DE2104024A1 - Process for the production of oils fmpolymensaten - Google Patents

Process for the production of oils fmpolymensaten

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DE2104024A1
DE2104024A1 DE19712104024 DE2104024A DE2104024A1 DE 2104024 A1 DE2104024 A1 DE 2104024A1 DE 19712104024 DE19712104024 DE 19712104024 DE 2104024 A DE2104024 A DE 2104024A DE 2104024 A1 DE2104024 A1 DE 2104024A1
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ethylene
polymerization
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Alec Norman Moss Thomas Eric Sale Cheshire Roper (Großbritannien)
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

betreffend: "Verfahren zur Herstellung; von Olefinpolymerisaten"Concerning: "Process for the production; of olefin polymers "

Die Erfindung, betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Olefinpolymerisaten durch Polymerisation von Olefinen, wobei der Begriff Polymerisation auch die Copolymerisation umfaßt. Ferner betrifft die Erfindung die Polymerisate, z.B. Polyäthylen einschließlich Copolymerisate von Äthylen, die nach dem Verfahren hergestellt sind.The invention relates to a process for the production of olefin polymers by polymerization of olefins, the term polymerization also including copolymerization. The invention also relates to the polymers, for example polyethylene including copolymers of ethylene, which according to are produced by the process.

Gemäß der britischen Patentschrift 1 057 728 kann Äthylen unter Verwendung eines Ziegler-Katalysators unter kontinuierlichen stationären Bedingungen in zwei Polymerisationszonen polymerisiert werden, wobei in der ersten Zone Polyäthylen gebildet wird und dieses zusammen mit dem Katalysator aus dieser Zone in die zweite Zone überführt wird, in welcher Äthylen mit Hilfe des aus der ersten Zone eingebrachten Katalysators polymerisiert wird. In dieser Art können Polyäthylenprodukte erzeugt werden, die eine gewünschte breite Molekulargewichtsverteilung besitzen und insbesondere für Ver-According to British Patent 1,057,728, ethylene can be produced under continuous conditions using a Ziegler catalyst stationary conditions are polymerized in two polymerization zones, with polyethylene in the first zone is formed and this is transferred together with the catalyst from this zone into the second zone, in which Ethylene is polymerized with the aid of the catalyst introduced from the first zone. In this type can polyethylene products are generated which have a desired broad molecular weight distribution and are particularly suitable for

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fahren zum schnellen Blasen von Flaschen eingesetzt werden können.drive can be used for rapid blowing of bottles.

Der Ziegler-Katalysator, der in diesem zweistufigen Verfahren verwendet werden kann, wird allgemein durch Reduktion einer Übergangsmetallverbindung gebildet, in der das Metall in der normalen maximalen Wertigkeitsstufe vorliegt, wobei ein Aluminiumalkyl oder ein Aluminiumalkylhalogenid als Reduktionsmittel verwendet wird, und die erhaltene reduzierte Übergangsmetallverbindung mit einer Organoaetallverbindung gemischt wird, z.B. einem Aluminiumdialkylhalogenid, das in erster Linie als Aktivierungsmittel für die Übergangsmetallverbindung wirkt.The Ziegler catalyst that can be used in this two-step process is generally obtained by reducing a Transition metal compound formed in which the metal in the normal maximum valence level is present, with an aluminum alkyl or an aluminum alkyl halide as Reducing agent is used, and the reduced transition metal compound obtained is mixed with an organo-metal compound e.g., an aluminum dialkyl halide which is used primarily as an activating agent for the transition metal compound works.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Polymerisation von Olefinen, z.B. von Äthylen, die in zwei Stufen durchgeführt wird, durch Verwendung eines Ziegler-Katalysators verbessert werden kann, in welchem die Übergangsaetallverbindung unter Verwendung einer Organomagnesiumverbindung reduziert wird und als Aktivierungsmittel eine Organometallverbindung einverleibt ist. Die Erfindung betrifft ein derartiges Verfahren. It has surprisingly been found that the polymerization of olefins, for example ethylene, is carried out in two stages can be improved by using a Ziegler catalyst in which the transition metal compound is reduced using an organomagnesium compound and an organometallic compound as an activating agent is incorporated. The invention relates to such a method.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Olefinpolymerisaten durch Polymerisation von Olefinen in Gegenwart eines Katalysators, wobei die Polymerisation in zwei aufeinanderfolgenden Stufen in der gleichen Polymerisations zone oder in verschiedenen Polymerisationszonen derart durchgeführt wird, daß im Reaktionsgemisch am Ende der ersten Stufe vorhandenes Olefinpolymerisat zusammen mit dem Katalysator, axt dessen Hilfe das Polymerisat gebildet worden ist, ebenfalls im Reaktionsgemisch der zweiten Stufe vorliegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß man unter Bedingungen arbeitet, daß das ausThe process according to the invention for the preparation of olefin polymers by polymerization of olefins in the presence of a catalyst, the polymerization in two consecutive Stages in the same polymerization zone or in different polymerization zones is carried out in such a way that the olefin polymer present in the reaction mixture at the end of the first stage together with the catalyst ax its Help the polymer has been formed, is also present in the reaction mixture of the second stage, is characterized by that one works under conditions that this works out

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der zweiten Zone entfernte Polymerisat ein Gemisch, der in der ersten und zweiten Zone gebildeten Polymerisate mit Viskositätszahlen zwischen 0,4 und 2 bzw. zwischen 3 und darstellt und in solchen Mengen gebildet wird, daß das gewünschte Polymerisatprodukt einen Fließparameter von 1,4 bis 2,5 hat und daß man einen Katalysator verwendet, der durch Reduktion einer Übergangsmetallverbindung in der normalen Wertigkeitsstufe mit einer Organomagnesiumverbindung hergestellt und mit einer Organometallverbindung aktiviert worden ist.the polymer removed from the second zone is a mixture contained in the first and second zone formed polymers with viscosity numbers between 0.4 and 2 and between 3 and represents and is formed in such amounts that the desired polymer product has a flow parameter of 1.4 to 2.5 has and that a catalyst is used by reducing a transition metal compound in the normal Valence level made with an organomagnesium compound and activated with an organometallic compound.

Dieses Verfahren kann z.B. auf die Polymerisation von Äthylen w zur Bildung eines Polyäthylens oder eines Gemisches von Polyäthylen und Äthylen-Propylen-Copolymerisaten oder Äthylen-Buten-1-Copolymerisaten als Olefinpolymerisat-Endprodukt verwendet werden. Wenn das Produkt ein Gemisch bildet, wie oben dargestellt, kann die Copolymer!satkomponente des Gemisches in einer dieser Polymerisationsstufen gebildet sein.This method can w to form a polyethylene or a mixture of polyethylene and ethylene-butene-1 copolymers are used as the olefin polymer end product ethylene-propylene copolymers or, for example, to the polymerization of ethylene. If the product forms a mixture, as shown above, the copolymer component of the mixture can be formed in one of these polymerization stages.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren unter kontinuierlichen, praktisch stationären Bedingungen in zwei Polymerisationszonen durchgeführt werden, wobei ein Polymerisat, z.B. Polyäthylen, in der ersten M dieser Zone gebildet wird und zusammen mit dem Katalysator aus dieser Zone in die zweite Zone überführt wird, in welcher Äthylen polymerisiert oder copolymerisiert wird, z.B. mit Propylen, in Gegenwart des aus der ersten Zone zugeführten Katalysators und das gewünschte Polymerisat aus der zweiten Zone abgezogen, wird. Dieses Polymerisatprodukt, das ein Gemisch der jeweiligen in den Zonen gebildeten Copolymerisate darstellen kann, ist derart beschaffen, daß die Polymerisate aus diesen Zonen Viskos!tätszahlen von 0,4 bis 2,0 bzw. 3,0 bis 20 besitzen und daß sie in derartigen relativen Mengen vorliegen, daß das Polymerisat-Endprodukt einen Fließ-According to a preferred embodiment of the invention, the process can be carried out under continuous, practically stationary conditions in two polymerization zones, a polymer, for example polyethylene, being formed in the first M of this zone and being transferred together with the catalyst from this zone to the second zone , in which ethylene is polymerized or copolymerized, for example with propylene, in the presence of the catalyst fed in from the first zone and the desired polymer is withdrawn from the second zone. This polymer product, which can be a mixture of the respective copolymers formed in the zones, is such that the polymers from these zones have viscosity numbers of 0.4 to 2.0 or 3.0 to 20 and that they have viscosity numbers of such relative amounts are present that the polymer end product has a flow

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parameter (der im folgenden definiert wird) im Bereich von 1,4 bis 2,5» vorzugsweise von 1,7 bis 2,2 hat. Die Erfindung umfaßt die Olefinpolymerisate und -copolymerisate, insbesondere, aber nicht ausschließlich Äthylenpolymerisate und -copolymerisate, die mit Hilfe des Verfahrens erhalten worden sind.parameter (which is defined below) in the range from 1.4 to 2.5 »preferably from 1.7 to 2.2. The invention includes olefin polymers and copolymers, in particular, but not exclusively, ethylene polymers and copolymers obtained with the aid of the process.

