JP2001515928A - オレフィンの気相重合方法 - Google Patents

オレフィンの気相重合方法

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JP2001515928A
JP2001515928A JP2000510782A JP2000510782A JP2001515928A JP 2001515928 A JP2001515928 A JP 2001515928A JP 2000510782 A JP2000510782 A JP 2000510782A JP 2000510782 A JP2000510782 A JP 2000510782A JP 2001515928 A JP2001515928 A JP 2001515928A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、2〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種のα−オレフィンを気相重合させるための粒状もしくは微小球状耐火性酸化物に支持された改良酸化クロム系触媒を提供し、支持酸化クロム系触媒は200〜450℃の範囲の温度にて酸素含有雰囲気下に行われる唯一の熱処理よりなる単一の焼成/活性化工程にかけられたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、支持された酸化クロム系触媒によるオレフィンの気相重合方法に関
するものである。
【0002】 耐火性酸化物キャリヤにチタン化合物を含浸させ、得られた生成物を150〜
1200℃の温度T1にて加熱することによる焼成工程にかけ、クロム化合物を
添加すると共に、得られた生成物を100〜1200℃の温度T2にて加熱する
ことにより活性化工程にかけてオレフィン重合触媒を作成することはGB1,4
29,174号から公知である。すなわちGB1,429,174号によれば、
2つの別々の熱処理(T1、T2)(以下、これらを焼成過程および活性化過程
と称する)が所望の触媒を得るのに必要である。
【0003】 スラリーにおけるエチレンの重合につき、チタン改質された酸化クロム系触媒
を使用することはUS3,622,521号から公知である。この米国特許は、
乾燥空気中で350〜2000°F(176〜1093℃)の範囲の温度を用い
て1〜50時間にわたり行いうる触媒の最終活性化工程を開示している。US3
,622,521号の触媒は全て、1300°F(704℃)における乾燥空気
中での5時間の活性化過程を用いて作成される。
【0004】 チタン改質酸化クロム系触媒を用いて気相重合法によりエチレンポリマーを製
造することはUS4,011,382号から公知である。この米国特許は、触媒
を空気もしくは酸素中にて300〜900℃、好ましくは700〜850℃の温
度にて加熱することにより行いうる触媒の最終活性化工程を記載している。US
4,011,382号の触媒は全て、乾燥空気中で750℃もしくは825℃に
て8時間の活性化過程を用いて作成される。
【0005】 さらに活性化の温度と、触媒の活性および前記酸化クロム系触媒から作成され
るエチレンポリマーのメルトインデックスの両者との間には擬似的直線関係が存
在することも共通の一般的知識である。活性化の温度が高くなるほど、活性およ
びメルトインデックスも高くなる。
【0006】 従って当業者は、酸化クロム系触媒を適正に活性化させるには少なくとも約5
00℃より高い活性化温度を用いねばならないことを知っている。
【0007】 改質支持体に用いられるこれら焼成/活性化過程は長くかつコスト高である。
しかしながら、これら過程は最終触媒の良好な活性および得られるエチレンポリ
マーの高いメルトインデックスを得るのに必要であるため、当業者は同様に処理
し続けている。
【0008】 従って本発明の目的は、高メルトインデックスを有するエチレン(コ)ポリマ
ーを、合理的に良好な活性を有する支持酸化クロム系触媒の存在下に製造すると
共に、前記長い過程および/または高温度の焼成/活性化過程を必要としない方
法を提供することにある。
【0009】 予想外に今回、活性化温度と触媒活性および得られる(コ)ポリマーのメルト
インデックスとの間の前記擬似的直線関係をスラリー重合にて系統的に証明しう
ることが突き止められ、これはエチレンの気相(共)重合に際し支持酸化クロム
系触媒を用いる場合には得られない。
【0010】 本発明は、上記欠点を回避し或いは少なくとも軽減することを可能にする。特
に今回、良好な活性を示すと共に簡単かつ経済的なプロセスにより作成される支
