DE1643951B1 - Process for the preparation of aluminum alkyl compounds - Google Patents
Process for the preparation of aluminum alkyl compoundsInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Alu- Titantetraisopropylat ein bevorzugtes Beispiel ist, miniumalkylverbindungen durch ein direktes Ver- können als alleiniges Katalysatoradditiv oder zufahren aus Wasserstoff, Aluminium und Äthylen sammen mit bekannten Additiven, z. B. metallischem unter Verwendung von Katalysatoren. · Natrium, verwendet werden.The invention relates to the production of aluminum titanium tetraisopropoxide is a preferred example, Miniumalkylverbindungen through a direct Ver can as the sole catalyst additive or add from hydrogen, aluminum and ethylene together with known additives such. B. metallic using catalysts. · Sodium, may be used.
Die direkte Reaktion von Aluminium, Wasserstoff 5 Es wurde gefunden, daß eine Zunahme der und einem Olefin unter Bildung von Aluminiumalkyl- Reaktionsgeschwindigkeit mn einen Faktor von etwa verbindungen ist bekannt (s. deutsche Patentschriften 25 erreicht werden kann, wenn beispielsweise un-961537, 1031792, 1118 782 und 1164405). Es ist gefähr 0,8 Gewichtsprozent Titantetraisopropylat weiterhin bekannt, daß häufig die »Aktivierung« von verwendet wird. Die Gründe für die große Wirksam-Aluminium von Bedeutung ist. Materialien, die der io keit des Katalysators sind nicht bekannt. Aus den Reaktion zu diesem Zweck zugegeben wurden, sind nachfolgend angegebenen Zahlen ist zu ersehen, daß Natrium oder andere. Alkalien (vgl. deutsche Patent- metallisches Titan, Titanhydrid und Titandioxid schrift 1116 017). Die Verwendung von Aluminium nicht als Katalysatoren wirksam sind, in der Form einer Legierung, die einen Zusatz einer In Anbetracht des Standes der Technik betreffend das Reaktionsvermögen ^verbessernden Menge eines 15 die »Aktivierung« von Aluminium bei der Heroder mehrerer der verschiedenen katalytischen stellung von Alkylaluminiumverbindungen ist es Elemente, Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadin, Niob, überraschend, daß eine völlig neue Technik zur Scandium und Uran, enthält, ist in der deutschen Erhöhung der Herstellung von Alkylaluminium-. Patentschrift 1181 217' beschrieben. Diese Metalle verbindungen gefunden wurde, die eine wesentliche sollen mit Aluminium peritektische, binäre Systeme 20 Verbesserung bei verhältnismäßiger Einfachheit des bilden, und es wird gesagt, daß von den 51 metalli- Gesamtverfahrens schafft. Die vorliegende Technik sehen Elementen, die in Aluminiumlegierungen für kann vorteilhaft als einzige beabsichtigte Verdie Zwecke der Erfindung geprüft wurden, nur die besserung für diesen Reaktionstyp und auch vorteil- (| sieben oben angegebenen als Aktivatoren geeignet haft in Kombination mit verschiedenen bereits be- v sind. Nach der USA.-Patentschrift 2 271 956 er- 25 kannten Formen der »Aktivierung«, wie sie oben begeben Olefin, Aluminium und Wasserstoff in Gegen- schrieben wurden, angewendet werden. Diese erwart eines Aluminiumhalogenids Dialkylaluminium- findungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren könhalogenid und Monoalkylaluminiumdihalogenide. Die - nen den Reaktionspartnern oder dem Reaktions-Elemente, die als Gifte oder Inhibitoren für das gemisch selbst zugegeben werden. Die Katalysatoren Verfahren der deutschen Patentschrift 1181217 an- 30 können direkt zugegeben oder in situ aus Vorstufen gesehen werden, sind offensichtlich Aktivatoren bei gebildet werden. Die tatsächliche Aktivierung des der Reaktion nach der USA.-Patentschrift 2 271956. Aluminiums ist möglicherweise nur eine vonThe direct reaction of aluminum, hydrogen 5 It has been found that an increase in the and an olefin with the formation of aluminum alkyl reaction rate mn a factor of about compounds is known (see German patents 25, if for example un-961537, 1031792 , 1118 782 and 1164405). It is also known to about 0.8 percent by weight of titanium tetraisopropoxide that the "activation" of is often used. The Reasons why Aluminum is so effective- aluminum matters. Materials that affect the io speed of the catalyst are not known. From the reaction added for this purpose, the figures given below can be seen to be sodium or others. Alkalis (cf. German patent metallic titanium, titanium hydride and titanium