DE2135124C3 - Verfahren zur Entfernung von Katalysatorruckstanden aus organischen Lösungen von organischen Oligomeren oder Polymeren - Google Patents
Verfahren zur Entfernung von Katalysatorruckstanden aus organischen Lösungen von organischen Oligomeren oder PolymerenInfo
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C2/00—Treatment of rubber solutions
- C08C2/02—Purification
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/02—Neutralisation of the polymerisation mass, e.g. killing the catalyst also removal of catalyst residues
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Katalysatorrückständen aus organischen
Lösungen von organischen Oligomeren oder Polymeren, die mit Hilfe von Katalysatoren, bestehend
aus Alkylaluminiumhalogeniden oder Aluminiumalkylen und in organischen Lösungsmitteln löslichen Schwermetallverbindungen,
hergestellt worden sind, durch Zugabe eines wäßrigen alkalischen Mittels.
Es ist eine bekannte Erscheinung, daß die mit sogenannten Ziegler/Natta-Katalysatoren hergestellten
Oligomeren oder Polymeren Asche enthalten und teilweise Verfärbung erleiden, was auf die Metallbestandteile
des Katalysators zurückzuführen ist. Zur Beseitigung dieser Mängel sind bereits viele Verfahren
bekannt. Die meisten von ihnen betreffen die Behandlung des rohen Reaktionsproduktes — meist gelöst in
einem organischen Lösungsmittel — mit Wasser oder Alkoholen, die gegebenenfalls Stoffe enthalten, die die
Katalysatorrückstände lösen oder mit ihnen Komplexe bilden.
So ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 20 654 bekannt, Polymere in gelöster Form zur
Verringerung des Aschegehaltes mit einem Behandlungsmittel, wie Mineralsäuren, Alkalihydroxiden, Alkalisalzen
von organischen Säuren, aliphatischen Alkoholen, aliphatischen Ketonen, aliphatischen organischen
Säuren. Estern von aliphatischen Alkoholen und aliphatischen organischen Säuren, und Wasser, welches
gegebenenfalls ein Chelatmittel enthalten kann, /u
waschen. Nach diesem Verfahren wird das Behandlungsmittel der Polymerenlösung in solchen Mengen
zugesetzt, daß es nach dem Waschvorgang eine zweite Phase bildet, die die Verunreinigungen enthält. Anschließend
wird die Behandlungsmittelphase von der Polymerenlösung abgetrennt und das Polymere aus der
letztgenannten Lösung wieder gewonnen.
Diese Methode zur Entfernung der Katalysatorrück stände ist jedoch aufwendig und wenig wirtschaftlich, da
sie mit beträchtlichen Schwierigkeiten hinsichtlich der
Trennung. Reinigung und Rückführung von erheblichen Flussigkeitsmengen verbunden ist Außerdem ist bei der
Verwendung von Wasser oder wäßrigen Lösungen der vorher genannten Verbindungen eine aufwendige
Reinigung des Abwassers erforderlich.
Die vorliegende Erfindung stellte sich daher die Aufgabe, die Nachteile des relevanten Standes der Technik zu überwinden.
Die vorliegende Erfindung stellte sich daher die Aufgabe, die Nachteile des relevanten Standes der Technik zu überwinden.
Es wurde nun gefunden, daß man Katalysatorrückstände aus organischen Lösungen von organischen
Oligomeren oder Polymeren, die mit Hilfe von Katalysatoren, bestehend aus Alkylaluminiumhalogeniden
oder Aluminiumalkylen und in organischen Lösungsmitteln löslichen Schwermetallverbindungen,
hergestellt worden sind, durch Zugabe eines wäßrigen alkalischen Mittels in einfacher Weise entfernen kann,
wenn man ein Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid und Wasserstoffperoxid jeweils in nur soviel Wasser gelöst
zu der organischen Lösung gibt, daß sich keine zweite flüssige Phase ausbildet, und den entstandenen Niederschlag
durch Dekantieren oder Zentrifugieren abtrennt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter
Weise zur Entfernung von Katalysatorrückständen aus organischen Lösungen von Stoffen verwendet
werden, die mit Hilfe von Katalysatoren hergestellt worden sind, die z.B. folgende Bestandteile enthalten:
AI(C2H5J3, Al(C7H5)Ch, Al(C2H5)Br2, Al(C2Hs)2CI.