持クロム系触媒を用いて、高メルトインデックスを有するポリマーを製造しうる
気相重合法が見出された。さらに、本発明により得られるポリマーは良好な応力
亀裂耐性および高い臨界剪断速度を有する。その結果、ポリマーは処理容易であ
る。さらに、得られるポリマーは低い揮発物含有量を有することができ、すなわ
ち物品の製造に際し極めて少量の揮発物(フューム)しか生ぜしめない。さらに
、これらは高い衝撃強さおよび低いダイスエルを有することができる。
【0011】 従って本発明の主題は、2〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種のα−
オレフィンを気相重合させるに際し重合を予め200〜450℃の範囲の温度に
て酸化含有雰囲気下に行われる単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程に
かけられた粒状もしくは微小球状耐火性酸化物に支持された酸化クロム系触媒に
より行うことを特徴とする少なくとも1種のα−オレフィンの気相重合方法であ
る。
【0012】 本発明によれば、少なくとも1種のα−オレフィンの重合反応はこの種の支持
酸化クロム系触媒を用いて行われる。
【0013】 本発明の他の目的は、オレフィンを気相重合させるための粒状もしくは微小球
状耐火性酸化物に支持された酸化クロム系触媒の製造方法において、支持された
酸化クロム系触媒を200〜450℃の範囲の温度にて酸素含有雰囲気下に行わ
れる単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程にかけることを特徴とする酸
化クロム系触媒の製造方法である。
【0014】 さらに本発明の他の目的は、オレフィンを気相重合させるための粒状もしくは
微小球状耐火性酸化物に支持された改良酸化クロム系触媒を提供することにあり
、ここで触媒は支持酸化クロム系触媒を200〜450℃の範囲の温度にて酸素
含有雰囲気下に行われる単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程にかける
ことを特徴とする方法により得られる。
【0015】 支持酸化クロム系触媒は大抵の場合0.1〜3%のクロムを含有する。本発明
の好適具体例によれば、触媒は有利にはチタンもしくはアルミニウム改質された
支持酸化クロム系触媒、特に好ましくはチタン改質された支持酸化クロム系触媒
である。たとえば触媒は0.1〜8重量%のチタンまたは0.1〜6重量%のア
ルミニウムで改質することができる。
【0016】 触媒は、たとえばシリカ、アルミナ、ジルコニア酸化物またはこれら酸化物の
混合物もしくは共沈物のような粒状もしくは微小球状耐火性酸化物に支持される
。この支持体は各種公知の方法により、特にたとえばシリカのような珪素化合物
をアルカリ金属珪酸塩の溶液から沈殿させることにより(または耐火性酸化物ゲ
ルもしくはヒドロゲルを珪素、チタン、ジルコニウムもしくはアルミニウム化合
物から選択される少なくとも2種の化合物を含有する溶液から共沈させることに
より)得ることができる。
【0017】 粒状支持体は有利には200〜1200m/gの比(BET)表面積と1〜
3.5ml/gの範囲の気孔容積とを有し、20〜250μm、好ましくは30
〜150μmの直径を有する粒子で構成することができる。有利には、これはヒ
ドロキシル官能基を有し、好ましくは触媒の作成に際し使用する時点で水を含有
しない。この目的で、たとえば100〜200℃の範囲の温度まで加熱すること
ができる。
【0018】 触媒は好ましくは、支持体にクロム化合物を含浸させる第1段階と、第1段階
から生ずる生成物にチタン化合物またはアルミニウム化合物のいずれかを含浸さ
せる適宜の第2段階とからなる方法により作成される。用いるクロム化合物は一
般に式CrOを有する酸化クロムまたは焼成により酸化クロムまで変換させう
るクロム化合物、たとえば硝酸クロムもしくは硫酸クロム、クロム酸アンモニウ
ム、炭酸クロム、酢酸クロムもしくはアセチルアセトン酸クロムまたはt−ブチ
ルクロメートとすることができる。
【0019】 有利に用いうるチタン化合物はたとえばチタンテトライソプロピラートまたは
チタンテトラブチラートのようなチタンアルコラートである。
【0020】 有利に用いうるアルミニウム化合物はたとえばアセチルアセテート、アセチル
アセトネート、アルコキシもしくはアルキル型のものである。
【0021】 チタンもしくはアルミニウム化合物による支持体の含浸は有利には、触媒に施
される唯一の焼成/活性化工程の直前またはその間に行うことができる。