dioxide writing 1116 017). The use of aluminum is not effective as a catalyst, in the form of an alloy containing the addition of a reactivity-enhancing amount of an "activation" of aluminum in the manufacture of one or more of the various catalytic positions of alkylaluminum compounds it is elements, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, surprising that a completely new technique for scandium and uranium, contains, is in the German increase of the production of alkylaluminum. Patent 1181 217 '. These metal compounds have been found to provide a substantial improvement with aluminum peritectic, binary systems 20 with the relative simplicity of the form, and it is said that of the 51 metalli- overall process creates. See the present technique elements, the purpose of the invention were tested alloy in aluminum can advantageously as the sole intention Verdie, only the improvement of this type of reaction and also advanta- (| seven above are as activators suitable adhesive in combination with various already loading v According to the US Pat. No. 2,271,956, forms of “activation”, such as those given above, olefin, aluminum and hydrogen, in contrast, can be used Monoalkylaluminum dihalides. Serve the reactants or the reaction elements, which are added as poisons or inhibitors for the mixture itself. The catalyst processes of German patent 1181217 can be added directly or seen in situ from precursors, are obviously activators that actually e Activation of the reaction according to US Pat. No. 2,271,956. Aluminum may be just one of
Diese obengenannten.. Aktivatoren sind im all- . mehreren solcher nachfolgender Reaktionen, wobei gemeinen Verunreinigungen," insoweit'als ein'Tfi- " der katalytische Faktor die geschwindigkeitsalkylaluminiumprodukt hoher Reinheit gewünscht 35 bestimmende Reaktion beeinflußt. Ebenso können wird. Zusätzlich bilden einige von ihnen, wie Titan, die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren hochaktive Katalysatoren für die Polymerisation von zusammen mit rückständigen Materialien der Titan-Äthylen. Aus diesem Grund wurden Additive gruppe im Aluminium in dem Sinne verwendet werzweckmäßig in einer für ihre Wirksamkeit minimalen den, daß die vorausgehende Entfernung der gesamten Konzentration verwendet, was schwierig ist, da sich 40 Spuren dieser Materialien aus dem Aluminium nicht die Konzentrationserfordernisse mit unterschied- erforderlich ist. In vielen Fällen ist es jedoch unlichen Ansätzen der Reaktionspartner beträchtlich zu 1 *; "erwünscht, wegen des Überführens in das Trialkyländern pflegen. Es wurden deshalb Arbeitsverfahren aluminiumprodukt routinemäßig einen hohen Gehalt verwendet, die den Aktivator in einer Konzentration an Materialien der Titangruppe vorliegen zu haben, | vorsehen, , die aucruiüf -ungünstigste Bedingungen 45.weshalb man es vorzieht, höhere Kosten für die ausreichend ist. Dies gilt besonders für die Titan- .s .größere Reinheit des Aluminiums in Kauf zu legierung der deutschen Patentschrift 1181217, da nehmen.These above .. activators are in general. several such subsequent reactions, with common impurities, "insofar as a'Tfi-" the catalytic factor influencing the desired rate of high-purity alkylaluminum product, influencing the reaction. We can as well. In addition, some of them, such as titanium, form the catalysts to be used in the present invention, highly active catalysts for the polymerization of titanium-ethylene together with residual materials. For this reason, additive groups have been used in aluminum in the sense that their effectiveness is minimal in the sense that the previous removal of the entire concentration is used, which is difficult since 40 traces of these materials from aluminum do not differ in the concentration requirements is. In many cases, however, it is a considerable number of approaches of the reactants to 1 *; "Desired, because of the transfer to the trialkylands. It was therefore routinely used high-aluminum product working methods that had the activator in a concentration of materials of the titanium group, provided the most unfavorable conditions 45. why it was prefers higher costs is sufficient for. This is especially true for the titanium. s .größere purity of aluminum in purchase to alloy German Patent 1181217, take there.
