ES2163146T5 - Procedimiento continuo para la preparacion de hidrocarbilaluminoxanos. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento continuo para la producción de aluminoxano, caracterizado porque comprende alimentar agua, hidrocarbilaluminio y disolvente orgánico a un reactor con reciclo en circuito bajo condiciones tales que reaccionan el agua y el hidrocarbilaluminio para formar un hidrocarbilaluminoxano; separar una parte del disolvente y del hidrocarbilaluminoxano de dicho reactor; y recircular la parte restante del contenido del reactor a través de una zona de reacción en donde el agua entra en contacto inicialmente con el hidrocarbilaluminio, siendo el volumen total de la corriente de líquido que pasa a través de dicha zona de reacción de al menos 5.000 veces el volumen de agua.

Description

Procedimiento continuo para la preparación de hidrocarbilaluminoxanos.
Esta invención se relaciona en general con la producción de aluminoxanos por reacción de agua con compuestos de hidrocarbilaluminio y, más concretamente, con un procedimiento continuo mejorado para la preparación de hidrocarbilaluminoxanos, y en especial metilaluminoxanos oligoméricos, empleando un reactor de reciclo en circuito.
Vandenberg, US. 3.219.591 informó sobre la actividad catalítica de compuestos formados por reacción de trialquilaluminio con cantidades limitadas de agua en la polimerización de epiclorhidrina y otros oxidanos. Muy poco después, Manyik, et al., US. 3.242.099, informaron sobre el uso de aluminoxanos, preparados por reacción de 0,85-1,05 moles de agua con compuestos de hidrocarbilaluminio, tal como triisobutilaluminio, como co-catalizadores con ciertos compuestos de metales de transición en la polimerización de alfa-olefinas mono-insaturadas, por ejemplo, etileno y propileno. También se preparó isobutilaluminoxano añadiendo una cantidad molar igual de agua a una solución en heptano de triisobutilaluminio.
Manyik, et al., US. 3.300.458, preparan alquil-aluminoxanos pasando un hidrocarburo a través de agua para formar un hidrocarburo húmedo y mezclando, en un conducto, dicho hidrocarburo húmedo y una solución de alquilaluminio/hidrocarburo.
Schoenthal, et al., US. 4.730.071, muestran la preparación de metilaluminoxano por dispersión de agua en tolueno empleando un baño ultrasónico para causar la dispersión y añadiendo entonces a esta última una solución en tolueno de trimetilaluminio. La Patente US 4.730.072 de Schoenthal, et al., es similar salvo que utiliza un impulsor de alta velocidad, inductor de un elevado esfuerzo cortante, para formar la dispersión en agua.
Edwars, et al., US. 4.772.736, describen un proceso de preparación de aluminoxanos en donde se introduce agua por debajo de la superficie de una solución de hidrocarbilaluminio en posición adyacente a un agitador que sirve para dispersar de forma inmediata el agua en la solución de hidrocarburo.
Bottelberghe, US. 4.908.463, describen un proceso de preparación de aluminoxanos en donde se emplea un mezclador estático para dispersar agua en un disolvente, tras lo cual sobre la dispersión de agua incide una solución de hidrocarbilaluminio en un reactor en forma de T. La solución se retira entonces a un recipiente de reacción de acabado el cual está agitado y puede tener un medio de enfriamiento tal como un intercambiador de calor en un circuito externo que pasa por una bomba.
Becker, et al., US. 5.403.942 y Graefe et al., US. 5.427.992, describen procedimientos discontinuos para la preparación de aluminoxanos por inyección de agua en soluciones de trialquilaluminio usando, respectivamente, un reactor de tipo circuito a chorro y una máquina de rotor/estator para mezclar el agua y el trialquilaluminio.
Un problema asociado con la adición de agua libre a trialquilaluminio para producir soluciones de aluminoxanos en disolventes orgánicos es que las soluciones pueden producir gel y/o partículas pequeñas que se agregan para formar un gel tras el reposo. Incluso cuando las partículas y/o el gel se separan por filtración, se puede formar más gel en la solución después de dos o tres semanas, especialmente cuando las soluciones diluidas originalmente preparadas se concentran para contener mayores contenidos en aluminoxanos, los cuales son convenientes para fines de almacenamiento, transporte y uso.
