DE1954221C3 - Supported catalyst for polymerizing ethylene - Google Patents
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Description
a) durch Neutralisieren einer wäßrigen Natriumsilikadösung ein Kieselsäurehydrogel ausfällt und eine Aufschlämmung desselben mit einer SiOrKonzentration von 5 bis 12% und eben pH-Wert von 3 bis 8 bildet, wobei die Temperatur während der Fällung im Bereich von 0 bis 10° C gehalten wird,a) by neutralizing an aqueous sodium silica solution a silica hydrogel precipitates and a slurry of the same with a SiOr concentration of 5 to 12% and a pH of 3 to 8, whereby the Temperature is kept in the range of 0 to 10 ° C during the precipitation,
b) das so erhaltene Produfo bei einem pH-Wert von 3 bis 8 und einer Temperatur von 50 bis 100° C1 bis 6 Stunden erhitzt,b) the Produfo thus obtained at a pH value heated from 3 to 8 and a temperature of 50 to 100 ° C1 for up to 6 hours,
c) die Natriumionen-Konzentration in dem so erhaltenen Produkt durch Auswaschen auf unterhaiu 20 TpM im Filtrat vermindert undc) the sodium ion concentration in the product thus obtained by washing out less than 20 ppm in the filtrate and
d) das so erhalten* Prodi/;.t auf eine Größe der HydrogelteJlehen auf einen Durchmesser von unterhalb 200 Mikron zeu *einert, d) the product obtained in this way reduces the size of the hydrogel particles to a diameter of less than 200 microns,
e) ein mit Wasser nichtmischbares und mit Wasser ein Azeotrop bildendes Lösungsmittel hinzufügt unde) a solvent which is immiscible with water and forms an azeotrope with water is added and
f) durch Abdestillieren des Azeotrops das Wasser von dem Gel abtrennt und dieses trocknet.f) by distilling off the azeotrope, the water is separated from the gel and the gel is dried.
In den letzten Jahren haben neue Verfahren und Katalysatoren für die stereospezifische Polymerisation beträchtliche Aufmerksamkeit erfahren. Die Katalysatoren mit stereospezifischer Wirkung enthalten auf einem Träger abgelagertes metallhaltiges katalytisches Material, wobei das katalytische System in einer heterogenen Phase wirkt. Zu bekannten Katalysatoren dieser Klasse gehören beispielsweise Chromoxid auf einem Träger aus Aluminium- oder Siliciumoxid und durch Oxidation mit Luft bei 500" C aktiviertem Siliciumoxid.In recent years there have been new processes and catalysts for stereospecific polymerization received considerable attention. The catalysts with stereospecific effect contain on metal-containing catalytic material deposited on a support, the catalytic system in a heterogeneous phase acts. Known catalysts of this class include, for example, chromium oxide a support made of aluminum or silicon oxide and activated by oxidation with air at 500 "C Silicon oxide.
Unter Verwendung von Chromoxid-Trägerkatalysatoren des vorstehenden Typs können Polymerisationen mit Monomerenkonzentrationen von etwa 2 bis 7% durchgeführt werden. Unter Variation der Temperatur und des Lösungsmittels können die Bedingungen so gewählt werden, daß die Umsetzung in Lösung oder Suspension durchgeführt werden kann. Polymerisationsverfahren dieses Typs erlauben die Herstellung von Polymerisaten mit unterschiedlichen Molekulargewichten in Abhängigkeit von Temperatur, Druck, Lösungsmittel und anderen Reaktionsbedingungen einschließlich der Methode zur Aktivierung des Katalysators. Beispielsweise können bei der Herstellung von Polyäthylen Polymerisate mit hohem Molekulargewicht (niedrigen Schmelzindices) nach dem Suspensionsverfahren mit einer Umsetzungsgeschwindigkeit von 5000 bis 15 000 kg Polyäthylen pro kg Katalysator erhalten werden. Nach dem Lösungsverfahren können Polymerisate mit niedrigem Molekulargewicht (hohen Schmelzindices) erhalten werden, jedoch mit einer Umwandlungsgeschwindigkeit unter 1000 kg Polyäthylen pro kg Katalysator. Zum Schutz der Farbe und des Aussehens des Harzproduktes muß der Chromgehalt in dem Harz unter 2^TpM liegen. Bei der LösungspolymerisationUsing supported chromium oxide catalysts of the above type, polymerizations can be carried out with monomer concentrations of about 2 to 7%. By varying the temperature and the solvent, the conditions can be chosen so that the reaction can be carried out in solution or suspension. Polymerization processes of this type allow the production of polymers with different molecular weights depending on temperature, pressure, solvent and other reaction conditions, including the method for activating the catalyst. For example, in the production of polyethylene, polymers with a high molecular weight (low melt index) can be obtained by the suspension process with a conversion rate of 5000 to 15,000 kg of polyethylene per kg of catalyst. According to the solution process, polymers with a low molecular weight (high melt index) can be obtained, but with a conversion rate of less than 1000 kg of polyethylene per kg of catalyst. To protect the color and appearance of the resin product, the chromium content in the resin must be less than 2 ppm. In solution polymerization
ίο muß der Chromoxid-Trägerkatalysator vor der Verwendung des Polymeren entfernt werden.ίο must use the supported chromium oxide catalyst before use of the polymer can be removed.
