DE1568729A1 - Katalysator fuer die Oligomerisation von Olefinen und Polymerisation von 1,3-Diolefinen - Google Patents
Katalysator fuer die Oligomerisation von Olefinen und Polymerisation von 1,3-DiolefinenInfo
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Description
Gelcenberj Benzin Aktiengesellschaft 25. Nov. 19ϋό
Gel senk irchf.n-H'.irst
Katalysator für die Oligomerisation von Olefinen und Polymerisation
von 1,3-Diolefinen
Es sind bereits sehr aktive und selektive Katalysatoren für die Oligomerisation und Cyclooligomerisation von ungesättigten Kohlenwasserstoffen
bekannt, die durch geeignete Reduktion von ijickelsalzen
entstehen. So sind z. 3.· TT-Allyl-niekelhalüoenid-Älun..i.niui.,-halogenidsysteme
allein oder im Zusammenwirken r.iit einem als Donator dienenden Phosphin se.ir aktive Katalysatoren zur Dimerisation
von Äthylen und Propen. Die Selektivität des :.■ talysators
läßt sich dabei durch die Art des Phosphine steuern.
Der Katalysator wird in der einfachsten Forr: so dargestellt, daß
man ein wasserfreies Nickelsalz, z. B. NiCl2* in Gegenwart von
Butadien bei 0 1 mit Al(CoH-)^ reduziert, dann das überschüssige
Butadien abzieht und soviel HCl einleitet, daß die zu;.; Reduzieren
angewandte Menge an Al(CpK, )-^ in AlCl^ umgewandelt wird. Anschließend kann ier Katalytatorlösung noch ein Fhosphin zugesetzt
werden. Pro Mol Ni wird dabei ein MoI--Phosphin zugesetzt. Die
Katalysatorherstellung erfolgt in Methylenchlorid oder in einer,:
ChloraroL.aten.
Ein Nachteil dieses Systems liegt in der Notwendigkeit, ein
chlorhaltiges Lösungsmittel für den Katalysator verwenden zu müssen, da dieses Lösungsmittel für viele Verwendungsswecke des
Dimerisats und auch aus Kostengründen sauber abgetrennt und zurückgeführt
werden muß. Das bedeutet einen nicht zu unterschätzenden Aufwand.
Diesen Nachteil hat ein anderes bekanntes Verfanren nicht, bei
dem zur Erzeugung von Katalysetoren für die Dimerisation von
Äthylen und Propen Nickelsalziin einem Kohlenwasserstoff, z. B.
Toluol, mit einer chlorhaltigen aluminiumorganiscnen Verbindung
0098T3/18ö7 " 2 "
BAD
— C- —
reduziert werden. Die Wirksamkeit eines so hergestellten Katalysators
Kann auch hier euren c\un Zusatz von LleKtroiieriuonatoron,
v.ie z. L·. Phosphinen, gesteigert weraen.
Reduziert .r,an 1 Mol NiCi;elacetylaeeton&t bei 0 0C in rioluol mit
4 Molen Al, -'CHf.,/Jl , unü setzt aann £ Mole TriphenylphoSphin zu,
su erhält mtn einen Katalysator, aer Propen praktisch quantitativ
umsetzt unj aabei ca. ο % GV-Olefine liefert.
Will man nun .eaoch aas aufwendig herzustellende McKelacetylacetonat
curch aie leichter zugänglichen '«-na viel billigeren Nickelhalogenide ersetzen, una arbeitet man aabe.. unver den bekannten
bea^ngunjen, so ist festzustellen, äa~ n.::ch einer Heauatxonozeit
von 6 Stunden noch Kein aktiver Katalysator entstanuen ist. Es ist dieses u. a. auch daran zu ernennen, ca^ ^ie rotbraune
Färbung, . '-^ i'ür die reduzierten Nickelverbincungen typisch
ist, nicht auftritt.