【0022】 さらに触媒は、たとえば上記したようなゲルもしくはヒドロゲルのクロム化合
物とチタン化合物の存在下における共沈よりなる方法により製造することができ
、一方ではたとえばシリカもしくはアルミナのような少なくとも1種の耐火性酸
化物と他方ではクロム化合物およびチタン化合物とからなるコゲルが生成される
【0023】 使用に先立ち、支持触媒は200〜450℃の範囲の温度にて酸素含有雰囲気
下に行われる単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程にかけねばならない
【0024】 本発明によれば、触媒の前記唯一の焼成/活性化処理は低温度にて、特に20
0〜450℃、好ましくは300〜400℃の温度にて行わねばならない。
【0025】 本発明によれば、触媒の前記唯一の焼成/活性化処理は酸素含有雰囲気下、好
ましくは乾燥空気の下で行わねばならない。
【0026】 前記単一の処理は平均して10分間〜12時間、より好ましくは30分間〜8
時間にわたり持続される。これは非還元性雰囲気を用いて公知手段により行うこ
とができる。たとえば流動床活性化剤にて行うことができる。
【0027】 得られる触媒は気相重合反応器に直接注入することができる。さらに、これは
予備重合段階にて予め作成されたプレポリマーの形態で導入することもできる。
予備重合段階は、触媒をたとえば必要に応じα−オレフィンと混合されたエチレ
ンと必要に応じ水素の存在下で接触させることよりなっている。予備重合段階は
、元素周期律表の第2族および第13族、並びに必要に応じ第1族および第12
族の金属の有機金属化合物の存在下に行うことができる。
【0028】 α−オレフィンの気相重合は、任意公知の方法により流動床反応器および/ま
たは機械撹拌床反応器にて行うことができる。重合反応は0〜120℃、好まし
くは50〜110℃の温度にて0.1〜5MPaの範囲の全圧力下に行うことが
できる。
【0029】 本発明による方法は、たとえばエチレンホモポリマーまたは3〜12個の炭素
原子を有するたとえば1−ブテン、1−ヘキセンもしくは1−オクテンのような
少なくとも1種のα−オレフィンを含有するエチレンコポリマーなど、エチレン
ポリマーの製造につき特に適している。一般に、本発明の方法により製造される
エチレンコポリマーはエチレンの他に10%未満、大抵の場合は4%未満、好ま
しくは1重量%未満の3〜12個の炭素原子を有する他のα−オレフィンをも含
有する。
【0030】 本発明の方法により得られるポリマーは0.915〜0.970の範囲、好ま
しくは0.935〜0.965の範囲、特に好ましくは0.940〜0.960
の範囲の相対密度を有することができる。大抵の場合、これらは重量平均分子量
Mwと数平均分子量Mnとの比として測定し5〜55の分子量分布(MWD)を
有する。大抵の場合、これらは50,000〜500,000の重量平均分子量
を有する。一般に、これらは触媒の良好な活性のため5ppm未満のクロムを含
有する。さらに、これらは一般に10時間より大、大抵の場合15時間より大の
応力亀裂耐性を有する。さらにこれらは一般に800s−1より大、大抵の場合
1000s−1より大の臨界剪断速度を有する。
【0031】 本発明により得られる予想外の利点はポリマーの比較的高いメルトインデック
ス値である。既に上記で説明され、さらに以下の(比較)例にて示すように、低
温度にて唯一の焼成/活性化処理にかけられた支持酸化クロム系触媒が気相法に
て使用されると高メルトインデックス値を有するポリマーをもたらすことは全く
驚異的である。
【0032】 触媒を200〜450℃の温度にて活性化させれば、高メルトインデックス(
たとえば1.5g/10minより高いメルトインデックスMI)を有するポ
リマーを作成することができる。これら範囲にて、ポリマーのメルトインデック
スは活性化温度を減少させれば増大する。
【0033】 この種のポリマー、特に1.5g/10minより高いMIを有するポリマ
ーにつき、臨界剪断速度は1200s−1より大とすることができる。
【0034】 さらにポリマーは極めて低比率の揮発性物質をも含有する。これら物質は一般
に重量基準でポリマーの800ppm未満、より好ましくは500ppm未満、
大抵の場合400ppm未満である。さらに、これらは一般に2mより大、大抵
の場合2.5mより大の落下強度を有する。これらは低いダイスエルを示し、特
に35g未満である。
【0035】 本発明の方法により得られるポリマーは、押出しにより或いは吹込押出しによ
り物品を製造するのに特に適する。
【0036】 以下、実施例により本発明を説明する。