Im Gegensatz dazu bietet das Suspensionsverfahren, bei dem keine Entfernung des Katalysators erforderlich ist und das viel höhere UmwandlungsgeschwindigkeitenIn contrast, it offers the suspension process, in which no removal of the catalyst is required and that much higher conversion speeds
j5 liefert, beträchtliche wirtschaftliche Vorteile. Suspensionsverfahren waren jedoch bisher bei höhen Umwandlungsgraden von mindestens 5000 kg Polyäthylen pro kg Katalysator auf die Herstellung von Polymerisaten mit Schmeizindices unter 2 beschränkt Die Verwendung von Modifizierungsmitteln, wie Wasserstoff, erniedrigt zwar das Molekulargewicht und erhöht den Schmelzindex des Polymerisationsprodukts, die Vorteile von derartigen Modifizierungsmitteln sind jedoch beschränkt da sie die Katalysatoraktivität vermindern.j5 delivers considerable economic benefits. Suspension process however, they were previously at high degrees of conversion of at least 5000 kg of polyethylene per kg of catalyst limited to the production of polymers with melt indices below 2 Die Use of modifiers, such as hydrogen, lowers and increases the molecular weight the melt index of the polymerization product, the advantages of such modifiers however, limited as they decrease the catalyst activity.
Polyolefine mit niedrigem Molekulargewicht und hohem Schmelzindex haben bedeutende Anwendungsgebiete für z. B. Filme und Folien, Extrusionsüberziehen, Spritzguß und Rotationspressen, weshalb ein großer Bedarf an Katalysatoren besteht, mit welchen solche Polyolefine bei hohen Umwandlungsgraden hergestellt werden können.Low molecular weight, high melt index polyolefins have important uses for z. B. Films and Sheets, Extrusion Coating, Injection Molding and Rotary Pressing, which is why a large one There is a need for catalysts with which such polyolefins are produced at high degrees of conversion can be.
Obwohl die Variation des Chromoxidgehalts des Katalysators, die Zugabe von verschiedenen Metalloxidpromotoren, die Kombination von verschiedenen Trägern, wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid, sowie die Anwendung von verschiedenen Aktivierungstemperaturen bei einer gegebenen Katalysatoraktivität in weitem Umfang untersucht worden sind, sind bisher nur nebensächliche Verbesserungen erzielt worden. Zahlreiche erfolglose Versuche zur Herstellung von Polymerisaten mit niedrigeren Molekulargewichten und höheren Schmelzindices gingen auf Kosten der Katalysatoraktivität.Although the variation in the chromium oxide content of the catalyst, the addition of different metal oxide promoters, the combination of different carriers, such as silica, alumina or Zirconium oxide, as well as the application of various Activation temperatures at a given catalyst activity have been widely studied have been, only minor improvements have so far been achieved. Numerous unsuccessful attempts went to the production of polymers with lower molecular weights and higher melt indices at the expense of catalyst activity.