Legierungen allgemein für veränderliche Eigen- In den nachfolgenden Beispielen werden zu Verschaften bekannt sind und ein Additiv der Legierung gleichszwecken zwei Sorten von Aluminium verlange vor Beginn der Reaktion zugegeben werden 50 wendet. Die erste Sorte (Beispiel 1 und 2) "war von muß und nach Herstellung der Legierung nicht ein- - vergleichsweise hoher Reinheit im Bereich von 99,7 fach geändert werden kann. Es ist daher nicht un- bis 99,9 °/o Aluminium. Die anderen Verunreinigungewöhnlich, daß im-allgemeinen wesentlich größere gen waren sehr gering, und eine Probe wurde als Tintanmengen als 100 bis 500 ppm, wie sie anschei- typisches Material geringen Titan- und Siliciumnend gemäß dem Verfahren der deutschen Patent« 55-gehalts (weniger-als 50ppm) ausgewählt, um hierschrift 1181217 ausreichend sind, in gewissen Le- durch irgendeine Legierungsaktivierung zu vergierungssystemen verwendet werden. meiden. Die Reaktion verlief in Beispiel 1 ohneAlloys are generally used for variable properties. In the following examples, are known and an additive of the alloy requires two types of aluminum for the same purposes 50 turns are added before the start of the reaction. The first variety (example 1 and 2) "was from must and not after production of the alloy - comparatively high purity in the range of 99.7 times can be changed. It is therefore not less than 99.9% aluminum. The other impurities are common that-generally much larger genes were very small, and one sample was considered to be Tintan amounts of 100 to 500 ppm, as shown in a typical material with a low titanium and silicon content according to the procedure of the German patent «55-salary (less than 50ppm) selected to be listed here 1181217 are sufficient to ferment systems in certain Le- by some alloy activation be used. avoid. The reaction proceeded in Example 1 without
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- Katalysator gut, jedoch bedeutend besser ab,The invention relates to a method for Her- catalyst good, but significantly better from,
Stellung von Aluminiumalkylverbindungen durch wenn ein Katalysator wie in Beispiel 2 zugegebenPosition of aluminum alkyl compounds when a catalyst as in Example 2 is added
Umsetzen von feinverteiltem Aluminium, Wasserstoff 60 wurde.Implementation of finely divided aluminum, hydrogen 60 was.
und einem Olefin in Gegenwart eines Katalysators, In den Beispielen 3 usw. wurde als typische techdas dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren nische Sorte ein Aluminium geringerer Qualität ausin Gegenwart von etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent gewählt, die bei vorausgehenden Versuchen schlechte (vorzugsweise 0,04 bis 2 und besonders bevorzugt Ergebnisse erbracht hatte. Dieses Material war ziem- ·< 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent) in Form eines Titan- 65 lieh niedrig in seinem Eisengehalt, aber ohne einen *: oder Zirkontetraalkoholates mit niederen Alkyl- bemerkenswerten Gehalt an einer bestimmten Ver- *■-resten, bezogen auf die Aluminiumbeschickung, ■ unreinigung, insbesondere an Titan und Silicium. ! durchgeführt wird. Die Katalysatoren, von welchen Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfin-and an olefin in the presence of a catalyst, In Examples 3, etc., a typical techdas was characterized in that the process niche grade an aluminum of lower quality selected from in the presence of about 0.1 to 5 percent by weight, which in previous experiments poor (preferably . adduce 0.04 to 2, and particularly preferably results This material ziem- · <0.05 to 1.0 weight percent) was in the form of a titanium 65 lent low in its iron content, but without a *: or Zirkontetraalkoholates with lower alkyl - remarkable content of a particular encryption * ■ - residues, based on the aluminum feedstock ■ impurity, in particular of titanium and silicon. ! is carried out. The catalysts of which the following examples explain the invention
dung, wobei die Beispiele 1,3,7,8,9: und 10 dem Vergleich oder der Gegenüberstellung dienen.dung, the examples 1,3,7,8,9: and 10 dem Serve to compare or contrast.