【0037】 ポリマーの性質は以下の手順により測定した。
【0038】 応力亀裂耐性の測定方法 応力亀裂耐性はM.J.カウウッドおよびT.J.C.スリーマンの方法(B
Pケミカルス・リミテッド社、英国)(ジャーナル・ポリマー・テスチング、第
1巻(1980)、第191〜199頁に記載)によりポリマー瓶にて測定する
が、ただし瓶は60℃でなく50℃に保つ。この方法によれば、応力亀裂耐性は
時間で現される。
【0039】 ポリマーの揮発物含有量の測定方法 本発明によれば、ポリマーの揮発物含有量は100℃のオーブン内に17時間
にわたり保った後のポリマーの重量損失を測定して決定される。
【0040】 臨界剪断速度の測定方法 臨界剪断速度はポリマーに加えられた応力をポリマーが受けた剪断速度の関数
として与える曲線から決定され、これは長さと直径との比が30であるダイを有
する毛細管レオメータにより確立されている。臨界剪断速度は、応力安定性が観
察される剪断速度の最低値として決定される。この数値にて曲線は屈曲点を示す
。剪断応力および速度はASTM基準D3835に規定されている。剪断速度は
−1で現される。
【0041】 微粒子含有量 本発明によれば、微粒子含有量は125μm未満の直径を有するポリマーにお
ける粒子の比率である。この含有量は重量%で現される。
【0042】 流動パラメータ 流動パラメータ「n」は式n=log(MI21.6/MI)/log(2
1.6/5)により、方法ASTM D−1238に従って計算される。メルト
インデックスはg/10minで現される。
【0043】例1、2、C3 (a) 触媒作成 触媒を熱活性化により活性化させ、この活性化は包囲する電気炉により外部か
ら加熱された石英チューブにて行った。チューブに融合させた粗大フリットディ
スクを、流動床を支持するよう作用させた。床の温度は、中心近くに設置した熱
電対により測定した。活性化にて使用したガスはディスク中を上方向に流過して
流動化を生ぜしめた。
【0044】 登録商標「EP30」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、ワー
リントン、英国)にて販売される25gの酸化クロム系触媒組成物を、乾燥窒素
の流れにて流動化された石英管に室温にて導入した。この固体組成物は約1重量
%のクロムを、シリカに支持された三価の酢酸クロムとして含有する。次いで石
英管を室温から150℃まで57℃/hの速度にて加熱すると共に150℃に維
持した。その後、登録商標「チルコムBIP」(チタニウム・インターミジエー
ト・リミテッド社、ビリングハム、英国)にて販売されるチタニウムテトライソ
プロピラートとテトラ−n−ブチラートとの混合物を、23.44ミリモルのチ
タンに相当する量にて反応器に添加した。このように形成された触媒固体を15
0℃に3時間維持した。次いで反応器を57℃/hの速度にて300℃まで加熱
すると共に、この温度に1時間維持した。次いで流動化用窒素を乾燥空気流によ
り置換すると共に、触媒固体を順次に300℃から最終活性化温度(400℃、
450℃および500℃はそれぞれ触媒1a、2aおよびC3aを与える)まで
加熱し、この温度に5時間維持し、次いで最終的に57℃/hにて速度で325
℃まで冷却した。次いで流動化用空気を乾燥窒素流により置換すると共に、触媒
固体を徐々に室温まで冷却した。
【0045】 4.5重量%のチタンと0.98重量%のクロムとを含有する24.5gの活
性化触媒を回収した。この触媒は100μmの重量平均直径を有する粒子で構成
された。これを乾燥窒素の雰囲気にて貯蔵した。
【0046】 (b) エチレンの気相重合 事前の重合にて作成された400gのポリエチレンペレットを、200rpm
にて回転する粉末回転機が装着された容量2.6リットルのステンレス鋼反応器
に導入し、窒素雰囲気下に維持した。温度制御をシリコーン油の循環により行っ
て冷却すると共にそれ自身を水および水蒸気により包囲ジャケットにて加熱した
。温度を所望温度の+/−0.5℃以内に保った。反応器を104℃まで加熱す
ると共に、約50mgの上記触媒(上記触媒1a、2aおよびC3a参照)の1
種を導入した。1.5ミリモルのトリエチルアルミニウムを1g当たりに含有す
る0.5gのシリカを次いで反応器に導入して毒物を除去した。次いで水素を導
入して反応器を0.1MPaまで加圧した。最終的にエチレンを0.9MPaの
全圧力が得られるまで導入した。エチレン導入を持続して、0.9MPaに反応
器圧力を維持した。反応を2500gのポリマーが触媒1g当たりに生成するま