In der IN-PS 86 925 (referiert in Chem. Zentralblatt 1968, Heft 41, Rzf. 2974) ist ein Katalysator zur Herstellung von Polyolefinen mit hohem Schmelzindex beschrieben, der aus einem porösen Kieselsäuregel mit einem Porendurchschnitt von 200 bis 500 A und einerIN-PS 86 925 (reported in Chem. Zentralblatt 1968, No. 41, Rzf. 2974) describes a catalyst for the production of polyolefins with a high melt index, which consists of a porous silica gel with a pore average of 200 to 500 Å and a
so Oberfläche von 250 bis 350 m2/g besteht, welches mit Chromoxid imprägniert und durch Erhitzen aktiviert wurde. Das Kieselsäuregel gehört zur Klasse der sogenannten Aerogele, welche sich deutlich von den Xerogelen unterscheiden, insbesondere hinsichtlich der Porengrößenverteilung. In der IN-PS werden ausschließlich unter hoher Belastung gemessene Schmelzindices angegeben, was darauf schließen läßt, daß die Schmelzindices unter normaler Belastung gar nicht bestimmt werden konnten. Somit sind auch die gemäß der IN-PS erzielten Schmelzindices unbefriedigend.so there is a surface of 250 to 350 m 2 / g, which has been impregnated with chromium oxide and activated by heating. The silica gel belongs to the class of so-called aerogels, which differ significantly from the xerogels, in particular with regard to the pore size distribution. The IN-PS only gives melt indices measured under high stress, which suggests that the melt indices could not be determined under normal stress. The melt indices achieved according to the IN-PS are therefore also unsatisfactory.
Gegenstand der Erfindung ist ein Trägerkatalysator zum Polymerisieren von Äthylen aus einem Oxid des Chroms, Kobalts, Nickels, Vanadiums, Molybdäns oder Wolframs, das auf einem Kieselsäurexerogel abgeschieden worden ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Träger aus Kieselsäurexerogel eine Oberfläche im Bereich von 200 bis 500 mVg hat und das Porenvolumen hauptsächlich durch Poren im Bereich von 300 bis 600 A,The invention relates to a supported catalyst for polymerizing ethylene from an oxide of the Chromium, cobalt, nickel, vanadium, molybdenum or tungsten deposited on a silica xerogel has been, which is characterized in that the Silica xerogel carrier has a surface area in the range from 200 to 500 mVg and the pore volume mainly through pores in the range from 300 to 600 A,
vorzugsweise 300 bis 500 A, gebildet wirdpreferably 300 to 500 Å
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysators kann Äthylen nach dem Suipensionsverfahren bei hohen Umwandlungsgraden polymerisiert werden, ohne daß die Polymerisate vom Katalysator befreit zu werden brauchen. Trotz gleicher Aktivität des Katalysators haben die erhaltenen Polymerisate wesentlich niedrigere Molekulargewichte und höhere Schmelzindices als die mit Hilfe bekannter Chrom-Trägerkatalysatoren (einschließlich jener der IN-PS 86 925) hergestellten Polymerisate. Es kann z.B. Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 2 bis 20 bei niedrigen Chromkonzentrationen (weniger als 2£ TpM) erhalten werden.With the aid of the catalyst according to the invention can Ethylene by the pension process at high levels Conversion degrees are polymerized without the polymer being freed from the catalyst to need. Despite the same activity of the catalyst, the polymers obtained have much lower Molecular weights and higher melt indices than those obtained with the aid of known supported chromium catalysts (including those of IN-PS 86 925) produced polymers. It can e.g. polyethylene with a Melt indexes of 2 to 20 can be obtained at low chromium concentrations (less than 2 ppm).
Der erfindungsgemäß verwendete Kieselsäurexerogelträger ist bei Temperaturen bis zu 11000C stabil, wenn er in einem Fließbett calciniert wirdThe silica xerogel carrier used according to the invention is stable at temperatures up to 1100 ° C. when it is calcined in a fluidized bed
Das auf dem Träger abgeschiedene Metalloxid ist vorzugsweise ChromoxidThe metal oxide deposited on the support is preferably chromium oxide
Der Anteil der abgeschiedenen Metalloxide beträgt vorzugsweise bis zu 5 Gew.-% (insbesondere 1 bis 3 Gevy.-%) des gesamten Katalysators.The proportion of the deposited metal oxides is preferably up to 5% by weight (in particular 1 to 3 Gevy .-%) of the total catalyst.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Kieselsäurexerogelträgers für den erfindungsgemäßen Katalysator (vgl. Anspruch 2) ist in der DE-OS 19 45 422 offenbart.A preferred method of making the silica xerogel support for the one of the present invention Catalyst (see. Claim 2) is in DE-OS 19 45 422 disclosed.