Es bestehen bestimmte Vorteile, die mit der Verwendung eines Katalysatorsystems aus Titantetrachlorid, das mit Magnesium reduziert ist, in einem zweistufigen Polymerisationsverfahren zusammenhängen. Venn z.B. die Bedingungen derart sind, daß ein Polymerisat mit niedrigem Molekulargewicht in dem ersten "Reaktor gebildet wird und ein Copolymerisat mit hohem Molekulargewicht im zweiten Reaktor gebildet wird, unter Anwendung niedriger Temperaturen, ergibt das Produkt mit niedrigem Molekulargewicht des Primärreaktors eine breite Molekulargewichtsverteilung des Endprodukts, was zu einer hohen Empfindlichkeit gegen Scherkräfte und einer besseren Verarbeitbarkeit führt.There are certain advantages to using a titanium tetrachloride catalyst system with Magnesium is reduced, related in a two-stage polymerization process. Venn e.g. the conditions are such that a low molecular weight polymer is formed in the first "reactor and a copolymer high molecular weight is formed in the second reactor using low temperatures the low molecular weight product of the primary reactor has a broad molecular weight distribution of the end product, resulting in a high sensitivity to shear forces and leads to better processability.

Breitere Molekulargewichtsverteilungen können auch dadurch erhalten werden, daß die Temperaturen im primären und im sekundären Reaktor gesenkt werden, jedoch würde dies zu niedrigerem Polymerisatausbeuten, bezogen auf den Katalysator, führen, wobei die Anwendung höherer Drücke die Ausbeute wieder erhöht.Broader molecular weight distributions can also be obtained by changing the temperatures in the primary and in the secondary reactor, but this would lead to lower polymer yields, based on the catalyst, lead, the use of higher pressures increasing the yield again.

Die Aktivität der Katalysatoren ist derart, daß keine Rückstandsextraktionsstufen in zweistufigen Verfahren erforderlich sind. Tatsächlich arbeiten die Reaktoren, wie gefunden wurde» sehr gut und waren nach einigen hundert Arbeitsstunden sehr sauber. Das Produkt stellte durchwegs zufrieden, insbesondere wenn es bei der niedrigen Polymerisationstemperatur hergestellt worden war, wobei die breiteren MoIe- The activity of the catalysts is such that there are no residue extraction stages are required in a two-step process. In fact, the reactors are working as found became »very good and were after a few hundred hours of work very clean. The product was consistently satisfactory, especially when it was made at the low polymerization temperature, with the broader MoIe-

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kulargewichtsverteilungen in den einzelnen Reaktoren dazu beitrugen, die breiteste Netto-Molekulargewichtsverteilung zu erzeugen. Wegen der feinen Katalysatorteilchen zeigten die Produkte ein günstigeres Gleichgewicht der Molekulargewicht svert eilung und der Qualität der aus dem Polymerisat hergestellten Flaschen.Molecular weight distributions in the individual reactors contributed to the broadest net molecular weight distribution to create. Because of the fine catalyst particles the products have a more favorable molecular weight balance distribution and the quality of the bottles made from the polymer.

Die Ziegler-Katalysatoren, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, sind Übergangsmetallverbindungen, wobei das Übergangsmetall in einer Wertigkeitsstufe unterhalb der normalen maximalen Wertigkeitsstufe vorliegt und diese Verbindungen durch !Reduktion unter φ geregelten Bedingungen unter Verwendung einer bestimmten Art von Eeduktionsmitteln hergestellt worden sind, wobei die Reduktionsmittel eine Organomagnesiumverbindung sein können oder enthalten können und wobei anschließend die erhaltene reduzierte Übergangsmetallverbindung mit einer Organometallverbindung aktiviert wird·The Ziegler catalysts that are used in carrying out the process according to the invention are transition metal compounds, whereby the transition metal is present in a valency level below the normal maximum valency level and these compounds by! reduction below φ regulated conditions using a certain type of reducing agent have been established, wherein the reducing agents can be an organomagnesium compound may or may contain and then the reduced transition metal compound obtained with an organometallic compound is activated

Beispiele verbesserter Ziegler-Katalysatoren, die bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind Gegenstand anderer Anmeldungen.Examples of improved Ziegler catalysts that can be used in the practice of the invention are Subject of other registrations.

Viele Arten von Organomagnesiumverbindungen können als Reduktionsmittel zur Herstellung von Katalysatoren zur Ver- ™ wendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden· Es sind Verbindungen des Typs bevorzugt, der häufig als Grignard-Reagentien bezeichnet wird, da diese Verbindungen leicht zugänglich und häufig im Handel erhältlich sind. Jedoch sind auch andere Organomagnesiumverbindungen geeignet und können in manchen Fällen bevorzugt sein. Z.B. können Organomagnesiumverbindungen der Formel R MgOR , in derMany types of organomagnesium compounds can be used as reducing agents in the manufacture of catalysts for Ver ™ application when carrying out the method according to the invention Compounds of the type often referred to as Grignard reagents are preferred because these Compounds are readily available and often commercially available. However, other organomagnesium compounds are also available suitable and may be preferred in some cases. For example, organomagnesium compounds of the formula R MgOR, in

R und R jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeuten, als Reduktionsmittel für die Übergangsmetallverbindung verwendet werden. Solche Verbindungen werden im folgenden als Alkyl-R and R each represent a hydrocarbon group, used as a reducing agent for the transition metal compound will. Such compounds are hereinafter referred to as alkyl

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magnesiumalkoxide bezeichnet. Der Ausdruck "Grignard-Reagens" wird manchmal im engen Sinn zur Bezeichnung verätherter Organoaagnesiumhalogenide der Formel B Mg X verwendet, wobei R eine Kohlenwasserstoff gruppe und X ein Hai ogena torn bedeutet, jedoch sollte klargestellt werden, daß der Ausdruck "Grignard-Reagens" is folgenden in breitesten Sinn verwendet wird und alle !Typen von Organomagnesiumverbindungen einschließt, die durch Reaktion zwischen einem Organohalogenid der Formel HX und Magnesiummetall gebildet werden, gleichgültig, ob sie in Gegenwart von Äther hergestellt sind oder nicht. Beispielsweise umfaßt der Ausdruck "Grignard-Eeagens", wie er hier gebraucht wird, nicht nur Kohlenwasserstoffmagnesiumhalogenide der Formel R Mg X1 die gegebenenfalls solvatisiert sein können, sondern auch die ^kohlenwasserstoffmagnesiumverbindungen der Formel E^g und Verbindungen einer Zusammensetzung, die durch die Formel (BpMg) (RMgX),, gekennzeichnet ist, wie sie gebildet werden, wenn die Grignard-Reaktion in einem inerten, d.h. nicht-solvatisierendem Lösungsmittel, wie einem Kohlenwasserstoff, durchgeführt wird. Besonders gute Ergebnisse wurden durch Verwendung von Alkylmagnesiumhalogeniden erhalten, und insbesondere die assoziierten Formen solcher Verbindungen sind geeignet, wie sie erhalten werden, wenn ein Kohlenwasserstoffhalogenid der Formel RX mit Magnesiummetall in einem flüssigen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel umgesetzt wird. Verbindungen der obigen Formeln, wobei X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom bedeutet, können bevorzugt sein, während die optimale Aktivität bei den schließlich erhaltenen aktivierten Katalysatoren durch Verwendung von Grignard-Verbindungen der obigen Formeln erhalten werden kann, in denen R eine Alkylgruppe mit wenigstens 4, vorzugsweise wenigstens 8 und insbesondere 12 Kohlenstoffatomen bedeutet. Grignardverbindungen sind aus der chemischen Literatur bekannt, wo auch Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben sind.magnesium alkoxides called. The term "Grignard reagent" is sometimes used narrowly to denote etherified organoaagnesium halides of the formula B Mg X, where R is a hydrocarbon group and X is a shark atom, but it should be clarified that the term "Grignard reagent" is The following is used in the broadest sense and includes all types of organomagnesium compounds formed by the reaction between an organohalide of the formula HX and magnesium metal, whether or not they are prepared in the presence of ether. For example, the term "Grignard reagent" as used here includes not only hydrocarbon magnesium halides of the formula R Mg X 1, which may optionally be solvated, but also the hydrocarbon magnesium compounds of the formula E ^ g and compounds of a composition represented by the formula (BpMg) (RMgX) ,, is characterized as they are formed when the Grignard reaction is carried out in an inert, ie non-solvating, solvent such as a hydrocarbon. Particularly good results have been obtained using alkyl magnesium halides, and particularly the associated forms of such compounds are suitable as obtained when a hydrocarbon halide of the formula RX is reacted with magnesium metal in a liquid hydrocarbon solvent. Compounds of the above formulas, where X is a chlorine, bromine or iodine atom, may be preferred, while the optimum activity in the activated catalysts finally obtained can be obtained by using Grignard compounds of the above formulas in which R is an alkyl group is at least 4, preferably at least 8 and in particular 12 carbon atoms. Grignard compounds are known from the chemical literature, where processes for their preparation are also described.