Al(C2Hs)2Br, AI(C2H5)I5CIi5. Al(C2H5)i.5Br,.5 und daneben
in organischen Lösungsmitteln lösliche Verbindungen der Elemente Fe1Co, Ni, Cr, Mo, W, Ti, Zr und V.
jo Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Form einer Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxidlösung zugegebene
Menge Wasser soll minimal so bemessen sein, daß sie ausreicht, um ein schnelles Ausflocken der
Metallbestandteile des Katalysators als Hydroxide zu
J5 gewährleisten. Sie soll aber auch nicht größer sein als
die Menge, die sich unter den Verfahrensbedingungen im organischen Lösungsmittel löst und von den
ausgefällten Hydroxiden absorbiert wird. Der Fachmann ist imstande, die optimale Menge Wasser in jedem
einzelnen Fall leicht zu bestimmen.
Die Menge an Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dem Wasser
zugesetzt werden muß, ist jeweils zu bestimmen, da sie von der Art des Katalysators und der Art und Menge
der darin enthaltenen Bestandteile abhängig ist. So ist z. B. zur Entfernung der Katalysatorrückstände eines
Katalysators wie AI(C2HsCl2 eine größere Menge Alkali
erforderlich als zur Entfernung der Katalysatorrückstände eines Katalysators wie AI(C2HOjCI.
5(i Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden
bevorzugt wäßrige Lösungen von Natrium- oder Kaliumhydroxid verwendet.
Die erfindungsgemäße Zugabe von Wasserstoffperoxid dient zur Überführung von Schwermetallbestand-
o teilen, die in einer reduzierten, nicht gut fällbaren
Oxidationsstufe vorliegen, in eine höhere gut fällbare Oxidationsstufe.
Die wäßrige Lösung des Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxids, die das Wasserstoffperoxid enthält, wird im
Wi allgemeinen innerhalb kurzer Zeit in die von Katalysatorrückständen
zu befreiende organische Lösung eingerührt. Besonders geeignete Vorrichtungen zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind sowohl für die diskontinuierliche als auch für die
ι kontinuierliche Ve-Iahrensweisi· Intensivmischer. Die
füllung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 2i» und 7IV C durchgeführt.
Die ausgeflockien Metallhydroxide, gegebenenfalls
vermischt mit Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen, deren Anionen aus anorganischen oder organischen Säureresten
der Katalysatorbestandteile stammen können, können sofort oder nach kurzem Stehen von der
organischen Lösung abgetrennt werden. Die Abtrennung kann einmal durch Sedimentation erfolgen, wird
aber in vorteilhafter Weise mit Hilfe einer Zentrifuge oder eines Dekanters durchgeführt.
Die entschlammte Lösung ist im allgemeinen wasserklar und enthält nur noch geringe Anteile
anorganischer Bestandteile (Asche). In bekannter Weise wird anschließend das organische Lösungsmittel durch
Destillation entfernt und das Reaktionsprodukt in aschearmer Form gewonnen. Falls es sich bei diesem
nicht um ein Polymeres handelt, kann sich eine weitere destillative Reinigung anschließen. Das organische
Lösungsmittel kann nach dem Entfernen des noch darin gelösten Wassers (Molekularsieb) wieder dem Herstellungsprozeß
zugeleitet werden.
