JP2000313714A - 触媒系の製造法及びオレフィンを三量体化、オリゴマー化及び/又は重合する方法 - Google Patents

触媒系の製造法及びオレフィンを三量体化、オリゴマー化及び/又は重合する方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 改良された活性及び選択性を有するオレフィ
ンの三量体化、オリゴマー化及び/又は重合用のクロム
含有触媒系を製造する方法を提供する。 【構成】 2−エチルヘキサン酸クロム(III)0.1
4gを25ミリリットル(mL)の圧力管に秤取し、こ
れにピロール0.062g及び希釈剤としてのシクロヘ
キサンを添加して溶液を形成する。得られた溶液0.9
mL及びトリエチルアルミニウムのヘプタン中1.1モ
ル溶液0.9mLをエチレンの向流下でシクロヘキサン
300mLが入っている1リットルのオートクレーブに
加えて触媒を形成する。オートクレーブを封止し、そし
てエチレンの添加を止めてオートクレーブの温度を80
℃の反応温度に上げる。反応温度に達した後、エチレン
の圧力を550psigまで増加させ、引き続きエチレ
ンを30分間供給すると、89%の収率でヘキセン類が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオレフィンを三量体化、
オリゴマー化及び/又は重合するクロム触媒又は助触媒
に関する。本発明はまたオレフィンを三量体化、オリゴ
マー化及び/又は重合する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】担持されたクロム酸化物の触媒はオレフ
ィンポリマー、例えばポリエチレン又はエチレンとヘキ
センとのコポリマーの製造における支配的な因子であっ
た。これらの触媒は色々な重合法において使用すること
ができる。しかし、公知の大部分のクロム化合物はそれ
が触媒的に活性であるためには担持されていなければな
らない。更に、大部分の担持クロム化合物はオレフィン
の重合にしか有用でない。オレフィンコポリマーが所望
とされる場合には、その重合法は2種の異なるモノマー
を重合反応器に供給しなければならない点で更に複雑に
なる。
【0003】オレフィンの三量体化及びオリゴマー化用
の触媒もこの技術分野において知られているが、通常は
所望とされる生成物に対する選択性に欠け、また生成物
の収率も低い。しかし、オレフィンの三量体化及び/又
はオリゴマー化が効率的に行われるならば、それは有用
なオレフィンを与える方法となる。これらのオレフィン
生成物は更に三量体化、オリゴマー化及び/又は、所望
によっては、重合プロセスに組み込むことができる。
【0004】本出願人の出願に係る特開平3−1289
04号公報によれば、次式を有するクロム含有化合物が
記載される:
【化1】
【0005】上記出願の1つの態様によれば、そのよう
な新規なクロム含有化合物はクロム塩、金属アミド及
び、例えばエーテルのような任意の電子対供与体溶剤を
含んで成る反応混合物から製造される。これらの触媒系
は担持又は非担持のいずれかであるが、それらはオレフ
ィンを三量体化及び/又は重合するのに用いることがで
きる。
【0006】クロム塩はクロムの酸化状態が0〜6であ
る1種又は2種以上の有機又は無機のクロム塩であるこ
とができる。この開示に用いられているクロム金属はク
ロム塩のこの定義に入るものである。一般的に言えば、
クロム塩は式CrXnを有する。ただし、Xは同一であ
ってもよいし、異なるものであってもよく、任意の有機
又は無機の基であることができ、そしてnは1〜6の整
数である。代表的な有機基は基当たり約1〜約20個の
炭素原子を有することができ、そしてアルキル基、アル
コキシ基、エステル基、ケトン基及び/又はアミド基よ
り成る群から選択される。有機基は直鎖状又は分枝鎖状
の、環式又は非環式の、芳香族又は脂肪族の基であるこ
とができ、また混合脂肪族、芳香族及び/又は脂環式の
基から作られていてもよい。代表的な無機基には、限定
される訳ではないが、ハライド、サルフェート及び/又
は酸化物がある。
【0007】クロム塩は、例えば弗化第一クロム、弗化
第二クロム、塩化第一クロム、塩化第二クロム、臭化第
一クロム、臭化第二クロム、沃化第一クロム、沃化第二
クロム及びそれらの混合物のようなハライドであるのが
好ましい。クロム塩は、例えば塩化ナトリウムのような
反応の副生成物の分離が簡単であると共に、コストが比
較的低いことから、例えば塩化第一クロム及び/又は塩
化第二クロムのようなクロリドであるのが最も好まし
い。
【0008】金属アミドはクロム塩と反応してクロム−
アミド錯体を形成する任意の金属アミドであることがで
きる。広く述べると、金属アミドは、アミド基が任意の
窒素含有有機基であることができる任意のヘテロレプテ
ィックな(heteroleptic)又はホモレプテ
ィックな(homoleptic)金属錯体又は同塩で
あることができる。金属アミドは反応に積極的に添加し
てもよいし、或いは現場生成させてもよい。金属アミド
は、一般的には、約1〜約20個の炭素原子を有する。
【0009】代表的な好ましい金属アミドには、限定さ
れる訳ではないが、リチウムジメチルアミド、リチウム
ジエチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチ
ウムジシクロヘキシルアミド、ナトリウムビス(トリメ
チルシリル)アミド、ナトリウムインドリド、アルカリ
金属及びアルカリ土類金属のピロリド並びにそれらの2
種又は3種以上の混合物がある。上記の金属ピロリド、
例えばリチウムピロリド、ナトリウムピロリド、カリウ
ムピロリド及びセシウムピロリドが他の反応体との高い
反応性と活性の故に最も好ましい。置換ピロリドの例に
ナトリウム 2,5−ジメチルピロリド及び/又は同
3,4−ジメチルピロリドがあるが、これらに限定され
ない。金属アミドがピロリド配位子である場合、得られ
るクロム化合物はクロムピロリドである。
【0010】さらに、ピロール自体(水素ピロリド)又
は置換ピロールが適当なピロリドと認められる。ピロー
ルが好ましい水素ピロリドである。置換ピロールについ
ては以下において説明する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上の、オレフィンを
三量体化、オリゴマー化及び/又は重合するための従来
のクロム含有触媒又は助触媒にはその活性、選択性及び
生産性を更に改良する余地がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、クロム
源、ピロール含有化合物及び金属アルキルを、電子供与
体溶剤の存在下における該クロム源と該ピロール含有化
合物との予備反応工程なしで、相互溶剤中で混合する工
程を含んで成る、オレフィン化合物を三量体化、オリゴ
マー化又は重合するための触媒系の製造法が提供され
る。
【0013】反応混合物中のエーテルはクロム塩と金属
アミドとの反応を遂行する1種又は2種以上のエーテル
化合物であることができる。理論で縛られることは望ま
ないが、エーテルは反応溶剤で有り得るし、また可能な
反応体であることもできる。エーテルはR−O−Rなる
官能基を含有する任意の脂肪族及び/又は芳香族化合物
であることができる。ただし、Rは同一であってもよい
し、或いは異なっていてもよいが、水素でないのが好ま
しい。好ましいエーテルは、芳香族エーテルはヒトに対
する毒素であると言う点で、安全上の理由から脂肪族エ
ーテルである。更に、好ましいエーテルはハロゲン化ク
ロムと周期律表第IA族又は第IIA族金属のピロリドと
の反応を促進し、また反応混合物から容易に除去可能な
ものである。代表的な化合物にテトラヒドロフラン、ジ
オキサン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン(グリ
ム)、ジグリム、トリグリム及びそれらの2種又は3種
以上の混合物があるが、これらに限定されない。最も好
ましくは、エーテルはテトラヒドロフラン、テトラヒド
ロフラン誘導体、ジメトキシエタン、ジメトキシエタン
の誘導体及びそれらに混合物より成る群から選択され
る。それは上記の理由及びアミンの好ましい塩がこれら
のエーテルに可溶性であると言う理由からである。
【0014】これら3種の反応体は本発明に係るクロム
化合物の1種又は2種以上を含んで成る溶液を形成する
のに適した条件下でいかなる方法ででも混合することが
できる。その反応は酸素及び湿分の不存在下で、従っ
て、例えば窒素及び/又はアルゴンのような不活性雰囲
気下で行うのが好ましい。反応圧力は反応体を液体状態
に保持して置くのに十分な圧力であればどのような圧力
であってもよい。一般的に言えば、略大気圧乃至約3気
圧の範囲内の圧力が許容できる。操作の容易さから、大
気圧が一般に採用される。
【0015】沈澱した本発明に係るクロム化合物はこの
技術分野で公知の任意の方法で回収することができる。
沈澱したクロム化合物を除去する最も単純な方法は濾過
によるものである。
【0016】上記の方法で製造されたクロム化合物はオ
レフィンの三量体化、オリゴマー化及び/又は重合に対
して担持及び/又は非担持触媒系のいずれかの触媒系と
して使用することができる。担持クロム触媒系はクロム
触媒を担持するのに有用な任意の担体を用いて製造する
ことができる。代表的な触媒担体には、限定される訳で
はないが、ゼオライト、無機酸化物(これらは単独又は
組み合わせで使用できる)、ホスフェート化無機酸化物
及びそれらの混合物がある。シリカ、シリカ−アルミ
ナ、アルミナ、弗化アルミナ、シレート化(silat
ed)アルミナ、トリア、アルミノホスフェート、燐酸
アルミニウム、ホスフェート化シリカ、ホスフェート化
アルミナ、シリカ/チタニア、共沈シリカ/チタニア、
弗化/シレート化アルミナ及びそれらの混合物より成る
群から選択される担体(現在のところ好ましい)が、ま
たクロムを含有することができるこれら担体の1種又は
2種以上が特に好ましい。現在のところ最も好ましい触
媒担体は米国特許第4,364,855号明細書(19
82年)に開示されるアルミノホスフェートで、それは
最大の三量体化活性を有する故である。
【0017】担体のグラム当たりのクロムピロリド化合
物の量は、例えば担体のグラム当たりのクロムのモル数
等、色々のしかし同等の用語で表現することができる。
通常は、担体のグラム当たり約8.6×10-3モル以下
のクロム量で十分である。好ましくは、前記の理由から
担体のグラム当たり約1.7×10-6〜約1.7×10
-5モル乃至約8.6×10-4モルのクロムが使用され
る。
【0018】担体を加え、クロムピロリドと完全に混合
した後、これを濾過して集め、真空乾燥し、次いで活性
化用化合物を、通常は1種又は2種以上のルイス酸及び
/又は金属アルキルの、好ましくは溶剤としての炭化水
素化合物中溶液として、得られた炭化水素/クロムピロ
リド混合物に加える。活性な担持触媒系は次に濾過によ
って採集することができる。本明細書の開示において用
いられているルイス酸は電子受容体である任意の化合物
と定義されるものである。活性化用化合物はルイス酸と
金属アルキルの両者であると考えることができる。本出
願においてより広く記載されている通り、活性化用化合
物は任意の数の炭素原子を有することができる。しか
し、商業上の入手性と使用容易性から、活性化用化合物
は通常金属アルキル分子当たり炭素原子を約70個以
下、好ましくは約20個以下含む。金属アルキル及びル
イス酸の両化合物である好ましい活性化用化合物にアル
キルアルミニウム、アルキル硼素、アルキルマグネシウ
ム、アルキル亜鉛及び/又はアルキルリチウムの各化合
物があるが、これらに限定されない。代表的な金属アル
キルに、限定される訳ではないが、n−ブチルリチウ
ム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ジエチ
ルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジエチル亜
鉛、トリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム及びそれらの混合物が
ある。活性化用化合物は、加水分解されていない、即ち
水と前以て接触されていないアルキルアルミニウム化合
物、アルキルアルミニウム化合物の誘導体、ハロゲン化
アルキルアルミニウム化合物及びそれらの混合物より成
る群から選択するのが、生成物についての改良された選
択性並びに触媒系の改良された反応性、活性及び/又は
生産性の点から最も好ましい。最良の触媒系の活性と生
成物への選択性について、代表的な化合物にトリエチル
アルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチル
アルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチ
ルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムエトキ
シド、エチルアルミニウムセスキクロリド及びそれらの
混合物があるが、これらに限定されない。触媒系の活性
と生成物についての選択性における最良の結果につい
て、最も好ましいアルキルアルミニウム化合物はトリエ
チルアルミニウムである。
【0019】クロムピロリド触媒を活性化し及び/又は
同触媒と反応するのに金属アルキル及び/又はルイス酸
等の活性化用化合物はいかなる量であっても十分であ
る。通常は、クロムのグラム当たり約200グラムの活
性化用化合物、即ち金属アルキル及び/又はルイス酸が
用い得る。最良の触媒活性については、好ましくは、ク
ロムピロリドのグラム当たり約1〜約100グラム、最
も好ましくは、約5〜約30グラムの金属アルキル及び
/又はルイス酸等の活性化用化合物が用いられる。しか
し、用いられる金属アルキル及び/又はルイス酸等の活
性化用化合物の量は使用される触媒担体により変わり得
る。例えば、担体がシリカ及び/又はアルミナである場
合は、金属アルキル及び/又はルイス酸等の活性化用化
合物が多すぎると触媒活性が低下する可能性がある。た
だし、金属アルキル及び/又はルイス酸等の活性化用化
合物をアルミノホスフェート担体と共に使用すると、同
じような量であっても触媒活性は必ずしも有意には低下
しない。
【0020】本明細書でより広く記載される、溶剤とし
て用いられる炭化水素化合物は1種又は2種以上の芳香
族又は脂肪族の不飽和炭化水素化合物の任意の組み合わ
せであることができる。理論で縛られることは望まない
が、不飽和炭化水素化合物は溶剤以上のものとして作用
し、本発明に係る触媒系の形成に際しての及び/又はそ
の形成に続く段階における反応体及び/又は安定化用成
分であり得ると考えられる。例えば溶剤のような代表的
な不飽和炭化水素化合物は活性化用化合物を溶解し得る
任意の不飽和炭化水素化合物であることができ、その場
合活性化用化合物はルイス酸及び/又は金属アルキルで
あることができる。本発明の一態様によれば、前記の先
願に記載した分子当たり約6〜約50個の炭素原子を有
する溶剤としての芳香族化合物の他に、分子当たり約2
0個以下の炭素原子を含む不飽和脂肪族炭化水素を使用
することができる。特定の代表的な不飽和脂肪族化合物
にはエチレン、1−ヘキセン、1,3ーブタジエン及び
それらの混合物がある。最も好ましい不飽和脂肪族炭化
水素化合物はエチレンである。それは、触媒系の製造工
程を省くことができることと、エチレンが三量体化及び
/又はオリゴマー化の反応体となし得るからである。特
定の代表的な不飽和芳香族炭化水素化合物にトルエン、
ベンゼン、キシレン、メシチレン、ヘキサメチルベンゼ
ン及びそれらの混合物があるが、これらに限定されな
い。前記の出願に記載される通り、得られる触媒系の除
去の容易さと触媒系に対する妨害を最少にする目的か
ら、最も好ましい不飽和芳香族炭化水素化合物はトルエ
ンである。
【0021】不飽和炭化水素化合物はクロムピロリドと
活性化用化合物との初期接触中に、即ち三量体化、オリ
ゴマー化及び/又は重合用の反応器への導入前に存在し
ていてもよいし、或いはその反応器に直接導入してもよ
い。前記のように、オレフィン反応体の1種又は2種以
上は不飽和炭化水素であると考えることができる。不飽
和炭化水素は、得られる触媒系を安定化するためには、
クロムピロリドと活性化用化合物との初期接触中に存在
するのが好ましい。不飽和炭化水素の不存在下では、得
られる触媒系が失活し、ある期間にわたり活性を失う可
能性がある。
【0022】任意の量の不飽和炭化水素化合物を用い得
るが、多過ぎたり或いは少な過ぎると触媒系の活性に悪
影響が出る可能性がある。従って、得られる触媒系をス
トリッピングして過剰の不飽和芳香族炭化水素を全て除
くのが好ましい。過剰の不飽和芳香族炭化水素のストリ
ッピングは、例えば溶剤除去法等、この技術分野で公知
の任意の方法で遂行することができる。代表的な除去法
に、限定される訳ではないが、濾過、真空乾燥、不活性
雰囲気下での乾燥及びそれらの組み合わせがある。理論
で縛られることは望まないが、残留不飽和炭化水素は得
られる触媒系を安定化することができると考えられる。
不飽和炭化水素が存在しないと、触媒系は活性を失う可
能性があると考えられる。
【0023】担持された触媒系を製造する前記本出願に
よるもう1つ別の好ましい方法は、1種又は2種以上
の、本発明に係る固体のクロムピロリド化合物を、例え
ばトルエン及び/又はエチレンを含むように、本明細書
でより広く開示される不飽和炭化水素溶剤と、並びに、
例えばトリエチルアルミニウムのような金属アルキル及
び/又はルイス酸等の、前に開示した活性化用化合物と
混合する方法である。
【0024】本発明の一態様によれば、触媒系は金属
源、ピロール含有化合物及び金属アルキル、並びに好ま
しくは不飽和炭化水素化合物を相互溶剤中、(上記の金
属源とピロール含有化合物との間の反応に対する)電子
供与体溶剤を用いた予備反応工程なしで、混合すること
によって製造することができる。任意の不飽和炭化水
素、例えばトルエンが相互溶剤として役立ち得る。相互
溶剤として役立つこのような不飽和炭化水素の不存在下
では、例えばシクロヘキサンが用い得る。これらの触媒
系は触媒担体を更に含んでいることができる。金属源は
クロム源であるのが好ましいが、前記の他の金属のどれ
であってもよい。
【0025】前記で検討したクロム塩と同様、クロム源
はクロムの酸化状態が0〜6である1種又は2種以上の
有機又は無機のクロム化合物であることができる。この
明細書の開示で用いられているように、クロム金属はク
ロム塩のこの定義に含まれる。一般的に言えば、クロム
源は式CrXnを有する。ただし、Xは同一のものであ
ってもよいし、異なるものであってもよく、そして任意
の有機基又は無機基であることができ、nは1〜6の整
数である。代表的な有機基は基当たり約1〜約20個の
炭素原子を有することができ、そしてアルキル基、アル
コキシ基、エステル基、ケトン基及び/又はアミド基よ
り成る群から選択される。有機基は直鎖状又は分枝鎖状
の環式若しくは非環式の、芳香族又は脂肪族の基である
ことができ、また混合脂肪族、芳香族及び/又は脂環式
の基からできていてもよい。代表的な無機基に、限定さ
れる訳ではないが、ハライド、サルフェート及び/又は
酸化物がある。
【0026】クロム源は改良された三量体化活性を有す
る触媒系を生成させ得るクロム(II)−及び/又はクロ
ム(III)−含有化合物であるのが好ましい。クロム源
は使用容易性、入手性及び向上した触媒系活性の故にク
ロム(III)化合物であるのが)最も好ましい。代表的
なクロム(III)化合物には、限定される訳ではない
が、カルボン酸クロム、ナフテン酸クロム、ハロゲン化
クロム、クロムピロリド及び/又はクロムジオネート
(dionate)がある。特定のクロム(III)化合
物に次のものがあるが、これらに限定されない:クロム
(III)2,2,6,6−テトラメチルヘプタンジオ
ネート[Cr(TMHD)3]、2−エチルヘキサン酸
クロム(III)[Cr(DH)3]、ナフテン酸クロ
ム(III)[Cr(Np)3]、塩化クロム(III)、ク
ロム(III)トリス(2−エチルヘキサノエート)、
臭化第二クロム、塩化第二クロム、弗化第二クロム、オ
キシ−2−エチルヘキサン酸クロム(III)、ジクロロ
エチルヘキサン酸クロム(III)、アセチルアセトン酸
クロム(III)、酢酸クロム(III)、酪酸クロム(II
I)、ネオペンタン酸クロム(III)、ラウリン酸クロム
(III)、ステアリン酸クロム(III)、クロム(II
I)ピロリド(類)及び/又はしゅう酸クロム(III)。
【0027】特定の代表的なクロム(II)化合物には次
のものがあるが、これらに限定されない:弗化第一クロ
ム、塩化第一クロム、臭化第一クロム、沃化第一クロ
ム、クロム(II)ビス(2−エチルヘキサノエート)、
酢酸クロム(II)、酪酸クロム(II)、ネオペンタン酸
クロム(II)、ラウリン酸クロム(II)、ステアリン酸
クロム(II)、クロム(II)ピロリド類及び/又はしゅ
う酸クロム(II)。
【0028】ピロール含有化合物はクロム塩と反応して
クロムピロリド錯体を形成する任意のピロール含有化合
物であることができる。本明細書の開示において用いら
れている“ピロール含有化合物”なる用語は水素ピロリ
ド、即ちピロール(C45N)、水素ピロリドの誘導体
及び金属ピロリド錯体を意味する。“ピロリド”(又は
本発明の一態様において称される“ピロール”)は、例
えばピロール、ピロール誘導体及びそれらの混合物等の
5員の、窒素含有複素環を含む任意の化合物であること
ができる。広く述べると、ピロール含有化合物はピロー
ル及び/又はピロリド基、即ち配位子を含有する任意の
ヘテロレプティック又はホモレプティックな金属錯体で
あることができる。ピロール含有化合物は反応に積極的
に加えてもよいし、或いは反応の現場で生成させてもよ
い。一般的に言えば、ピロール含有化合物は分子当たり
約1〜約20個の炭素原子を有する。代表的なピロリド
(又はピロール)に水素ピロリド(ピロール)、ピロー
ル誘導体、置換ピロリド(又は同ピロール)、リチウム
ピロリド、ナトリウムピロリド、カリウムピロリド、セ
シウムピロリド及び/又は置換ピロリドの塩がある。他
の反応体に対するこれらピロリド(又はピロール)の高
い反応性と活性の故である。置換ピロリド(又はピロー
ル)の例に次のものがあるが、ただしこれらに限定され
ない:ピロール−2−カルボン酸、2−アセチルピロー
ル、ピロール−2−カルボキサルデヒド、テトラヒドロ
インドール、2,5−ジメチルピロール、2,4−ジメ
チル−3−エチルピロール、3−アセチル−2,4−ジ
メチルピロール、エチル−2,4−ジメチル−5−(エ
トキシカルボニル)−3−ピロール−プロピオネート、
エチル−3,5−ジメチル−2−ピロール−カルボキシ
レート。ピロール含有化合物がクロムを含有する場合、
得られるクロム化合物はクロムピロリドと称される。
【0029】三量体化用触媒系で使用される最も好まし
いピロール含有化合物は水素ピロリド、即ちピロール
(C45N)及び/又は2,5−ジメチルピロールより
成る群から選択されるものである。ピロール含有化合物
は全て高い活性と生産性を有する触媒を生成させること
ができるが、ピロール及び/又は2,5−ジメチルピロ
ールの使用は、例えばエチレンの1−ヘキセンへの三量
体化並びに低下したポリマーの生成のような、向上した
活性と所望とされる三量体化生成物への選択性を有する
触媒系を生成させることができる。
【0030】前記において活性化用化合物とも称した金
属アルキルは任意のヘテロレプティック又はホモレプテ
ィックな金属アルキル化合物であることができる。1種
又は2種以上の金属アルキルが用い得る。金属上の配位
子は脂肪族及び/又は芳香族のものであることができ
る。配位子は任意の飽和又は不飽和の脂肪族基である。
金属アルキルは任意の数の炭素原子を有することができ
る。しかし、商業上の入手性と使用容易性から、金属ア
ルキルは通常金属アルキル分子当たり約70個以下、好
ましくは約20個以下の炭素原子を含むものである。好
ましい金属アルキルには、限定される訳ではないが、ア
ルキルアルミニウム化合物、アルキル硼素化合物、アル
キルマグネシウム化合物、アルキル亜鉛化合物及び/又
はアルキルリチウム化合物がある。代表的な金属アルキ
ルに、限定される訳ではないが、n−ブチルリチウム、
s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ジエチルマ
グネシウム、ジエチル亜鉛、トリエチルアルミニウム、
トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム
及びそれらの混合物がある。
【0031】活性化用化合物は、改良された生成物への
選択性、並びに触媒系の改良された反応性、活性及び/
又は生産性のために、加水分解されていない、即ち水と
前以て接触していないアルキルアルミニウム化合物、ア
ルキルアルミニウム化合物の誘導体、ハロゲン化アルキ
ルアルミニウム化合物及びそれらの混合物より成る群か
ら選択するのが最も好ましい。代表的な化合物に、触媒
系の最良の活性と生成物への選択性のために、トリエチ
ルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチ
ルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエ
チルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムエト
キシド、エチルアルミニウムセスキクロリド及びそれら
の混合物がある。ただし、これらに限定されない。触媒
系の活性と生成物への選択性における最良の結果のため
に、また商業上の入手性のために、最も好ましいアルキ
ルアルミニウム化合物はトリエチルアルミニウムであ
る。
【0032】三量体化用の触媒系が所望とされる生成物
である場合、活性化用化合物は一般式AlR3、AlR2
X、AlRX2、AlR2OR、AlRXOR及び/又は
Al 233で表される少なくとも1種の非加水分解ア