で持続した。次いで反応器の内容物を回収すると共に、反応にて生成したポリエ
チレン粉末を篩分によりペレットから分離した。触媒活性および生成ポリマーの
性質を表1に示す。
【0047】例C4〜C6(比較) (a) 触媒作成 例1〜C3と正確に同じ触媒を使用した。
【0048】 (b) エチレンのスラリー相重合 スラリー重合実験を、400rpmにて回転する上昇3枚羽根マリーンプロペ
ラが装着されると共に窒素雰囲気下に維持された容量2リットルのステンレス鋼
反応器で行った。反応器を104℃まで加熱すると共に、約250mgの上記触
媒(すなわち触媒1a、2aおよびC3a)の1種を導入した。次いで1リット
ルの乾燥イソブタンを導入した。エチレンを4MPaにて供給し、これを重合反
応に際し一定に保った。誘導時間は、反応器圧力が4MPaに達する時点からエ
チレン流動が再開する時点までとした。反応をエチレン流が再開する時点から測
定した。重合に際し、エチレン流動速度を徐々に0g/hから600g/hまで
上昇させた。反応を、生産率が触媒1g当たり2500gのポリマーに達した時
点で停止させた。触媒活性および生成ポリマーの性質を表1に示す。
【0049】
【表1】
【0050】例7 (a) 触媒作成 登録商標「EP211B」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、
ワーリントン、英国)にて販売される30gの酸化クロム系触媒組成物を、93
℃まで加熱された反応器に導入すると共に乾燥窒素の流れで流動化させた。この
固体組成物は約1重量%のクロムを三価の酢酸クロムの形態で含有すると共に、
シリカに支持された約2.1重量%のアルミニウムを含有する。次いで反応器を
93℃から150℃まで90℃/hの速度にて加熱すると共に、150℃に30
分間維持した。次いで反応器を300℃まで90℃/hの速度にて加熱すると共
に、この温度に4時間維持した。次いで流動化用窒素を乾燥空気流により置換し
、触媒固体を順次に300℃から450℃まで加熱し、450℃に4時間維持し
、次いで最終的に90℃/hの速度にて300℃まで冷却した。次いで流動化用
空気を乾燥窒素流により置換し、触媒固体を徐々に室温まで冷却した。
【0051】 2.1重量%のアルミニウムと1重量%のクロムとを含有する25gの活性化
触媒が回収された。この触媒は100μmの重量平均直径を有する粒子で構成さ
れた。これを乾燥窒素の雰囲気にて貯蔵した。
【0052】 (b) エチレンの気相重合 事前の重合にて作成された200gのポリエチレン粉末を、350rpmにて
回転する粉末撹拌器が装着されると共に窒素雰囲気下に維持された容量2.6リ
ットルのステンレス鋼反応器に導入した。反応器を100℃まで加熱すると共に
、210mgの上記触媒(7a)を導入した。次いで0.2ミリモルのトリエチ
ルアルミニウムを反応器に導入して毒物を除去した。次いで水素を導入して反応
器を0.3MPaまで加圧した。最終的にエチレンを1.5MPaの全圧力が得
られるまで導入した。エチレン導入は183g/hの速度にて2時間18分にわ
たり持続させた。この時間にわたる平均活性は810g/mM.h.bであった
。600gのポリエチレンが反応器から回収された。その性質は次の通りである
: ●嵩密度:370kg/m ●高荷重メルトインデックス(ASTM法D−1238、190℃にて測定):
138g/10min ●平均粒子寸法:660μm ●密度:940.6kg/m ●多分散性:10.7
【0053】例8(比較) (a) 触媒作成 登録商標「EP211B」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、
ワーリントン、英国)にて販売される30gの酸化クロム系触媒組成物を93℃
まで加熱された反応器に導入し、乾燥窒素の流れで流動化させた。この固体組成
物は約1重量%のクロムを三価の酢酸クロムとして含有すると共に、シリカ上に
支持された約2.1重量%のアルミニウムを含有する。次いで反応器を93℃か
ら150℃まで90℃/hの速度にて加熱すると共に、150℃に30分間維持
した。次いで反応器を300℃まで90℃/hの速度にて加熱すると共に、この
温度に4時間維持した。次いで流動化用窒素を乾燥空気流により置換し、触媒固
体を順次に300℃から600℃まで加熱し、600℃に4時間維持し、次いで
最終的に90℃/hの速度にて300℃まで冷却した。次いで流動化用空気を乾
燥窒素流により置換し、触媒固体を徐々に室温まで冷却した。
【0054】 2.1重量%のアルミニウムと1重量%のクロムとを含有する25gの活性化