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe von 0,036 g Zirkonhydrid. Die Reaktion erfolgte so langsam, daß eine relative Reaktivität nicht gemessen werden konnte.Example 3 was repeated with the addition of 0.036 g of zirconium hydride. The reaction was so slow that a relative reactivity could not be measured.
Beispiel 8
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe vonExample 8
Example 3 was repeated with the addition of
werden konnte.could be.
Ein Gemisch aus 73 g Triäthylaluminium, 35 g feinverteiltem Aluminiumpulver und 0,3 g Natrium wurde bei 140° C in einem 250-ml-Autoklav, der mit einem Magnetrührer versehen war, unter einem Wasserstoffdruck von 71 kg/cm2 erhitzt. Um denA mixture of 73 g of triethylaluminum, 35 g of finely divided aluminum powder and 0.3 g of sodium was heated at 140 ° C. in a 250 ml autoclave equipped with a magnetic stirrer under a hydrogen pressure of 71 kg / cm 2. To the
Druck konstant zu halten, wurde Wasserstoff mit io 0,072 g Titanhydrid. Die Reaktion erfolgte so lang-71 kg/cm2 kontinuierlich dem Autoklav aus einem sam, daß eine relative Reaktivität nicht gemessen 250-ml-Beschickungsbehälter zugeführt, der bei einem höheren Druck gehalten wurde. Der Druckabfall im Beschickungsbehälter wurde als Funktion der Zeit aufgezeichnet und der maximale Abfall 15 dieser Linie als Maß der relativen Reaktionsgeschwindigkeit angesehen, die sich mit der Reaktionsfähigkeit des verwendeten Aluminiumpulvers ändert. Ein 15 kg/cm2 entsprechender Druckabfall in 35 Minuten wird willkürlich als relative Reaktions- 20 fähigkeit von 1,00 festgesetzt. In diesem Beispiel betrug die relative Reaktionsfähigkeit 0,79. Dieses Versuchsverfahren wurde ausgewählt, weil es für die geschwindigkeitsbestimmende Aluminium-plus-Wasserstoff-Reaktion typisch ist und die unbestimm- 25 daß nicht nur die Auswahl des Metallbestandteils ten Veränderlichen, wie die Hydrierung von Olefin, des Katalysators von Bedeutung ist, sondern daß esTo keep the pressure constant, hydrogen was added with 10.072 g of titanium hydride. The reaction was carried out as long-71 kg / cm 2 continuously to the autoclave from a sam that a relative reactivity of not measured fed 250 ml feed vessel which was maintained at a higher pressure. The pressure drop in the hopper was recorded as a function of time and the maximum drop on this line was taken as a measure of the relative rate of reaction, which changes with the reactivity of the aluminum powder used. A pressure drop corresponding to 15 kg / cm 2 in 35 minutes is arbitrarily set as a relative reactivity of 1.00. In this example the relative responsiveness was 0.79. This experimental procedure was chosen because it is typical of the aluminum-plus-hydrogen rate-limiting reaction and the indefinite fact that not only the selection of the metal constituent of the catalyst, such as the hydrogenation of olefin, is important, but that it is
darüber hinaus notwendig ist, den Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung auszuwählen.moreover, it is necessary to select the catalyst according to the present invention.