Der abgetrennte Schlamm, der noch Reste des organischen Lösungsmittels enthält, wird entweder
nach Abtrennung desselben oder sofort verbrannt. Die anfallende Asche kann je nach Art der in ihr enthaltenen
Metalle zur Rückgewinnung der Metalle bzw. deren Salze eingesetzt oder direkt deponiert werden.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispiele 1 bis 6
Die in der Tabelle I angeführten Reaktionslösungen vermischt. Anschließend wird die Lösung diskontinuier-
werden mit den ebenfalls dort angegebenen Mengen lieh zentrifugiert und danach das Lösungsmittel
NaOH bzw. KOH, Wasser und Wasserstoffperoxid 20 destillativ vom Produkt abgetrennt,
innerhalb von 2 Minuten in einem Intensivmischer
innerhalb von 2 Minuten in einem Intensivmischer
Tabelle | I | Katalysator | FaIl- | Fällkomponenten | H2O | H2O2 | Endprodukt | Säure |
Bei | Lösung | (g/kg Lösung) | temp. | (g/l Lösung) | ges. | 10%ig | zahl | |
spiel | Hydro | Asche | ||||||
xid | 4 | 0,5 | gehalt | 0,07 | ||||
(0C) | (%) | |||||||
4,5 Äthyl-Al-1,7 Ni-octoat | 30 | 2,25 | 0,007 | |||||
1 | Flüssiges Polybutadien | sesquichlorid | NaOH | 4 | 0,5 | 0,17 | ||
mit 750 cP/20°C | ||||||||
50%ig in Benzol | 4,5 Äihyl-Al-1,7 Ni-octoat | 70 | 2,25 | 0,015 | ||||
2 | Flüssiges Polybutadien | sesquichlorid | NaOH | 4 | 0,1 | 0,06 | ||
mit750cP/20°C | ||||||||
50%ig in Benzol | 2,5 Äthyl-Al-0,3 Ni-octoat | 30 | 1,15 | 0,02 | ||||
3 | Flüssiges Polybutadien | sesquichlorid | NaOH | 1 | 0,5 | 0,18 | ||
mit3000cP/20°C | ||||||||
50%ig in Benzol | 2,5 Äthyl-Al-0,3 Ni-octoat- | 30 | 0,3 | 0,017 | ||||
4 | Flüssiges Polybutadien | sesquichlorid | KOH | 4,2 | 0,4 | |||
mit3000cP/20°C | ||||||||
50%ig in Benzol | 6,5 Äthyl-Al-0,3 TiCU | 30 | 3,5 | 10,0 | 3,0 | 0,005 | ||
5 | Cyclododecatrien | sesquichlorid | NaOH | |||||
50%ig in Benzol | 8,0 A1(C2H5)3 4,0 Ni-octoat | 30 | 6,25 | |||||
6 | Cydooctadien-(1,5) | NaOH | ||||||
hergestellt nach dem | ||||||||
Verfahren der | ||||||||
DT-PS 18 04017 | Beispiele | 7 bis 9 | ||||||
Die aktive Flüssig-Polybutadien-Lösung im Benzol (Katalysatorgehalt: 0,45% Äthylaluminiumsesquichlorid/0,17%
Nickeloctoat pro kg Lösung) wird mit der in Tabelle II angegebenen Geschwindigkeit mit einem
Intensivmischer mit 2,25 kg NaOH (aufgelöst in 3,55 kg
Wasser) und 0,5 kg lOprozentigem H2O2 pro mJ Lösung
intensiv vermischt und anschließend kontinuierlich mittels einer Zentrifuge entschlammt. Danach wird das
Lösungsmittel destillativ vom Polymeren abgetrennt.
Tabelle II | Polymerlösung (mVh) |
Aschegehalt des Endproduktes |
Beispiel | 1 5 10 |
0,02% 0,01% 0.014% |
7 8 9 |
||
Claims (3)
1. Verfahren zur Entfernung von Katalysatorrückständen
aus organischen Lösungen von organischen Oligomeren oder Polymeren, die in Gegenwart von
aus Alkylaluminiumhalog :niden oder Aluminiumalkylen und in organischen Lösungsmitteln löslichen
Schwermetallverbindungen bestehenden Katalysatoren hergestellt worden sind, durch Zugabe eines
wäßrigen alkalischen Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid und Wasserstoffperoxid
jeweils in nur soviel Wasser gelöst zu der organischen Lösung gibt, daß sich keine zweite
flüssige Phase ausbildet, und den entstandenen Niederschlag durch Dekantieren oder Zentrifugieren
abtrennt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Natrium- oder Kaliumhydroxid
als Alkalimetallhydroxid verwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß man die Fällung bei
Temperaturen von 20 bis 700C durchführt.
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