触媒が回収された。この触媒は100μmの重量平均直径を有する粒子で構成さ
れた。これを乾燥窒素の雰囲気にて貯蔵した。
【0055】 (b) エチレンの気相重合 事前の重合にて作成された200gのポリエチレン粉末を、350rpmにて
回転する粉末撹拌器が装着されると共に窒素雰囲気下に維持された容量2.6リ
ットルのステンレス鋼反応器に導入した。この反応器を100℃まで加熱すると
共に、210mgの上記触媒(8a)を導入した。0.2ミリモルのトリエチル
アルミニウムを次いで反応器に導入して毒物を除去した。次いで水素を導入して
反応器を0.3MPaまで加圧した。最終的にエチレンを1.5MPaの全圧力
が得られるまで導入した。エチレン導入を183g/hの速度にて2時間18分
にわたり持続させた。この時間にわたる平均活性は680g/mM.h.bであ
った。600gのポリエチレンを反応器から回収された。その性質は次の通りで
ある: ●嵩密度:290kg/m ●高荷重メルトインデックス(ASTM法D−1238、190℃にて測定):
8.6g/10min ●平均粒子寸法:1010μm ●密度:945.8kg/m ●多分散性:14.7
【0056】例9 (a) 触媒作成 登録商標「EP30」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、ワー
リントン、英国)にて販売される30kgの酸化クロム系触媒組成物を93℃ま
で加熱された反応器に導入し、乾燥窒素の流れで流動化させた。この固体組成物
は約1重量%のクロムをシリカ上に支持された三価の酢酸クロムの形態で含有す
る。次いで反応器を93℃から150℃まで90℃/hの速度にて加熱すると共
に、150℃に30分間維持した。その後、登録商標「チルコムBIP」(チタ
ニウム・インターミジエート・リミテッド社、ビリングハム、英国)にて販売さ
れるチタニウムテトライソプロピラートとテトラ−n−ブチラートとの混合物を
反応器に23.75モルのチタンに相当する量にて添加した。かくして生成した
触媒固体を150℃に2時間維持した。次いで反応器を300℃まで90℃/h
の速度にて加熱すると共に、この温度に4時間維持した。流動化用窒素を次いで
乾燥空気流により置換し、触媒固体を順次に300℃から400℃まで加熱し、
400℃に4時間維持し、次いで最終的に90℃/hの速度にて300℃まで冷
却した。次いで流動化用空気を乾燥窒素流により置換し、触媒固体を徐々に室温
まで冷却した。
【0057】 3.8重量%のチタンと1重量%のクロムとを含有する30kgの活性化触媒
を回収した。この触媒は103μmの重量平均直径を有する粒子で構成された。
これを乾燥窒素の雰囲気にて貯蔵した。
【0058】 (b) プレポリマー作成 予備重合の操作は、加熱用ジャケットと140rpmにて回転する撹拌器とが
装着された容量1mの反応器にて行った。予備重合は、登録商標「ASA−3
」(シェル社、オランダ)にて販売される15gの静電気防止剤の存在下に45
0リットルのn−ヘキサン中で75℃にて行い、靜電気防止剤は0.55重量%
のクロムおよびカルシウムの両者と10kg(1.92モルのクロム)の上記触
媒(9a)とを含有した。
【0059】 反応器を設立すると共に、エチレンを1.0MPaまで加圧された経路から供
給した。15kg/hのエチレンの一定供給速度を設立した。4時間32分の予
備重合の後、82.8kgのプレポリマーが生成した。上澄液を排液し、次いで
プレポリマーを循環乾燥窒素流にて乾燥させた。このように得られた乾燥プレポ
リマーは優秀な流動特性と420kg/mの嵩密度とを有した。これは169
μmの平均直径を有する粒子で構成された。
【0060】 (c) エチレンの流動床気相重合 事前の重合にて作成された100kgの充分乾燥したポリエチレン粉末を直径
45cmの流動床反応器に充填した。これを、35cm/sにて上方向に流動す
る水素とエチレンと窒素とで構成されるガス混合物により96℃にて流動化させ
る。ガス混合物にて各成分の分圧は次の通りである: ●水素 0.30MPa ●エチレン 1.22MPa ●窒素 0.48MPa
【0061】 n−ヘキサンにおけるトリエチルアルミニウムの0.1モル溶液2リットルを
反応器に供給すると共に、これら条件を1時間維持して反応を開始させた。次い
で、予め作成されたプレポリマー(実施例9b)を反応器へ99g/hの速度で
供給した。重合条件の安定化時間の後、20kg/hのポリマーが次の性質にて
生成した: ●嵩密度 345kg/m ●メルトインデックス 0.90g/10min ●流動パラメータ(n) 2.09 ●密度 955kg/m ●平均粒子寸法 1140μm ●微細物(<125μm)1.4重量% ●残留クロム 5.5ppm