ルキルアルミニウム化合物でなければならない。ただ
し、Rはアルキル基であり、またXはハロゲン原子であ
る。代表的な化合物に、限定される訳ではないが、トリ
エチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリ
ブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、
ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウム
エトキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシド、エチ
ルアルミニウムエトキシクロリド及び/又はエチルアル
ミニウムセスキクロリドがある。三量体化用触媒系のた
めの活性化用化合物は、前記の理由から、式AlR3
るトリアルキルアルミニウム化合物であるのが好まし
い。前記の理由から、最も好ましいトリアルキルアルミ
ニウム化合物はトリエチルアルミニウムである。
【0033】安定で活性な触媒系の形成は不飽和炭化水
素の存在下で起こることができる。前記の態様において
検討したように、不飽和炭化水素はクロム源、ピロール
含有化合物及び金属アルキルの初期接触中に存在してい
てもよいし、或いは三量体化、オリゴマー化及び/又は
重合用の反応器に直接導入してもよい。更に、オレフィ
ン反応体の1種又は2種以上は不飽和炭化水素であると
考えることもできる。
【0034】いかなる不飽和芳香族又は同脂肪族の炭化
水素も用いることができる。不飽和炭化水素は、初め
は、反応混合物中に存在しているのが好ましく、そして
活性と選択性、並びに安定な触媒系に関して高度に活性
な触媒を生成させるには芳香族炭化水素及び/又はエチ
レンが初めに存在しているのが最も好ましい。不飽和炭
化水素は分子当たり任意数の炭素原子を有することがで
きる。商業上の入手性と使用の容易さから、不飽和炭化
水素は、通常、分子当たり約70個以下、好ましくは約
20個以下の炭素原子を含む。
【0035】不飽和炭化水素は気体、液体又は固体であ
ることができる。クロム塩、ピロール含有化合物及び金
属アルキルの完全な接触と混合を遂行するためには、不
飽和炭化水素は液体状態及び/又は溶解状態にあるのが
好ましい。代表的な不飽和脂肪族炭化水素に、限定され
る訳ではないが、エチレン、1−ヘキセン、1,3−ブ
タジエン及びそれらの混合物がある。最も好ましい不飽
和脂肪族炭化水素はエチレンである。エチレンは三量体
化、オリゴマー化及び/又は重合に際して反応体である
ことができるからである。代表的な不飽和芳香族炭化水
素に、限定される訳ではないが、トルエン、ベンゼン、
キシレン、メシチレン、ヘキサメチルベンゼン及びそれ
らの混合物がある。触媒系の安定性を改良し、また触媒
系の活性を改良するためには不飽和炭化水素が好まし
い。得られる触媒系の最良の安定性と活性にとって、最
も好ましい不飽和芳香族炭化水素はトルエンである。
【0036】不飽和芳香族炭化水素をクロム化合物
(類)の導入前に三量体化、オリゴマー化及び/又は重
合用の反応器に加える場合、クロム化合物(類)の反応
器への導入に先立って不飽和芳香族炭化水素の除去、即
ちストリッピングにより触媒系の活性及び/又は生成物
の選択性を改良することができる。不飽和芳香族炭化水
素の除去は、例えばフラッシュ蒸留又は蒸発等、この技
術分野で公知の任意の方法で行うことができる。得られ
る生成物は本発明に係る触媒系の濃縮された又は飽和さ
れた溶液である。
【0037】不飽和芳香族炭化水素を反応器への導入に
先立って除去すると、本発明に係る触媒系の濃縮され又
は飽和された溶液は、三量体化、オリゴマー化及び/又
は重合のプロセスと相溶性がある溶剤に溶解されて触媒
系の取り扱い容易性を改良することができる。一般的に
言えば、溶剤は反応希釈剤と同一である。好ましい溶剤
に、限定される訳ではないが、シクロヘキサン、イソブ
タン、ヘキサン、ペンタン及びそれらの混合物がある。
【0038】反応は、所望によっては、ハライド源の存
在下でも行うことができる。ハライド源が反応混合物中
に存在すると、触媒系の活性と生産性を増加させること
ができるだけでなく、生成物の選択性も増加させること
ができる。代表的なハライドに、限定される訳ではない
が、弗化物、塩化物、臭化物及び/又は沃化物がある。
使用容易性と入手性から、塩化物が好ましいハライドで
ある。改良された活性、生産性及び/又は選択性に基づ
くと、臭化物が最も好ましいハライドである。
【0039】ハライド源はハロゲンを含有していればい
かなる化合物であってもよい。代表的な化合物に、限定
される訳ではないが、一般式Rmnを持つ化合物があ
る。ただし、Rは任意の有機及び/又は無機の基である
ことができ、Xはフルオリド、クロリド、ブロミド及び
/又はアイオダイドより成る群から選択されるハライド
であることができ、そしてm+nは0より大の任意の数
であることができる。Rが有機基である場合、最良の相
溶性と触媒系の活性には、Rは基当たり約1〜約70個
の炭素原子を有するのが好ましく、そして基当たり1〜
20個の炭素原子を有するのが最も好ましい。Rが無機
基である場合、Rはアルミニウム、珪素、ゲルマニウ
ム、水素、硼素、リチウム、錫、ガリウム、インジウ
ム、鉛及びそれらの混合物より成る群から選択するのが
好ましい。特定の代表的な化合物に、限定される訳では
ないが、塩化メチレン、クロロホルム、塩化ベンジル、
四塩化珪素、塩化錫(II)、塩化錫(IV)、四塩化ゲル
マニウム、三塩化硼素、三臭化アルミニウム、三塩化ア
ルミニウム、1,4−ジ−ブロモブタン及び/又は1−
ブロモブタンがある。
【0040】更に、クロム源、金属アルキル及び/又は
不飽和炭化水素はハライドを含有することができ、かく
して反応混合物にそのハライドを与えることができる。
好ましくは、ハライド源はアルキルアルミニウムハライ
ドであり、使用容易さと相溶性のみならず触媒系の改良
された活性と生成物の選択性の理由からアルキルアルミ
ニウムハライドと共に使用される。代表的なアルキルア
ルミニウムハライドに、限定される訳ではないが、ジイ
ソブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウム
クロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチル
アルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムブロミ
ド、ジエチルアルミニウムアイオダイド及びそれらの混
合物がある。
【0041】三量体化用の触媒系が所望とされる生成物
である場合、反応混合物はハライド源を含むのが好まし
い。更に、ハライド源はハロゲン化錫(IV)、ハロゲン
化ゲルマニウム及びそれらの混合物より成る群から選択
するのが最も好ましい。ハライド源は金属アルキルの添
加前にクロム源及びピロール含有化合物と混合するのが
最も好ましい。即ち、クロム源とピロール含有化合物と
をハライド源により予備処理すると触媒系の生産性が向
上するのである。
【0042】三量体化用触媒系を製造するのに用いられ
る各反応体の量は、1種又は2種以上のオレフィンと混
合された時に本明細書の開示において定義される三量体
化が起こる十分な任意の量であることができる。三量体
化用触媒系を製造するには、元素クロム(Cr)として
約1モルのクロムが通常ピロール含有化合物約1〜約5
0モル、及び元素としてのアルミニウム約1〜約75モ
ルと過剰の不飽和炭化水素中で混合することができる。
任意のハライド源が存在する場合、元素として約1〜約
70モルのハライドが通常存在する。好ましくは、元素
クロム(Cr)として計算して約1モルのクロムが約1
〜約15モルのピロール含有化合物及び元素アルミニウ
ム(Al)として計算して約5〜約40モルのアルミニ
ウムと過剰の不飽和炭化水素中で混合することができ
る。任意のハライド源が存在する場合、元素ハライド
(X)として計算して約1〜約30モルのハライドが存
在するのが好ましい。元素クロム(Cr)として約1モ
ルのクロムを2〜4モルのピロール含有化合物及び元素
アルミニウム(Al)として10〜20モルのアルミニ
ウムと過剰の不飽和炭化水素中で混合するのが最も好ま
しい。任意のハライド源が存在する場合、2〜15モル
の元素(X)としてのハライドが存在するのが最も好ま
しい。
【0043】過剰のピロール含有化合物は触媒系の活
性、生産性及び/又は選択性を改良しないようである。
不飽和炭化水素は触媒系の安定性、活性及び/又は選択
性を改良することができる。過剰の不飽和炭化水素は触
媒系の選択性及び/又は活性に害を及ぼす可能性があ
る。アルキルアルミニウムが多過ぎると、触媒系の活性
と生成物の選択性が低下する可能性がある。アルキルア
ルミニウムが少な過ぎると、触媒系の形成が不完全にな
る可能性があり、それがまた低い触媒系活性をもたら
し、かつ所望とされない高分子副生成物の形成を増加さ
せる可能性がある。過剰の任意ハライド源は触媒系を失
活させることができ、従って低下した触媒系活性をもた
らし得る。前記のように、ハライド源の存在は触媒系の
活性と生成物の選択性を増加させることができる。
【0044】本発明の一態様によれば、ピロール含有化
合物は金属アルキルの導入前に反応混合物中に金属源と
一緒に存在するのが好ましい。この添加順序で行うなら
ば、生成物の選択性と触媒系の活性及び生産性に関して
より良好な触媒系を製造することができる。
【0045】反応は、好ましくは、触媒を失活させ得る
酸素の不存在下、及び無水条件下、即ち初めは水が存在
しない状態で起こる。従って、乾燥した、例えば窒素及
び/又はアルゴン等の不活性な雰囲気が最も好ましい。
更に、金属アルキルは非加水分解金属アルキルである。
【0046】反応圧力は反応に悪影響を及ぼさない任意
の圧力であることができる。一般的に言えば、略大気圧
乃至約3気圧の範囲内の圧力が許容できる。操作の容易
さから、大気圧が一般に用いられる。
【0047】反応温度は任意の温度であることができ
る。より効率的な反応を達成するためには、上記の理由
から反応混合物を液体状態に維持して置く温度が好まし
い。
【0048】反応時間は反応が起こるのに必要な任意の
時間であることができる。反応は溶解プロセスであると
考えることができる。即ち、実質的に全ての反応体を溶
解することができる時間で十分である。反応時間は反応
体のみならず反応の温度と圧力に依存して変わり得る。
通常は、約1日以下の時間で十分であり得る。最適条件
下では、反応時間は約1秒乃至約15分の範囲内である
ことができる。これより長い時間を取っても通常は追加
の利益は得られず、また上記時間より短い時間は完全な
反応に十分な時間とはならないだろう。
【0049】不均一系の、即ち担持された触媒系は反応
器に固体担体を直接加えることによって本発明の一態様
に従って反応器中で現場製造することができる。前記の
ように、代表的な触媒担体には、限定される訳ではない
が、ゼオライト、無機酸化物(これらは単独か組み合わ
せで用いられる)、ホスフェート化無機酸化物及びそれ
らの混合物がある。シリカ、シリカ−アルミナ、アルミ
ナ、弗化アルミナ、シレート化アルミナ、トリア、アル
ミノホスフェート、燐酸アルミニウム、ホスフェート化
シリカ、ホスフェート化アルミナ、シリカ−チタニア、
共沈シリカ/チタニア、弗化/シレート化アルミナ及び
それらの混合物(これらが現在のところ好ましい)より
成る群から選択される担体、並びにクロムを含有するこ
とができるこれら担体の任意の1種又は2種以上が特に
好ましい。現在のところ最も好ましい触媒担体は米国特
許第4,364,855号明細書に開示されるアルミノ
ホスフェートで、それはその最大三量体化活性の故であ
る。三量体化又はオリゴマー化のプロセスで用いられる
不均一系の触媒系の現場製造により所望とされないポリ
マーの形成を減少させることができる。
【0050】三量体化、オリゴマー化及び/又は重合の
不均一系触媒系はまた先に開示したクロム源、ピロール
含有化合物、金属アルキル、不飽和炭化水素及び無機酸
化物を含んで成る反応混合物を形成することによって本
発明のこの態様に従って製造することができる。所望に
よっては、先に開示したように、ハライド源を添加する
ことができる。反応の化学量論関係と反応条件は本発明
の一態様について開示したものと同一である。
【0051】無機酸化物触媒担体に対して過剰のクロム
源が全て十分である。しかし、クロムピロリド化合物の
量は触媒担体のグラム当たり約5グラム以下が通常十分
な量である。最良の担体装填と試剤の最も効率的な使用
には、担体のグラム当たり約0.001〜約0.01乃
至0.5グラムのクロムピロリド化合物又はクロム源を
用いるのが好ましい。クロムピロリド又はクロム源の担
体のグラム当たりに対する量は、例えば担体のグラム当
たりのクロムのモル数等、色々なしかし同等の用語で表
現することができる。通常は、担体のグラム当たり約
8.6×10-3モルのクロム量で十分である。上記の理
由から、担体のグラム当たり約1.7×10-6〜約1.