Die vorgenannten Metalloxide können in jeder geeigneten Weise auf dem Kieselsäurexerogelträger abgelagert werden. Beispielsweise kann man den Träger mit dem Metalloxid beschichten, indem man das fein gemahlene Metalloxid mit dem Träger bei Raumtemperatur unter Scherwirkung mischt. Das Metalloxid und der Träger kommen auch im Vakuum und/oder in einer Stickstof !atmosphäre bei 200° C vermischt werden. Die Aktivierung des Katalysators wird in Luft in einem Fließbett bei Temperaturen von 815° C bis 110O0C, vorzugsweise bei 996° C, durchgeführt. Die Aktivierungszeit beträgt bei diesen Temperaturbedingungen 2 bis 10 Stunden, vorzugsweise 6 Stunden. Die Aktivierung wird ohne physikalische Veränderung des Trägers erreicht.The aforesaid metal oxides can be deposited on the silica xerogel support in any suitable manner. For example, the carrier can be coated with the metal oxide by mixing the finely ground metal oxide with the carrier at room temperature with the action of shear. The metal oxide and the carrier can also be mixed in a vacuum and / or in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. The activation of the catalyst is in air in a fluidized bed at temperatures of 815 ° C to 110o 0 C, preferably at 996 ° C is performed. The activation time under these temperature conditions is 2 to 10 hours, preferably 6 hours. Activation is achieved without physically changing the carrier.
Der erfindungsgemäße Katalysator eignet sich zum Homo- und Mischpolymerisieren von Äthylen, wobei als Comonomeres mindestens ein 1-Olefin mit maximal 8 Kohlenstoffatomen in der Kette und keiner Verzweigung näher an der Doppelbindung als in der 4-SteilungThe catalyst of the invention is suitable for homo- and copolymerization of ethylene, with as Comonomer at least one 1-olefin with a maximum of 8 carbon atoms in the chain and no branching closer to the double bond than in the 4-pitch
(vorzugsweise Propylen, 1-Buten oder 1-Hexen) dienen
kann.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.(preferably propylene, 1-butene or 1-hexene) can serve.
The following examples illustrate the invention.
Vergleichsversuch AComparative experiment A
In einen 333 Ltr.-Schleifenreaktor werden kontinuierlich Äthylen, Isobutan als Lösungsmittel und der Katalysator so eingespeist, daß die Äthylensättigung bei 5% + 1% und der Feststoffanteil bei 15 bis 25% ίο gehalten werden. Die Reaktortemperatur wird bei 110,4° C und der Reaktordruck bei 45,7 kg/cm2 gehalten. Die sich ergebende Suspension wird mit einer Geschwindigkeit von 4,57 bis 7,62 m zirkuliertEthylene, isobutane as solvent and the catalyst are continuously fed into a 333 liter loop reactor in such a way that the ethylene saturation is kept at 5% + 1% and the solids content at 15 to 25%. The reactor temperature is kept at 110.4 ° C. and the reactor pressure at 45.7 kg / cm 2 . The resulting suspension is circulated at a speed of 4.57 to 7.62 meters
Man aktiviert bekannte Katalysatoren mit optimalen is Schmelzindex/Synthesetemperatur-Relationen im Luftstrom in einem Fließbett bei 871 bis 982° C, um die optimale Aktivierungstemperatur für einen maximalen Schmelzindex zu bestimmen. Die bekannten Katalysatoren sind Chromoxidkatalysatoren auf handelsüblichen Kieselsäuregelträgern. Diese Katalysatoren haben ein durchschnittliches Porenvolumen »on l,6cmVg, eine durchschnittliche Oberfläche von 300 i,i2/g und einen sich ergebenden mittleren Porendurchmesser von 213 A, bestimmt durch Stickstoffabsorption. Sie sbd mit 2,1% CrOi überzogen und als die optimalen Katalysatoren im Hinblick auf einen maximalen Schmelzindex der Polymerprodukte befunden worden.Known catalysts are activated with optimal melt index / synthesis temperature relationships in the air stream in a fluidized bed at 871 to 982 ° C in order to determine the optimal activation temperature for a maximum melt index. The known catalysts are chromium oxide catalysts on commercially available silica gel supports. These catalysts have an average pore volume of 1.6 cmVg, an average surface area of 300 i, i 2 / g and a resulting mean pore diameter of 213 Å, determined by nitrogen absorption. They are coated with 2.1% CrOi and have been found to be the optimal catalysts for maximum melt index of the polymer products.