Es Kurde nun gefunden, aa^ man in sehr Kurzer Reaktionszeit einen
aktiven Katalysator erhUlt, wenn man anstelle des NiCl^ sein Kor.iplexsalz
i.-.it einem tertiären aliphatischen oder aromatischen Phosphin
zur Reduktion einsetzt. Das bedingt Keinen zi ^ä.^iichen Che-R>
iKalien£ufwand, da aie Phosphine auch bei aeri biene; be-.* i.r.ten
Kstctlyeatoren nachträglich zugesetzt werden r.Uosei.. Ir. ac... rc;ur-GCi.en
neuen Verfahren bewirkt cas komplex an das i-(ickeHi..lo[;i,r^a
gebundene Phosphin, da., es in sehr kurzer Zieit zu einer Reaktion
zv.-ischen Nic^elhalogenid unü aluminiurnorganisct.er Verb-uncur^
■:^ .r.t uid macht sorr.it erst den Einsatz vor. ^.iotceihalocen.uen als
Katalysatorkomponente möglich.
Die Ko: L-exsalze von Metallhalogenide^ -..' tert. Phosphinen sind
leicht zugänglich. Sie bilden sich praktisch quantitativ bei uer Zusammengabe der beiden Komponenten in einer. Lösungsmittel, z. B.
Alkohol, oder beim Zusammenschmelzen un.er Ausschlu.. eines Lösungsmittels.
D;r 2. V.'eg bietet noch den weiteren Vorteil, . dais ■
die Entfernung des Kristallwassers aus den Nickelhalogeniden,
die beim Umsatz mit aen aluminiumorganischen Verbindungen unbe- · c'.igt erforderlich 1st, auf einfache Weise beim Zusamrr.ens h: elzen
von Nickelhalogenid und Phosphin erfolgt.
BAD OfIKMNAL
009813/1867 " ^ "
Ls entfällt also ein zusätzlicher Aufv/ani zur Herstellung des
wasserfreien lUckelhalo.^enids.
Die Herstellung des Katalysators durch Reduktion eines Nickeliialogenid-Phosphinkon.plexcis
i:.it einer chloihaltigLn alui:,iniumor0ani£jchen
Verbindung i~t ni«-ht nur ».;it Jen einfachen IJickelhalogenid-Fhosphinkoir.plexcn,
sonlcrn -auch mit den im DBP 817
beschriebenen Fhosphinkcr.plexen möglich, die neben deni Nickelhalogenid
noch eine organische Ih-Io^t η </fcrbindun& enthalten.
Die Peduktion des Ni ekel halogen i I-PnCi-pliinkcrplcxes ^ur Er-.
^iclung eines Katalysators kenn ΐ,.ΙΙ cxiicr nhlcrhalti^en alui.inium-
^rjc-nischcn Verbiiidun_.4 aber aucr. ι it einer «.ilorfreien, wie l. ü.
Al(CoII..)-,. erfolgen. Menn v.an udt .Xl(C5H.-)-* reduziert, ru£ rr.an
Jei. Katalysator nachträglich."^Ur Akti.'iLr'u.iij ivl-j-iniuinhaloät-'^id
zusetzen«
Die Urr.se;t3ung der Olefine mit dew Katalysator keim diskontinuierlich
oder kontinuierlich erfolgen, oic erfolgt schon bei Raurruemperetur
und Normaldruck Kit beträc-.tlicner Geschwindigkeit.
Die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch Irnohung des Druckes
iioeu beträchtlich gesteigert werden. Der Umsatz pro Zeiteinheit
ist dabei j.aLgeblich veil der apparativen Möglichkeit der Würi..-e—-ebfuhr
abhängig.
Der U:T)sat2 pro Hol Katalysator ist von der Reinheit der eingesetzten Olefine abhängig· So vermindern Feuchtigkeit, Schwefelverbindungen und Acetylene die Ausbeute beträchtlich.
Die Vorteile der Katalysatorherstellung und seine Anwendungsmöglichkeiten lassen sich am besten aus den folgenden Beispielen
ersehen.
