- siertem Aluminiumfluorid vermischt, und die erhalteneIn one embodiment, the isolating aluminum fluoride can be mixed and the obtained
zone 19 die Stufen zum Abdampfen oder Entfernen Mischung wurde in wasserfreier Luft, wie oben be-zone 19 the steps for evaporation or removal mixture was loaded in anhydrous air as above
von nicht umgesetztem Äthylen, Filtrieren oder Zen- 55 schrieben, aktiviert.of unreacted ethylene, filtering or writing, activated.
trifugieren des verbleibenden Polymerisats und Ver- In den beiden Ansätzen 2 und 3 wurde das hydrati-trifugation of the remaining polymer and In the two batches 2 and 3, the hydration was
dünnungsmittels zur Entfernung von suspendiertem sierte Aluminiumfluorid in ausreichender Menge zuge-diluent for the removal of suspended aluminum fluoride added in sufficient quantity
Chromoxydkatalysator und Verdampfen des Ver- geben, wobei ein A1F3-Gehalt des Katalysators vonChromium oxide catalyst and evaporation of the forgiving, with an A1F 3 content of the catalyst of
dünnungsmittels aus der erhaltenen Lösung zur Erzie- 5 Gewichtsprozent vor dem anschließenden Erhitzenthinning agent from the solution obtained to obtain 5 percent by weight before subsequent heating
lung gereinigten oder raffinierten Polymerisats als 60 erzielt wurde.treatment of purified or refined polymer than 60 was achieved.
Rückstand umfassen. Äthylen wurde mit einer Suspension jedes Kataly-Include backlog. Ethylene was with a suspension of each catalyst
Bei einem alternativen Isolierungssystem, insbeson- sators in pulverisierter Form in n-Pentan bei einer Tem-In an alternative insulation system, especially in powdered form in n-pentane at a temperature
dere, wenn die Polymerisationsreaktion bei Tempera- peratur von 102° C und einem Druck von 31,6kg/cm2 the other, if the polymerization reaction at a temperature of 102 ° C and a pressure of 31.6 kg / cm 2
türen unter 107°C durchgeführt wird, wobei das feste kontaktiert. Die Dauer jedes Ansatzes betrug 1,5 Stun-Doors below 107 ° C is carried out with the solid contacted. The duration of each approach was 1.5 hours
Polymerisat in der Polymerisationszone als Suspension 65 den. Die Reaktion wurde in einem geschlossenenPolymer in the polymerization zone as a suspension 65 den. The reaction was done in a closed
von granuliertem, nicht klebendem Polymerisat vorliegt, Reaktionsgefäß durchgeführt, das mit einem mecha-of granulated, non-sticky polymer is present, reaction vessel carried out with a mechanical
kann die Isolierungszone 19 die Stufen der Dekan- nischen Rührer versehen war. Die in jedem Fallthe isolation zone 19 may have the stages of the decannical stirrer. In any case
tierung des Verdünnungsmittels von dem abgesetzten angewandte Katalysatormenge betrug etwa 0,1 Ge-control of the diluent from the settled applied catalyst amount was about 0.1 Ge
wichtsprozent, bezogen auf Pentan. Das Polymerisat wurde isoliert durch Entfernung des Inhalts des Reaktionsgefäßes und Abdampfen von n-Pentan. Alle dempercent by weight, based on pentane. The polymer was isolated by removing the contents of the reaction vessel and evaporation of n-pentane. All of that
Reaktionsgefäß zugeführten Substanzen waren im wesentlichen frei von Wasser. Es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:Substances fed into the reaction vessel were essentially free of water. It became the following Results obtained:
*) Vergleichsversuch.*) Comparison test.
(a) ASTM D 1505-57 T mit der Ausnahme, daß die Probe vor der Dichtebestimmung konditioniert wurde, durch Schmelzen, Erhitzen auf 150° C in einer Schmelzform, Kühlen auf 121° C mit einer Geschwindigkeit von 11,1 bis 16,1° C pro Minute durch Wasserzirkulieren durch das Formkühlsystem und anschließendes Stehenlassen zum Abkühlen auf Zimmertemperatur, ohne Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit.(a) ASTM D 1505-57 T with the exception that the sample was conditioned prior to density determination Melting, heating to 150 ° C in a melting mold, Cool to 121 ° C at a rate of 11.1 to 16.1 ° C per minute by circulating water through the mold cooling system and then allowed to stand to cool to room temperature, without control the cooling rate.