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Der Ausdruck "verbesserter Ziegler-Katalysator" wird im folgenden verwendet, um einen Katalysator zu bezeichnen, der nach einem Verfahren oder einer Verfahrensweise erzeugt ist, wobei eine Eeduktionsstufe eingeschlossen ist, die unter Verwendung einer Organomagnesiumverbindung oder -verbindungen als Eeduktionsmittel durchgeführt wird. Jede Verbindung oder jedes Verbindungsgemisch eines Übergangsmetalls, das durch eine Organomagnesiumverbindung aus der normalen maximalen Wertigkeitsstufe des Metalls zu einer niedrigen Wertigkeitsstufe reduziert werden kann und das in der reduzierten Fora als Katalysator für die Olefinpolymerisation in Gegenwart eines Organometall-Aktivierungsmittels arbeiten kann, kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Es kann auch jede Organometallverbindung verwendet werden, von der bekannt ist, daß sie bei der Aktivierung von Ziegler-Katalysatoren für die Olefinpolymerisation geeignet sind, um die reduzierte tibergangsmetal !verbindung zu aktivieren. Somit sind geeignete Übergangsmetallverbindungen die Halogenide von Titan, Vanadium, Chrom, Molybdän und Zirkon und geeignete Organometallverbindungen sind Aluminium-, Zink- und Magnesiumalkyle und -alkylhalogenide. Wie allgemein bekannt ist, sind die am häufigsten verwendeten Ziegler-Katalysatoren solche, die durch Reduktion einer vierwertigen Titanverbindung, z.B. Titantetrachlorid, und Aktivierung der erhaltenen dreiwertigen Titanverbindung mit einer Aluminiumalkylverbindung oder einem Aluminiumalkylhalogenid erhalten werden.The term "improved Ziegler catalyst" is used in The following is used to denote a catalyst which is produced by a process or a procedure is, including a reduction stage below Use of an organomagnesium compound or compounds is carried out as a reducing agent. Any compound or any mixture of compounds of a transition metal produced by an organomagnesium compound can be reduced from the normal maximum valence level of the metal to a lower valence level and that in the reduced fora can operate as a catalyst for olefin polymerization in the presence of an organometallic activating agent can be used to carry out the method according to the invention. Any organometallic compound can also be used which is known to be useful in the activation of Ziegler catalysts for olefin polymerization are to the reduced transition metal! connection to activate. Thus, suitable transition metal compounds are the halides of titanium, vanadium, chromium, molybdenum and Zirconium and suitable organometallic compounds are aluminum, zinc and magnesium alkyls and alkyl halides. As As is well known, the most commonly used Ziegler catalysts are those produced by reducing a tetravalent titanium compound, e.g., titanium tetrachloride, and activating the obtained trivalent titanium compound with an aluminum alkyl compound or an aluminum alkyl halide.

Wenn eine Grignard-Verbindung als Eeduktionsmittel bei der Durchführung der Erfindung verwendet wird, kann die (Jrignard-Verbindung in geeigneter Weise durch Erhitzen von Magnesium und dem entsprechenden Alkylhalogenxd in einem Kohlenwasserstoff lösungsmittel, wie Isooctan, hergestellt werden. Unter diesen Bedingungen wird die Verbindung häufig als unlöslicherWhen a Grignard compound is used as a reducing agent in the When practicing the invention, the (Jrignard compound suitably prepared by heating magnesium and the corresponding alkyl halide in a hydrocarbon solvent such as isooctane. Under In these conditions the compound is often considered to be more insoluble

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Stoff gebildet, der eine Aufschlämmung in dem Lösungsmittel bildet. Wenn eine Alkylmagnesiumalkoxidverbindung als Reduktionsmittel verwendet wird, kann diese in jeder bekannten oder geeigneten Weise hergestellt werden. Gewöhnlich wird das erhaltene Alkoxid als eine Lösung in einem acyclischen aliphatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel gebildet.Substance formed, which is a slurry in the solvent forms. When an alkyl magnesium alkoxide compound is used as a reducing agent, it can be used in any known one or prepared in a suitable manner. Usually the alkoxide obtained is used as a solution in an acyclic aliphatic hydrocarbon formed as a solvent.

Die Aufschlämmung oder Lösung der Organomagnesiumverbindung kann mit Titantetrachlorid nach einem für die Reduktion dieser Verbindung zu Titantrichlorid bekannten Verfahrensweise umgesetzt werden. Es wurde jedoch gefunden, daß es am günstigsten ist, die Aufschlämmung oder Lösung mit einer Lösung von Titantetrachlorid im gleichen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wie es zur Herstellung der Organomagnesiumverbindung verwendet wurde, umzusetzen.The slurry or solution of the organomagnesium compound can with titanium tetrachloride according to a procedure known for the reduction of this compound to titanium trichloride implemented. However, it has been found to be most beneficial to use the slurry or solution with a Solution of titanium tetrachloride in the same hydrocarbon solvent, how it was used to produce the organomagnesium compound was used to implement.

Das Titantrichlorid kann mit der Aluminiumalkylverbindung als Aktivierungsmittel vermischt und dann in den Polymerisationsbehälter eingespeist werden oder das Trichlorid und das Aluminium-Aktivierungsmittel können getrennt in den Polymerisationsbehälter eingespeist werden. Es können alle üblichen Organometall-Aktivierungsmittel, die bei der Herstellung von Ziegler-Katalysatoren verwendet werden, zur Aktivierung des Titantrichlorids verwendet werden, das durch Eeduktion einalten worden ist, jedoch sind die Aluminiumdialkylhalogenide und insbesondere die Aluminiumtrialkylverbindungen bevorzugt.The titanium trichloride can with the aluminum alkyl compound mixed as an activating agent and then fed into the polymerization tank or the trichloride and the aluminum activating agent can be fed separately to the polymerization vessel. It can all common organometallic activators used in the manufacture of Ziegler catalysts, be used to activate the titanium trichloride, the has been abolished by reduction, but the aluminum dialkyl halides and especially the aluminum trialkyl compounds are preferred.

Die Polymerisation kann in einem Reaktionsmedium durchgeführt werden, das aus einer Dispersion des verbesserten Ziegler-Katalysators in einem inerten flüssigen Verdünnungsmittel besteht,und das Reaktionsmedium kann kontinuierlich aus der ersten Zone entfernt und kontinuierlich in die zweite Zone überführt werden und das Reaktionsmedium kann kontinuierlich aus der zweiten Zone zur Isolierung der gewünschten PoIy-The polymerization can be carried out in a reaction medium which consists of a dispersion of the improved Ziegler catalyst consists in an inert liquid diluent, and the reaction medium can be continuous can be removed from the first zone and continuously transferred to the second zone and the reaction medium can be carried out continuously from the second zone to isolate the desired poly-

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merisatprodukte abgezogen werden·merisate products are deducted

Im folgenden sind die als "Fließparameter" bezeichneten Größen "Schmelzindex-Fließparameter", wie sie mit einem Schmelzindexer nach Davenport erhalten werden, wie er z.B. gemäß dem Schmelzindex-Bestimmungsverfahren nach ASTM 1238/57T verwendet wird. Zur Bestimmung von Fließparametern in dieser Weise wird der Schmelzindex des Polymerisats bei jeder geeigneten Temperatur gemessen (die in dieser Beschreibung genannten JPließparameter wurden bei 19O°C gemessen) und in g/10 min ausgedrückt unter Verwendung des Davenport-Sehmelzindexers bei angewendeten Gewichten von 21,6 kg (Schmelzindex "A") und 2,16 kg (Schmelzindex "B11) und der Fließparameter (N) wird aus der Beziehung:In the following, the quantities referred to as "flow parameters" are "melt index flow parameters" as obtained with a Davenport melt indexer, as used, for example, in accordance with the melt index determination method according to ASTM 1238 / 57T. To determine flow parameters in this way, the melt index of the polymer is measured at any suitable temperature (the flow parameters mentioned in this description were measured at 190 ° C) and expressed in g / 10 min using the Davenport Sehmelz indexer with weights of 21, 6 kg (melt index "A") and 2.16 kg (melt index "B 11 ) and the flow parameter (N) is derived from the relationship:

N = log £
B
N = log £
B.

berechnet.calculated.