250 g des jeweiligen Katalysators werden in einem250 g of the respective catalyst are in one
Fließbett bei (a) 871CC, (b) 926°C und (c) 982°C unter Anwendung eines Luftstromes von 11,3 Lu\/Min. in einem Aktivator mit einem Durchmesser von 10,2 cm calciniert Die Maximaltemperatur wird 6 Stunden im Reaktor aufrechterhalten. Die Katalysatoren werden dann bis zur Verwendung in einer Stickstoffatmosphäre gelagertFluidized bed at (a) 871 C C, (b) 926 ° C and (c) 982 ° C using an air flow of 11.3 Lu \ / min. calcined in an activator with a diameter of 10.2 cm. The maximum temperature is maintained in the reactor for 6 hours. The catalysts are then stored in a nitrogen atmosphere until use
Synthesebedingungen, Katalysatoreigenschaften nach der Aktivierung und Polymerisateigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.Synthesis conditions, catalyst properties after activation and polymer properties are given in Table I below.
Der maximale Schmelzindex wird, wie ersichtlich, bei vergleichbaren Aktivitätswerten (5000 kg Polyäthylen/!'g Katalysator) erzielt, wenn der Katalysator bei 926° C aktiviert wird. Bei höheren Temperaturen tritt starke Schrumpfung des Katalysatorträgers auf und der Schmelzindex fälltThe maximum melt index is, as can be seen, with comparable activity values (5000 kg polyethylene /! 'G Catalyst) achieved when the catalyst is activated at 926 ° C. Occurs at higher temperatures severe shrinkage of the catalyst support and the melt index falls
typType
aktivierungs-activation
temperalurtemperalur
liche Äthylenlich ethylene
sättigungsaturation
lysatorslysators
Foren
durchmessermiddle
Forums
diameter
schartenflock
temperaturtemperature
volumenvolume
MI2*)MI 2 *)
aktiviertnot
activated
aktiviertnot
activated
aktiviertnot
activated
*) MI2 = Schmelzindex gemäß ASTMD-1238-65T (Bedingung E).*) MI 2 = melt index according to ASTMD-1238-65T (condition E).
10 800 g Natriumsilik.itlösung, die 28,7% SiO2 und 8,9% Na2O enthält, werden unter Rühren zu 12 720 g Wasser gegeben und auf 5° C gekühlt. Dann werden 11 200 g H2SO4 (12,75 Gew.-%) folgendermaßen zugegeben: 10,800 g of sodium silicate solution containing 28.7% SiO 2 and 8.9% Na 2 O are added to 12,720 g of water with stirring and cooled to 5 ° C. 11,200 g of H 2 SO 4 (12.75% by weight) are then added as follows:
(a) 4480 g werden mit einer konstanten Geschwindigkeit im Verlauf von 1 Stunde zugegeben und(a) 4480 g are added at a constant rate over the course of 1 hour and
(b) der Rest wird im Verlauf von 45 Minuten hinzugefügt. Der End-pH des Niederschlags ist 6,2 und der SiO2-Gehalt beträgt etwa 8,5%.(b) the remainder is added over 45 minutes. The final pH of the precipitate is 6.2 and the SiO 2 content is approximately 8.5%.
Die Aufschlämmung wird dann auf 95°C erhitzt und 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die Aufschlämmung wird dann mit einer Lösung von 1113g NH«NO3 in 170 Ltr. Wasser und dann mit entionisiertem Wasser gewaschen, bis das Filtrat einen Titer unter 20 UpM Na2SO1 aufweist.The slurry is then heated to 95 ° C. and held at that temperature for 3 hours. The slurry is then washed with a solution of 1113 g of NH «NO3 in 170 liters of water and then with deionized water until the filtrate has a titer of less than 20 rpm Na 2 SO 1 .
Das Produkt wird in Aceton wieder aufgeschlämmt und mit Wasser gewaschen, bis der Wassergehalt des Acetons unter 1 % beträgt.The product is reslurried in acetone and washed with water until the water content of the Acetone is less than 1%.