7×10-5乃至8.6×10-4モルのクロムを用いるの
が好ましい。
【0052】得られた不均一系の触媒系は濾過で採集し
て固体触媒系生成物を回収することができる。この固体
触媒系は化学的安定性と反応性を維持するために乾燥し
た不活性な雰囲気下に保って置くのが好ましい。
【0053】本出願人の出願に係る特開平3−1154
06号公報には重合触媒と特開平3−128904号公
報の発明に係るクロム化合物とを含む助触媒系が記載さ
れる。一般的に言えば、重合触媒系はクロム触媒[“フ
ィリップス触媒(Phillips Catalyst
s)”としても知られる]か、チタン、ジルコニウム及
び/又はバナジウム含有触媒であると考えられる。
【0054】この技術分野で公知のクロム触媒系が全て
用い得る。市販のクロム触媒系は、典型的には、少なく
とも一部が6価状態にある、無機酸化物に担持されたク
ロムを含んで成る。この重合触媒系は、所望によって
は、金属アルキル助触媒を更に含んでいることができ
る。代表的なクロム触媒系に米国特許第3,887,4
94号、同第3,900,457号、同第4,053,
436号、同第4,151,122号、同第4,29
4,724号、同第4,392,990号及び同第4,
405,501号明細書に開示されるものがあるが、こ
れらに限定されない。
【0055】この技術分野で公知のチタン、ジルコニウ
ム及び/又はバナジウム−含有触媒系も全て用い得る。
市販のチタン、ジルコニウム及び/又はバナジウム触媒
系は、典型的には、遷移金属ハライドと有機金属化合物
との錯体を含んで成る。代表的なマグネシウム/チタン
触媒に米国特許第4,394,291号、同第4,32
6,988号及び同第4,347,158号明細書に開
示されるものがあるが、これらに限定されない。
【0056】助触媒として使用される本発明に係るクロ
ム化合物を含めて新規な三量体化及び/又はオリゴマー
化用の助触媒系の量はポリマー生成物に組み込むことが
できるコモノマーを生成させるのに十分ないかなる量で
あってもよい。本発明の色々な態様によって製造される
クロム触媒系は上記において検討したチタン、ジルコニ
ウム及び/又はバナジウム−含有触媒と共に助触媒とし
て役立つことができる。
【0057】金属源とピロール含有化合物、及び金属ア
ルキル、そして好ましくは不飽和炭化水素を混合するに
当たっての本発明の一態様の方法によれば、本出願人に
よる前記の先願に記載される諸方法による第一反応生成
物を単離する必要が回避される。更に、本発明の一態様
の方法で製造される触媒系は、例えばエチレンからヘキ
セン1種を製造するに際して改良された生産性と所望と
される三量体化生成物への選択性を有する。
【0058】重合の反応体 本発明の触媒系、助触媒系及び方法による重合での使用
のために適用できる反応体は、重合できる、即ち反応す
ることができ、又は他のオレフィン系化合物と反応する
ことができるオレフィン系化合物である。本発明の触媒
系は約2〜約8個の炭素原子を有する少なくとも1種の
線状又は分枝鎖状のモノ−1−オレフィンを重合させる
のに用いることができる。代表的な化合物に、限定され
る訳ではないが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン及びそれら
の混合物がある。
【0059】本発明の触媒系はまた、分子当たり約2〜
約30個の炭素原子を有し、かつ少なくとも1個のオレ
フィン性二重結合を有するオレフィン化合物を使用する
オリゴマー化法においても有用である。代表的なモノ−
オレフィン化合物に、限定される訳ではないが、例えば
エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソ
ブチレン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセ
ン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、2−
ヘプテン、3−ヘプテン、4種のノルマル−オクテン、
4種のノルマル−ノネン及びそれらの任意の2種又は3
種以上の混合物等の環式及び非環式のオレフィンがあ
る。代表的なジオレフィン化合物には1,3−ブタジエ
ン、イソプレン、1,4−ペンタジエン及び1,5−ヘ
キサジエンがあるが、これらに限定されない。分枝した
及び/又は環式のオレフィンを反応体として使用する場
合、理論で縛られることは望まないが、立体障害が三量
体化プロセスを妨害する可能性があると考えられる。従
って、このオレフィンの分枝及び/又は環式部分は、好
ましくは、炭素−炭素二重結合から離れているべきであ
る。
【0060】本明細書の開示において用いられている三
量体化とは、任意の2種、3種又は4種以上のオレフィ
ンの結合と定義されるもので、その場合オレフィン結
合、即ち二重結合の数は2個減じられる。本発明の三量
体化法で使用するために適用できる反応体は、a)自己
反応して、即ち三量体化して有用な生成物を与えること
ができるオレフィン系化合物(例えば、エチレンの自己
反応はヘキセン1種を与えることができ、また1,3−
ブタジエンの自己反応は1,5−シクロオクタジエンを
与えることができる、等々)、及び/又はb)他のオレ
フィン系化合物と反応して、即ち共三量体化して有用な
生成物を与えることができるオレフィン系化合物(例え
ば、エチレンとヘキセンとの共三量体化はデセン1種及
び/又は1−テトラデセンを与えることができ、エチレ
ンと1−ブテンとの共三量体化はオクテン1種を与え、
1−デセンとエチレンとの共三量体化は1−テトラデセ
ン及び/又は1−ドコセンを与えることができ、また
1,3−ブタジエンと1,5−ヘキサジエンとの共三量
体化は1,5−シクロオクタデカジエンを与えることが
できる、等々)である。例えば、3個のエチレン単位の
結合に際してオレフィン結合の数は、1−ヘキセンにお
いて2個減ぜられて1個のオレフィン結合となる。もう
1つの例において、2個の1,3−ブタジエン単位の結
合に際してオレフィン結合の数は、1,5−シクロオク
タジエンにおいて2個減ぜられて2個のオレフィン結合
となる。本明細書において用いられている“三量体化”
なる用語は“共三量体化”のみならずジオレフィンの二
量体化も含むべく意図されるものである。この両者は前
記において定義されている。
【0061】適当な三量体化性オレフィン化合物は分子
当たり約2〜約30個の炭素原子を有し、かつ少なくと
も1個のオレフィン性二重結合を有するそのような化合
物である。代表的なモノ−オレフィン化合物に、例えば
エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソ
ブチレン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセ
ン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、2−
ヘプテン、3−ヘプテン、4種のノルマル−オクテン、
4種のノルマル−ノネン及びそれらの任意の2種又は3
種以上の混合物等の環式及び非環式のオレフィンがある
が、これらに限定されない。代表的なジオレフィン化合
物に1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン及び
1,5−ヘキサジエンがあるが、これらに限定されな
い。分枝した及び/又は環式のオレフィンを反応体とし
て使用する場合、理論で縛られることは望まないが、立
体障害が三量体化プロセスを妨害する可能性があると考
えられる。従って、このオレフィンの分枝及び/又は環
式部分は、好ましくは、炭素−炭素二重結合から離れて
いるべきである。
【0062】本発明に従って製造される触媒系は三量体
化用触媒系として用いられるのが好ましい。
【0063】反応条件 反応生成物、即ちトリマー及び/又はポリマーは本発明
の触媒系から常用の装置と接触法を使用する溶液反応
法、スラリー反応法及び/又は気相反応法で製造するこ
とができる。モノマー又はモノマー類と触媒系との、即
ち重合触媒系及び三量体化/オリゴマー化用助触媒系と
の接触は均一系(液体)の触媒系又は不均一系(固体)
の触媒系のこの技術分野で公知の任意の方法で遂行する
ことができる。1つの常用の方法は触媒系を有機媒体中
に懸濁し、その混合物を撹拌して触媒系を三量体化、オ
リゴマー化及び/又は重合のプロセスを通じて懸濁状態
に維持する方法である。流動床、重力作用床及び固定床
等の他の公知の接触法も採用することができる。触媒/
助触媒系を用いる1つの常法は重合触媒系を有機媒体に
懸濁し、その混合物を撹拌して重合触媒系を三量体化及
び/又は重合のプロセスを通じて懸濁状態に維持する方
法である。本発明に係る助触媒系を次に加えることがで
きる。好ましくは、1つの重合触媒系と本発明に係る助
触媒系を1つ又は2つ以上の触媒及び/又は助触媒系供
給流によって重合反応器に同時に供給することもでき
る。流動床、重力作用床及び固定床等の他の接触法をこ
れら全ての触媒系と共に使用することもできる。
【0064】反応の温度と圧力はオレフィン反応体を三
量体化、オリゴマー化及び/又は重合することができる
任意の温度及び圧力であることができる。反応温度は、
一般的には、約0〜約250℃の範囲である。好ましく
は、約60〜約200℃の範囲内、最も好ましくは80
〜150℃の範囲内の反応温度が使用される。反応圧力
は、一般的には、略大気圧〜約2500psigの範囲
である。好ましくは略大気圧〜約1000psigの範
囲内、最も好ましくは300〜700psigの範囲内
の反応圧力が使用される。
【0065】反応温度が低過ぎると、所望とされない不
溶性の生成物の生成量が多くなり過ぎる可能性があり、
また温度が高過ぎると、触媒系及び反応生成物の分解が
引き起される可能性がある。反応圧力が低過ぎると、触
媒系の活性が低くなる可能性がある。圧力が高過ぎる
と、所望とされない不溶性の生成物の生成が多くなり過
ぎる可能性がある。
【0066】所望によっては、反応を促進し及び/又は
触媒系の活性を高めるために反応器に水素を加えること
ができる。
【0067】本発明の触媒系は三量体化及び/又はオリ
ゴマー化における使用に特に適している。スラリー法は
不活性希釈剤(媒体)、例えばパラフィン、シクロパラ
フィン又は芳香族炭化水素中で一般に実施される。代表
的な反応希釈剤にイソブタン及びシクロヘキサンがある
が、これらに限定されない。イソブタンはポリマー生成
物の膨潤を減少させることができる。しかし、均一系の
三量体化/オリゴマー化用助触媒系はシクロヘキサンに
より可溶性である。従って、均一系の三量体化プロセス
又はオリゴマー化プロセスに好ましい希釈剤はシクロヘ
キサンであり、他方不均一系の三量体化プロセス又はオ
リゴマー化プロセスに好ましい希釈剤はイソブタンであ
る。反応体がエチレンを主とするものである場合、約0
〜約300℃の範囲の温度が一般に使用できる。反応体
がエチレンを主とするものである場合、約60〜約15
0℃の範囲の温度を用いるのが好ましい。
【0068】例えば、密度、メルトインデックス、高荷
重メルトインデックス及び分子量等の所望とされる最適
の性質の組みを持つポリマーを生成させるために任意の
量の重合触媒系及び助触媒系が重合反応器に存在するこ
とができる。通常は、最大約40重量部までの担持され
た、即ち不均一系の助触媒系が重合触媒系の各重量部に
つき存在することができる。重合触媒系の各部につき、
好ましくは約1〜約25重量部、最も好ましくは3〜1
5重量部の助触媒系が望ましい物理的特性及び加工特性
を有するポリマーを生成させるために存在する。
【0069】生成物 本発明のオレフィン系生成物及び/又は高分子生成物
は、例えばホモポリマー、コポリマー及び/又はターポ
リマーの製造における使用のためのモノマーとして等々
の、高範囲の用途において確立された有用性を有する。
本発明の高分子生成物は、例えばポリエチレン等の高範
囲の用途において確立された有用性を有する。
【0070】
【実施例】本発明の更なる理解とその利点は次の実施例
を参照して与えられるだろう。
【0071】この開示及び実施例を通じて種々の同等の
略語が用いられている。これらの内の幾つかに次のもの
がある:TEAとしてのトリエチルアルミニウム(Al
(C 253);DEACとしてのジエチルアルミニウ
ムクロリド(Al(C252Cl);Cr(EH)3
CrEH、CrEH3としての2−エチルヘキサン酸ク
ロム(III);ピロール、Py、PyHとしての水素
ピロリド(C45N);Cr(acac)3、Crac
ac3、Cracacとしてのアセチルアセトン酸クロ
ム(III)(Cr(C5723);CrPy2
[Na(C41022][Cr(C44N)3Cl(C
4102)]、[Na(DME)2][Cr(C 4
4N)3Cl(DME)]、[Na(DME)2][Cr
(Py)3Cl(DME)]、生成物V、化合物Vとし
てのクロム(III)ピロリド;CrC13THF3、CrC
13(THF)3としてのクロム(III)クロリドトリス−
テトラヒドロフラン;水素2,5−ジメチルピロリド
(C69N)、2,5−DMPとしての2,5−ジメチ
ルピロール;C4=としてのブテン;1−C6=としての
1−ヘキセン;C6=としてのヘキセン;C8=としての
オクテン;C10=としてのデセン;C12=としてのドデ
セン;C14=としてのテトラデセン。
【0072】実施例I 実験1001 2−エチルヘキサン酸クロム(III)(CrE
3)、[Cr(C81523]0.14g(0.29
ミリモル)を25mL(ミリリットル)の圧力管に秤取
した。圧力管を自己封止性の王冠で蓋をした。ピロール
(PyH)[C4NH5]0.062g(0.89ミリモ
ル)及び希釈剤として使用されるシクロヘキサンをシリ
ンジで添加して溶液を形成した。その総容量は約8mL
であった。
【0073】トリエチルアルミニウム(TEA)、[A
l(C253]のヘプタン中1.1M溶液0.9mL
(0.99ミリモル)及びCrEH3/PyH溶液の既
知少量、即ち0.9mLをエチレン(CP級)の向流下
でシクロヘキサン300mLが入っている1リットルの
オートクレーブ反応器に加えて触媒を形成した。反応器
を封止し、そしてエチレンの添加を反応器の温度が80
℃の反応温度に達するまで止めた。エチレンの圧力を5
50psigの全反応器圧力まで増加させた。次いで、
エチレンを要求に従って30分の実験時間にわたり供給
した。実験の終点で、液体反応生成物の混合物の試料を
採取し、毛細管ガスクロマトグラフィーで分析した。残
りの反応生成物の混合物を蒸発させ、固体生成物の量を
測定した。結果を後記の表1にまとめて示す。
【0074】実験1002 TEAのヘプタン中1.1M溶液8mL(8.8ミリモ
ル)をCrEH3/PyH溶液に直接加えて溶液(全容
量10mL)を形成し、反応器には加えなかったことを
除き、実験1001に記載の手順を行った。そのCrE
3/PyH/TEA溶液の既知少量、0.7mLをオ
ートクレーブ反応器に加えた。反応器には追加のTEA
は導入しなかった。結果を後記の表1にまとめて示す。
【0075】実験1003 アセチルアセトン酸クロム(III)(Cracac3)、
[Cr(C5723]0.10g(0.29ミリモ
ル)をCrEH3の代わりに用い、そしてTEAのヘプ
タン中1.1M溶液6mL(6.6ミリモル)をCra
cac3/PyH/TEA溶液(全容量8mL)の形成
に際して用いたことを除き、実験1002に記載の手順
を行った。そのCracac3/PyH/TEA溶液の
既知少量、1.4mLをオートクレーブ反応器に加え
た。結果を後記の表1にまとめて示す。
【0076】実験1004 ジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)、[AlC
l(C252]のヘキサン類中1M溶液0.9mL
(0.9ミリモル)をCrEH3/PyH溶液に加えて
CrEH3/PyH/DEAC溶液を形成したことを除
き、実験1001に記載の手順を行った。そのCrEH
3/PyH/DEAC溶液の既知少量、0.65mL及
びTEAのヘプタン中1.1M溶液0.9mL(0.9
9ミリモル)をオートクレーブ反応器に加えた。結果を
後記の表1にまとめて示す。
【0077】実験1005 DEACのヘキサン類中1M溶液0.9mL(0.9ミ
リモル)をCrEH3/PyH溶液に加え、得られたC
rEH3/PyH/DEAC溶液を乾燥窒素下、外囲の
温度と圧力で1日間熟成したことを除き、実験1001
に記載の手順を行った。熟成されたこのCrEH3/P
yH/DEAC溶液の既知少量、0.65mL及びTE
Aのヘプタン中1.1M溶液0.9mL(0.99ミリ
モル)をオートクレーブ反応器に加えた。結果を後記の
表1にまとめて示す。
【0078】実験1006 ピロール0.13mLを用いて溶液を調製したことを除
き、実験1001に記載の手順を行った。更に、DEA
Cのヘキサン類中0.1M溶液1.0mL(0.1ミリ
モル)をTEAと共に反応器に加えた。そのCrEH3
/PyH溶液の既知少量、0.9mLを用いた。結果を
後記の表1にまとめて示す。
【0079】実験1007 TEAのトルエン中1.9M溶液3mL(5.7ミリモ
ル)を用い、そしてトルエンをCrEH3/PyH/T
EA溶液の形成に際してシクロヘキサン希釈剤の代わり
に用いたことを除き、実験1003に記載の手順を行っ
た。しかして、過剰のトルエンが反応器に存在すること
となった。このCrEH3/PyH/TEA溶液の既知
少量、0.9mLをを用いた。結果を後記の表1にまと
めて示す。
【0080】実験1008 クロム(III)ピロリド(CrPy3)、[Cr(C4
4N)3ClNa(C 41023]0.10g(0.