Otro problema es la falta de uniformidad de los productos que contienen una gama amplia y variable de pesos moleculares lo cual es al parecer la causa de inconsistencia en la actividad catalítica cuando los aluminoxanos se emplean en reacciones de polimerización. Estos problemas son más pronunciados cuando se preparan metilaluminoxanos que son preferibles para utilizarse en procesos de polimerización y copolimerización de olefinas, catalizados con metalocenos. El
\hbox{trimetilaluminio es extremadamente reactivo con agua lo
cual dificulta  la consecución de una reacción uniforme.}
Se ha encontrado ahora un procedimiento continuo que produce de forma económica aluminoxanos que tienen características mejoradas de estabilidad y uniformidad.
De acuerdo con esta invención se proporciona un procedimiento continuo para la preparación de aluminoxanos, cuyo procedimiento comprende alimentar agua, hidrocarbilaluminio y disolvente orgánico a un reactor con reciclo en circuito bajo condiciones tales que reaccionen el agua y el hidrocarbilaluminio para formar un hidrocarbilaluminoxano, separar una parte de dicho disolvente y dicho hidrocarbilaluminoxano de dicho reactor y recircular la porción restante del contenido del reactor a través de una zona de reacción en donde el agua entra en contacto inicialmente con el hidrocarbilaluminio, siendo el volumen total de la corriente de líquido que pasa a través de dicha zona de reacción de al menos 5.000 veces el volumen de agua. Las velocidades de alimentación de agua, hidrocarbilaluminio y disolvente a dicho reactor y la velocidad de extracción de disolvente e hidrocarbilaluminoxano de dicho reactor, se pueden ajustar para producir una reacción prácticamente a régimen constante.
La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de reactor con bombeo el cual inyecta agua, hidrocarbilaluminio y disolvente a un dispositivo de mezcla en línea de acuerdo con una modalidad del procedimiento de la invención.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de reactor con bombeo utilizado en la modalidad del procedimiento de la invención descrita en el Ejemplo1.
La Figura 3 es una vista esquemática en sección transversal de un inyector de agua y disolvente y de un sistema de mezcla en línea utilizados en la modalidad del procedimiento de la invención descrita en el Ejemplo 1.
La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de reactor con bombeo utilizado en la modalidad del procedimiento de la invención descrita en el Ejemplo 2.
La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de inyección de agua utilizado en la realización de la modalidad del procedimiento de la invención descrita en los ejemplos 2 y 3.
Los hidrocarbilaluminoxanos pueden existir en forma de estructuras lineales, cíclicas, de tipo jaula o poliméricas, siendo los compuestos más simples un tetraalquilaluminoxano tal como tetrametilaluminoxano, (CH_{3})_{2}AlOAl(CH_{3})_{2}
o tetraetilaluminoxano, (C_{2}H_{5})_{2}AlOAl(C_{2}H_{5})_{2}. Los compuestos preferidos para utilizarse en catalizadores para la polimerización de olefinas son oligómeros, referidos a veces como polietilaluminoxanos, y normalmente contienen de 4 a 20 unidades recurrentes:
1
en donde R es alquilo C_{1}-C_{8} y preferentemente es metilo. La estructura exacta de los aluminoxanos no ha sido definida todavía y pueden contener especies lineales, cíclicas, de tipo jaula y/o reticuladas. Los metilaluminoxanos (MAOs) tienen normalmente una solubilidad en disolventes orgánicos más baja que los alquilaluminoxanos superiores y las soluciones de metilaluminoxano tienden a volverse turbias o gelatinosas debido a la separación de partículas y aglomerados. Con el fin de mejorar la solubilidad del metilaluminoxano, se pueden incluir grupos alquilo superiores, por ejemplo, C_{2} a C_{20}, tal como mediante hidrólisis de una mezcla de trimetilaluminio con hasta 50 moles % de un compuesto de alquil (C_{2} a C_{20}) aluminio tal como, por ejemplo, trietilaluminio, tri-n-propilaluminio, triisobutilaluminio, tri-n-hexilaluminio, tri-n-octilaluminio o un triarilaluminio. Los MAO's pueden contener también hasta 20 moles %, basado en aluminio, de mitades derivadas de aminas, alcoholes, éteres, ésteres, ácidos fosfóricos y carboxílicos, tioles, alquil- y aril-disiloxanos, para mejorar aún más las características de actividad, estabilidad y/o solubilidad. Dichos metil-alquil (superior)- o aril-aluminoxanos modificados y mezclados quedan incluidos en el término "metilaluminoxano" tal y como aquí se emplea.