Das Produkt wird dann homogenisiert und das Aceton wird abdestiiiiert, um den Äceiongehaii auf unter 1 Gew.-% herabzusetzen.The product is then homogenized and the acetone is distilled off in order to retain the ionic content less than 1% by weight.
Das erhaltene Kieselsäuregel wird vor der Bewertung 4 Stunden lang in einem Ofen bei 538° C calciniert. Die physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen Kieselsäurexerogels sind ein Porenvolumen von 2,66 cmVg, eine Oberfläche von 307 mVg und ein durchschnittlicher Porendurchmesser von 347 A. Man beschichtet das Xerogel mit 2,1% CrOs, um eine Chromkonzentration zu erzielen, die mit jener von handelsüblichen Chromoxidkatalysatoren vergleichbar ist.The silica gel obtained is calcined in an oven at 538 ° C. for 4 hours before evaluation. the physical properties of the silica xerogel obtained in this way are a pore volume of 2.66 cmVg, a surface of 307 mVg and an average pore diameter of 347 A. You coat the Xerogel with 2.1% CrOs to achieve a chromium concentration similar to that of commercially available Chromium oxide catalysts is comparable.
Xerogelträger und 16,45 g trockenes pulverförmiges Chromoxid in einen Bandmischer gegeben werden. An den Mischer wird ein Vakuum von 711 mm Hg angelegt, und es wird derart Wärme zugeführt, daß in 3 Stunden eine Temperatur von 250" C erzielt wird. Die Wärme wird 2 Stunden lang aufrechterhalten und der > Katalysator wird dann auf Raumtemperatur gebracht und in luftdichten Behältern gelagert.Xerogel carrier and 16.45 g of dry powdered chromium oxide are placed in a ribbon blender. A vacuum of 711 mm Hg is applied to the mixer and heat is applied such that a temperature of 250 "C is achieved in 3 hours. The heat is maintained for 2 hours and the > catalyst is then brought to room temperature and in stored in airtight containers.
ίο Verwendung von Luftfließgeschwindigkeiten von 5,65 LtryMinute in einem Aktivator mit einem Durchmesser von 10,2 cm und bei Temperaturen von (a) 954° C und (b) 996° C calciniert. Die Maximaltemperatur wird 6 Stunden lang aufrechterhalten. Dann werden dieίο Use air flow rates of 5.65 LtryMinute in an activator with a diameter of 10.2 cm and at temperatures of (a) 954 ° C and (b) Calcined at 996 ° C. The maximum temperature is maintained for 6 hours. Then the Katalysatoren bis zur Verwendung in einer Stickstoffatmosphäre gelagert. Die Bewertung dieser Katalysatoren in dem Schlcifcnrcskior erfolgt bei den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1. Synthesebedingungen, KatalysatoreigenschaftenCatalysts stored in a nitrogen atmosphere until use. The evaluation of these catalysts in the study is carried out on the same Conditions as in example 1. Synthesis conditions, catalyst properties
20' nach der Aktivierung und Polymerisateigenschaften sind in Tabelle II zusammengestellt.20 'after activation and polymer properties are summarized in Table II.
Beim Vergleich der Ergebnisse von Tabelle I mit den Ergebnissen von Tabelle II ist ersichtlich, daß die Reaktorbedingungen zwar gleich sind, jedoch eine sehrComparing the results of Table I with the results of Table II, it can be seen that the Reactor conditions are the same, but very much bedeutende Erhöhung des Schmelzindex vorliegt, wenn die ,~jfindungsf;emäßen Katalysatoren beim gleichen Aktivitätsniveau verwendet werden.there is a significant increase in the melt index when the, ~ inventionf; em catalysts for the same Activity level are used.