17ミリモル)をCrEH3の代わりに用い、そしてP
yH0.04mL(0.52ミリモル)及びTEAのヘ
プタン類中1.1M溶液3.5mL(3.85ミリモ
ル)を用いて溶液を調製したことを除き、実験1002
に記載の手順を行った。最終溶液の容量は約5mLであ
った。このCrPy3/PyH/TEAの既知少量、
1.0mLを用いた。結果を後記の表1にまとめて示
す。
【0081】実験1009 TEAのトルエン中1.9M溶液1.8mL(3.42
ミリモル)を用い、そしてトルエンをCrPy3/Py
H/TEA溶液の形成に際してシクロヘキサンの代わり
に用いたことを除き、実験1008に記載の手順を行っ
た。しかして、過剰のトルエンが反応器に存在すること
となった。このCrPy3/PyH/TEA溶液の既知
少量、即ち1.4mLを用いた。結果を後記の表1にま
とめて示す。
【0082】実験1010 CrPy3/TEA溶液の調製中に純PyHを加えなか
ったことを除き、実験1008に記載の手順を行った。
そのCrPy3/TEAのシクロヘキサン中溶液の既知
少量、1.4mLを用いた。結果を後記の表1にまとめ
て示す。
【0083】実験1011 CrPy3/TEA溶液の調製中に純PyHを加えなか
ったことを除き、実験1009に記載の手順を行った。
そのCrPy3/TEAのトルエン中溶液の既知少量、
1.4mLを用いた。かくして、反応器中には過剰のト
ルエンが存在することとなった。結果をまとめて以下の
表1に示す。
【0084】
【表1】
【0085】a全トルエン
【0086】実施例II 実施例Iからの表1の結果と実施例IIからの表2の結果
とは、反応が、異なるエチレン供給原料とシクロヘキサ
ン供給原料並びに異なる希釈剤を用いて違う反応器中に
おいて異なる条件下で行われたことに起因して直接比較
することはできないことに留意されたい。たっだし、各
実施例内では、直接の比較を行うことが可能である。
【0087】実験2001 2−エチルエキサン酸クロム(III)(CrEH3
(Cr10.15wt%)0.30g(0.62ミリモ
ル)をトルエン10mL中純ピロール(PyH)0.1
2mL(1.73ミリモル)と混合した。トリエチルア
ルミニウム(TEA)のトルエン中1.9M溶液2.8
mL(5.32ミリモル)を加え、そのCrEH3/P
yH/TEA溶液を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力にお
いて30分間撹拌した。この暗褐色のCrEH3/Py
H/TEA溶液を濾過し、過剰のトルエンを真空ストリ
ッピングで除去すると、触媒系として用いられる暗褐色
の油1.0mLが得られた。エチレンの向流下で、この
触媒系0.5mL(CrEH30.15g;Cr15.
2mg)及びノナン(反応器の内部標準)4.0mLを
シクロヘキサン1.2リットルが入っている80℃の2
リットルのオートクレーブ反応器に加えた。次に、反応
器をエチレンで550psigまで加圧し、そしてエチ
レンを要求に従って供給しながら反応を30分間行っ
た。
【0088】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0089】実験2002 CrEH3/PyH/TEA溶液に加えて更にジエチル
アルミニウムクロリドを加えたことを除き、実験200
1に記載の手順を行った。
【0090】CrEH3(Cr10.15wt%)0.
53g(1.10ミリモル)をトルエン15mL中純P
yH0.52mL(7.5ミリモル)と混合し、5分間
撹拌した。TEAのトルエン中1.9M溶液9.0mL
(17.1ミリモル)を加え、そのCrEH3/PyH
/TEA溶液を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において
一晩撹拌した。得られた暗褐色の溶液から過剰のトルエ
ンを真空ストリッピングで除去すると、暗褐色の油2.
5mLが得られた。この暗褐色の油0.5mL(10.
8mg;Cr0.21ミリモル)をジエチルアルミニウ
ムクロリド(DEAC)のノナン中0.87M溶液1.
0mL(0.87ミリモル)と混合し、このCrEH3
/PyH/TEA/DEAC溶液を乾燥窒素下、外囲の
温度と圧力において一晩撹拌した。得られた生成物を触
媒系として用いた。エチレンの向流下で、この触媒系
1.3mL(Cr9.4mg;Cr0.18ミリモル)
及びノナン(反応器の内部標準)4.0mLをシクロヘ
キサン1.2リットルが入っている80℃の2リットル
の反応器に直接仕込んだ。次に、反応器をエチレンで5
50psigまで加圧し、そしてエチレンを要求に従っ
て供給しながら反応を30分間行った。
【0091】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0092】実験2003 CrEH3(Cr10.15wt%)0.33g(0.
68ミリモル)をトルエン10mL中純PyH0.13
mL(1.87ミリモル)と混合し、5分間撹拌した。
DEACのヘキサン類中1M溶液1.9mL(1.9ミ
リモル)を加え、そのCrEH3/PyH/DEAC溶
液を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において30分間撹
拌すると、明黄/緑色の溶液が得られた。ジエチルアル
ミニウムクロリド(DEAC)のトルエン中1.9M溶
液5.1mL(9.7ミリモル)を加え、そのCrEH
3/PyH/DEAC/TEA溶液を0.5時間撹拌す
ると、暗黄/褐色の溶液が得られた。この暗黄/褐色の
CrEH3/PyH/DEAC/TEA溶液から過剰の
トルエンとヘキサンを真空ストリッピングで除去する
と、暗黄/褐色の油が残った。この暗黄/褐色の油をシ
クロヘキサンに溶解して総容量25mLとし、触媒系
(Cr1.32mg/mL)として用いた。エチレンの
向流下で、この触媒系7.0mL(Cr9.2mg;C
r0.178ミリモル)及びノナン(反応器の内部標
準)4.0mLをシクロヘキサン1.2リットルが入っ
ている80℃の2リットルの反応器に直接仕込んだ。次
に、反応器をエチレンで550psigまで加圧し、そ
してエチレンを要求に従って供給しながら反応を30分
間行った。
【0093】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0094】実験2004 CrEH3/PyH/TEA/DEAC溶液を反応器に
加える前にシクロヘキサンで希釈し、そして反応器をエ
チレンにより加圧する前にその反応器に二水素ガス(H
2)を加えたことを除き、実験2002に記載の手順を
行った。
【0095】CrEH3(Cr10.15%)0.30
g(0.62ミリモル)をトルエン10mL中純PyH
0.12mL(1.73ミリモル)と混合した。DEA
Cのヘキサン類中1M溶液1.7mL(1.7ミリモ
ル)を加え、そのCrEH3/PyH/DEAC溶液を
乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間撹拌し
た。TEAのトルエン中1.9M溶液1.8mL(3.