Die Viskositätszahl eines Polymerisats drückt das auf das Gewicht bezogene Durchschnittsmolekulargewicht des Polymerisats aus und kann durch Messen der Viskosität einer verdünnten Lösung des Polymerisats und Berechnen in der üblichen Weise bestimmt werden. In dieser Beschreibung wurden die Viskositätszahlen unter Verwendung einer 0,1-gew.-%igen Lösung eines Polymerisats in Dekalin bei 1200C erhalten.The viscosity number of a polymer expresses the weight average molecular weight of the polymer and can be determined in the usual way by measuring the viscosity of a dilute solution of the polymer and calculating it. In this specification, the viscosity numbers using a 0.1-wt were obtained .-% solution of a polymer in decalin at 120 0 C.

Wenn, wie es bevorzugt ist, das erfindungsgemäße Verfahren in zwei aufeinanderfolgenden Polymerisationszonen durchgeführt wird, können die Polymerisationsbedingungen in jeder Zone gemäß den Erfordernissen die gleichzeitige Produktion von Olefinpolymerisaten von erheblich unterschiedlichen Molekulargewichten in diesen Zonen geregelt werden. Durch Ver-If, as is preferred, the process according to the invention is carried out in two successive polymerization zones the polymerization conditions in each zone can be adjusted according to the requirements of the simultaneous production are regulated by olefin polymers of significantly different molecular weights in these zones. By

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wendung des gleichen Katalysators in beiden Zonen scheint ein aufeinanderfolgendes Wachstum der Polymerketten unterschiedlicher Kettenlänge zu erfolgen, je nach den in einer Zone vorherrschenden Polymerisationsbedingungen, wobei dieses Wachsen in großer Nähe der Katalysatorteilchen vollzogen wird und dieses Wachstum einen solchen Homogenitätsgrad im Polymerisatprodukt ergibt, der überraschenderweise nicht durch physikalisches Vermischen der beiden einzelnen Polymerisat enthaltenden ßeaktionsaufschlämmungen (Polymersuspensionen in flüssigen Medien, die aus getrennten Ziegler-Polymerisationen stammen, die unter Bedingungen durchgeführt sind, die zu Olefinpolymerisaten mit erheblich unterschiedlichem Molekulargewicht führen), erhalten wird, da gefunden wurde, daß das als Endprodukt erhaltene Polymerisat beim Aufarbeiten solcher gemischter Eeaktionsaufschlämmungen nicht annehmbare Makro-Inhomogenität zeigt.seems to be using the same catalyst in both zones a successive growth of the polymer chains of different Chain length to be carried out, depending on the polymerization conditions prevailing in a zone, this being Growing in close proximity to the catalyst particles is carried out and this growth has such a degree of homogeneity in the Polymer product results which, surprisingly, not by physically mixing the two individual polymers containing reaction slurries (polymer suspensions in liquid media originating from separate Ziegler polymerizations carried out under conditions which lead to olefin polymers with significantly different molecular weights), is obtained, since it has been found that the polymer obtained as the end product in the work-up of such mixed reaction slurries shows unacceptable macro inhomogeneity.

Bei der Durchführung der Erfindung in der bevorzugten zweistufigen Form können die Polymerisationsbedingungen, unter denen jedes Olefinpolymerisat gebildet wird, durch Auswahl der entsprechenden Polymerisationstemperatur durch die Gegenwart, je nach Bedarf, eines Molekulargewichtsreglers geregelt werden, um in jeder Polymerisationszone Polymerisate der gewünschten Viskositätszahl herzustellen. Die durchschnittliche Verweilzeit in jeder dieser Zonen wird derart geregelt, daß die darin gebildete Polymerisatmenge so groß ist, daß der Pließparameter des gesamten Olefinpolymerisatprodukts des Verfahrens innerhalb der angegebenen Grenzen liegt. Es können z.B. Polyäthylen^ in , der ersten und in der zweiten Zone gebildet werden, die Viskositätszahlen zwischen 0,4 und 2,0 bzw. 3,0 und 20,0 besitzen, obwohl es gleichermaßen möglich ist, in der ersten Zone das Polymerisat mit höherem Molekulargewicht (einer Viskositätszahl von 3,0 bis 20,0 entsprechend) zu bilden.When carrying out the invention in the preferred two-stage form, the polymerization conditions, among which each olefin polymer is formed, by selecting the appropriate polymerization temperature the presence, as required, of a molecular weight regulator to be regulated in each polymerization zone Prepare polymers of the desired viscosity number. The average time spent in each of these zones is regulated in such a way that the amount of polymer formed therein is so large that the molding parameters of the entire Olefin polymer product of the process is within the stated limits. For example, polyethylene ^ in, the first and second zones, the viscosity numbers between 0.4 and 2.0 and 3.0 and 20.0, respectively have, although it is equally possible, the higher molecular weight polymer in the first zone (corresponding to a viscosity number of 3.0 to 20.0).

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In diesem Zusammenhang umfaßt der Ausdruck "Polyäthylen" ein Copolymerisat von Äthylen mit einer kleineren Menge Propylen oder einem anderen a-Olefin. Wasserstoff ist ein bevorzugter Molekulargewichtsregler zur Verwendung bei der Durchführung der Erfindung, jedoch können auch andere MoIekulargewichts-Modifiziermittel verwendet werden. Die allgemeinen Bedingungen, unter denen Wasserstoff zur Regelung des Molekulargewichts bei der Ziegler-Polymerisation verwendet werden kann, sind an sich bekannt. Wenn die Gegenwart von Wasserstoff in der ersten Polymerisationszone, aber ~ nicht in der zweiten Polymerisationszone erforderlich ist, W kann etwa gelöster Wasserstoff, der im Reaktionsgemisch aus der ersten Polymerisationszone vorliegt, entfernt werden, z.B. durch Ausspulen mit einem Inertgas vor dem Eintritt in die zweite Zone, obwohl die niedrige Löslichkeit von Wasserstoff in der bei Ziegler-Polymerisationen gewöhnlich verwendeten Art flüssiger Medien es üblicherweise unnötig macht, Wasserstoff durch derartiges Ausspülen zwischen den beiden Zonen zu entfernen*In this context, the term "polyethylene" includes a copolymer of ethylene in a minor amount Propylene or another α-olefin. Hydrogen is a preferred molecular weight regulator for use in practicing the invention, but other molecular weight modifiers can also be used be used. The general conditions under which hydrogen regulates the molecular weight can be used in the Ziegler polymerization are known per se. When the present of hydrogen in the first polymerization zone, but ~ is not required in the second polymerization zone, W for example, dissolved hydrogen that is present in the reaction mixture from the first polymerization zone can be removed, e.g. by purging with an inert gas before entering into the second zone, although the low solubility of hydrogen in that is common in Ziegler polymerizations type of liquid media used usually makes it unnecessary to flush hydrogen between the remove both zones *

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Äthylen in einer Zone oder in beiden Zonen in Gegenwart einer kleinen Menge, bezogen auf Äthylen, von Propylen oder Jj Buten-1 polymerisiert werden, wodurch das in dieser Zone oder ^ Zonen gebildete Äthylenpolymerisat ein Äthylen/Propylen-Copolymerisat oder ein Äthylen/Buten-1-Copolymerisat bildet, das bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat, von Propylen oder Buten-1 enthält. Die Produkte eines solchen modifizierten Verfahrens bestehen entweder (a) aus einem Gemisch aus Polyäthylen und entweder Äthylen/Propylen-Copolymerisat oder Äthylen/Buten-1-Copolymerisat, oder (b) aus einem Gemisch aus Äthylen/Propylen-Copolymerisat oder Äthylen/Buten-1-Copolymerisat, je nachdem, ob Propylen oder Buten-1 in einer Zone oder in beiden Zonen vorhanden ist. Vorzugsweise wird dasWhen carrying out the process according to the invention, ethylene can be present in one zone or in both zones a small amount, based on ethylene, of propylene or Jj Butene-1 are polymerized, whereby the in this zone or ^ Zones formed ethylene polymer an ethylene / propylene copolymer or forms an ethylene / butene-1 copolymer, up to 10% by weight, based on the copolymer, of Contains propylene or butene-1. The products of such a modified process either consist of (a) a mixture made of polyethylene and either ethylene / propylene copolymer or ethylene / butene-1 copolymer, or (b) from a mixture of ethylene / propylene copolymer or ethylene / butene-1 copolymer, depending on whether propylene or butene-1 is present in one zone or in both zones. Preferably that will