(b) ASTM D 1238-57 T, Kondition F.(b) ASTM D 1238-57 T, condition F.
Die obigen Daten zeigen, daß die verschiedenen
beschriebenen Techniken zur Behandlung des Katalysators mit hydratisiertem Aluminiumfluorid eine ent- Die Ansätze in diesem Beispiel wurden wie im Beischeidenne
Steigerung der Polymerisatausbeute be- 30 spiel 1 durchgeführt, außer, wenn anders angegeben,
wirken. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II ausgeführt.The above data show that the various
Techniques described for treating the catalyst with hydrated aluminum fluoride have an effect. The approaches in this example were carried out as in the case of increasing the polymer yield example 1, unless otherwise stated. The results obtained are set out in Table II.
Tabelle II
Cr-Gehalt jedes Katalysators 25 GewichtsprozentTable II
Cr content of each catalyst 25% by weight
Nr.approach
No.
prozent
AlF3 Weight
percent
AlF 3
A1F3-ZugabeMethod of
A1F 3 addition
temperatur
' "CActivation
temperature
'"C
kg/kgyield
kg / kg
schmelzindex
(a)Polymer
melt index
(a)
6
7*)
85 *)
6th
7 *)
8th
2,5
4,8
4,80
2.5
4.8
4.8
Cr-Oxyd-Katalysator
Cr-Oxyd-Katalysator, aktiviert bei 538° C ver
mischt mit hydratisiertem AlF3, das getrennt
bei 593°C calciniert wurde
Katalysator wie in Ansatz 7, aber anschließend
aktiviert bei.Dry mixing with non-activated
Cr oxide catalyst
Cr oxide catalyst, activated at 538 ° C ver
mixes with hydrated AlF 3 that separates
was calcined at 593 ° C
Catalyst as in batch 7, but subsequently
activated at.
, 538
538538
, 538
538
3570
2360
35702420
3570
2360
3570
. 0,63
0,90
1,00 (b)0.71
. 0.63
0.90
1.00 (b)
*) Vergleichsversuche.*) Comparative tests.
(a) ASTM D-1238-57 T, Kondition F.(a) ASTM D-1238-57 T, Condition F.
(b) Kondition Ε-Wert, 0,01.(b) Condition Ε value, 0.01.
Die obigen Daten zeigen, daß die Verbesserung nur dann erzielbar ist, wenn man den Katalysator nach der Zugabe von hydratisiertem Aluminiumfluorid erhitzt.The above data show that the improvement can only be achieved if the catalyst after heated by the addition of hydrated aluminum fluoride.
Die Ansätze in diesem Beispiel wurden wie im Beispiel 1, Ansatz 4 durchgeführt, soweit nicht anders angegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt. The approaches in this example were as in the example 1, approach 4 carried out, unless otherwise stated. The results are shown in Table III.
Nr.approach
No.
zugegeben7oF
admitted
temperatur
°CActivation
temperature
° C
kg/kgyield
kg / kg
schmelzindex
(a)Polymer
melt index
(a)
*) Vergleichsversuche,
(a) ASTM D 1238, Kondition F.*) Comparative tests,
(a) ASTM D 1238, condition F.
109 522/360109 522/360
ίοίο
•Die obigen Daten zeigen die durch Aktivierung des fluoridhaltigen Katalysators bei 538 und 5930C erzielbare Verbesserung.• The above data, the achievable by activation of the fluoride-containing catalyst at 538 and 593 0 C show improvement.
Durch Anwendung derselben Methode, wie in Ansatz 11, kann eine Olefinbeschickung, die 95 Gewichtsprozent Äthylen und 5 Gewichtsprozent 1-Buten enthält, unter Bildung eines Mischpolymerisats mit einer Dichte von etwa 0,95 g pro cm3 mischpolymerisiert werden.By applying the same method as in Preparation 11, an olefin feed containing 95 weight percent ethylene and 5 weight percent can contain 1-butene, to form a copolymer having a density of about 0.95 g per cm 3 are copolymerized.