Zu 0,o3 g wasserfreiein NiCl2 in 150 ml Toluol wurden bei O 0C
unter Rühren innerhalb von 30 Min* 5 g Al2(CgH-)-*Cl3 in 50 ml
RAD 009813/1867 B
Toluol getropft. Dann wurde bei " 0C n,eh ·; Ct i.. weiter^erührt.
i.?fCh dieser Zelt hatte die Suspendiert inrtr nccM d Le ^t-I be Farbe
df-s l.iClp· Hs wurden dann 2,_ g Triphcn.. 1: h^cphin zuje^eben und
Fropcn eingeleitet. Ll wurde k* in Fr^j.' η u... eij
Zu 3,2;, £ T(CJi--J7PJ2NiCl2, die luruh Vcrö Ju^lÄ-r, /jn 1 .Mol
NxCl0- LIi-'. und 2 r.jlen (C Ii ).Γ bei 22ο-2Λ. Ί. .^t^Cütellt wurden
v'arcn, In 1-',Z- rl ToIu: 1 v.ur'-cn bei C D>. tnt':- F":l::c;i inneihalb
vcrt y. Γι-:. :^ - /.L(CnH )-.Cl >n ^j rl T.l.iol ^ttrwpft. Daa Toluol
fUrbte irioh ie.bei ccfoi t r>.tb^sun. 'Jhr.o l..:i.>r ::u werten, wurde
v3c-r;:i be-i +2" K diuckl·' c Fror ι η .η lie Kst;...lv. ^; torl'Jeunö ein^el(-i'^et.
Zbc Fr-jpen viir<l dtibe; praktiju. lacwititati·/ unbesetzt,
lit. pr.. Zi iteinheit: ur.^ecctzcc ;·λ n._,o li. T- >fcn j^i/i^t dabei haupt-
tUu'.li^'.. ijii lcr .T^liel^.cit ^r V „rix'/b. J;a :'u.
iit wurde nit vcrd. !.H^',Ii vcrs' tst und durch Filtration
ve.- ausgefällten Ketalysatcr befreit. Bei der Destillati jn fielen
bezc.jer auf ur-üesetztes Fropen 8s Gew>* C -Olefine und I^ Cev/^
C- , an.Die Cr-Fraktion hatte füller.ie Zi..£ar..r.en;ietzunt,:
_j u · η. j
4-Methylpenten-l
^-Methylpentfcn-2 eis
2,3-Diirethylbuten-l
4-Methylpenten-2 trans 2-Hethylpenten-l
dexen-1
Hexen-3 trens und eis
Hexen-2 tr&ns 2-Methylpcnten-2
Hexen-2 eis 2,5-Dimethylbuten-2
3 | Gew£ | |
1, |
f
ti. |
«1 |
b, | 3 | |
13, | G | if |
ö, | 3 | 1· |
C, | t > | " |
H | •1 | |
12, | f - | 11 |
1 | Il | |
11 | ||
3, | It | |
in
lJ· 1^1"1'1 wurden bei 0
Zu Z,2Tj ί Pc ^2 2
innerhalb von 10 Kin. 2, j o m1(CoII ). in ^ ι 1 Toluol
έ j j
Anschließend wurden 3 j AlCl2 ^ajt ^cbeii, und es wurde noch 20 Min.
009813/1867
BAD ORIGINAL
>--erührt.- Daini wurde bei Atrosp:,ärtn iri.ok on.i- +20 c- Propen in die
K-::t''l;.'tja.torlöi;uritj, einheit ittfc. Iy w'ur'lt; öle -.leio .t Fr jduktzarar.-irensetzun:·;
wie nach Beispiel l-x erhielt.
Lo wur.ic wie im Beispiel la gearbeitet, aber ^n^telle von Propen
rfurJe Ethylen fcin«:e5lc-i"Ct-t. Ia i'iel d-:1dl^ i"
>l;.,Lniei; Produkt an:
Cj,-01t fiue C>
C--OlcfiiiG 2 j
CH u. h. λ1
Die Ch-Fraktion bestanu zu y, /. aus 2-Baten und Za ) ^ aus
1-Buten.
Die Cf--Fraktion bestanl zu 2lj ;■>
«uej n-Hcxcnen und su 75 % aus
- 3-We thylpc-atenc t:.
De:spiel 4.
Der Katalysator wurde wie ir. 3flcplel Ir.. Ler gestellt. Dann
wurden bei +20 0L äthyltn vn\ Propen ir.· "!.jlvcrhiilinlc 1:1 eingeleitet.
Es entstrnien i-sbei £2 3c·./^ C -C- ..rii lS Gew;i C7 K
■"" τ ο (U. n.