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Äthylen in Gegenwart von Propylen oder Buten-1 in nur einer dieser Zonen polymerisiert und dieses ist vorzugsweise die zweite Zone, so daß darin ein Äthylen/Propylen-Copolymerisat oder ein Äthylen/Buten-1-Copolymerisat mit einer Viskositätszahl zwischen 3 und 20 gebildet wird. Ethylene in the presence of propylene or butene-1 in just one polymerizes these zones and this is preferably the second zone, so that an ethylene / propylene copolymer therein or an ethylene / butene-1 copolymer with a viscosity number between 3 and 20 is formed.

Die in diesen beiden Zonen verwendeten Polymerisationsbedingungen können entweder bei der Herstellung von Homopolyäthylen oder bei der Herstellung eines Copolymerisate in einer oder in beiden Zonen gemäß den günstigsten Arbeitsbedingungen ausgewählt werden und gemäß der Notwendigkeit, im großtechnischen Maßstab Bedingungen zu vermeiden, die praktisch undurchführbar sind, wie z.B. Bedingungen, die die Bildung einer undurchführbar kleinen Menge einer der Polymerisatkomponenten in einer dieser Zonen erfordern würde. Folglich ist das Durchführen der Erfindung im Prinzip dem Fachmann geläufig und es besteht innerhalb der erfindungsgemäß gesetzten Grenzen der Viskositätszahlen und der Fließparameter eine erhebliche Breite bezüglich der besonderen Polymerisationsbedingungen, die zur Erzielung eines gewünschten Polymerisats mit einem Fließparameter im Bereich von 1,5 bis 2,5 verwendet werden können, so daß die spezifischen gewöhnlich auszuwählenden Bedingungen innerhalb der verfügbaren Schwankungsbreite den Eigentümlichkeiten der Polymerisationsanlage angepaßt werden können, die verwendet wird, sowie den allgemeinen Arbeitsbedingungen, bei denen gearbeitet werden soll.The polymerization conditions used in these two zones can either be used in the production of homopolyethylene or in the preparation of a copolymer in one or in both zones according to the most favorable working conditions be selected and according to the need to avoid large-scale conditions that are practically impracticable, such as conditions that allow the formation of an impracticably small amount of one of the Polymer components in one of these zones would require. Thus, in principle, practicing the invention is like this Known to those skilled in the art and it exists within the limits set according to the invention for the viscosity numbers and the Flow parameters have a considerable breadth with regard to the particular Polymerization conditions necessary to achieve a desired polymer with a flow parameter in the range of 1.5 to 2.5 can be used so that the specific conditions usually to be selected are within those available The fluctuation range can be adjusted to the peculiarities of the polymerization equipment that is used as well as the general working conditions under which work is to be carried out.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es günstig, das Polymerisat mit der höchsten Viskositätszahl, d.h. innerhalb des Viskositätszahlbereiches von 3 bis 20, im zweiten Reaktor herzustellen, wobei in diesem Reaktor die Polymerisation praktisch in Abwesenheit von Wasser-When carrying out the process according to the invention, it is advantageous to use the polymer with the highest viscosity number, i.e. within the viscosity number range of 3 to 20, to produce in the second reactor, the polymerization in this reactor practically in the absence of water

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stoff oder in Gegenwart von nur der kleinen Wasserstoffmenge, die in das Reaktionsgemisch, das aus dem ersten Reaktor abgezogen wird, übergeschleppt wird, durchzuführen. Aufgrund des allgemeinen Wissens über die Ziegler-Polymerisation und aus früher bestimmten Werten bezüglich der Arbeitsbedingungen in jedem dieser Reaktoren einer bestimmten verwendeten !Fabrikationsanlage ist es möglich, die Polymerisationsbedingungen auszuwählen, die in jedem Reaktor entsprechende Mengen von Polymerisaten der gewünschten Viskositätszahl erzeugen. Wenn z.B. gewünscht wird, ein Polymerisat ausgewählter Viskositätszahlen im Bereich von 3 bis 20 im zweiten Reaktor herzustellen, kann die Polymerisatmenge, die darin je Zeiteinheit bei einer ausgewählten Polymerisationstemperatur erzeugt werden soll, durch Auswahl einer entsprechenden Verweilzeit im zweiten Reaktor festgelegt werden. Der erste Reaktor wird dann derart betrieben, daß ein Polymerisat einer Viskositätszahl im Bereich von 0,4 bis 2,0 gebildet wird, wobei die tatsächliche Viskositätszahl innerhalb des Bereichs für das im ersten Reaktor hergestellte Polymerisat in erster Linie durch die Erfordernisse des Fließparameters des Polymerisat-Endprodukts bestimmt wird, jedoch auch zu einem geringeren Maße durch die Polymerisatmenge (einer ausgewählten Viskositätszahl), die darin gebildet werden würde, innerhalb der gleichen Zeitspanne unter den Reaktionsbedingungen (Wasserstoffkonzentration und Polymerisationstemperatur), die zur Bildung des Polymerisats erforderlich sind. Die im ersten Reaktor gebildete Polymerisatmenge ist so wichtig wie deren Viskositätszahl, da der Fließparameter des Polymerisat-Endprodukts, das durch Kombination der im ersten und zweiten Reaktor gebildeten Polymerisate gebildet wird, sowohl von der Menge wie von der Viskositätszahl jeder der Polymerisatbestandteile abhängt. Ein bestimmtes Ausmaß von Versuchen unter Arbeitsbedingungen wird gewöhnlich erforderlich sein, um die optimalen Arbeitsbedingungen für den ersten Reaktorsubstance or in the presence of only the small amount of hydrogen that is in the reaction mixture that is withdrawn from the first reactor is carried over. Based on the general knowledge about Ziegler polymerization and from previously determined values relating to working conditions In each of these reactors of a particular factory used, it is possible to adjust the polymerization conditions select, which produce appropriate amounts of polymers of the desired viscosity number in each reactor. For example, if desired, a polymer of selected viscosity numbers in the range of 3 to 20 in the second reactor can produce the amount of polymer that is contained therein per unit of time to be generated at a selected polymerization temperature by selecting an appropriate residence time be set in the second reactor. The first reactor is then operated in such a way that a polymer a viscosity number in the range 0.4 to 2.0, the actual viscosity number being within the range for the polymer produced in the first reactor primarily by the requirements of the flow parameter of the polymer end product is determined, but to a lesser extent by the amount of polymer (a selected Viscosity number) that would be formed therein within the same period of time under the reaction conditions (Hydrogen concentration and polymerization temperature), the are required to form the polymer. The amount of polymer formed in the first reactor is as important as theirs Viscosity number, as the flow parameter of the polymer end product, which is formed by combining the polymers formed in the first and second reactor, both of the amount as well as the viscosity number of each of the polymer components depends. A certain amount of experimentation working conditions will usually be required to get the optimal working conditions for the first reactor

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festzustellen und ein Polymerisatprodukt herzustellen, das den gewünschten Fließparameter hat. Solche Versuche sind jedoch nicht beschwerlich, wenn Arbeitserfahrungen mit der verwendeten Anlage bereits vorliegen. Bestimmte Arbeitsbedingungen im ersten Reaktor, z.B. die darin angewendete Verweilzeit, werden entsprechend den entsprechenden Bedingungen für den zweiten Reaktor festgelegt, da die beiden Reaktoren kontinuierlich in der Reihe betrieben werden. Es muß auch festgestellt werden, daß die Praxis kleine Differenzen zwischen den Polymerisationsbedingungen, die zum Betrieb der Anlage erforderlich sind, und bei den vorgegebenen Bedingungen eliminiert werden können, indem Polymerisationsbedingungen in einem Reaktor oder in beiden Reaktoren unmittelbar geregelt werden und solche Änderungen durchgeführt werden, wie sie von Zeit zu Zeit erforderlich sind, um das kontinuierliche Produzieren eines Polymerisats mit dem gewünschten Fließparameter sicherzustellen.determine and produce a polymer product that has the desired flow parameters. Such attempts are but not difficult if you already have work experience with the system used. Certain working conditions in the first reactor, e.g. the residence time used in it, are determined according to the relevant conditions set for the second reactor, since the two reactors are operated continuously in series. It must It can also be found that practice has small differences between the polymerization conditions used to operate of the plant are required, and under the given conditions can be eliminated by adding polymerization conditions in one reactor or in both reactors immediately are regulated and such changes are made as necessary from time to time ensure the continuous production of a polymer with the desired flow parameters.