Aus dem Vorausgehenden ist zu ersehen, daß ausgezeichnete Ergebnisse dort erhalten werden, wo der verwendete Katalysator mit den tatsächlichen Gesamtmaterialien der Titangruppe in der Beschickung ziemlich niedrig gehalten wird, z. B. in Beispiel 5, wo die Titanmenge im Verhältnis zu Aluminium un-From the foregoing it can be seen that excellent results are obtained where the used catalyst with the actual total titanium group materials in the feed is kept fairly low, e.g. B. in example 5, where the amount of titanium in relation to aluminum
auf Al) verwendet wurde. Die relative Reaktivität 35 gefähr 0,14 Gewichtsprozent beträgt, und die zahlwar 2,23. , reichen Versuche zeigen, daß 0,1 und 0,05 %> im all-Beispiel 3 gemeinen voll zufriedenstellend sind. Das entsprichton Al) was used. The relative reactivity 35 is about 0.14 weight percent and the number was 2.23. Show rich experiments that 0.1 and 0.05%> in the all-Example 3 common are entirely satisfactory. Corresponding
ungefähr 230, 160 und 80 ppm Titan. Das Haltenabout 230, 160 and 80 ppm titanium. The holding
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei eine unter- der Titanmenge auf einem so niederen Stand wie schiedliche Aluminiumpulverqualität verwendet 40 möglich ist von größter Bedeutung, um eine geringe wurde. Die relative Reaktivität war 0,20. Diese Titanverunreinigung der Aluminiumalkylprodukte zu gleiche Aluminiumpulverqualität wurde in den Bei- erhalten, wegen der nachteiligen katalytischenExample 1 was repeated, with an amount below the amount of titanium as low as different aluminum powder quality used 40 possible is of the utmost importance to a low became. The relative reactivity was 0.20. This titanium contamination of the aluminum alkyl products too The same aluminum powder quality was obtained in the incomes because of the disadvantageous catalytic properties
Beispiel 3 wurde wiederholt ,unter Zugabe von 0,02 g feinverteiltem Titanpulver. Die Reaktion erfolgte so langsam, daß eine relative Reaktivität nicht gemessen werden konnte.Example 3 was repeated with the addition of 0.02 g of finely divided titanium powder. The reaction was so slow that relative reactivity was not possible could be measured.
Beispiel 10Example 10
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe von 0,12 g Titandioxid. Die Reaktion lief zu langsam ab, um eine relative Reaktivität zu messen. Die nicht zufriedenstellenden Beispiele 1, 3 und 7 bis 10 zeigen,Example 3 was repeated with the addition of 0.12 g of titanium dioxide. The reaction was too slow to measure a relative reactivity. The unsatisfactory examples 1, 3 and 7 to 10 show
verringert. Die Ergebnisse .sind im allgemeinen vergleichbar, wenn Olefine für den gesamten Ablauf verwendet werden.decreased. The results are generally comparable when olefins are used for the entire process.
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die gleiche Qualität Aluminiumpulver verwendet und 0,25 g Titanisopropylat (= 0,7 Gewichtsprozent, bezogenExample 1 was repeated using the same quality aluminum powder and 0.25 g Titanium isopropoxide (= 0.7 percent by weight, based on
spielen 4 bis 10 verwendet.play 4 to 10 used.
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe von 0,25 g Titanisopropylat (= 0,7 Gewichtsprozent, bezogen auf Al). Die relative Reaktivität war 5,4.Example 3 was repeated with the addition of 0.25 g of titanium isopropoxide (= 0.7 percent by weight, based on on Al). The relative reactivity was 5.4.
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe von 0,05 g Titanisopropylat (= 0,14 Gewichtsprozent, bezogen auf Al). Die relative Reaktivität war 2,2.Example 3 was repeated with the addition of 0.05 g of titanium isopropoxide (= 0.14 percent by weight, based on on Al). The relative reactivity was 2.2.
Beispiel 3 wurde wiederholt unter Zugabe von 0,125 g Zirkonisopropylat (= 0,35 Gewichtsprozent, bezogen auf Al). Die relative Reaktivität war 3,7.Example 3 was repeated with the addition of 0.125 g of zirconium isopropoxide (= 0.35 percent by weight, based on Al). The relative reactivity was 3.7.
Wirkung von Titan und seinen Verbindungen in den nachfolgenden Reaktionen der Aluminiumalkyle.Effect of titanium and its compounds in the subsequent reactions of the aluminum alkyls.
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