42ミリモル)を加え、そのCrEH3/PyH/DE
AC/TEA溶液を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力にお
いて30分間撹拌した。得られた暗褐色の溶液を濾過
し、過剰のトルエンとヘキサンを真空ストリッピングで
除去すると、暗黄/褐色の油が得られ、これを触媒系と
して用いた。エチレンの向流下で、この触媒系0.4m
L(Cr15.2mg;Cr0.29ミリモル)及びノ
ナン(反応器の内部標準)4.0mLをシクロヘキサン
1.2リットルが入っている80℃の2リットルの反応
器に直接仕込んだ。反応器に50psigの二水素(H
2)を仕込み、続いてエチレンで550psigまで加
圧した。エチレンを要求に従って供給しながら反応を3
0分間行った。
【0096】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0097】実験2005 500mLのシュレンク(Schlenk)フラスコ中
でCrPyH3(Cr11.1wt%)1.98g
(3.4ミリモル)をトルエン40mL及びTEAのト
ルエン中1.9M溶液54mL(102.6ミリモル)
と混合した。得られた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素
下、外囲の温度と圧力において1時間撹拌した。過剰の
トルエンを真空ストリッピングで除去すると、暗黄/褐
色の油13mL及び少量の明色の沈澱が得られた。この
暗黄/褐色の油をシリンジで沈澱から分離、採集し、触
媒系として用いた。使用前に、この触媒系2.0mLを
シクロヘキサン27mLで希釈し、乾燥窒素下、外囲の
温度と圧力において3日間熟成した。
【0098】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液8.0mL(9.3mg;Cr0.18ミ
リモル)及びノナン(反応器の内部標準)4.0mLを
シクロヘキサン1.2リットルが入っている80℃の2
リットルのオートクレーブ反応器に直接仕込んだ。次
に、反応器をエチレンで550psigまで加圧し、そ
してエチレンを要求に従って供給しながら反応を30分
間行った。
【0099】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0100】実験2006 更に少ない反応体を使用し、かつ更に短い熟成時間を用
いたことを除き、実験2005に記載の手順を行った。
【0101】500mLのシュレンクフラスコ中でCr
PyH3(Cr11.1wt%)0.25g(0.43
2ミリモル)をトルエン10mL及びTEAのトルエン
中1.9M溶液3.4mL(6.46ミリモル)と混合
した。得られた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素下、外囲
の温度と圧力において30分間撹拌した。過剰のトルエ
ンを真空ストリッピングで除去すると、暗褐色の油が得
られた。この暗褐色の油を全てシクロヘキサンで総容量
25mLまで希釈すると、Crを1.11mg/mL含
有する溶液が得られた。これを触媒系として用いた。
【0102】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液8.0mL(8.88mg;Cr0.17
1ミリモル)及びノナン(反応器の内部標準)4.0m
Lをシクロヘキサン1.2リットルが入っている80℃
の2リットルのオートクレーブ反応器に直接仕込んだ。
次に、反応器をエチレンで550psigまで加圧し、
そしてエチレンを要求に従って供給しながら反応を30
分間行った。
【0103】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0104】実験2007 三量体化用反応器に過剰のトルエンが存在していたこと
を除き、実験2005に記載の手順を行った。
【0105】500mLのシュレンクフラスコ中でCr
PyH3(Cr11.1wt%)1.98g(3.4ミ
リモル)をトルエン40mL及びTEAのトルエン中
1.9M溶液54mL(102.6ミリモル)と混合し
た。得られた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素下、外囲の
温度と圧力において1時間撹拌した。過剰のトルエンを
真空ストリッピングで除去すると、暗黄/褐色の油13
mL及び少量の明色の沈澱が得られた。この暗黄/褐色
の油をシリンジで沈澱から分離、採集し、触媒系として
用いた。使用前に、この触媒系2.0mLをシクロヘキ
サン27mLで希釈し、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力
において3日間熟成した。
【0106】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液0.5mL(8.5mg;Cr0.163
ミリモル)、トルエン4.5mL及びノナン(反応器の
内部標準)4.0mLをシクロヘキサン1.2リットル
が入っている80℃の2リットルのオートクレーブ反応
器に直接仕込んだ。次に、反応器をエチレンで550p
sigまで加圧し、そしてエチレンを要求に従って供給
しながら反応を30分間行った。
【0107】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0108】実験2008 Cracac30.28g(0.802ミリモル)をト
ルエン10mL中純ピロール0.17mL(2.45ミ
リモル)と混合し、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力にお
いて5分間撹拌した。次に、TEAのトルエン中1.9
M溶液6.3mL(12.0ミリモル)を加えた。得ら
れた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素下、外囲の温度と圧
力において30分間撹拌した。過剰のトルエンを真空ス
トリッピングで除去すると、暗黄/褐色の油が得られ
た。この暗黄/褐色の油を全てシクロヘキサンで容量2
5mLまで希釈すると、Cracac3を0.0112
g/mL含有する溶液がえられ、これを触媒系として用
いた。
【0109】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液7.0mL(15.2mg;Cr0.29
3ミリモル)及びノナン(反応器の内部標準)4.0m
Lをシクロヘキサン1.2リットルが入っている80℃
の2リットルのオートクレーブ反応器に直接仕込んだ。
次に、反応器をエチレンで550psigまで加圧し、
そしてエチレンを要求に従って供給しながら反応を30
分間行った。
【0110】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0111】実験2009 ナフテン酸クロム(III)がクロム源であったことを
除き、実験2008に記載の手順を行った。
【0112】CrNapth3(Cr8.0wt%)
0.33g(0.508ミリモル)をトルエン10mL
中純ピロール0.12mL(1.73ミリモル)と混合
し、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間撹拌
した。次に、TEAのトルエン中1.9M溶液6.4m
L(8.74ミリモル)を加えた。得られた暗褐色の反
応混合物を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において30
分間撹拌した。過剰のトルエンを真空ストリッピングで
除去すると、暗黄/褐色の油が得られた。この暗黄/褐
色の油を全てシクロヘキサンで全容量25mLまで希釈
すると、Crを1.056mg/mL含有する溶液がえ
られ、これを触媒系として用いた。
【0113】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液7.0mL(7.39mg;Cr0.14
2ミリモル)及びノナン(反応器の内部標準)4.0m
Lをシクロヘキサン1.2リットルが入っている80℃
の2リットルのオートクレーブ反応器に直接仕込んだ。
次に、反応器をエチレンで550psigまで加圧し、
そしてエチレンを要求に従って供給しながら反応を30
分間行った。
【0114】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0115】実験2010 塩化クロム(III)がクロム源であったことを除き、
実験2008に記載の手順を行った。
【0116】CrCl3THF30.41g(1.09ミ
リモル)をトルエン10mL中純ピロール0.23mL
(3.32ミリモル)と混合し、乾燥窒素下、外囲の温
度と圧力において5分間撹拌した。次に、TEAのトル
エン中1.9M溶液8.6mL(16.3ミリモル)を
加えた。得られた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素下、外
囲の温度と圧力において30分間撹拌した。過剰のトル
エンを真空ストリッピングで除去すると、暗黄/褐色の
油が得られた。この暗黄/褐色の油にノナン7.5mL
を加え、得られた溶液をシクロヘキサンで全容量25m
Lまで希釈すると、CrCl3THF3を0.0164g
/mL含有する溶液が得られた。この溶液を濾過し、そ
の濾液を触媒系として用いた。
【0117】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン/ノナン溶液5.0mL(11.38mg;C
r0.219ミリモル)及びノナン(反応器の内部標
準)2.5mLをシクロヘキサン1.2リットルが入っ
ている80℃の2リットルのオートクレーブ反応器に直
接仕込んだ。次に、反応器をエチレンで550psig
まで加圧し、そしてエチレンを要求に従って供給しなが
ら反応を30分間行った。
【0118】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0119】実験2011 過剰のヘキサンを三量体化用反応器に仕込んだことを除
き、実験2005に記載の手順を行った。
【0120】500mLのシュレンクフラスコ中でCr
Py(Cr11.1wt%)1.98g(3.4ミリモ
ル)をトルエン40mL及びTEAのトルエン中1.9
M溶液54mL(102.6ミリモル)と混合した。得
られた暗褐色の反応混合物を乾燥窒素下、外囲の温度と
圧力において1時間撹拌した。過剰のトルエンを真空ス
トリッピングで除去すると、暗黄/褐色の油13mL及
び少量の明色の沈澱が得られた。この暗黄/褐色の油を
シリンジで沈澱から分離、採集し、触媒系として用い
た。使用前に、この触媒系2.0mLをシクロヘキサン
27mLで希釈し、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力にお
いて3日間熟成した。
【0121】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液1.0mL(16.9mg;Cr0.32
5ミリモル)、1−ヘキセン55mL及びノナン(反応
器の内部標準)4.0mLをシクロヘキサン1.2リッ
トルが入っている80℃の2リットルのオートクレーブ
反応器に直接仕込んだ。次に、反応器をエチレンで55
0psigまで加圧し、そしてエチレンを要求に従って
供給しながら反応を30分間行った。
【0122】結果を後記の表2にまとめて示す。
【0123】実験2012 クロム(II)ピロリド(化合物I)がクロム源であった
ことを除き、実験2005に記載の手順を行った。
【0124】化合物(I)(CrPy10THF4)0.
30g(約0.85ミリモル)をトルエン10mL及び
TEAのトルエン中1.9M溶液6.7mL(12.7
ミリモル)と混合した。得られた暗褐色の反応混合物を
乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において30分間撹拌し
た。過剰のトルエンを真空ストリッピングで除去する
と、暗黄/褐色の油及び少量の明色の沈澱が得られた。
この暗黄/褐色の油を濾過し、その濾液をシクロヘキサ
ンで全容量25mLまで希釈すると、化合物(I)(C
rPy10THF4)を0.012g含有する溶液が得ら
れ、これを触媒系として用いた。
【0125】エチレンの向流下で、この触媒系/シクロ
ヘキサン溶液7.0mL及びノナン(反応器の内部標
準)4.0mLをシクロヘキサン1.2リットルが入っ
ている80℃の2リットルのオートクレーブ反応器に直
接仕込んだ。次に、反応器をエチレンで550psig
まで加圧し、そしてエチレンを要求に従って供給しなが
ら反応を30分間行った。
【0126】結果を以下の表2にまとめて示す。
【0127】
【表2】
【0128】実施例III 実験3001 Cracac30.21g(0.601ミ
リモル)を純ピロール0.12mL(1.73ミリモ
ル)及びトルエン15mLと混合した。得られた溶液を
乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間撹拌し
た。次に、TEAのトルエン中1.9M溶液6.0mL
(11.4ミリモル)を加えた。得られた暗褐色の反応
混合物を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間
撹拌した。次に、米国特許第4,364,855号明細
書(1982年)(この米国特許明細書を本明細書にお
いて引用、参照するものとする)に従って調製したアル
ミノホスフェート担体(P/Alモル比=0.4、70
0℃において活性化)2.0gを加え、得られたスラリ
ーを約12時間撹拌した。生成物を濾過で採集し、濾液
に色が認められなくなるまでトルエン及びペンタンの既
知少量、各10mLで少なくとも2回洗浄し、そして真
空乾燥した。この乾燥生成物を固体担持触媒系として用
いた。
【0129】固体触媒系の既知少量、2.1022gを
イソブタン1リットルが入っている2リットルのオート
クレーブにエチレンの向流下で加えた。触媒の仕込み前
に、そのオートクレーブ反応器に存在しているかもしれ
ないエチレン供給原料に対する毒を中和するためにTE
Aのノナン中16.5wt%溶液0.25mLを反応器
に加えた。オートクレーブ反応器を封止し、そしてエチ
レンの添加を反応器温度が所望とされる実験温度、例え
ば90℃に達するまで止めた。次に、エチレンの圧力を
550psigの全反応器圧力まで増加させた。エチレ
ンを要求に従って30分の実験時間にわたり供給した。
実験の終点で、液体の反応生成物の混合物の試料を集
め、ガスクロマトグラフィーで分析した。残りの反応混
合物を蒸発させ、固体生成物の量を測定した。
【0130】結果を表3にまとめて示す。
【0131】実験3002 アルミノホスフェート無機酸化物の添加に先立って、C
racac3/PyH溶液にジエチルアルミニウムクロ
リドをTEA溶液と共に加えたことを除き、実験300
1に記載の手順を行った。
【0132】Cracac30.21g(0.60ミリ
モル)を30mLのねじ込みキャップ付きバイアルに秤
取した。PyH0.12mL(1.73ミリモル)及び
トルエン15mLを加え、得られた溶液に蓋をし、そし
て5分間撹拌した。次に、連続撹拌しながらTEAのト
ルエン中1.9M溶液6mL(11.4ミリグラム)を
加えた。Cracac3/PyH/TEA溶液を5分間
撹拌した後、DEACのヘキサン類中1M溶液2.4m
L(2.4ミリモル)を加え、そのCracac3/P
yH/TEA/DEAC/トルエン溶液を5分間撹拌し
た。米国特許第4,364,855号明細書(1982
年)(この米国特許明細書を本明細書において引用、参
照するものとする)に従って調製したアルミノホスフェ
ート担体(P/Alモル比=0.4、700℃において
活性化)2.0gを加え、得られたスラリーを約12時
間撹拌した。その生成物を濾過で採集し、濾液に色が認
められなくなるまでトルエン及びペンタンの既知少量、
各10mLで少なくとも2回洗浄し、そして真空乾燥し
た。乾燥生成物を固体担持触媒系として用いた。
【0133】固体触媒系の既知少量、0.5048gを
イソブタン1リットルが入っている2リットルのオート
クレーブにエチレンの向流下で加えた。触媒の仕込み前
に、そのオートクレーブに存在しているかもしれないエ
チレン供給原料に対する毒を中和するためにTEAのノ
ナン中1.6wt%溶液3.0mLを加えた。オートク
レーブ反応器を封止し、そしてエチレンの添加を反応器
温度が所望とされる実験温度、例えば90℃に達するま
で止めた。次に、エチレンの圧力を550psigの全
反応器圧力まで増加させた。エチレンを要求に従って3
0分の実験時間にわたり供給した。実験の終点で、液体
反応生成物の混合物の少量の試料を集め、ガスクロマト
グラフィーで分析した。残りの反応混合物を蒸発させ、
固体生成物の量を測定した。エチレンの消費は目盛り付
き流量計で測定した。
【0134】結果を後記の表3にまとめて示す。
【0135】実験3003 CrEH3がクロム源であり、触媒系の製造中に芳香族
溶剤を使用しなかったことを除き、実験3002に記載
の手順を行った。また、担持触媒系は反応器中で現場製
造した。
【0136】CrEH3/PyH溶液は使用前にCrE
30.33g(0.69ミリモル)をペンタン16m
L中PyH0.26mL(3.75ミリモル)と混合
し、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において4日間熟成
することによって調製した。米国特許第4,364,8
55号明細書(1982年)(この米国特許明細書を本
明細書において引用、参照するものとする)に従って調
製したアルミノホスフェート担体(P/Alモル比=
0.9、700℃において活性化)0.49g及びTE
Aのヘキサン類中1M溶液2.0mL(2.0ミリモ
ル)を2リットルのオートクレーブ反応器に外囲温度に
おいてエチレンの向流下で仕込んだ。次に、シクロヘキ
サン1リットル、CrEH3/PyH溶液2.1mL
(4.32mg;Cr0.083ミリモル)及び二水素
ガス(H2)50psigを反応器に仕込んだ。
【0137】結果を以下の表3にまとめて示す。
【0138】
【表3】
【0139】a)仕込みCr(EH)3だけのグラム
数;他の触媒系成分の質量は除外する。
【0140】実施例IV 実験4001 Cracac33.5g(10ミリモル)を100mL
の圧力管に秤取した。圧力管に撹拌棒を入れ、自己封止
性の王冠で蓋をした。トルエン40mLとPyH2.1
mL(30ミリモル)をシリンジで加えた。n−ブチル
リチウムのヘキサン類中2.5M溶液12mL(30.
0ミリモル)をゆっくり加えた。沈澱が形成され、これ
を集め、そして洗液に色が認められなくなるまでトルエ
ンの1既知少量、10mL及びシクロヘキサンの2既知
少量、各10mLで洗浄した。固体が合計5.59g得
られた。実験1001に記載の条件下での反応におい
て、TEAのヘプタン中1.1M溶液0.5mL(0.
55ミリモル)、及び上記の固体38mgとシクロヘキ
サンとのスラリーを用いた。
【0141】結果を後記の表4にまとめて示す。
【0142】実験4002 固体触媒成分(88mgを採集)をCracac30.
349g(1ミリモル)、トルエン5mL、PyH0.