【0062】例10 (a) 触媒作成 登録商標「EP30」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、ワー
リントン、英国)にて販売される280kgの酸化クロム系触媒組成物を60℃
まで加熱された反応器に導入し、12cm/sにて上方向に流動する乾燥窒素の
流れで流動化させた。この固体組成物は約1重量%のクロムをシリカ上に支持さ
れた三価の酢酸クロムとして含有する。次いで反応器を60℃から150℃まで
90℃/hの速度にて加熱すると共に、150℃に30分間維持した。その後、
登録商標「チルコムBIP」(チタニウム・インターミジエート・リミテッド社
、ビリングハム、英国)にて販売されるチタニウムテトライソプロピラートとテ
トラ−n−ブチラートとの80kgの混合物を反応器に添加した。このように生
成された触媒固体を150℃にて2時間維持した。次いで反応器を300℃まで
90℃/hの速度にて加熱すると共に、この温度に4時間維持した。次いで流動
化用窒素を乾燥空気流により置換し、触媒固体を順次に300℃から450℃ま
で加熱し、450℃に5時間維持し、次いで最終的に90℃/hの速度にて20
0℃まで冷却した。流動化用空気を次いで乾燥窒素流により置換し、触媒固体を
ゆっくり室温まで冷却した。
【0063】 (b) エチレンの流動床気相重合 事前の重合にて作成された40トンの充分乾燥したポリエチレン粉末を直径3
.5mの流動床反応器に充填した。これを、49cm/sにて上方向に流動する
水素とエチレンとエタンとペンタンと窒素とで構成されるガス混合物により94
.5℃にて流動化させた。ガス混合物において各成分の分圧は次の通りである: ●水素 0.30MPa ●エチレン 0.39MPa ●エタン 0.20MPa ●ペンタン 0.10MPa ●窒素 1.21MPa
【0064】 ペンタンはn−ペンタンとイソペンタンとの混合物である。
【0065】 次いで、前記で作成された触媒(実施例10a)を2kg/hの速度にて反応
器に供給した。重合条件の安定化時間の後、5トン/hのポリマーが次の性質に
て生成した: ●嵩密度 380kg/m ●メルトインデックス 1.2g/10min (5kg荷重) ●流動パラメータ(n) 2.26 ●密度 956.1kg/m ●平均粒子寸法 1080μm ●微細物(<125μm)1.4重量% ●残留クロム 4.0ppm ●応力亀裂耐性 8.9時間 ●臨界剪断速度 1390s−1
【0066】例11(比較) (a) 触媒作成 登録商標「EP30」(ヨセフ・クロスフィールド・アンド・サンズ社、ワー
リントン、英国)にて販売される400kgの酸化クロム系触媒組成物を60℃
まで加熱された反応器に導入し、12cm/sにて上方向に流動する乾燥窒素の
流れで流動化させた。この固体組成物は約1重量%のクロムをシリカ上に支持さ
れた三価の酢酸クロムとして含有する。次いで反応器を60℃から150℃まで
90℃/hの速度にて加熱すると共に、150℃に30分間維持した。その後、
登録商標「チルコムBIP」(チタニウム・インターミジエート・リミテッド社
、ビリングハム、英国)にて販売されるチタニウムテトライソプロピラートとテ
トラ−n−ブチラートとの114kgの混合物を反応器に添加した。このように
生成した触媒固体を150℃に2時間維持した。次いで反応器を300℃まで9
0℃/hの速度にて加熱すると共に、この温度に4時間維持した。次いで流動化
用窒素を乾燥空気流により置換し、触媒固体を順次に300℃から550℃まで
加熱し、550℃に5時間維持し、次いで最終的に90℃/hの速度にて200
℃まで冷却した。次いで、流動化用空気を乾燥窒素流により置換し、触媒固体を
ゆっくり室温まで冷却した。
【0067】 (b) エチレンの流動床気相重合 事前の重合にて作成された40トンの充分乾燥したポリエチレン粉末を直径3
.5mの流動床反応器に充填した。これを、49cm/sにて上方向に流動する
水素とエチレンとエタンとペンタンと窒素とで構成されたガス混合物により10
1.5℃にて流動化させた。ガス混合物にて各成分の分圧は次の通りである: ●水素 0.30MPa ●エチレン 0.32MPa ●エタン 0.20MPa ●ペンタン 0.10MPa ●窒素 1.28MPa
【0068】 ペンタンはn−ペンタンとイソペンタンとの混合物である。
【0069】 予め作成された触媒(実施例11a)を次いで反応器に2kg/hの速度にて
供給した。重合条件の安定化時間の後、5トンのポリマーが次の性質にて生成し