Se puede emplear cualquier compuesto de hidrocarbilaluminio o mezcla de compuestos de hidrocarbilaluminio capaces de reaccionar con agua para formar una aluminoxano. Estos incluyen, por ejemplo, trialquilaluminio, triarilaluminio, alquilarilaluminios mixtos e hidruro de alquilaluminio.
Los compuestos de hidrocarbilaluminio preferidos son los compuestos de alquilaluminio, en especial los compuestos de trialquilaluminio tales como trimetilaluminio, trietilaluminio, triisobutilaluminio, tri-n-hexilaluminio y trioctilaluminio. Entre estos, los más preferidos son los compuestos de tri-alquil(C_{1-4}) aluminio.
La reacción se efectúa en un disolvente inerte. Se puede emplear cualquier disolvente inerte. Los disolventes preferidos son los hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Son más preferidos los hidrocarburos aromáticos tales como tolueno, xileno, etilbenceno, cumeno y mesitileno. El disolvente más preferido es tolueno.
El agua se puede añadir a la reacción bien de forma neta y/o disuelta o dispersada en el disolvente. Los reactantes se combinan en proporciones tales que obtengan de 0,5 a 8 moles de compuesto de hidrocarbilaluminio por mol de agua. En la preparación de metilaluminoxanos, las proporciones son preferentemente de 1,3 a 6 moles de trimetilaluminio y más preferentemente de 2 a 4 moles por mol de agua.
La temperatura de reacción va desde -70 a 100ºC, siendo una gama preferida la de -50 a 50ºC y más preferentemente de -20 a 20ºC.
En la modalidad del procedimiento de la invención ilustrada en la Figura 1, se inyectan de forma continua agua, trimetilaluminio (TMA) y tolueno en la entrada de un mezclador en línea 1 que está situado en un circuito con bombeo 2 del reactor. Además de introducir TMA en el mezclador, la totalidad o parte del mismo se puede alimentar al reactor en otros puntos, tal como entre la bomba 4 y el enfriador 5. El agua y el TMA reaccionan y la mezcla de reacción, que incluye metilaluminoxano (MAO) producto y TMA sin reaccionar, se hace circular a través del circuito 2 hacia el tanque de desgasificación 3 en donde se ventila gas metano. La mezcla de reacción se bombea entonces de nuevo, mediante la bomba 4, a la entrada del mezclador en línea 1, tal como un dispersor en línea IKA Works, cuyo rotor funciona a velocidades de 7.000 a 13.000 rpm. El calor de reacción se mantiene dentro de una gama de temperaturas seleccionadas mediante el uso del enfriador 5. El MAO producto en disolvente, que contiene TMA sin reaccionar, se extrae continuamente a través de la línea 6, se pasa a un dispositivo de sedimentación o filtración 7 y luego a la unidad de vaporización instantánea 8. El MAO concentrado en tolueno se extrae por el fondo de la unidad de vaporización instantánea 8 a través de la línea 9. El TMA y el disolvente que son separados del producto por vaporización instantánea se pueden retornar al desgasificador 3 a través de la línea 10. Salvo cuando se añade TMA nuevo al sistema, en forma de TMA puro, se separa algo de disolvente de la mezcla de alquilaluminio/disolvente vaporizada de forma instantánea, con el fin de materiales. El TMA y el disolvente se pueden alimentar también a la línea 2 por delante del mezclador en línea, si así se desea. El mezclador en línea produce una zona de reacción homogénea y el reciclo de un gran volumen de la corriente de producto proporciona tanto la absorción de calor como la dilución de los reactantes, especialmente del agua, de manera que se evita un sobrecalentamiento localizado y/o cualquier subida importante de temperatura. La introducción continua de reactante y la extracción también continua de producto permite mantener una concentración constante de reactantes en una reacción a régimen constante, lo cual ayuda a conseguir un producto más uniforme y reproducible y con un rendimiento mejorado. También permite la producción en secuencia de una variedad de productos simplemente ajustando las velocidades y proporciones de alimentación de los reactantes.
La Figura 2 muestra un sistema que no incluye procesado del producto ni reciclo de TMA y disolvente. Igualmente, el TMA se alimenta al sistema entre la bomba y el enfriador en lugar de hacerlo en el mezclador.
