DE874215C

DE874215C - Process for the production of solid polymers from ethylene or ethylene-rich gases

Info

Publication number: DE874215C
Application number: DEB7335D
Authority: DE
Inventors: Max Dr Fischer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1943-12-18
Filing date: 1943-12-18
Publication date: 1953-04-20

Description

Verfahren zur Herstellung von festen Polymerisaten aus Äthylen oder äthylenreichen Gasen 13s ist bekannt, daß man Äthylen oder äthvlenreiche Gase .mit Hilfe von Aluminiumchlorid unter Druck und bei erhöhter Temperatur zu schmierölartigen Erzeugnissen polymerisieren kann. Dabei beobachtet man gelegentlich, daß die höher vish;osen Üle nach der Reinigung von anorganischen Bestandteilen Trübungen und Ausscheidungen fester Stoffe zeigen. Diese kommen wahrscheinlich dadurch zustande, daß höhere feste Kohlenwasserstoffe in feinverteilter Form in dem flüssigen Polymerisat enthalten sind. Es wurde nun gefunden, daß man den Verlauf der Polymerisation derart beeinflussen kann, daß die Bildung flüssiger Polymerisate zugunsten der Bildung höherer fester Stoffe zurückgedrängt wird und diese in größerer Menge gebildet «erden, wenn man als Katalysator Aluminiumchlorid mit einem Zusatz von Titantetrachlorid und gegebenenfalls mit Zusätzen anderer Halogenide aus der Reihe der Friedel-Crafts-Katalvsatoren verwendet. Besonders leicht entstehen diese festen Stoffe, wenn man außerdem noch chlorwasserstoffbindende Metalle, wie Eisen, Zink oder Aluminium, in feinverteilter Form, vorteilhaft Aluminiumpulver, zugibt.Process for the production of solid polymers from ethylene or Ethylene-rich gases 13s it is known that ethylene or ethylene-rich gases can be used Using aluminum chloride under pressure and at elevated temperature to create lubricating oil-like Can polymerize products. Occasionally one observes that the higher vish; osen oil after cleaning of inorganic constituents, cloudiness and excretions show solid substances. These are probably due to the fact that higher fixed Contain hydrocarbons in finely divided form in the liquid polymer are. It has now been found that the course of the polymerization can be influenced in this way can that the formation of liquid polymers in favor of the formation of higher solids Substances are pushed back and these are formed in larger quantities, if one as a catalyst aluminum chloride with an addition of titanium tetrachloride and optionally with the addition of other halides from the Friedel-Crafts range of catalysts. These solid substances are formed particularly easily if one also uses hydrogen chloride-binding substances Metals, such as iron, zinc or aluminum, in finely divided form, advantageously aluminum powder, admits.

Das Mengenverhältnis von Aluminiumchlorid zu Titantetrachlorid kann in ziemlich weiten Grenzen schwanken und z. B% i bis io zu i betragen; besonders gute Ergebnisse erhält man bei einem Gewichtsverhältnis von etwa 3 : 1. Man arbeitet bei erhöhter Temperatur, vorteilhaft bei 13o bis i8o°, und bei erhöhten Drücken, vorteilhaft bei 3o bis 8o at oder darüber. Man kann sowohl reines als auch technisches Äthylen verarbeiten. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn man das Äthylen oder äthylenreiche Gas von darin enthaltenem Sauerstoff und Schwefel und deren Verbindungen sorgfältig befreit. Auch empfiehlt es sich unter Umständen, mit einem wasserfreien Aluminiumchlorid zu arbeiten, das weniger als 5 °/o, vorteilhaft weniger als 2,5 %, unsublimierbarerRückstände enthält. Oft ist es auch zweckmäßig, für die Polymerisation Gefäße zu verwenden, bei .denen mindestens die mit den reagierenden Stoffen in Berührung kommenden Teile aus Blei, Zinn, Zink, Nickel, Chrom oder mit Nickel und bzw. oder Chrom legierten Stählen bestehen. Die Polymerisation -wird vorteilhaft in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, z. B. gesättigten Kohlenwasserstoffen oder niedrigmolekularen Pplymerisaten des Äthylens, durchgeführt. Auch inerte gasförmige iStoffe können anwesend sein, doch soll deren Menge nicht zu groß sein; bei der Verarbeitung von Gasgemischen verwendet man daher solche, die reich an Äthylen sind, z. B. 8o bis 9o % davon enthalten.The quantitative ratio of aluminum chloride to titanium tetrachloride can fluctuate within fairly wide limits and z. B% i to io to i; particularly good results are obtained with a weight ratio of about 3: 1. One works at elevated temperature, advantageously at 130 to 180 °, and at elevated pressures, advantageous at 3o to 8o at or above. You can do both pure and technical Process ethylene. In some cases it is beneficial to use the ethylene or ethylene-rich gas of oxygen and sulfur and their compounds contained therein carefully freed. It may also be advisable to use an anhydrous To work aluminum chloride that is less than 5%, advantageously less than 2.5 %, contains unsublimable residues. Often it is also useful for the polymerization To use vessels, in which at least those with the reacting substances are in contact coming parts made of lead, tin, zinc, nickel, chromium or with nickel and / or Chromium alloy steels are made. The polymerization is advantageous in the presence of diluents, e.g. B. saturated hydrocarbons or low molecular weight Pplymerisaten of ethylene carried out. Inert gaseous substances can also be present, but their number should not be too great; when processing Gas mixtures are therefore used that are rich in ethylene, e.g. B. 8o to 90% of it included.