Die C-Cf-;-Frakticn cctstc si^-. Jrbei v.'ie -cljt -Uöarxen:
l4,3 Gew/J C. , i^rin 3 Gev/^ 2-3utci
H ^ " 1-B..'£:i
48,1 Gev;;^ C-, darin ^1>9 Gew)6 n-Fentene
■^ j>l»~ " 2-.>Ie-batenc
yi ,1 Gev/f>
C.-, aar in I-j.,2 Ge>:jt n-ilt.xerie
l) 'ί ,1 " ?-. le -pentene
7,4 " 3-Me-pentene
IS/* i" '' ^-i-Ie-pciiDeiiu
J, j " 2,^-Dine-butL-ne
Die CV-Fraktion besteht ^u 90 % aus Propendimerisat und zu 10
aus rtthylentrimerisat.
BAD OBIGU^iAL ^ ^
009813/1867
I:i eine W-.t'il-'fi:tt:jrl;j :i:ri : i:ic;i :3fl;nit;l 1:: '.;\r i α l;i weiteren
VcrS'.i.r.ir. <
\ii\ Ί B .t-i lic a-L,^, _.:vl ein.:, al C el j;c.r^;i·:, -Ί.*,ν·
leLtf.-t. Ir: bviie.. rUllc-:: f.elc.i P-^l1...cr-t. J r'u..\ ,-.. λ;ι ·: ·
BAD ORIGINAL
009813/1867
Claims (1)
- P a t e η" t a.n s ρ r ü c h e1.) Verfahren zur Oligonerisatjon oder Mls-choligomerisation von Olefinen, besonders Äthylen i*nd Pr pen in Gegenwart vtjn reduzierten Iilc»ielverbindunf.en, dadurch gekennzeichnet, aa.. man" die olefine mit einem Katalysator in 3er'Ihrung bringt, den man durch ReGUKt:on eines NiCitelhologenidi hosphinkorijplexes seit einer chlorhc.lLigen aluminium^ organischen Verbindung in einem Kohlenwasserstoff erhält.2.) Verfahren n;-ch Anspruch 1, daaurch gekennzeichnet, do. der Nickelhz-iiogenid-Phosphinkornplex noch eine 3· Komponente, z. B. eine organische Ilalogenverbindung, enthält.3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da.: inan die Reduktion mit einer chlorfreien aluminiumorgan: sehen Verbindung durchführt und hinterher ein AIuminiu.Tihalogenld zusetzt.b . Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dai. bei der fi^talysatorhers te llung mit chlorhaltigen aluininiuinorcanisehen Verbinaungen ein Mol .-Verhältnis Nickelhalo£enid-Fhosphink:omplex:alun,iniui:icrganischer Komponente v^n 1:1 bis l:2o eingehalten wird.5«) Verfahren nach Anspruch 1-3* dadurch gekennzeichnet, aai: bei der Katalysatorherstellung rr.it chlorfreien alurr.iniuniorganisehen Vertincungen ein Mol.-Verhältnis iCickelh^logenid FhosphinkoKiplexialuiiiiiniuraorganischer Verbincung von l:o,^ bis l:lo eingehalten wird.G.) Verfahren nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet, dai. man vor oder nach der Reduktion dem Katalysator noch Phosphin zusetzt, so daL das Verhältnis Ni:P, das im eingesetzten Niekelhalogenid-Fhosphinkomplex 1:2 beträgt, noch bis 1:5 erhöht wird.009813/18677·) Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dais man die Oligomerisation bei einer Temperatur ,zwischen -2o und +70 0C, vorzugsweise bei »+4o bis +60 0C, durchführt.■Q·.) Verfahren nach Anspruch 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß man die Oligomerisation bei Atmosphärendruck oder bei Drucken bis 150 atm, vorzugsweise bei 2o bis 4o atm, durchführt.9.) Verfahren zur Polymerisation von 1,3-Diolefinen mi^ einem kohlenwasserstoffiöslichen Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man die unter 1-^ für die Oligomerisation von Olefinen genannten Katalysatoren, Drucke und Temperaturen anwendet .BAD ORIGINAL009813/1867
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