14mL(2ミリモル)及びn−ブチルリチウムのヘキ
サン中2.5M溶液0.8mL(2.0ミリモル)を使
用して25mLの圧力管中で製造したことを除き、実験
4001に記載の手順を行った。
【0143】実験1001に記載の条件下での反応にお
いて、TEAのヘプタン類中1.1M溶液0.5mL
(0.55ミリモル)、及び上記固体16mgを含有す
るシクロヘキサンスラリーを用いた。
【0144】結果を後記の表4にまとめて示す。
【0145】実験4003 米国特許第4,364,855号明細書(1982年)
(この米国特許明細書を本明細書において引用、参照す
るものとする)に従って調製したアルミノホスフェート
担体(P/Alモル比=0.4、700℃において活性
化)1.0g及び実験4001に記載の固体の既知少
量、93mgを25mLの圧力管に秤取した。この圧力
管に蓋をした。この圧力管にトルエン5mL及びTEA
のトルエン中1.9M溶液3mL(5.7ミリモル)を
シリンジで加えた。得られたスラリーを1日間撹拌し
た。その固体を単離し、トルエン及びシクロヘキサンの
既知少量、各10mLで洗液に色が認められなくなるま
で洗浄した。
【0146】実験1001に記載の条件下での反応にお
いて、TEAのヘプタン類中1.1M溶液0.5mL
(0.55ミリモル)、及び上記固体80mgを含有す
るシクロヘキサンスラリーを用いた。
【0147】結果を後記の表4にまとめて示す。
【0148】実験4004 米国特許第4,364,855号明細書(1982年)
(この米国特許明細書を本明細書において引用、参照す
るものとする)に従って調製したアルミノホスフェート
担体(P/Alモル比=0.4、700℃において活性
化)0.7g及び実験4002に記載の固体の既知少量
(53mg)を25mLの圧力管に秤取した。この圧力
管に蓋をした。この圧力管にトルエン3.5mL及びT
EAのトルエン中1.9M溶液2mL(3.8ミリモ
ル)をシリンジで加えた。得られたスラリーを1日間撹
拌した。その固体を単離し、トルエン及びシクロヘキサ
ンの既知少量、各10mLで洗液に色が認められなくな
るまで洗浄した。
【0149】実験1001に記載の条件下での反応にお
いて、TEAのヘプタン中1.1M溶液0.5mL
(0.55ミリモル)、及び上記固体78mgを含有す
るシクロヘキサンスラリーを用いた。
【0150】結果を以下の表4にまとめて示す。
【0151】
【表4】
【0152】実施例V 実験5001 クロム(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,
5−ヘプタンジオネート(Cr(III)TMHD)
0.17g(0.28ミリモル)を25mLの圧力管に
秤取した。圧力管に自己封止性の王冠で蓋をした。ピロ
ール0.06mL(0.89ミリモル)及び純ジイソブ
チルアルミニウムクロリド(DiBAlCl)0.17
mL(0.87ミリモル)をシリンジで加えてCr(I
II)TMHD/DiBAlCl/Py溶液を形成し、
これをシクロヘキサンで全容量約8mLまで希釈した。
TEAのヘプタン中1.1M溶液0.25mL(0.2
8ミリモル)及びCr(III)TMHD/DiBAl
Cl/Py溶液0.75mLをシクロヘキサン100m
L及びブタジエン10gが入っているガラスびんに加え
た。このガラスびんを70℃に温度制御された浴に外囲
圧力において入れ、16時間撹拌した。16時間後、液
体反応生成物の混合物の少量の試料を集め、ガスクロマ
トグラフィーで分析した。残りの液体反応生成物の混合
物を蒸発させ、固体生成物の量を測定した。
【0153】結果を後記の表5にまとめて示す。
【0154】実験5002 反応器に過剰のアルキルアルミニウム化合物が存在せ
ず、また触媒を次のようにして実験3001に記載の手
順を用いて誘導したことを除き、実験5001に記載の
手順を行った。
【0155】Cracac30.21g(0.601ミ
リモル)を純ピロール0.12mL(1.73ミリモ
ル)及びトルエン15mLと混合した。得られた溶液を
乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間撹拌し
た。次に、TEAのトルエン中1.9M溶液6.0mL
(11.4ミリモル)を加えた。得られた暗褐色の反応
混合物を乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において5分間
撹拌した。次に、米国特許第4,364,855号明細
書(1982年)(この米国特許明細書を本明細書にお
いて引用、参照するものとする)に従って調製したアル
ミノホスフェート担体(P/Alモル比=0.4、70
0℃において活性化)2.0gを加え、得られたスラリ
ーを約12時間撹拌した。生成物を濾過で採集し、トル
エン及びペンタンの既知少量、各10mLで濾液に色が
認められなくなるまで少なくとも2回洗浄し、そして真
空乾燥した。乾燥生成物を固体の担持触媒系として用い
た。
【0156】ブタジエンの反応において、0.28gの
触媒仕込み量を用いた。
【0157】結果をまとめて以下の表5に示す。
【0158】
【表5】
【0159】実施例VI 以下の実験においては、触媒系は全てグローブボックス
中で、乾燥窒素下、外囲の温度と圧力において製造し
た。遷移金属化合物を秤量し、ピロール3当量(0.0
62mL)、溶剤としてのシクロヘキサン2mL及びト
リエチルアルミニウム(TEA)のヘプタン中1.1M
溶液6mLと混合した。得られた生成物を5分乃至16
時間の範囲の時間振盪した。
【0160】実験は全てシクロヘキサンが300mL入
っている1リットルのオートクレーブ反応器中で実施し
た。上記液体触媒系1.0mLをシクロヘキサン中で希
釈し、エチレン(CP級)の向流下で反応器に加えた。
反応器を封止し、そしてエチレンの添加を反応器温度が
反応温度80℃に達するまで止めた。エチレンの圧力を
550psigの全反応器圧力まで高めた。エチレンを
要求に従って実験時間30分にわたり供給した。必要な
らば熱を適用して80℃の反応器温度を維持した。
【0161】各実験の終点で液体反応生成物の混合物の
試料を採取し、そしてFID検出器、及び内径0.25
mm及び0.25μのフィルムを有する60メーターの
DB−1カラムを備えたHP−5880ガスクロマトグ
ラフで毛細管ガスクロマトグラフ法により分析した。ガ
スクロマトグラフには10℃/分の速度で40℃から2
75℃までの温度勾配を付け、その際20分の保持時間
を用いた。シクロヘキサンを内部標準として用いた。残
りの反応生成物の混合物を蒸発させ、生成した固体生成
物の量を測定した。
【0162】結果を表6に示す。
【0163】
【表6】
【表7】
【0164】表6のデーターは他の金属化合物が1−オ
レフィン類を三量体化、オリゴマー化及び/又は重合す
ることができることを示している。これらの金属化合物
の内で実験6001のNi(acac)2が三量体化に
対して最良の活性と選択性を示した。
【0165】実施例VII 次の実施例において、実験7001〜7005は金属ア
ルキルを使用前に加水分解することの影響とピロール含
有化合物の存否の影響を証明するものである。実験70
10〜7013と比較される実験7006〜7009は
不飽和炭化水素中での触媒系の製造の影響を証明するも
のである。
【0166】実験7001〜7005 実験7001〜7005において、反応器に加えられた
触媒成分の元素クロム対元素アルミニウム対配位子のモ
ル比(Cr:Al:L)は1:30:10であった。実
験7001〜7003において、クロム化合物はCr
(EH)3であり、実験7004及び7005のクロム
化合物はCr(Py)3であった。アルミニウム化合物
はトリイソブチルアルミニウム(Al(i−Bu)3
で、次のようにして処理された。トリイソブチルアルミ
ニウムのヘプタン中約10重量%溶液にその溶液が入っ
ているフラスコの温度を約10〜約20℃に維持すべく
氷水で冷却しながら1.0当量の蒸留水を一様に、しか
し1バッチで加えた。この溶液を水の添加中及び添加後
に激しく撹拌し、その撹拌をガスの更なる発生が認めら
れなくなるまで続けた。配位子はジメトキシエタン(D
ME)であった。
【0167】実験7001〜7005は2リットルのオ
ートクレーブ反応器中で行った。クロム化合物を無水の
n−ヘプタン400〜500mLに溶解し、反応器に乾
燥窒素によるパージ下で加えた。次に、撹拌され、処理
された前記i−Al(Bu) 3のヘプタン中0.31M
溶液の適当量を加えた。次に、DMEの適当量をノナン
(反応器の内部標準)5mLと共に加えた。反応器を封
止し、その温度を実験7001では80℃に、実験70
02〜7005では95℃に、そして圧力をエチレンで
550psigにした。エチレンを要求に従って実験7
001では25分、実験7002では30分、実験70
03〜7005では45分の実験時間にわたり供給し
た。
【0168】各実験の終点で液体反応生成物の混合物の
試料を採取し、そしてFID検出器、及び内径0.25
mm及び0.25μのフィルムを有する60メーターの
DB−1カラムを備えたHP−5880ガスクロマトグ
ラフで毛細管ガスクロマトグラフ法により分析した。ガ
スクロマトグラフには10℃/分の速度で40℃から2
75℃までの温度勾配を付け、その際20分の保持時間
を用いた。残りの反応生成物の混合物を蒸発させ、生成
した固体生成物の量を測定した。
【0169】実験7006〜7013で使用した触媒系
は次の手順に従って製造した。実験7006〜7009
の触媒系は不飽和芳香族炭化水素であるトルエンの存在
下で製造した。実験7010〜7013の触媒系は不飽
和脂肪族炭化水素である1−ヘキセンの存在下で製造し
た。
【0170】実験7006 [Na(DME)2][CrCl(Py)3DME]3.
72gをトルエン50mLと混合した。純(93%)T
EA26.4mLをゆっくり加え、30分間撹拌した。
そのスラリーは暗い褐色に変わった。過剰の溶剤を真空
で除去すると、暗い黄色味を帯びた褐色の油と固体が得
られた。シクロヘキサン約70mLを加えた。得られた
生成物を濾過し、濾液をシクロヘキサンで200mLま
で希釈し、その8mLを反応器に仕込んだ。生成物はC
rを1.67mg/mL含有していた。
【0171】実験7007 エチルヘキサン酸クロム(III)(CrEH3)0.
35gをトルエン約15mLと混合すると、深緑色の溶
液が形成された。2,5−ジメチルピロール(2,5−
DMP)0.22mLと1−ブロモブタン0.20mL
を加えた。TEAのトルエン中1.9M溶液5.7mL
を加え、30分間撹拌して緑がかった褐色の溶液及び固
体を得た。過剰の溶剤を真空で除去し、その液体をシク
ロヘキサン約15mLに抽出させた。得られた生成物を
濾過し、濾液をシクロヘキサンで25mLまで希釈して
金色に着色した溶液を形成し、その7.0mLを反応器
に仕込んだ。生成物はCrEH3を0.014g/mL
含有していた。
【0172】実験7008 CrEH30.22g及び2,5−DMP0.13mL
を使用したことを除き、実験7007に記載の手順を行
った。更に、GeCl40.10mLを1−ブロモブタ
ンの代わりに用いた。TEAのトルエン中1.9M溶液
3.4mLを加えて褐色乃至褐色/黄色の溶液及び沈澱
を得た。濾過及びシクロヘキサンにより25mLまでの
希釈した後の最終生成物は明るい金色−黄色を呈してお
り、CrEH3を0.0088g/mL含有していた。
その3.0mLを反応器に仕込んだ。
【0173】実験7009 CrPy3Cl・2.070gをトルエン70mL及び
TEAのトルエン中1.9M溶液62mLに加え、混合
し、濾過した。濾液の容量を動的真空で約20mLまで
減少させた。この粘稠な褐色の溶液を再度濾過した。次
に、濾液にペンタン約30mLを加えた。約1日後、そ
の溶液を真空ストリッピングして過剰の溶剤を除去し
た。次に、米国特許第4,364,855号明細書に従
って調製したアルミノホスフェート(P/Alモル比=
0.9、700℃で活性化)38.1gを加えた。この
スラリーを約30時間撹拌した。固体を濾過で採集し、
トルエン、シクロヘキサン及びペンタンでそれぞれ別個
に洗浄した。この固体触媒系0.4388gを反応器に
仕込んだ。
【0174】実験7010 [Na(DME)2][CrCl(Py)3DME]0.
21gを1−ヘキセン約15mLと混合した。純(93
%)TEA0.75mLをゆっくり加えると、褐色の溶
液と粘着性に見える沈澱が形成された。これを30分間
撹拌した。過剰の溶剤を真空で除去した。その残分をシ
クロヘキサン約15mLに抽出し、濾過し、濾液をシク
ロヘキサンで25mLまで希釈した。その8.0mL
(0.067g)を反応器に仕込んだ。生成物はCrを
1.67mg/mL含有していた。
【0175】実験7011 シクロヘキサン中の最終触媒系を使用前に約24時間熟
成したことを除き、実験7010に記載の手順を行っ
た。8.0mL(0.067g)を反応器に仕込んだ。
【0176】実験7012 CrEH30.26gを1−ヘキセン約15mLに溶解
した。2,5−DMP0.15mL及び1−ブロモブタ
ン0.13mLを加えた。純(93%)TEA1.0m
Lをゆっくり加え、30分間撹拌した。過剰の溶剤を真
空で除去し、その液体をシクロヘキサン約15mLに抽
出した。得られた生成物を濾過し、濾液をシクロヘキサ
ンで25mLまで希釈した。その7.0mLを反応器に
仕込んだ。
【0177】実験7013 [Na(DME)2][CrCl(Py)3DME]0.