B ei spiel 4
Die Katalysatoren in den obigen Ansätzen wurden hergestellt durch Imprägnieren von jeweils Aluminiumoxyd
oder Siliciumdioxyd mit wäßrigem Chromtrioxyd, Trocknen bei 150° C und Vermischen des hydratisierten
Aluminiumfluorids (beschrieben im Beispiel 1) als Pulver mit der getrockneten Chromoxyd-Aluminiumoxyd-
oder Chromoxyd-Siliciumdioxyd-Mischung. Die erhaltene Mischung wurde dann, wie im Beispiel 1
beschrieben, in trockener Luft auf 538° C 5 Stunden erhitzt. Die folgenden Werte wurden bei Äthylen-Eg game 4
The catalysts in the above batches were prepared by impregnating aluminum oxide or silicon dioxide with aqueous chromium trioxide, drying at 150 ° C. and mixing the hydrated aluminum fluoride (described in Example 1) as a powder with the dried chromium oxide-aluminum oxide or chromium oxide-silicon dioxide mixture . The mixture obtained was then, as described in Example 1, heated in dry air to 538 ° C. for 5 hours. The following values were found for ethylene
o polymerisierungsansätzen erhalten, wie sie im Beispiel 1 durchgeführt wurden, soweit nicht anders angegeben :o receive polymerization batches as shown in the example 1, unless otherwise stated:
Nr.approach
No.
Cr%
Cr
StundenReaction time,
hours
kg/kgyield
kg / kg
Temperatur
°CReaction
temperature
° C
indejj (a)Enamel
indejj (a)
16
17*)
18
19*)15 *)
16
17 *)
18th
19 *)
miniumoxyd
Mikrosphäroidales Alu
miniumoxyd + 5 °/0AlF3 ..
Aluminiumoxydgelpulver ...
Aluminiumoxyd von Ansatz
22+ 5% AlF3
Mikrosphäroidales Silicium
dioxyd ■. Microspheroidal Alu
minium oxide
Microspheroidal Alu
minium oxide + 5 ° / 0 AlF 3 ..
Alumina gel powder ...
Alumina from approach
22+ 5% AlF 3
Microspheroidal silicon
dioxide ■.
2,5
1,0
1,0
2,5
2,52.5
2.5
1.0
1.0
2.5
2.5
0,75
1,0
1,0
1,0
1,01.0
0.75
1.0
1.0
1.0
1.0
6,4
11,9
27,0
.139 :
803<5
6.4
11.9
27.0
.139 :
803
141 bis 143
141 bis 143
141 bis 143
141
143141 to 143
141 to 143
141 to 143
141 to 143
141
143
0,600.15
0.60
dioxyd + 5°/0AlF3 Microspheroidal silicon ^
dioxide + 5 ° / 0 AlF 3
*) Vergleichsversuche.*) Comparative tests.
(a) ASTM D 1238-57 «/ο, Kondition E.(a) ASTM D 1238-57 «/ ο, condition E.
Die obigen Daten zeigen, daß die Verbesserung nicht nur erzielbar ist, wenn der Katalysatorträger Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd ist, sondern auch, wenn als Träger Aluminium oder Siliciumdioxyd angewandt werden. Eine ähnliche Verbesserung wird erzielt, wenn als Träger Zirkoniumoxyd oder Thoriumoxyd angewandt wird.The above data show that the improvement cannot only be achieved when the catalyst support is silica-alumina is, but also when aluminum or silicon dioxide are used as a carrier. A similar improvement is achieved when zirconium oxide or thorium oxide is used as a carrier.
Claims (5)
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Family
ID=21918599
Family Applications (1)
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-
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- 1961-06-20 GB GB2220261A patent/GB912275A/en not_active Expired
- 1961-07-04 DE DE19611520467 patent/DE1520467B2/en active Pending
Also Published As
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