Bei der Polymerisation bilden sich gelbbraune Massen, die nach Reinigung durch Extraktion ein fast weißes, lockeres Pulver bilden. Eine Bildung schwarzer, asphaltartiger Produkte, wie sie häufig bei solchen Polymerisationen auftreten, wird durch Katalysatoren der obigen Zusammensetzung fast vollständig vermieden.. Als Nebenerzeugnisse entstehen Benzin- und schmierölartige Polymerisate, die als solche verwendet oder bei neuen Ansätzen als Verdünnungsmittel vorgelegt werden können. Die rohen Polymerisate enthalten anorganische Bestandteile, die aus den verwendeten Katalysatoren stammen. Die praktisch völlige Entfernung dieser Bestandteile erreicht man in bekannter Weise, beispielsweise durch Ausschütteln mit verdünnten Säuren, z. B. mit io- bis i5%iger Salzsäure; der man zur Erzielung besseren Netzvermögens geringe Mengen von in Wasser löslichen organischen Lösungsmitteln, wie Äther oder Alkohol, zusetzen kann.During the polymerization, yellow-brown masses are formed, which after cleaning form an almost white, fluffy powder by extraction. An education of black, asphalt-like products, as they often occur in such polymerizations, is almost completely avoided by using catalysts of the above composition. Gasoline and lubricating oil-like polymers are produced as by-products, which are used as these are used or presented as a diluent for new batches can. The raw polymers contain inorganic constituents from the Catalysts used originate. The practically complete removal of these components can be achieved in a known manner, for example by shaking with dilute Acids, e.g. B. with io- to i5% hydrochloric acid; which one to achieve better network capacity small amounts of water-soluble organic solvents such as ether or Alcohol.

In den gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln sind die erhaltenen festen Polymerisate nicht löslich. Beim Erhitzen unter Druck in chlorierten Kohlenwasserstoffen, z. B. Trichloräthylen, tritt Ouellung unter Bildung gummiartiger Massen ein. Gelöst werden die Polymerisate beim Erhitzen in Mineralöl, Paraffinöl und chemisch verwandten Stoffen. Dabei steigert sich die Viskosität solcher Lösungsmittel schon bei geringen Zusätzen ganz beträchtlich. Beispielsweise ergibt ein Mineralöl mit dem Viskositätsindex 112 mit einem Zusatz von 1,2 % des festen Polymerisats ein Erzeugnis von schmierfettartiger Konsistenz. Die Polymerisate zeigen keinen einheitlichen Schmelzpunkt, sie erweichen vielmehr allmählich unter Bildung zähflüssiger, fadenziehender Massen.In the common organic solvents are those obtained solid polymers not soluble. When heated under pressure in chlorinated hydrocarbons, z. B. trichlorethylene, occurs Ouellung with the formation of rubbery masses. Solved the polymers are chemically related when heated in mineral oil, paraffin oil and Fabrics. The viscosity of such solvents increases even at low levels Additions quite considerable. For example, gives a mineral oil with the viscosity index 112 with an addition of 1.2% of the solid polymer a product of grease-like Consistency. The polymers do not show a uniform melting point, they soften rather, gradually with the formation of viscous, stringy masses.

Beispie1 In einen Rührautoklav aus V2A-,Stahl von :2,31 Inhalt füllt man 30 g Aluminiumchlorid, io g Titantetrachlorid, i g Aluminiumpulver und 5oo ccm (341 g) n-Heptan. Dann wird die Luft durch Spülen mit Äthylen verdrängt und Äthylen unter Erwärmen eingepreßt. Sobald die Reaktion einsetzt, wird laufend so viel Äthylen nachgepreßt, daß die Temperatur 155° beträgt, wobei der Druck bis auf 58 atü steigt. Insgesamt werden 165 at Äthylen eingepreßt. Dann läßt man erkalten. Man erhält eine Rohausbeute von 780 g einer festen benzinfeuchten Masse, aus der durch Waschen mit Äther 145 g eines sehr leichten, fast weißen Pulvers gewonnen werden. Der ätherische Extrakt hinterläßt nach dem Abdestillieren des Äthers und des n-Heptans 194 g eines öligen Rückstandes. Example 30 g of aluminum chloride, 10 g of titanium tetrachloride, ig aluminum powder and 500 cc (341 g) of n-heptane are filled into a stirred autoclave made of V2A steel with a volume of 2.31. Then the air is displaced by flushing with ethylene and ethylene is injected with heating. As soon as the reaction starts, so much ethylene is continuously injected that the temperature is 155 °, the pressure rising to 58 atmospheres. A total of 165 at ethylene are injected. Then let it cool down. A crude yield of 780 g of a solid, gasoline-moist mass is obtained, from which 145 g of a very light, almost white powder are obtained by washing with ether. After the ether and the n-heptane have been distilled off, the ethereal extract leaves 194 g of an oily residue.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of solid polymers from Ethylene or ethylene-rich gases characterized in that aluminum chloride is used on ethylene act together with titanium tetrachloride under pressure and at elevated temperature leaves, optionally with the addition of other halides from the Friedel-Crafts catalyst series and advantageously in the presence of metals that bind hydrogen chloride, in particular Aluminum powder.