La Figura 3 ilustra un dispositivo adecuado para introducir agua y disolvente en una zona de reacción de un mezclador en línea de rotor/estator 1 accionado por el motor 12. El agua pasa a través de un tubo capilar 13 que está dispuesto coaxialmente dentro del tubo 15 que tiene un diámetro, por ejemplo, de 3 mm. La punta 14 del tubo capilar 13 está rebajada en 1-2 mm desde el extremo 16 del tubo 15. El disolvente que pasa a través del tubo 15 barre el agua de la punta 14 al interior de la zona de reacción 17 en donde el agua reacciona con una mezcla de TMA-MAO-disolvente que entra en la zona de reacción 17 a través del tubo 19. La mezcla de reacción sale del mezclador en línea de rotor/estator 1 a través de la salida 21. El diámetro interior del tubo capilar 13 se puede seleccionar para suministrar una corriente o gotitas individuales de agua, por ejemplo, en una gama de diámetros interiores de 0,001 a 0,1 mm. El extremo del tubo o tobera de inyección de agua deberá estar situado de forma que el agua no entre en contacto con la pared del conducto de disolvente ni quede recogida en dicha pared. En general, la relación del peso del flujo de disolvente usado para transportar el agua a la zona de reacción al peso del agua va desde 10:1 a 1.000:1, con preferencia desde 25:1 a 150:1. Se pueden utilizar otros métodos y dispositivos adecuados para introducir agua en la reacción. Por ejemplo, el agua podría ser predispersada en disolvente y la dispersión de agua/disolvente alimentada a la zona de reacción a través de un solo conducto. La forma de los tubos o conductos no es crítica y pueden ser de una sección transversal distinta de la circular. Igualmente, se pueden emplear otros dispositivos de mezcla que proporcionen un alto esfuerzo cortante en la zona de reacción incluyendo, pero no de forma limitativa, mezcladores ultrasónicos, impulsores y estáticos. De hecho, se ha comprobado que pudo obtenerse un buen producto en alto rendimiento incluso cuando se desconectó el mezclador de rotor/estator (0 rpm). Los compuestos de hidrocarbilaluminio y los productos de aluminoxanos quedan protegidos del oxígeno y de la humedad por medio de una atmósfera de un gas inerte, tal como nitrógeno seco.
Los volúmenes y velocidades de flujo del agua, disolvente y corriente de reciclo proporcionan una concentración muy diluida de agua para lograr una reacción de hidrólisis más uniforme. La corriente total es de al menos 5.000 veces el volumen de alimentación de agua, preferentemente de por lo menos 8.000 veces mayor. El agua es totalmente soluble en el flujo más alto de disolvente y se evita la obturación del reactor, lo cual puede ocurrir cuando se emplea un reactor continuo del tipo T como consecuencia de una sobre-reacción localizada. El resultado es una reacción estable sin necesidad de tener que efectuar interrupciones para eliminar los bloqueos. El alto flujo con bombeo reduce al mínimo cualquier subida de temperatura derivada de la reacción de hidrólisis altamente exotérmica. Las concentraciones relativas de agua y de compuesto de hidrocarbilaluminio en la zona de reacción se pueden mantener prácticamente constantes añadiendo de forma continua compuesto de hidrocarbilaluminio y agua de reposición en las proporciones en las cuales han de reaccionar y separarse del flujo con bombeo, con lo que es posible conseguir una reacción a régimen constante.
Las velocidades de alimentación a la reacción y de separación de producto se ajustan preferentemente para proporcionar una concentración de producto de aluminoxano en bruto en el disolvente del orden de 1 a 5% en peso. La concentración de hidrocarbilaluminio sin reaccionar puede oscilar entre 0 y 10% en peso. En la preparación de MAO, la concentración del producto de MAO oscila generalmente entre 20 y 30% en peso y la de TMA sin reaccionar oscila entre 2 y 10% basado en el peso total de MAO, TMA y disolvente. Las velocidades de alimentación dependen del tamaño del reactor usado. El aluminoxano producto en bruto se puede concentrar por separación del disolvente y del compuesto de alquilaluminio sin reaccionar.