た: ●嵩密度 380kg/m ●メルトインデックス 1.2g/10min (5kg荷重) ●流動パラメータ(n) 2.13 ●密度 954.8kg/m ●平均粒子寸法 1190μm ●微細物(<125μm)1.6重量% ●残留クロム 3.5ppm ●応力亀裂耐性 7.0時間 ●臨界剪断速度 910s−1
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年3月10日(2000.3.10)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 オレフィンを重合させるためクロム支持触媒を使用することはEP00558
63号から公知である。このEP特許出願で開示された触媒は全て、燐酸アルミ
ニウム含有ベースに支持される。 さらに活性化の温度と、触媒の活性および前記酸化クロム系触媒から作成され
るエチレンポリマーのメルトインデックスの両者との間には擬似的直線関係が存
在することも共通の一般的知識である。活性化の温度が高くなるほど、活性およ
びメルトインデックスも高くなる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 従って当業者は、酸化クロム系触媒を適正に活性化させるには少なくとも約5
00℃より高い活性化温度を用いねばならないことを知っている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】 改質支持体に用いられるこれら焼成/活性化過程は長くかつコスト高である。
しかしながら、これら過程は最終触媒の良好な活性および得られるエチレンポリ
マーの高いメルトインデックスを得るのに必要であるため、当業者は同様に処理
し続けている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】 従って本発明の目的は、高メルトインデックスを有するエチレン(コ)ポリマ
ーを、合理的に良好な活性を有する支持酸化クロム系触媒の存在下に製造すると
共に、前記長い過程および/または高温度の焼成/活性化過程を必要としない方
法を提供することにある。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】 予想外に今回、活性化温度と触媒活性および得られる(コ)ポリマーのメルト
インデックスとの間の前記擬似的直線関係をスラリー重合にて系統的に証明しう
ることが突き止められ、これはエチレンの気相(共)重合に際し支持酸化クロム
系触媒を用いる場合には得られない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オレフィンを気相重合させるための粒状もしくは微小球状耐
    火性酸化物に支持された酸化クロム系触媒の製造方法において、支持された酸化
    クロム系触媒を200〜450℃の範囲の温度にて酸素含有雰囲気下に行われる
    単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程にかけることを特徴とする酸化ク
    ロム系触媒の製造方法。
  2. 【請求項2】 単一の熱処理を300〜400℃の範囲の温度にて行う請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 酸素含有雰囲気が空気である請求項1または第2項に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 支持された酸化クロム系触媒が、チタンもしくはアルミニウ
    ム改質された支持酸化クロム系触媒である請求項1〜3のいずれか一項に記載の
    方法。
  5. 【請求項5】 支持酸化クロム系触媒が、チタン改質された支持酸化クロム
    系触媒である請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法により得られる、
    オレフィンを気相重合させるための支持酸化クロム系触媒。
  7. 【請求項7】 2〜12個の炭素原子を有する少なくとも1種のα−オレフ
    ィンを気相重合させるに際し、重合を予め200〜450℃の範囲の温度にて酸
    化含有雰囲気下に行われる単一の熱処理よりなる唯一の焼成/活性化工程にかけ
    られた粒状もしくは微小球状耐火性酸化物に支持された酸化クロム系触媒により
    行うことを特徴とする少なくとも1種のα−オレフィンの気相重合方法。
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