21gを1−ヘキセン約15mLと混合した。純(93
%)TEA1.0mLをゆっくり加えると、暗褐色の溶
液と沈澱が形成された。これを約1時間撹拌した。その
溶液をデカンテーションで取り出し、これを米国特許第
4,364,855号明細書に従って調製したアルミノ
ホスフェート(P/Alモル比=0.4、700℃で活
性化)1.5gに加えた。
【0178】この担持触媒系を濾過で採集し、1−ヘキ
センで洗浄し、窒素パージ下で乾燥した。この固体触媒
系0.6328gを反応器に仕込んだ。
【0179】実験7006〜7013はシクロヘキサン
が入っている1.2リットルのオートクレーブ反応器で
行った。不均一系の乾燥された担持触媒系(実験700
9〜7013)を重合反応器への添加を促進するために
シクロヘキサン中でスラリー化し、そしてエチレン(C
P級)の向流下で重合反応器に加えた。均一系の液体の
非担持触媒系(実験7006〜7008及び7010〜
7012)をシクロヘキサン中で希釈し、そしてエチレ
ン(CP級)の向流下で重合反応器に加えた。反応器を
封止し、そしてエチレンの添加を反応器温度が80℃の
反応温度に達するまで止めた。エチレンの圧力を550
psigの全反応器圧力まで高めた。次に、エチレンを
要求に従って30分の実験時間にわたり供給した。実験
の終点で、液体反応生成物の混合物の試料を採取し、そ
してFID検出器を備えたHP−5880ガスクロマト
グラフで毛細管ガスクロマトグラフ法により分析した。
そのカラムは内径0.25mm及び0.25μのフィル
ムを有する60メーターのDB−1カラムであった。ガ
スクロマトグラフには10℃/分の速度で40℃から2
75℃までの温度勾配を付け、その際20分の保持時間
を用いた。残りの反応生成物の混合物を蒸発させ、生成
した固体生成物の量を測定した。
【0180】これら反応の結果を以下の表7に示す。
【0181】
【表8】
【表9】
【0182】a)Nは窒素含有化合物、即ちピロール含有
化合物であり、Lは配位子である。 b)反応器は固体で詰まった。 c)CrCl(Py)3はCr(Py)2と同等であり、両
者共に[Na(DME)2][CrCL(Py)3DM
E]である。 d)活性の単位は生成物g/触媒g/時である。
【0183】表7のデーターは、水の存在(実験700
1〜7005)は、例えば1−ヘキセン等の液体の形成
に有害であることを示している。つまり、反応器中の水
は固体を高度に形成させるのである。
【0184】実験7006〜7013は、何らかの不飽
和炭化水素の存在下で製造された触媒系は三量体化に対
して有効であることを示している。しかし、触媒系をト
ルエン中で製造した実験7006〜7009と触媒系を
1−ヘキセン中で製造した実験7010〜7013との
比較は不飽和芳香族炭化水素が触媒系の好ましい製造媒
体であることを示している。
【0185】実施例VIII 次の実施例において、実験8001〜8017は使用さ
れるピロール化合物、ハロゲン及び金属添加剤を変える
ことの影響を証明するものである。
【0186】実験8001〜8017で使用した触媒系
は全て同じ一般的手順で製造した。典型的な製造例にお
いて、2−エチルヘキサン酸クロム(III)をトルエ
ンに溶解した。次に、その溶液に2,5−ジメチルピロ
ール(又は、実験8014〜8017については水素ピ
ロリド)3当量を加えた。次に、ハライド添加剤の所望
とされる量(2〜3モル当量)を、続いてトリエチルア
ルミニウム(TEA)15モル当量を加えた。反応混合
物を5〜10分間撹拌し、そしてトルエンを真空下で除
去した。その液体残分をシクロヘキサンで全容量10m
Lまで希釈し、その既知少量を触媒系として反応器に仕
込んだ。
【0187】三量体化反応の実験を反応希釈剤として8
5%のシクロヘキサン1.2リットルを含有する2リッ
トルのオートクレーブ重合反応器中で行った。反応器に
触媒系を仕込み、続いてシクロヘキサンを添加した。反
応器温度を80℃にもたらし、その点でエチレンを導入
した。圧力は要求に従って供給されるエチレンにより5
50psigに保った。各反応を30分間行い、その後
エチレンを止めた。実験の終点で試料を採取し、そして
他の実施例に記載のようにしてガスクロマトグラフィー
により分析した。
【0188】実験と分析の結果を表8に示す。
【0189】
【表10】
【0190】a)液体生成物だけのグラム数に基づく。
【0191】表8のデーターは、1−ヘキセンに対する
選択性はI<Cl<Brの順で高くなることを示してい
る。臭素含有添加剤は1−ヘキセンの形成について対応
するクロリド又はアイオダイド添加剤と比較して常に最
高の選択性を有する。1−ヘキセンのこの増加した生成
はまた副生成物(C4=、C8=及びC10=)の形成がよ
り少ないことも意味している。1−ヘキセン対内部ヘキ
セン類の比もI<Cl<Brの順で高くなる傾向があ
る。しかして、ハライドの使用はより多量の生成物に通
じるだけでなく、より純度の高い三量体生成物ももたら
すのである。触媒系の活性はI<<Cl、Brの順で高
い。しかし、Br類縁体とCl類縁体との間の活性は予
想できないように思われる。ある種の添加剤(SnX4
及びAlX3SiX)については、Br添加剤の方が活
性が大きい。
【0192】表8のデーターはまた1−ヘキセンへの選
択性及び活性における傾向は、実験8014〜8017
に示される通り、他のピロールを含有する触媒にも拡張
できることを示している。
【0193】総合すると、活性と選択性の最良の組み合
わせはハライド添加剤としてGeCl4又はSnCl4
使用すると得られる。しかし、1−ヘキセンへの選択性
はハライド添加剤対トリエチルアルミニウムの比によっ
ても影響されることが示されており、このことが他のハ
ライド添加剤から高選択性を得るのを可能にしている。
【0194】実施例IX 次の実施例において、実験9001〜9004は、過剰
の不飽和芳香族炭化水素は三量体化及び/又はオリゴマ
ー化に対して有害である可能性があることを証明するも
のである。しかして、触媒系を、例えばトルエンのよう
な芳香族炭化水素の存在下で製造する場合、過剰の芳香
族炭化水素はこれを除去するのが好ましい。得られる液
体を次に、例えばシクロヘキサン又はヘプタンのような
所望とされる溶剤に抽出又は溶解する。理論によって縛
られることは望まないが、芳香族炭化水素は、例えばエ
チレンのような、三量体化及び/又はオリゴマー化され
るべきモノマーと触媒系の活性部位に対して競争する可
能性があると考えられる。しかして、この競争は触媒系
の活性を阻害し得ると考えられるのである。
【0195】実験9001〜9004で使用した触媒系
はトルエンに溶解した2−エチルヘキサン酸クロム(I
II)1.35gを使用して製造した。次に、その溶液
に2,5−ジメチルピロール0.86mL(3.2モル
当量)を加えた。次に、n−ブチルブロミド0.90m
L(3.2モル当量)を、続いて93%トリエチルアル
ミニウム7.60mL(21モル当量)を加えた。この
混合物を5〜10分間撹拌し、そしてトルエンを真空下
で除去した。その液体残分をシクロヘキサン30mLに
溶解し、濾過し、次いで追加のシクロヘキサンにより全
容量50mLまで希釈した。この溶液4mLを無水の脱
泡されたトルエンの所望とされる量(0、5、10又は
15mL)と共に反応器に仕込んだ。
【0196】三量体化反応の実験を反応希釈剤として8
5%のシクロヘキサン1.2リットルを含有する2リッ
トルのオートクレーブ重合反応器中で行った。反応器に
触媒系を仕込み、続いてシクロヘキサンを添加した。反
応器温度を80℃にもたらし、その点でエチレンを導入
した。圧力は要求に従って供給されるエチレンにより5
50psigに保った。各反応を30分間行い、その後
エチレンを止めた。消費された、即ち供給されたエチレ
ンの全量を測定した。
【0197】実験9001〜9004の結果を表9に示
す。
【0198】
【表11】
【0199】(a) 反応希釈剤の全量基準 (b) エチレンのシクロヘキサン中溶解度については調整
せず
【0200】表9のデーターは、芳香族炭化水素、即ち
トルエンの存在はエチレンの消費で測定して触媒系の活
性を有意に減少させ得ることを示している。この減少は
反応器に加えられる芳香族炭化水素の量に比例する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 ジェフリー ウィリス フリーマン アメリカ合衆国オクラホマ州バートルスビ ル,コロニー コート 5510 (72)発明者 ブライアン ケイス コンロイ アメリカ合衆国イリノイ州バタビア,ブラ ックホーク ドライブ 516 (72)発明者 テッド マシュー ペッティジョン アメリカ合衆国オクラホマ州バートルスビ ル,ストーンヘンジ ドライブ 4500 (72)発明者 エリザベス アン ベンハム アメリカ合衆国オクラホマ州バートルスビ ル,シャノン 431

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロム源、ピロール含有化合物及び金属
    アルキルを、電子供与体溶剤の存在下における該クロム
    源と該ピロール含有化合物との予備反応工程なしで、相
    互溶剤中で混合する工程を含んで成る、オレフィン化合
    物を三量体化、オリゴマー化又は重合するための触媒系
    の製造法。
  2. 【請求項2】 不飽和炭化水素も混合する、請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 不飽和炭化水素が相互溶剤となる、請求
    項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 不飽和炭化水素が分子当たり70個以下
    の炭素原子を有する芳香族又は脂肪族の炭化水素であ
    る、請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 不飽和炭化水素が分子当たり20個以下
    の炭素原子を有する芳香族炭化水素である、請求項4に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 不飽和芳香族炭化水素がトルエン、ベン
    ゼン、キシレン、メシチレン又はヘキサメチルベンゼン
    である、請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 得られる触媒系から過剰の不飽和芳香族
    炭化水素をストリッピングする工程を含む、請求項2〜
    6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 不飽和炭化水素がエチレンである請求項
    4に記載の方法。
  9. 【請求項9】 触媒系に担体を組み込む、請求項1〜8
    のいずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 ハライド源を加えることを含む、請求
    項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 ハライドが式Rmn(式中、Rはアル
    ミニウム、珪素、ゲルマニウム、水素、硼素、リチウ
    ム、錫、ガリウム、インジウム、鉛又はそれらの混合物
    であり、Xはハライドであり、mとnの和は0より大の
    任意の数である)を有する化合物によって与えられる、
    請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 得られる触媒系が次の、 (a)クロム源のクロム1モル; (b)ピロール含有化合物1〜15モル; (c)金属アルキル5〜40モル;及び、もし存在する
    ならば、 (d)ハライド1〜30モルなる相対比を有する、請求
    項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 クロム源とピロール含有化合物とを金
    属アルキルの添加前に混合する、請求項1〜12のいず
    れか1項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 ピロール含有化合物が、水素ピロリ
    ド、水素ピロリドの誘導体及び金属ピロリド錯体から選
    択される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方
    法。
  15. 【請求項15】 ピロール含有化合物が水素ピロリド又
    は2,5−ジメチルピロリドである、請求項14に記載
    の方法。
  16. 【請求項16】 金属アルキルが非加水分解アルキルア
    ルミニウム化合物である、請求項1〜15のいずれか1
    項に記載の方法。
  17. 【請求項17】 金属アルキルがトリアルキルアルミニ
    ウム化合物である、請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 混合する工程が、オレフィンの三量化
    用容器中、その場で(in situ)実施される、請
    求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
  19. 【請求項19】 助触媒として製造された触媒系を重合
    触媒系と混合する工程を含んで成る、請求項1〜18の
    いずれか1項に記載の方法。
  20. 【請求項20】 重合触媒系がクロム−、チタン−、ジ
    ルコニウム−及び/又はバナジウム−含有触媒から成
    る、請求項19に記載の方法。
  21. 【請求項21】 請求項1に記載の方法によって調製さ
    れた触媒系。
  22. 【請求項22】 オレフィン化合物を三量体化、オリゴ
    マー化又は重合する方法であって、該三量体化、オリゴ
    マー化又は重合を請求項1〜21のいずれか1項に記載
    の方法で製造された触媒系又は触媒/助触媒系の存在下
    で実施する、前記方法。
  23. 【請求項23】 オレフィン化合物が分子当たり2〜3
    0個の炭素原子及び少なくとも1個のオレフィン性二重
    結合を有するものである、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 オレフィン化合物がエチレン、1−ブ
    テン、1−ヘキセン、1,3−ブタジエン又はそれらの
    混合物である、請求項23に記載の方法。
  25. 【請求項25】 不飽和炭化水素を混合して触媒系を製
    造するが、該不飽和炭化水素を三量体化、オリゴマー化
    又は重合のプロセス中にまず導入する、請求項22〜2
    4のいずれか1項に記載の方法。
  26. 【請求項26】 触媒系を製造するのに使用される不飽
    和炭化水素が三量体化、オリゴマー化又は重合されるオ
    レフィン化合物としても作用する不飽和脂肪族炭化水素
    である、請求項25に記載の方法。
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