El procedimiento de la invención se ilustra adicionalmente, solo a título de ejemplo, por los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
El Ejemplo 1 utilizó un aparato similar al ilustrado en las Figuras 2 y 3 en donde se introdujo en el sistema solución nueva de TMA en tolueno entre la bomba 4 y el enfriador 5 y se inyectó agua en el sistema a la entrada del mezclador en línea 1.
Las alimentaciones fueron de 11,8% en peso de trimetilaluminio (TMA) en tolueno bajo nitrógeno a presión, tolueno (10 ppm de agua) bajo nitrógeno a presión y agua desionizada purgada con helio. La solución de TMA y el agua se alimentaron mediante bombas dosificadoras y el tolueno se alimentó bajo nitrógeno a presión. El mezclador en línea 1 fue un mezclador IKA-Works UTL 25 con una cámara de dispersión y elementos de dispersión de "finos". El desgasificador 3 fue un recipiente cilíndrico de cristal con cabezas de acero inoxidable y de un volumen de 10 l. El sistema utilizó una bomba centrífuga 4 y un enfriador con bombeo 3 alimentado con refrigerante de agua-etilenglicol. Para iniciar la operación, el desgasificador 3 se cargó con tolueno (3,18 kg, 34,5 g mol, 3,65 litros), se puso en marcha el enfriador con bombeo y la temperatura del conjunto se llevó a 8ºC. El flujo a través del mezclador fue de 727 kg/h, 7.890 gmol/h de tolueno. El mezclador se puso en marcha y se ajustó a 7.000 rpm (t=0). Se inició la alimentación de tolueno (en promedio 2,0 kg/h, 21,7 gmol/h) 5 minutos más tarde (t=5 min.). A un tiempo de t=10 minutos, se inició la alimentación de TMA (en promedio 5,5 kg/h; 0,65 kg/h TMA + 4,85 kg/h tolueno, 9,0 gmol/h TMA, 52,7 gmol/h tolueno). En el tiempo t=20 minutos, se inició la alimentación de agua (0,8 g/min, 2,67 gmol/h H_{2}O). Se extrajo de forma continua MAO producto en bruto para mantener un nivel constante en el sistema. Las condiciones de reacción en el mezclador 1 fueron: temperatura 9-11ºC; relación molar de alimentación H_{2}O/TMA 0,30; relación en volumen de flujo de masa/agua 17.000; relación en peso de flujo de masa/agua 15.000. El porcentaje en peso esperado de Al fue de 3,25% en peso y la constante del tiempo de residencia fue de 25 minutos. Se necesitaron al menos 3 constantes de tiempo para transferir el 99% del contenido del recipiente.
Se retiraron varias muestras a régimen constante y se observaron los resultados indicados en la Tabla 1.
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2
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La recogida de MAO en bruto se inició en el tiempo t=108 minutos, 3,5 constantes de tiempo, y se finalizó en el tiempo t=236 minutos, 8,6 constantes de tiempo. Se recogió una masa total de 15,9 kg. La filtración y análisis de una parte del MAO en bruto indicó que la cantidad de aluminio perdido en los sólidos fue de 2%, es decir, el rendimiento en aluminio del proceso con MAO en bruto fue de 98%. Análisis 3,39% en peso de Al, 5,36% en peso de TMA, 59% de Al como TMA.