Wenn Äthylen in Gegenwart einer kleinen Menge Propylen oder Buten-1 polymerisiert wird, erlaubt die hohe Anfangsaktivität des frischen Katalysators niedrigere Mengen von gelöstem Propylen oder Butylen im Einsatz und folglich kann Propylen oder Butylen entweder in den ersten oder in den zweiten Reaktor eingegeben werden. Es kann vorteilhaft sein, die Copolymerisation im ersten Reaktor durchzuführen, wenn ein unmittelbares Rückführverfahren für das Lösungsmittel angewendet wird, weil erwartet werden kann, daß das Lösungsmittel kleine Mengen von Propylen oder Buten-1 enthält.When ethylene is polymerized in the presence of a small amount of propylene or butene-1, the high initial activity allows it of the fresh catalyst has lower amounts of dissolved propylene or butylene in use and, consequently, propylene or butylene can be added to either the first or the second reactor. It can be beneficial to that To carry out copolymerization in the first reactor if there is an immediate recycle process for the solvent is used because the solvent can be expected to contain small amounts of propylene or butene-1.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples.

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Beispielexample

Dieses Beispiel erläutert erfindungsgemäß die Herstellung eines Olefinpolymerisats durch Verwendung von 1. Äthylen und 2. Äthylen und Propylen als Olefinmonomere in den beiden Stufen einer Polymerisation, die unter verschiedenen Polymerisationsbedingungen durchgeführt wird. Die Polymerisation wurde in einem Reaktor von I9OO cnr Inhalt durchgeführt. Aus praktischen Gründen in. diesem kleinen Maßstab wurden zwei Reaktoroperationen dadurch simuliert, daß die Bedingungen in dem einen Reaktor nach einer bestimmten Zeit äk geändert wurden und nicht der Reaktorinhalt in den zweiten Reaktor überführt wurde.According to the invention, this example explains the production of an olefin polymer by using 1. ethylene and 2. ethylene and propylene as olefin monomers in the two stages of a polymerization which is carried out under different polymerization conditions. The polymerization was carried out in a reactor with a capacity of 100 cm. For practical reasons, in. This small scale, two reactor operations were simulated by the conditions in which a reactor after a certain time were changed AEK and was not transferred to the reactor contents in the second reactor.

Eine Aufschlämmung eines Katalysators aus Titantrichlorid wurde hergestellt durch Zugabe von 20 mMol einer 2m-Titantetrachloridlösung in einer aliphatischen Kohlenwasserstofffraktion eines Siedebereichs von 90 bis 110°C zu einer gut gerührten Lösung von 35 mMol C^HocMgBr ^n <]qq mi Toluol bei -3O°C. Ein brauner Niederschlag wurde erhalten. Dieser wurde absitzen gelassen und durch Ersetzen der überstehenden flüssigkeit mit frischem Kohlenwasserstoff 5mal hintereinander gewaschen. % A titanium trichloride catalyst slurry was prepared by adding 20 mmol of a 2m titanium tetrachloride solution in an aliphatic hydrocarbon fraction boiling from 90 to 110 ° C to a well-stirred solution of 35 mmol C ^ HocMgBr ^ n <] qq m i toluene at - 30 ° C. A brown precipitate was obtained. This was allowed to settle and washed 5 times in succession by replacing the supernatant liquid with fresh hydrocarbon. %

Der Reaktor von 19OO cnr aus rostfreiem Stahl wurde mit 1500 ml der Kohlenwasserstofffraktion beschickt, die Temperatur auf den gewünschten Stand gebracht und 0,75 mMol Al(C^p2,), als molare Lösung in dem Kohlenwasserstoff sowie 0,075 mMol Titantrichlorid in Form einer wie oben hergestellten Aufschlämmung zugegeben. Während dieser Verfahrensschritte wurde eine inerte Atmosphäre von reinem trockenen Stickstoff aufrechterhalten. Der Reaktor wurde geschlossen und der Druck auf 7 kg/cm durch Aufdrücken von einem Gemisch aus Äthylen und Wasserstoff in gewünschten Mengenverhältnissen erhöht.The reactor of 1,900 cm made of stainless steel was charged with 1500 ml of the hydrocarbon fraction, the temperature brought to the desired level and 0.75 mmol of Al (C ^ p 2 ,), as a molar solution in the hydrocarbon and 0.075 mmol of titanium trichloride in the form of a added to the slurry prepared as above. An inert atmosphere of pure dry nitrogen was maintained during these process steps. The reactor was closed and the pressure was increased to 7 kg / cm by injecting a mixture of ethylene and hydrogen in the desired proportions.

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Es wurde eine kontinuierliche Gesamtgasströmung durch den Reaktor von 300 l/h aufrechterhalten und die Temperatur wurde durch Zirkulieren von Öl aus einem Thermostat durch den Reaktormantel konstant gehalten. Nach einer vorbestimmten Zeit wurde die Temperatur auf die für die zweite Stufe des Verfahrens erforderliche Temperatur geändert. Der Wasserstoffstrom wurde abgebrochen und Propylen wurde in der gewünschten Menge zum Äthylen zugemischt. In dieser zweiten Stufe wurde ein Gesamtdurchsatz von Gas von 200 l/h aufrechterhalten. Die für die beiden Stufen in drei getrennten Ansätzen verwendeten Bedingungen sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben. Am Ende der Zeitspanne, die erforderlich war, um die gewünschte Menge Copolymer!sat in der zweiten Stufe zu erhalten, wurde der Gasstrom abgebrochen, der Druck auf Atmosphärendruck vermindert und der Reaktorinhalt entfernt. Die Kohlenwasserstofffraktion wurde durch Wasserdampfdestillation entfernt und das Polymerisatpulver wurde isoliert und getrocknet. Es waren keine Verfahrensschritte zur Entfernung von Asche oder zu anderen Reinigungszwecken erforderlich. Einige der Eigenschaften der Polymerisate sind in Tabelle I wiedergegeben. Wegen der hohen Ausbeute, bezogen auf TitantriChlorid, die erreicht wurde, hatten die Polymerisate eine hervorragende Färbung und waren gegenüber Gußstahl nicht korrosiv. (In der numerischen Klassifizierung der Korrosionseigenschaften sind Zahlen von 6 und darunter noch annehmbau)There was a continuous total gas flow through the Maintained reactor at 300 l / h and the temperature was controlled by circulating oil from a thermostat kept the reactor jacket constant. After a predetermined time, the temperature was reduced to that for the second stage of the process required temperature changed. The flow of hydrogen was stopped and propylene was in the desired Amount mixed with ethylene. In this second stage, a total gas flow rate of 200 l / h was maintained. The conditions used for the two stages in three separate approaches are as follows Table I reproduced. At the end of the period of time that was required to obtain the desired amount of copolymer! Sat in To obtain the second stage, the gas flow was stopped, the pressure was reduced to atmospheric pressure and the reactor contents removed. The hydrocarbon fraction was removed by steam distillation and the polymer powder was isolated and dried. No ash removal or other cleaning operations were required. Some of the properties of the polymers are shown in Table I. Because of the high titanium trichloride yield that was achieved, the Polymers had an excellent color and were not corrosive to cast steel. (In the numerical classification the corrosion properties are numbers of 6 and below still acceptable)

TABELLE I:TABLE I:

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TABELLETABEL II. 726/174726/174 4-54-5 726/186726/186 726/190726/190 33 1,751.75 1,751.75 1. Stufe1st stage Dauer, hDuration, h 8585 15501550 9090 9090 Temp.,0OTemp., 0 O 6060 4040 4545 H2, %H 2 ,% 1,11.1 1,351.35 1,21.2 Polymer IV*)Polymer IV *) 0,50.5 1,01.0 0,80.8 2. Stufe2nd stage Dauer, hDuration, h 8080 8080 7575 Temp., G Temp., G 1818th 1818th 1010 Propylen, %Propylene,% 5,35.3 4,44.4 6,36.3 Polymer IVPolymer IV Polymerisat:Polymer: 16,016.0 25,525.5 25,025.0 Ausbeuteyield kg/g TiGl5,kg / g TiGl 5 , 0,460.46 0,460.46 0,140.14 SchmelzindexMelt index g/10 ming / 10 min 1,981.98 1,791.79 1,951.95 ffließparameterflow parameters 0,300.30 0,300.30 0,300.30 Schüttgewi clitBulk weight clit g/mlg / ml 0,9550.955 0,9450.945 0,9480.948 Dichtedensity g/mlg / ml 9292 9292 9393 Färbungcoloring 66th 4-54-5 KorrosivitätCorrosiveness KritischeCritical 11901190 500500 Scherkraft **)Shear force **) sek~'sec ~ '

*) Viskositätszahl wie oben gemessen*) Viscosity number as measured above

**) Die kritische Scherkraft ist definiert als das Ausmaß des Auftretens eines Brechens der Schmelze während des Extrudierens des Polymerisats. Sie hängt vom Schmelzindex und von der Molekulargewichtsverteilung ab. Z.B. hat das Polymerisat mit einem Schmelzindex 0,14 eine**) The critical shear force is defined as the extent the occurrence of melt breakage during extrusion of the polymer. It depends on the melt index and on the molecular weight distribution. For example, the polymer with a melt index of 0.14 has a

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niedrigere kritische Scherkraft als die Polymerisate mit dem Schmelzindex 0,46. Die kritischen Scherkräfte für Polymerisate mit Fließparametern von 1,50 "betragen nur 100 - 150 sek"1 (MI = 0,46) und weniger als 100 sek"1 (MI = 0,14) zum Vergleich.lower critical shear force than the polymers with a melt index of 0.46. The critical shear forces for polymers with flow parameters of 1.50 "are only 100-150 sec" 1 (MI = 0.46) and less than 100 sec " 1 (MI = 0.14) for comparison.

Beispiel 2 Example 2

(a) Herstellung des Grignard-Reagenses(a) Preparation of the Grignard reagent

Es wurden 209,4 ml Butylchiοrid, 333 ml Äther und 1457 ml Isooctan mit 10 ml Butylchlorid als Initiator vermischt.There were 209.4 ml of butyl chloride, 333 ml of ether and 1457 ml Isooctane mixed with 10 ml of butyl chloride as initiator.

Das Gemisch wurde in einem 3 1-Dreihalskolben zu Magnesium gegeben, wobei ein Stickstoffstrom von 1000C (Rückflußtemperatur von Isooctan) verwendet wurde und langsam gerührt wurde. Nach der Zugabe wurde das Gemisch abkühlen und absitzen gelassen. Überstehende Flüssigkeit (Grignard-Lösung) wurde in einen Kolben unter Stickstoff über ein Rohr mit einem Sinterfilter überführt. Es wurde eine Ausbeute von 85 %·, bezogen auf n-Butyl Chlorid, erhalten.The mixture was placed in a 3 1 three-necked flask to magnesium, with a nitrogen flow of 100 0 C (the reflux temperature of isooctane) was used, and was slowly stirred. After the addition, the mixture was allowed to cool and settle. Supernatant liquid (Grignard solution) was transferred to a flask under nitrogen through a tube with a sintered filter. A yield of 85 %, based on n-butyl chloride, was obtained.

(b) Herstellung des Katalysators(b) Preparation of the catalyst

Es wurden 437 ml Grignard-Lösung (bei 430 mMol/1) in einen zylindrischen 1 1-Reaktor mit flachem Boden unter einer Schutzatmosphäre von Stickstoff gegeben und gerührt. Aus einem Trichter unter Stickstoff wurde eine Lösung von 62,4 ml Titantetrachlorid in Isooctan (2 Mol/l) über 30 min bei 22°0 zugegeben. Die Suspension wurde verdünnt zur Verwendung in dem Polymerisationsreaktor.There were 437 ml of Grignard solution (at 430 mmol / 1) in a Cylindrical 1 1 reactor with a flat bottom placed under a protective atmosphere of nitrogen and stirred. A solution of 62.4 ml of titanium tetrachloride in isooctane (2 mol / l) was drawn from a funnel under nitrogen over 30 minutes added at 22 ° 0. The suspension was diluted for use in the polymerization reactor.

(c) Polymerisation(c) polymerization

Es wurde ein zylindrisch geformter Reaktor von 40 1 Arbeits-It was a cylindrically shaped reactor of 40 1 working

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kapazität mit einem Propellerrührer in einem zentral im Reaktor angeordneten Abzugsrohr ausgerüstet. Der Reaktor wurde kontinuierlich mit einigen Strömen aus getrennten Zugabebehältern gespeist und die Aufschlämmung wurde kontinuierlich entfernt gemäß bekannten stationären Arbeitsbedingungen. Die flüssigen Einspeisungen wurden durch Dosierpumpen zugegeben und die Gase durch Kompressoren und Druckausgleichventile.capacity with a propeller stirrer in a central in Equipped reactor arranged exhaust pipe. The reactor was continuous with several streams of separate Feeding tanks and the slurry became continuous removed according to known stationary working conditions. The liquid feeds were through Dosing pumps are added and the gases through compressors and pressure equalization valves.

Der Katalysator wurde als sehr verdünnte Aufschlämmung (etwa 1 mMol/1) aus einem gerührten Zugabebehälter unter einer StickstoffSchutzatmosphäre eingepumpt. In ähnlicher Weise wurde in Form einer verdünnten Lösung die Aluminiumalkylverbindung als Aktivierungsmittel eingepumpt. Zusätzliches Lösungsmittel wurde über das Sichtglas für den Reaktor-Flüssigkeitsstand zugegeben, um dieses vom Polymerisat freizuhalten. Es wurde ein Gemisch aus Äthylen und Wasserstoff bestimmter Zusammensetzung zur Einstellung des Molekulargewichts des Polymerisats durch das Reaktionsgemisch aus einem Pufferbehälter zirkulieren gelassen, in welchen Äthylen mit der Polymerisationsgeschwindigkeit eingespeist wurde. Es wurde ein, hohes Rückführverhältnis aufrechterhalten. The catalyst was added as a very dilute slurry (about 1 mmol / 1) from a stirred addition vessel pumped in a nitrogen protective atmosphere. In a similar way Thus, in the form of a dilute solution, the aluminum alkyl compound became pumped in as an activating agent. Additional solvent was added through the sight glass for the reactor liquid level added to keep this free from the polymer. It became a mixture of ethylene and hydrogen certain composition for adjusting the molecular weight of the polymer by the reaction mixture circulated from a buffer tank into which ethylene is fed at the rate of polymerization became. A high recycle ratio was maintained.

Die Produktaufschlämmung wurde aus dem Reaktor durch ein Abzugsventil entfernt, das sich automatisch öffnete und schloß, so daß der Aufschlammungsstand im Reaktor sehr geringe Schwankungen zeigte.The product slurry was out of the reactor through a Removed vent valve which opened and closed automatically so the slurry level in the reactor was very low Showed fluctuations.

Die Aufschlämmung wurde in einen zweiten Reaktor überführt, der bei einem niedrigeren Druck und unter Bedingungen arbeitete, daß ein Produkt von höherem Molekulargewicht erhalten wurde. Die Konstruktion und die Arbeitsweise dieses Reaktors entsprach der des ersten Reaktors. Der zweite ReaktorThe slurry was transferred to a second reactor operating at a lower pressure and under conditions worked that a higher molecular weight product was obtained. The construction and operation of this Reactor corresponded to that of the first reactor. The second reactor

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wurde mit einem Strom weiterer Aluminiumalkylverbindung und Lösungsmittel beschickt. Propylen wurde zusammen mit dem Äthylen-Wasserstoffgemisch zugegeben.was charged with a stream of additional aluminum alkyl compound and solvent. Propylene was made along with the Ethylene-hydrogen mixture added.

Die abgezogene Aufschlämmung wurde unmittelbar in einen Dampfdüsenabstreifer eingesaugt, wodurch das Lösungsmittel in einen Kondensator abgetrieben wurde und das wassernasse Polymerisatpulver in einen Aufnahmebehälter überführt. Das Pulver wurde absatzweise in einem Ofen getrocknet.The withdrawn slurry was immediately drawn into a steam nozzle wiper, thereby removing the solvent Was driven off in a condenser and transferred the water-wet polymer powder into a receptacle. The powder was batch dried in an oven.