typcatalyst
Type
aktivierungs-activation
temperaturtemperature
liche Äthyliche ethy
lensättigungoil saturation
KatalysatorsCatalyst
getemgetem
pertpert
volumen flächevolume area
PorenPores
durchmesserdiameter
MI2 WED 2
temperaturSvnthetic
temperature
Das vorliegeride Beispiel erläutert einen wie in Beispiel 1 hergestellten und bei 982° C aktivierten Katalysator. Er wird in dem Schleifenreaktor bewertet, wobei Wasserstoff als ein Modifizierungsmittel in dem Reaktor zugesetzt wird. Dieser Versuch wird mit den Ergebnissen verglichen, die mit einem optimalenThe present example explains one prepared as in Example 1 and activated at 982 ° C Catalyst. It is evaluated in the loop reactor with hydrogen as a modifier in the Reactor is added. This experiment is compared with the results obtained with an optimal
Tabelle ΠΙTable ΠΙ
Chromoxidkatalysator des Standes der Technik (Vergleichsversuch B) erhalten werden.Chromium oxide catalyst of the prior art (comparative experiment B) can be obtained.
Synthesebedingungen, Katalysatoreigenschaften nach der Aktivierung und Polymerisateigenschaften sind in Tabelle III verglichen.Synthesis conditions, catalyst properties after activation and polymer properties are compared in Table III.
so Mit dem erfindungsgemäßen Katalysator wird ersichtlich bei dem gleichen Aktivitätsniveau ein viel höherer Schmelzindex erzielt.so With the catalyst according to the invention, a lot can be seen at the same level of activity higher melt index achieved.
111,5 Beispiel 1 982111.5 Example 1 982
111,1 Chromoxid 843111.1 chromium oxide 843
(Vergleichsversuch B)(Comparative experiment B)
1X10~2 1X10'2 1X10 ~ 2 1X10 ' 2
253 234253 234
347 260347 260
12,2 0,9668 3,2 0,969912.2 0.9668 3.2 0.9699
305 238305 238
Das vorliegende Beispiel erläutert einen (von den Daten der Tabelle IV abgesehen) gemäß Beispiel 1 hergestellten Katalysator. In dem Schleifenreaktor werden Äthylen/1-Hexen-Mischpolymerisate unterThe present example illustrates one (apart from the data in Table IV) according to Example 1 produced catalyst. In the loop reactor, ethylene / 1-hexene copolymers are under
Verwendung dieses Katalysators und des Chromoxidkatalysators des Standes der Technik hergestellt.Using this catalyst and the chromium oxide catalyst of the prior art.
Auch bei niedrigerer Synthesetemperatur tritt ersichtlich eine sehr bedeutende Erhöhung des Schmelzindex ein, wenn der erfindungsgemäße Katalysator bei dem gleichen Aktivitätsniveau verwendet wird.Even at a lower synthesis temperature, there is evidently a very significant increase in the melt index when the catalyst according to the invention is used the same level of activity is used.
Tabf''e IVTabf''e IV
typType
aktivierungsactivation
temperaturtemperature
flächearea
temperaturtemperature
volumenPores
volume
mittlerer gemahlen, Dichte, Aschemedium ground, density, ash
durchmesser pertdiameter pert
(A) (TpM)(A) (TpM)
225225
330330
1,01.0
4,04.0
0,956 1500.956 150
0,956 2500.956 250
Das vorliegende Beispiel erläutert ebenfalls einen (von den Daten der Tabelle V abgesehen) gemäß Beispiel 1 hergestellten Katalysator. In dem Schleifenreaktor werden Äthylen/1-Buten-Mischpolymerisate unter verwendung dieses Katalysators und des Chromoxidkatalysators des Standes der Technik hergestellt.The present example also illustrates a catalyst prepared according to Example 1 (apart from the data in Table V). In the loop reactor ethylene are / 1-butene copolymers with U SE this catalyst and the chromium oxide catalyst of the prior art prepared.
3030th Synthesebedingungen, Katalysatoreigenschaften und Mischpolymerisateigenschaften sind in Tabelle V verglichen.Synthesis conditions, catalyst properties and copolymer properties are given in Table V. compared.
Wiederum wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators bei dem gleichen Aktivitätsniveau (14 000 kg Polyäthylen pro kg Katalysator) ein Produkt mit einem beträchtlich höheren Schmelzindex (2,50 gegenüber 0,14) erhalten.Again, using the catalyst of the present invention at the same level of activity (14,000 kg of polyethylene per kg of catalyst) a product with a considerably higher melt index (2.50 versus 0.14).