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Ejemplo 2
El aparato usado es el ilustrado en las Figuras 4 y 5. El agua se inyectó en el circuito con bombeo por delante del mezclador 1 en lugar de hacerlo en la entrada. El sistema inyector 25 como se ilustra en la Figura 5 dispone de un tubo de disolvente 15 y de un tubo capilar de agua 13 dispuestos perpendicularmente al flujo de disolvente, MAO producto y TMA sin reaccionar en el circuito con bombeo 2. La punta 14 del tubo 13 está rebajada en un milímetro desde el extremo 16 del tubo 15. El diámetro interior del tubo capilar de agua 13 es de 0,55 mm y su diámetro exterior es de 0,65 mm. El diámetro interior del tubo de disolvente 15 es de 1,4 mm y su diámetro exterior es de 3,2 mm. El diámetro interior del circuito 2 es de 9,4 mm y su diámetro exterior es de 12,7 mm. El resto del sistema mostrado en la Figura 1 es igual que el sistema empleado en el Ejemplo1 (Figura 2). Las alimentaciones fueron 12,3% en peso de TMA en tolueno bajo nitrógeno a presión, tolueno (10 ppm de agua) bajo nitrógeno a presión y agua deuterada (purgada con helio). La solución de TMA y el agua se alimentaron mediante bombas dosificadoras y el nitrógeno se alimentó bajo nitrógeno a presión. El desgasificador se cargó con 4,09 l de solución de TMA y la temperatura del conjunto se llevó a 2-3ºC. El flujo a través del mezclador fue de 522 kg/h y se puso en marcha el mezclador ajustado a una velocidad de 7.500 rpm (t=0). Se inició la alimentación de tolueno en el tiempo t=40 minutos (en promedio 1,5 kg/h, 16,3 gmol/h); se inició la alimentación de TMA en el tiempo t=48 minutos (en promedio 6,0 kg/h; 0,74 kg/h TMA + 5,26 kg/h tolueno, 10,2 gmol/h TMA, 57,2 gmol/h tolueno); y se inició la alimentación de agua en el tiempo t=140 min. (0,4 g min., 1,33 gmol/h H_{2}O). La temperatura de la zona de reacción fue de 2-3ºC; la relación molar de la alimentación H_{2}O/TMA fue de 0,13; la relación en volumen de flujo de masa/agua fue de 24.000; y la relación en peso de flujo de masa/agua fue de 22.000. El porcentaje en peso esperado de Al fue de 3,7% en peso y la constante del tiempo de residencia fue de 29 minutos. Se extrajo MAO en bruto de forma continua para mantener un nivel constante en el sistema y se recogió en el tiempo t=323 minutos, 6,3 constantes de tiempo. Después del tiempo t=248 minutos, se desconectó el mezclador y se analizaron dos muestras para comprobar la reacción a régimen constante. Los resultados se ofrecen en la Tabla 2.
3
(a) sacada justo después de desconectar el mezclador;
(b) mezclador desconectado.
La recogida del MAO en bruto se completó en el tiempo t=423 minutos, 9,8 constantes de tiempo con un peso total recogido de 13,6 kg. No se observaron sólidos visibles de forma inmediata en la muestra de MAO en bruto. Después de una semana de almacenamiento a -15ºC, apareció una película muy fina de sólidos en el fondo de los frascos de muestras. El rendimiento en aluminio se estimó en un valor mayor del 99%. Análisis: 3,68% en peso de Al, 8,28% en peso de TMA, 84% de Al como TMA.
Ejemplo 3
El aparato usado se muestra en las Figuras 4 y 5 excepto que parte del flujo con bombeo se envió a través de un segundo enfriador dispuesto en paralelo con el enfriador 5 y se volvió a introducir en el circuito 2 después del punto de separación de producto de MAO en bruto. El rotor del mezclador 1 no fue conectado (rpm=0). Los materiales de alimentación fueron los mismos que en el Ejemplo 2 excepto que se utilizó agua desionizada. El desgasificador se cargó con 6,4 kg (7,2 l) de solución de TMA (12,3%) y la temperatura del conjunto se llevó a 1-3ºC. El flujo a través del mezclador 1 fue de 545 kg/h. Se inició la alimentación de TMA (t=0) (en promedio 8,2 kg/h; 1,0 kg/h TMA + 7,2 kg/h tolueno; 14,0 gmol/h TMA, 78 gmol/h tolueno) y luego, en el tiempo t=6 minutos, se inició la alimentación de tolueno (en promedio 1,2 kg/h, 12,8 gmol/h). Se inició la alimentación de agua en el tiempo t=21 minutos (0,89 g/min., 3,0 gmol/h H_{2}O). La temperatura en la zona de reacción fue de 1-3ºC; la relación molar de alimentación H_{2}O/TMA fue de 0,21; la relación en volumen de flujo de masa/agua fue de 11.000; y la relación en peso de flujo de masa/agua fue de 10.000. El porcentaje en peso esperado de Al fue de 3,99% en peso y la constante del tiempo de residencia fue de 41 minutos. El MAO en bruto se extrajo de forma continua para mantener un nivel constante y, en el tiempo t=213 minutos, 4,7 constantes de tiempo, se inició la recogida y se finalizó en el tiempo t=273 minutos, 6,1 constantes de tiempo, recogiéndose así 10,9 kg. El análisis de una muestra tomada en el tiempo t=270 minutos, proporcionó, 3,93% en peso de Al, 7,5% en peso de TMA, 72% de Al como TMA. No se observaron de forma inmediata sólidos visibles en las muestras de MAO en bruto. Después de una semana de almacenamiento a 15ºC apareció una película muy fina de sólidos en el fondo de los frascos de muestras. El rendimiento en aluminio se estimó en un valor mayor del 99%.
Comparación
Se preparó MAO en bruto usando un sistema similar al empleado en el Ejemplo 1 pero realizado como un proceso discontinuo en lugar de como un proceso continuo. Durante el proceso o durante la retirada continua de MAO en bruto no se efectuó adición alguna de TMA. Los materiales de alimentación fueron los mismos que en el Ejemplo 3. El desgasificador se cargó con 3,1 kg, 4 l, 5,25 gmol de 12,3% de TMA en tolueno y la temperatura del conjunto se llevó a 6-10ºC. El flujo a través del mezclador 1 fue de 682 kg/h, 766 l/h. Se puso en marcha el mezclador (t=0) y se ajustó a 7.400 rpm. Se inició la alimentación de tolueno en el tiempo t=25 minutos (en promedio 2,0 kg/h, 21,7 gmol/h) y 5 minutos más tarde (t=30 minutos) se inició la alimentación de agua (0,4-0,8 g/min., 1,33-2,67 gmol/h). La temperatura en la zona de reacción fue de 6-10ºC; la relación molar total de H_{2}O/TMA fue de 0,71; la relación en volumen de flujo de masa/agua fue mayor de 16.000; y la relación en peso de flujo de masa/agua fue mayor de 14.000. Para su procesado adicional se recogió una masa de 1,3 kg de MAO en bruto. La filtración y el análisis del MAO en bruto indicó que la cantidad de aluminio perdido en los sólidos fue de 17%, de manera que el proceso discontinuo de producción de MAO en bruto tuvo un rendimiento en aluminio de sólo 83%.

Claims (18)

1. Procedimiento continuo para la producción de aluminoxano, caracterizado porque comprende alimentar agua, hidrocarbilaluminio y disolvente orgánico a un reactor con reciclo en circuito bajo condiciones tales que reaccionan el agua y el hidrocarbilaluminio para formar un hidrocarbilaluminoxano; separar una parte del disolvente y del hidrocarbilaluminoxano de dicho reactor; y recircular la parte restante del contenido del reactor a través de una zona de reacción en donde el agua entra en contacto inicialmente con el hidrocarbilaluminio, siendo el volumen total de la corriente de líquido que pasa a través de dicha zona de reacción de al menos 5.000 veces el volumen de agua.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las velocidades de alimentación de agua, hidrocarbilaluminio y disolvente al reactor y la velocidad de extracción de disolvente e hidrocarbilaluminoxano del reactor producen una reacción prácticamente a régimen constante.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el hidrocarbilaluminio es un trialquilaluminio y porque se alimentan al reactor de 0,5 a 8 moles de trialquilaluminio por mol de agua.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el trialquilaluminio es trimetilaluminio y porque se alimentan al reactor de 1,3 a 6 moles de trimetilaluminio por mol de agua.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de reacción es de -70 a 100ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de disolvente e hidrocarbilaluminoxano que se retira del reactor contiene hidrocarbilaluminio sin reaccionar y porque el hidrocarbilaluminio y el disolvente se separan de dicha parte y se retornan al reactor.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua se alimenta a dicha zona de reacción en un disolvente orgánico.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua se alimenta al reactor a través de un conducto cuya salida está incluida en un flujo de disolvente orgánico, de manera que dicho disolvente transporta al agua desde la salida del conducto al interior del reactor.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la zona de reacción incluye un medio de mezcla de líquidos.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho medio de mezcla es un mezclador estático.
11. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho medio de mezcla es un mezclador ultrasónico.
12. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho medio de mezcla es un mezclador de rotor/estator.
13. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho dispositivo de mezcla es un mezclador de alto esfuerzo cortante.
14. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se alimenta al reactor una solución de hidrocarbilaluminio en disolvente.
15. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se alimenta hidrocarbilaluminio puro a dicho reactor.
16. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el trialquilaluminio contiene una mezcla de grupos metilo y uno o más grupos alquilo superiores.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque el trialquilaluminio contiene al menos 50 moles % de grupos metilo.
18. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el hidrocarbilaluminoxano es un metilaluminoxano.
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