Typische Reaktionsbedingungen, die Konzentrationen im stationären Zustand und die Eigenschaften der Produkte sind in Tabelle II wiedergegeben.Typical reaction conditions, the steady state concentrations and the properties of the products are shown in Table II.

TABELLE II :TABLE II:

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ReaktorenReactors

TABELLE IITABLE II

(d) Produkteigenschaften(d) Product Features

Das Produkt wurde extrudiert und geformt,The product has been extruded and molded,

Eigenschaften:Characteristics:

SchüttgewichtBulk weight

SchmelzindexMelt index

JTließparameterJmolding parameters

Kritische ScherkraftCritical Shear

Kritische Scherbelastung DichteCritical shear stress density

Bell Belastungs-Reißfestigkeit Izod-SchlagfestigkeitBell load tear strength Izod impact strength

StreckgrenzeStretch limit

109832/1S71109832 / 1S71

R2R2

Schlämmtemp. 0GSlurry temp. 0 G 6565 8585 5050 Reaktordruck, barReactor pressure, bar 9,09.0 2121st 4,74.7 Polymerisationsgeschwindigkeit
g/l/h '
Rate of polymerization
g / l / h '
2121st
Verweilzeit, hDwell time, h 6,36.3 3,83.8 Schlammkonzentration, Gev.-% Sludge concentration, % by weight 1818th 2020th Al(Oct)3mMol/lAl (Oct) 3 mmol / l 2,02.0 1,71.7 TiOl, mMol/1TiOl, mmol / 1 0,1350.135 0,0970.097 Ausbeute kg/gYield kg / g 6,66.6 2,92.9 Gesamtausbeute kg/gTotal yield kg / g -- 9,59.5 Propyleneinspeisung g/hPropylene feed g / h -- 4242 Äthylen - in Gasbeschickung, Vol-% 15Ethylene - in gas charge, vol% 15 21,721.7 Wasserstoff -'in Gasbeschickung,
Vol-%
Hydrogen -'in gas charge,
Vol%
17,517.5
Schmelzindex g/10 minMelt index g / 10 min Netto: 0,43Net: 0.43

Es hatte folgendeIt had the following

0,35 g/ccm 0,43 g/10 min 1,970.35 g / ccm 0.43 g / 10 min 1.97

1100 sek""1 1100 sec "" 1

3,5 dyn/cm χ 0,956 g/ccm3.5 dynes / cm χ 0.956 g / ccm

>400 h ASTM> 400 h ASTM

2,1 Joule/12,7 mm ο Kerbe2.1 joules / 12.7 mm ο notch

260 kg/cnT(500Q . ^ Joule)-22-260 kg / cnT (500Q. ^ Joules) -22-

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Claims (11)

1A-39 0741A-39 074 - 22 -- 22 - PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Verfahren zur Herstellung von Olefinpolymerisat durch Polymerisation von Olefinen in Gegenwart eines Katalysators, wobei die Polymerisation in zwei aufeinanderfolgenden Stufen in der gleichen Polymerisations zone oder in verschiedenen Polymerisationszonen derart durchgeführt wird, daß im Reaktionsgemisch am Ende der ersten Stufe vorhandenes Olefinpolymerisat zusammen mit dem Katalysator, mit dessen Hilfe das Polymerisat gebildet worden ist, ebenfalls im Reaktionsgemisch der zweiten Stufe vorliegt, dadurch gekennzeichnet , daß man unter Bedingungen arbeitet, daß das aus der zweiten Zone entfernte Polymerisat ein Gemisch der in der ersten und zweiten Zone gebildeten Polymerisate mit Viskositätszahlen zwischen 0,4 und 2 bzw. zwischen 3 und 20 darstellt und in solchen Mengen gebildet wird, daß das gewünschte Polymerisatprodukt ein/J?ließparameter von 1,4 bis 2,5 hat und daß man einen Katalysator verwendet, der durch Reduktion einer Übergangsmetallverbindung in der normalen Wertigkeitsstufe mit einer Organomagnesiumverbindung hergestellt und mit einer Organometallverbindung aktiviert worden ist.Process for the production of olefin polymer by polymerizing olefins in the presence of a catalyst, the polymerization in two successive stages in the same polymerization zone or in various polymerization zones is carried out in such a way that what is present in the reaction mixture at the end of the first stage Olefin polymer together with the catalyst with the aid of which the polymer was formed, also in the Reaction mixture of the second stage is present, characterized in that under conditions works so that the polymer removed from the second zone is a mixture of those formed in the first and second zones Represents polymers with viscosity numbers between 0.4 and 2 or between 3 and 20 and is formed in such amounts is that the desired polymer product a / J? lassparameter from 1.4 to 2.5 and that one has a catalyst used, the reduction of a transition metal compound in the normal valence level with an organomagnesium compound and activated with an organometallic compound. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als OlefinÄthylen polymerisiert. 2) The method according to claim 1, characterized in that the olefin is polymerized ethylene. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man in der ersten Stufe ein Polyäthylen mit einer Viskositätszahl zwischen 0,4 und 2,0 erzeugt. 3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that a polyethylene is used in the first stage produced with a viscosity number between 0.4 and 2.0. - 23 -- 23 - 109832/1571109832/1571 1A-39 074- - 23 -1A-39 074- - 23 - 4-) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß man ein Polyolefinprodukt mit einem Fließparameter im Bereich von 1,7 bis 2,2 herstellt.4-) Method according to claim 1 to 3 »characterized in that a polyolefin product with a Establishes flow parameters in the range from 1.7 to 2.2. 5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet , daß man die Polymerisation in wenigstens einer Stufe in Gegenwart von Wasserstoff durchführt.5) Method according to claim 1 to 4 ·, characterized in that the polymerization in at least carries out a stage in the presence of hydrogen. 6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man als Übergangsmetallverbindung eine vierwertige Titanverbindung verwendet.6) Process according to claim 1 to 5, characterized in that the transition metal compound is used a tetravalent titanium compound is used. 7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man als Organomagnesiumverbindung das Produkt verwendet, das bei der Reaktion von metallischem Magnesium und einem Kohlenwasserstoffhalogenid gebildet wird.7) Process according to claim 1 to 6, characterized in that the organomagnesium compound is used uses the product formed in the reaction of metallic magnesium and a hydrocarbon halide will. 8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß man als Aktivierungsmittel eine Trialkylaluminiumverbindung verwendet.8) Method according to claim 1 to 7 »characterized in that one is used as an activating agent Trialkylaluminum compound is used. 9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Trialkylaluminiumverbindung der Formel Al R, verwendet, in der R jeweils eine Alkylgruppe mit mehr als vier Ko.hlenstof fat omen bedeutet.9) Method according to claim 8, characterized in that there is a trialkylaluminum compound of the formula Al R, used, in which R is one Means an alkyl group with more than four carbon atoms. 10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß man Äthylen in einer Stufe oder in beiden Stufen in Gegenwart einer kleinen Menge Propylen oder Buten-1 bezüglich Äthylen polymerisiert ,wobei das in dieser Stufe oder in diesen Stufen gebildete Äthylenpolymerisat auf einem Äthylen/Propylen-Copolymerisat oder einem Äthylen/Buten-1-Oopolymerisat bis zu 10 Gew.-% Äthylen10) Process according to claim 1 to 9 »characterized in that ethylene is used in one stage or in both stages in the presence of a small amount of propylene or butene-1 polymerized with respect to ethylene, the Ethylene polymer formed in this stage or in these stages on an ethylene / propylene copolymer or an ethylene / butene-1-Oopolymerisat up to 10 wt .-% ethylene - 24- 109832/1571 - 24-109832/1571 1A-39 074- - 24 oder Buten-1, bezogen auf das Polymerisatgewicht, enthält.1A-39 074- - 24 or butene-1, based on the polymer weight. 11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß man die Polymerisation in Gegenwart eines inerten flüssigen Verdünnungsmittels durchführt.11) Process according to claim 1 to 10, characterized in that the polymerization is carried out in Carries out the presence of an inert liquid diluent. 109832/1S71109832 / 1S71
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2635273A1 (en) * 1975-08-05 1977-02-17 Stamicarbon METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING POLYOLEFINS WITH WIDE MOLECULAR WEIGHT DISTRIBUTION
US4352915A (en) * 1979-06-07 1982-10-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for the polymerization of ethylene

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US4352915A (en) * 1979-06-07 1982-10-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for the polymerization of ethylene

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