101 Chromoxid 843 1,7 1,60 300 213 0,14 0,9425 70 (Vergleichsversuch D) 101 Chromium oxide 843 1.7 1.60 300 213 0.14 0.9425 70 (comparative test D)
102 Beispiel 1 982 1,6 2,12 242 335 2,50 0,9430 72102 Example 1 982 1.6 2.12 242 335 2.50 0.9430 72
Vergleichsversuche EComparative experiments E
(Vergleich des erfindungsgemäßen Trägerkatalysators mit dem Trägerkatalysator
der IN-PS 86 925)(Comparison of the supported catalyst according to the invention with the supported catalyst
the IN-PS 86 925)
Eine Bestimmung der Eigenschaften des gemäß IN-PS 86 925 als Katalysatorträger verwendeten Aerogels hat folgendes Resultat ergeben:A determination of the properties of the catalyst carrier used in accordance with IN-PS 86 925 Aerogels gave the following result:
BerechneterCalculated
miitlerermiddle
55 (A)55 (A)
(μΐη)(μΐη)
Oberfläche
(mVg)surface
(mVg)
Porenvolumen
(cmVg)Pore volume
(cmVg)
318 — gemessen nach der
Standard-B.ET.-Methode
(31OmVg)318 - measured after the
Standard B.ET. method
(31OmVg)
1,65 - N2 - P/Po 0,967
1,84 — H2O, Methode nach
Innes(l,55)1.65 - N 2 - P / Po 0.967
1.84 - H 2 O, method according to
Innes (l, 55)
208 bis 231(200)
3-4(4)208 to 231 (200)
3-4 (4)
Die in Klammern angegebenen Werte stammen aus einem Prospekt der Grace Company über die Aerogele »Syloid«, zu welchen die Katalysatorträger gemäß obiger IN-PS gehören. Zwischen den gemessenen und den dem Prospekt entnommenen Werten besteht eineValues in parentheses are from a Grace Company prospectus on aerogels »Syloid«, to which the catalyst supports according to the above IN-PS belong. Between the measured and based on the values taken from the prospectus gute Obereinstimmung.good match.
In der F i g. 1 ist die Verteilung des Porendurchmessers gegen das kumulative Porenvolumen für einen erfindungsgemäß verwendeten Katalysatorträger auf-In FIG. 1 is the distribution of pore diameter versus cumulative pore volume for one catalyst support used according to the invention
getragen.carried.
In der F i g. 2 ist die Porendurchmesserverteilung gegenüber dem kumulativen Porenvolumen fürdas Aerogel gemäßobiger IN-PS aufgetragen. Die F i g. 3 veranschaulicht in einer ancieren Auftragungsweise die Porendurchmesserverteilung für einen erfindungsgemäßen Katalysatorträger ιέ· Vergleich zum Aerosol gemäß obiger IN-PS. Aus F i g. 3 ist besonders deutlich ersichtlich, daß bei den verglichenen Materialien ganz erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Porendurchmesservertei-In FIG. 2 is the pore diameter distribution versus cumulative pore volume for the airgel in accordance with IN-PS above. The F i g. 3 illustrates the distribution of pore diameters for a catalyst support according to the invention in an ancier manner of application. Comparison to the aerosol according to the above IN-PS. From Fig. 3 it can be seen particularly clearly that the materials compared are very considerable Differences in the pore diameter distribution
1010
lung vorliegen, wobei das Porenvolumen beim erfindungsgemäß verwendeten Kieselsäurexerogel hauptsächlich durch Poren im Bereich von 300 bis 600Ä gebildet wird.The pore volume in the silica xerogel used according to the invention is mainly due to pores in the range from 300 to 600 Å is formed.
Speziell diese andere Porendurchmesserverteilung ist dafür verantwortlich, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysators Polymerisate erhalten werden, deren Schmelzindices unter normaler Belastung höher sind als die unter hoher Belastung gemessenen SchmelzindicesSpecifically, this different pore diameter distribution is responsible for the fact that with the aid of the catalyst according to the invention polymers are obtained, their Melt indices under normal stress are higher than the melt indices measured under high stress der gemäß obiger IN-PS hergestellten Polymerisate.the polymers prepared according to the above IN-PS.
Claims (2)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8226 | Change of the secondary classification |
Free format text: C08F 4/26 C08F 4/20 |
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8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: ABOUTBOUL, HENRI AARON KREKELER, JEROME HERMAN, CINCINNATI, OHIO, US |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |