JPH06122724A - プロピレンの連続式気相重合方法 - Google Patents

プロピレンの連続式気相重合方法

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JPH06122724A
JPH06122724A JP20632593A JP20632593A JPH06122724A JP H06122724 A JPH06122724 A JP H06122724A JP 20632593 A JP20632593 A JP 20632593A JP 20632593 A JP20632593 A JP 20632593A JP H06122724 A JPH06122724 A JP H06122724A
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propylene
component
catalyst
prepolymerization
phase polymerization
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JP20632593A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Mori
充博 森
Morihiko Sato
守彦 佐藤
Kaname Ohashi
要 大橋
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】成分(A)としてMg、Ti、ハロゲン及び電
子供与性化合物を含有する固体触媒成分と、成分(B)
として周期律表の第IA、IIA、IIB、IIIB及
びIVB族金属の有機金属化合物からなる群より選ばれ
た少なくとも一種と、成分(C)として電子供与性化合
物からなる触媒の存在下、プロピレンの連続式気相重合
を行うに際し、触媒と液状プロピレンを50℃以下の温
度かつ1分以上60分以下の平均滞留時間にて満液条件
下接触させ、供給する液状プロピレンの0.005%以
上5%以下の量にて固体触媒成分(A)1g当たり1な
いし1000gを反応させることにより、予備重合触媒
を形成し、次いで未反応の液状プロピレンを搬送媒体と
して気相重合反応器に予備重合触媒を連続して供給し、
固体触媒成分(A)1g当たり10000g以上を重合
させることを特徴とするプロピレンの連続式気相重合方
法。 【効果】粒子形状の良好な製品品質の良好な重合体を安
定して高収率かつ経済的に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロピレンの連続式気
相重合方法に関するものである。更に詳しくは、本発明
は、プロピレンの気相(共)重合において、プロピレン
を特定の条件で予備重合して得た予備重合触媒を用いる
ことにより粒子形状の良好な製品品質の良好な重合体を
安定して高収率かつ経済的に得ることができる方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】プロピレンの工業的重合方法として、近
年、重合後の操作が最も簡単なところから、連続式気相
重合方法が注目されている。連続式気相重合方法として
は、流動層反応器を用い、固体触媒成分を含む重合体粒
子を、プロピレンを含むガスの上昇流によって浮遊流動
させつつ重合を行う方法が好ましく用いられている。こ
の方法では、塊状物や微細粒子を生成し器壁や配管に付
着し、ついには系を閉塞させる等のトラブルを防止する
ことが重要な課題である。そのための方策は、触媒の改
良を含め総合的対策が要求されている。
【0003】一方、プロピレン重合用触媒としては、四
塩化チタンを水素で還元して得られるα型三塩化チタン
や、四塩化チタンをアルミニウムで還元して得られる紫
色のγ型三塩化チタン、あるいはこれらをボ−ルミルで
粉砕して得られるδ型三塩化チタン等が知られている。
また、これらの触媒改質方法として種々の改質剤と共に
混合粉砕処理する方法も知られている。
【0004】しかしながら、これらの触媒を用いて重合
を行った場合、重合活性が低く、得られる重合体中の触
媒残渣が多く、いわゆる脱灰工程が不可欠であった。ま
た、近年では、マグネシウム、チタン、ハロゲンを主成
分とする固体触媒成分の製造について数多く提案がなさ
れている。しかしながら、それらの多くは、さらに活性
や重合体の立体規則性、粉体特性等において一層の改良
が望まれている。
【0005】本発明者らは、すでにマグネシウム、チタ
ン、ハロゲンを主成分とする特定の固体触媒成分を用い
て立体規則性ポリオレフィンを高収率で得る方法を特開
昭63−3007号公報、特開昭63−314210号
公報、特開昭63−317502号公報及び特開昭64
−105号公報において提案した。
【0006】これらの方法では、マグネシウム、チタ
ン,電子供与性化合物を含む均一溶液とハロゲン化アル
ミニウム化合物との反応生成物をハロゲン化チタン及び
電子供与性化合物と反応させることにより、触媒活性、
重合体の立体規則性及び粒子性状に優れた触媒成分を得
ている。しかしながら、これらの方法を気相重合法に適
用した場合、得られる重合体粒子は、粒子の破壊が生
じ、形状が悪かったり、重合体粒子中に含まれる微細粒
子の割合が多かったりして、粉体特性が良くないという
問題を有していた。
【0007】さらに、微細粒子の割合を少なくするなど
の目的から、触媒を用いて重合を行うに先立ち、少量の
オレフィンを予め重合する予備重合方法も公知である
(例えば特公昭39−11085号公報、特開昭53−
30681号公報など)。しかしながらこれらの方法で
は、重合活性、重合体の立体規則性、粉体特性等に限界
があったり、予備重合の条件を緩和にするため不活性有
機溶剤の存在下に実施したり長時間の処理を必要とする
などの制約があったりして、工業的に気相重合を実施す
るのには、未だ不十分であった。また、特開昭63−3
007号公報等による触媒成分の製造方法は、本発明で
示される特定の触媒を特定の条件で予備重合する方法に
ついてまでは開示されていなかった。
【0008】さらに、連続的に予備重合を行う際に、系
の混合特性が完全混合流れに近い時は滞留時間分布が生
じるために好ましくなく、押し出し流れに近づけること
が重要との立場からの提案がされている。そしてその提
案の多くは、押し出し流れに近づけるために、管型反応
器を用い一方から他方に流通させたり、多数の反応器を
連結して一方から他方に流通させたりしている。そのた
め、予備重合系で閉塞等のトラブルが生じ易かったり、
多数の反応器を用いる時には経済的でないなど必ずしも
十分でなかった。例えば特開平1−135804号公報
では、管型反応器の反応器を用いて予備重合を実施する
方法が開示されているが、閉塞等のトラブルを避けるた
め極く短時間に滞留時間を止める必要があり、反応制御
が困難であるなど、本発明の目的を達成できない。
【0009】なお、予備重合と類似の技術として、多段
重合に関する技術も公知であり、第1段目の重合器で液
状オレフィンの重合を行い、第2段目の重合器で気相重
合を行う方法が特公昭49−14682号公報、特公昭
50−8758号公報並びに特開昭51−135987
号公報等に開示されている。しかしながら、多段重合の
方法は、第1段目の重合による成分量が例えば5%以上
と多いなど予備重合とは明らかに構成を異にする技術で
あり、また効果が全く異なることはよく認識されてい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の不十分な点を克服し、気相重合法でポリプロピレ
ンを連続プロセスで合理的かつ高品質に安定して製造す
る方法を提供することにある。
【0011】本発明者らの知見によれば、気相重合を実
施した時、同一触媒系において触媒粒子の粒子径が大き
いほど、粒子が破壊されやすい。理由は定かでないが、
大粒子ほど触媒粒子表面と内部との予備重合の進行に違
いを生じ易く、その化学的、物理的変化が粒子破壊に関
連するものと考えられる。従って、予備重合により気相
重合を実施した際の粒子破壊を防止するためには、可能
ならば、粒子径が大きいほど予備重合量を増大せしめる
ことが必要となる。また、回分式操作で予備重合触媒を
形成する際、粒子径が大きいほど、予備重合開始初期の
反応速度が小さく、また時間経過に伴う反応速度の変化
が小さい。大粒子ほど相対的に表面層が少なく急激には
反応しないためと考えられる。
【0012】これら知見によれば、連続的に予備重合を
行う際に、系の混合特性を押し出し流れに近づけること
が必ずしも唯一無二の方法とは考えられない。一定量の
予備重合を施す場合、押し出し流れの系では大粒子ほど
必然的に予備重合量が少なくなるからである。そこで本
発明者らは、完全混合流れの系では滞留時間分布がある
がゆえにむしろ大粒子にも十分な予備重合が施される有
利な場合があると考え、検討を行った。従って、本発明
の目的は、圧倒的に経済的な、また安定した操作が実施
できる一基の反応器を用いて予備重合を行う方法を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を行なった結果、マグネシウ
ム、チタン、ハロゲン及び電子供与性化合物を含有する
固体触媒成分と、助触媒として有機金属化合物と、電子
供与性化合物からなる触媒を特定の方法で予備重合して
得た触媒を用いることにより、上述の目的を達成し得る
ことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本
発明は、成分(A)としてマグネシウム、チタン、ハロ
ゲン及び電子供与性化合物を含有する固体触媒成分と、
成分(B)として周期律表の第IA、IIA、IIB、
IIIB及びIVB族金属の有機金属化合物からなる群
より選ばれた少なくとも一種と、成分(C)として電子
供与性化合物からなる触媒の存在下、プロピレンの連続
式気相重合を行うに際し、触媒と液状プロピレンを50
℃以下の温度かつ1分以上60分以下の平均滞留時間に
て満液条件下接触させ、供給する液状プロピレンの0.
005%以上5%以下の量にて固体触媒成分(A)1g
当たり1ないし1000gを反応させることにより、予
備重合触媒を形成し、次いで未反応の液状プロピレンを
搬送媒体として気相重合反応器に予備重合触媒を連続し
て供給し、固体触媒成分(A)1g当たり10000g
以上を重合させることを特徴とするプロピレンの連続式
気相重合方法である。
【0014】
【作用】本発明において使用される固体触媒成分(A)
は、マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与性化
合物を含有するものであり、例えば、特開昭63−30
07号公報、特開昭63−314210号公報、特開昭
63−317502号公報、特開昭64−105号公報
及び特開平1−165608号公報に記載の方法による
調製あるいは下記の方法による調製が可能である。すな
わち、(i)金属マグネシウムと水酸化有機化合物、及
びマグネシウムの酸素含有有機化合物からなる群より選
ばれた少なくとも一員と、(ii)アルミニウムの酸素
含有有機化合物と、(iii)チタンのアルコキシド等
のチタンの酸素含有有機化合物を反応させて得られた均
一溶液に(iv)ハロゲン化アルミニウムを反応させて
得られた固体生成物に(v)電子供与性化合物、(v
i)ハロゲン化チタン化合物を反応させて得ることがで
きる。
【0015】前記(i)において、金属マグネシウムと
水酸化有機化合物を用いる場合、金属マグネシウムとし
ては各種の形状、すなわち粉末、粒子、箔またはリボン
などいずれの形状のものも使用でき、また水酸化有機化
合物としては、アルコール類、フェノール類、有機シラ
ノール類が適している。
【0016】アルコール類としては、1〜18個の炭素
原子を有する直鎖または分岐鎖脂肪族アルコール、脂環
式アルコールまたは芳香族アルコールが使用できる。
【0017】例としては、メタノール、エタノール、n
−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、
n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、n−オク
タノール、i−オクタノール、n−ステアリルアルコー
ル、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、エチレ
ングリコールなどが挙げられる。更にフェノール類とし
ては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ハイド
ロキノンなどが挙げられる。また、有機シラノールとし
ては少なくとも1個の水酸基を有し、かつ有機基は1〜
12個の炭素原子、好ましくは1〜6個の炭素原子を有
するアルキル基、シクロアルキル基、アリールアルキル
基、アリール基、アルキルアリール基を有する化合物か
ら選ばれ、例えば、トリメチルシラノール、トリエチル
シラノール、トリフェニルシラノール、t−ブチルジメ
チルシラノールなどを挙げることができる。
【0018】これらの水酸化有機化合物は、単独又は2
種以上の混合物として使用される。加うるに、金属マグ
ネシウムを使用して本発明で述べる成分(A)の固体触
媒成分を得る場合、反応を促進する目的から、金属マグ
ネシウムと反応したり、付加化合物を生成したりするよ
うな物質、例えばヨウ素、塩化第2水銀、ハロゲン化ア
ルキル及び有機酸などのような極性物質を単独または2
種以上添加することが望ましい。
【0019】次に、マグネシウムの酸素含有有機化合物
に属する化合物としては、マグネシウムアルコキシド
類、例えばメチレート、エチレート、イソプロピレー
ト、デカノレート、メトキシエチレート及びシクロヘキ
サノレート、マグネシウムアルキルアルコキシド類、例
えばエチルエチレート、マグネシウムヒドロアルコキシ
ド類、例えばヒドロキシメチレート、マグネシウムフェ
ノキシド類、例えばフェネート、ナフテネート、フェナ
ンスレネート及びクレゾレート、マグネシウムカルボキ
シレート類、例えばアセテート、ステアレート、ベンゾ
エート、フェニルアセテート、アジペート、セバケー
ト、フタレート、アクリレート、及びオレエート、オキ
シメート類、例えばブチルオキシメート、ジメチルグリ
オキシメート及びシクロヘキシルオキシメート、ヒドロ
キサム酸塩類、ヒドロキシルアミン塩類、例えばN−ニ
トロソ−N−フェニル−ヒドロキシルアミン誘導体、エ
ノレート類、例えばアセチルアセトネート、マグネシウ
ムシラノレート類、例えばトリフェニルシラノレートな
どが挙げられる。これらの酸素含有有機マグネシウム
は、単独又は2種以上の混合物として使用される。
【0020】前記(ii)の反応剤であるアルミニウム
の酸素含有有機化合物としては、一般式Al(OR1m
3-mで表される酸素含有有機化合物が使用される。た
だし、該一般式において、R1は炭素数1〜20、好ま
しくは1〜10の炭化水素基を示す。このような炭化水
素基としては、直鎖または分岐鎖アルキル基、シクロア
ルキル基、アリールアルキル基、アリール基及びアルキ
ルアリール基などを挙げることができる。mは0<m≦
3なる数を表し、Xはハロゲン原子を表す。
【0021】アルミニウムの酸素含有有機化合物の具体
例としては、トリメトキシアルミニウム,トリエトキシ
アルミニウム,トリ−n−プロポキシアルミニウム,ト
リ−i−プロポキシアルミニウム,トリ−n−ブトキシ
アルミニウム,トリ−sec−ブトキシアルミニウム,
トリ−tert−ブトキシアルミニウム,トリ(2−エ
チルヘキソキシ)アルミニウム,トリフェノキシアルミ
ニウム,トリベンジルオキシアルミニウム,ジクロロメ
トキシアルミニウム,クロロジメトキシアルミニウム,
ジクロロ(2−エチルヘキソキシ)アルミニウム,クロ
ロジ(2−エチルヘキソキシ)アルミニウム,ジクロロ
フェノキシアルミニウム,クロロジフェノキシアルミニ
ウムなどがあげられる。また、いくつかの異なる炭化水
素基を有するアルミニウムの酸素含有有機化合物を使用
することもできる。
【0022】これらのアルミニウムの酸素含有有機化合
物は、単独または2種以上の混合物として使用する。
【0023】前記(iii)の反応剤であるチタンの酸
素含有有機化合物としては、一般式[OpTiu(O
2qnで表される化合物が使用される。ただし、該
一般式において、R2は炭素数1〜20、好ましくは1
〜10の炭化水素基を示す。また、このような炭化水素
基としては、直鎖又は分岐鎖アルキル基、シクロアルキ
ル基、アリールアルキル基、アリール基及びアルキルア
リール基などを挙げることができる。p,q及びuはp
≧0、q>0、u≧1でTiの原子価と相容れる数を表
し、nは整数を表す。なかんずく、0≦p≦1、1≦u
≦2で1≦n≦6であるようなチタンの酸素含有有機化
合物を使用することが望ましい。
【0024】具体例としては、チタンテトラメトキシ
ド,チタンテトラエトキシド,チタンテトラ−n−プロ
ポキシド,チタンテトラ−i−プロポキシド,チタンテ
トラ−n−ブトキシド,チタンテトラ−i−ブトキシ
ド,テトラ(n−ノニル)チタネート,テトラ(2−エ
チルヘキシル)チタネート,テトラクレジルチタネー
ト,ヘキサ−i−プロポキシジチタネートなどが挙げら
れる。いくつかの異なる炭化水素基を有するチタンの酸
素含有有機化合物を使用してもよい。
【0025】これらチタンの酸素含有有機化合物は、単
独で用いてもよく、また2種以上を混合あるいは反応さ
せてから使用することもできる。
【0026】前記(iv)の反応剤であるハロゲン化ア
ルミニウム化合物としては、一般式AlR3 r3-rで示
されるものが使用される。ただし、式中R3は1〜20
個の炭素原子を有する炭化水素基を表し、Xはハロゲン
原子を表し、rは0<r≦2なる数を表す。R3は直鎖
または分岐鎖アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキ
ル基、アリールアルキル基,アリール基及びアルキルア
リール基から選ばれることが好ましい。上記ハロゲン化
アルミニウム化合物は、単独又は2種以上の混合物とし
て使用する。
【0027】ハロゲン化アルミニウムの具体例として
は、例えばエチルアルミニウムジクロライド、n−プロ
ピルアルミニウムジクロライド、n−ブチルアルミニウ
ムジクロライド、i−ブチルアルミニウムジクロライ
ド、セスキエチルアルミニウムクロライド、セスキ−i
−ブチルアルミニウムクロライド、セスキ−i−プロピ
ルアルミニウムクロライド、セスキ−n−プロピルアル
ミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライ
ド、ジ−i−プロピルアルミニウムクロライド、ジ−n
−プロピルアルミニウムクロライド、ジ−i−ブチルア
ルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイ
ド、ジエチルアルミニウムアイオダイドなどが挙げられ
る。
【0028】前記(v)の反応剤である電子供与性化合
物としては、エーテル、エステル、ケトン、フェノー
ル、アミン、アミド、イミン、ニトリル、ホスフィン、
ホスファイト、スチビン、アルシン、ホスホリルアミド
及びアルコレートが挙げられる。なかでもエステル類が
好ましく、有機酸エステル類が最も好ましい。
【0029】有機酸エステル類としては、芳香族カルボ
ンのモノ又はジエステル、脂肪族カルボン酸のモノ又は
ジエステルなどが挙げられる。
【0030】その具体例としては、ギ酸ブチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、ピバリン酸プ
ロピル、ピバリン酸イソブチル、アクリル酸エチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
イソブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジイソブチ
ル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、コハク酸ジ
イソブチル、グルタル酸ジエチル、グルタル酸ジブチ
ル、グルタル酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソブチ
ル、セバシン酸ジブチル、マレイン酸ジエチル、マレイ
ン酸ジブチル、マレイン酸ジイソブチル、フマル酸モノ
メチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソブチル、酒
石酸ジエチル、酒石酸ジブチル、酒石酸ジイソブチル、
安息香酸メチル、安息香酸エチル、p−トルイル酸メチ
ル、p−トルイル酸エチル、p−tert−ブチル安息
香酸エチル、p−アニス酸エチル、α−ナフトエ酸イソ
ブチル、ケイ皮酸エチル、フタル酸モノメチル、フタル
酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘキシ
ル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシ
ル、フタル酸ジアリル、フタル酸ジフェニル、イソフタ
ル酸ジエチル、イソフタル酸ジイソブチル、テレフタル
酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、ナフタル酸ジエチ
ル、ナフタル酸ジブチル等が挙げられる。
【0031】これら電子供与性化合物(v)は、単独又
は2種以上の混合物として使用される。
【0032】前記(vi)の反応剤であるハロゲン化チ
タン化合物としては、一般式Ti(OR4f4-fで表
されるチタン化合物が用いられる。式中R4は、1〜2
0個の炭素原子を有する炭化水素基を表し、Xはハロゲ
ン原子を表し、fは0≦f<4なる数を表す。R4は直
鎖又は分岐鎖アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキ
ル基、アリールアルキル基、アリール基及びアルキルア
リール基から選ばれることが好ましい。上記ハロゲン化
チタン化合物は、単独又は2種以上の混合物として使用
することができる。
【0033】ハロゲン化チタン化合物の具体例として
は、例えば四塩化チタン、三塩化エトキシチタン、三塩
化プロポキシチタン、三塩化ブトキシチタン、三塩化フ
ェノキシチタン、二塩化ジエトキシチタン、塩化トリエ
トキシチタンなどが挙げられる。
【0034】本発明において用いられる固体触媒成分
は、上記の反応剤(i)及び(iii)、必要に応じ反
応剤(ii)、を反応させて得た均一溶液に、反応剤
(iv)を反応させ、得られた固体生成物に、次いで反
応剤(v)、(vi)を反応させることにより調製する
ことができる。
【0035】なお、これらの反応は、液体媒体中で行う
ことが好ましく、そのため特にこれらの反応剤自体が操
作条件で液体でない場合、または液状反応剤の量が不十
分な場合には、不活性有機溶媒の存在下で行うべきであ
る。
【0036】ここで用いられる不活性有機溶媒として
は、当該技術分野で通常用いられるものはすべて使用で
きるが、脂肪族、脂環則または芳香族炭化水素類、それ
らのハロゲン誘導体もしくはそれらの混合物が挙げられ
る。具体的にはイソブタン、ペンタン、イソペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トル
エン、キシレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベ
ンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、塩化ベンジル、二
塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,3−ジク
ロロプロパン、1,4−ジクロロブタン、1,1,1,
−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、
1,1,1,2−テトラクロロエタン、1,1,2,2
−テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、四塩化
炭素、クロロホルムなどを例示することができる。更に
これらの有機溶媒は、単独で使用しても、混合物として
使用してもよい。因みに、ハロゲン誘導体あるいは、そ
の混合物を使用した場合、重合活性、重合体の立体規則
性に良好な結果をもたらす場合がある。
【0037】上述した反応剤(i)、(ii)、(ii
i)、(iv)、(v)、(vi)の使用量に制限はな
いが、次の範囲から選定することが好ましい。
【0038】得られる重合体粒子の粒径を所望の大きさ
に望む場合、反応剤(ii)を使用することが好まし
く、その場合、マグネシウム原子(i)とアルミニウム
の酸素含有有機化合物(ii)のモル比は1:0.01
〜1:20、なかんずく3000μm以上のペレット大
の重合体粒子を得ることを意図するのであれば1:0.
05〜10の範囲を選ぶことが望ましい。
【0039】また、マグネシウム原子(i)とチタンの
酸素含有有機化合物(iii)のモル比は1:0.01
〜1:20、好ましくは粉体特性が極めて良好なペレッ
ト大の重合体粒子を得るために1:0.1〜1:5にな
るように使用量を選ぶことが好ましい。
【0040】また、マグネシウム原子(i)とハロゲン
化アルミニウム(iv)中のアルミニウム原子の比は
1:0.1〜1:100、好ましくは1:0.1〜1:
20の範囲になるように反応剤の使用量を選ぶことが好
ましい。この範囲をはずれてアルミニウム原子の比が大
きすぎると触媒活性が低くなったり、良好な粉体特性が
得られなくなったり、また、小さすぎても良好な粉体特
性が得られなくなる場合がある。
【0041】マグネシウム原子(i)と電子供与性化合
物(v)のモル比は1:0.05〜1:5.0、好まし
くは1:0.1〜1:2.0になるように使用量を選ぶ
ことが好ましい。これらの範囲をはずれた場合、重合活
性が低かったり、重合体の立体規則性が低いといった問
題が生ずる場合がある。
【0042】更にマグネシウム原子(i)とハロゲン化
チタン化合物(vi)のモル比は、1:1〜1:10
0、好ましくは1:3〜1:50の範囲になるように反
応剤の使用量を選ぶことが好ましい。この範囲を外れた
場合、重合活性が低くなったり、製品が着色するなどの
問題が生ずる場合がある。
【0043】上述の反応剤(i)、(ii)、(ii
i)により均一溶液を得る際の反応条件は−50〜30
0℃、好ましくは0〜200℃なる範囲の温度で、0.
5〜50時間、好ましくは、1〜6時間、不活性ガス雰
囲気中で常圧または加圧下で行われる。またこの際、前
記化合物(v)と同様の電子供与性化合物を添加するこ
とにより、均一化をより短時間のうちに行うことができ
る。
【0044】更に反応剤(iv)、(v)、(vi)の
反応の際には−50〜200℃、好ましくは−30〜1
50℃なる範囲の温度で0.2〜50時間、好ましくは
0.5〜10時間、不活性ガス雰囲気中で常圧または加
圧下で行われる。ここで反応剤(iv)を反応させる条
件は重要であり、生成する固体生成物粒子、固体触媒成
分粒子、それを用いて得られる重合体粒子の粒子形状お
よび粒径の制御に決定的な役割を果たすため極めて重要
である。
【0045】また、反応剤(vi)の反応は多段階に分
割して反応させてもよい。更に反応剤(vi)の反応の
際に、一般式R−CH=CH2(式中、Rは1〜10
個、特に1〜8個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖
の置換・非置換アルキル基または水素原子を表す)で示
されるエチレン及び/又はα−オレフィン共存下にて行
なってもよい。これらの場合、結果的に重合活性及び重
合体の立体規則性の向上をもたらすなどの効果が認めら
れる場合がある。
【0046】かくして得られた固体触媒成分(A)は、
濾過または傾斜法により残存する未反応物及び副生成物
を除去してから、不活性有機溶媒で充分な洗浄後、不活
性有機溶媒中に懸濁して使用する。洗浄後単離し、常圧
または減圧下で加熱して不活性有機溶媒を除去したもの
も使用できる。
【0047】本発明において用いられる成分(B)の有
機金属化合物としては、リチウム、マグネシウム、亜
鉛、スズまたはアルミニウム等の金属と有機基とからな
る有機金属化合物が挙げられる。上記の有機基としては
アルキル基を代表として挙げることができる。またこの
アルキル基としては、直鎖または分岐鎖の炭素数1〜2
0のアルキル基が用いられる。具体的には、n−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
メチルアルミニウム、トリエチルトアルミニウム、トリ
n−プロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム、トリイソプレニルア
ルミニウム、トリn−ヘキシルアルミニウム、トリn−
オクチルアルミニウム、トリ(2−メチルペンチル)ア
ルミニウム、トリ−n−デシルアルミニウム、ジメチル
アルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロラ
イド、エチルアルミニウムセスキクロライド,エチルア
ルミニウムジクロライド、ジイソブチルアルミニウムク
ロライド,イソブチルアルミニウムジクロライド,ヨウ
化ジエチルアルミニウム、ジイソブチルアルミニウムヒ
ドリド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアル
ミニウムメトキシド、テトラエチルスズあるいはテトラ
ブチルスズなどを例示することができる。なかんずく、
トリアルキルアルミニウムが好ましい。また、これらの
有機金属化合物は、単独または2種以上の混合物として
使用される。
【0048】更に本発明において用いられる成分(C)
の電子供与性化合物としては、有機酸エステル、ケイ素
の酸素含有有機化合物、窒素含有有機化合物などが好適
である。
【0049】有機酸エステルとしては、前述した成分
(A)の固体触媒成分の調製の際に用いられる反応剤
(v)と同様の化合物が挙げられる。なかでも、脂肪族
カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステルが好ま
しい化合物として挙げることができる。
【0050】そして具体的に脂肪族カルボン酸エステル
としては、炭素数2〜18を有する、酢酸エチル、酢酸
プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、プロピオ
ン酸エチル及び酪酸エチルなどを挙げることができる。
一方芳香族カルボン酸エステルとしては、炭素数8〜2
4を有する、安息香酸メチル、安息香酸エチル、p−ト
ルイル酸メチル、p−トルイル酸エチル、アニス酸メチ
ル、アニス酸エチルなどを挙げることができる。上記の
有機酸エステルは、単独で用いてもよく、また2種以上
を混合あるいは反応させて使用することもできる。
【0051】またケイ素の酸素含有有機化合物として
は、一般式R5 sSi(OR6t4-(s +t)で表されるケ
イ素の酸素含有有機化合物が使用される。ただし、該一
般式において、R5、R6は炭素数1〜20、好ましくは
1〜10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、シクロアルキル
基、アリールアルキル基、アリール基及びアルキルアリ
ール基などの炭化水素基又は水素原子を表し、s及びt
は0≦s≦3、1≦t≦4、1≦s+t≦4なる数を表
し、Xはハロゲン原子を表す。
【0052】具体例としては、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラ
ン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブト
キシシラン、テトラ−i−ペントキシシラン、テトラ−
n−ヘキソキシシラン、テトラフェノキシシラン、テト
ラキス(2−エチルヘキソキシ)シラン、テトラキス
(2−エチルブトキシ)シラン、テトラキス(2−メト
キシエトキシ)シラン、メチルトリメトキシシラン、エ
チルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシ
ラン、i−プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルト
リメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、s
ec−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ノルボニルトリメトキシシラン、シク
ロヘキシルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメト
キシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、
4−クロロトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ
エトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、エチルトリ−i−プロポキシシラン、i−ペン
チルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−n−ヘキ
ソキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、n−プロピルメチルジメトキシシラン、
n−プロピルエチルジメトキシシラン、ジ−n−プロピ
ルジメトキシシラン、i−プロピルメチルジメトキシシ
ラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、n−プロピ
ル−i−プロピルジメトキシシラン、n−ブチルメチル
ジメトキシシラン、n−ブチルエチルジメトキシシラ
ン、n−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、n−
ブチル−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−ブチ
ルジメトキシシラン、i−ブチルメチルジメトキシシラ
ン、ジ−i−ブチルジメトキシシラン、sec−ブチル
エチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキ
シシラン、t−ブチルメチルジメトキシシラン、t−ブ
チル−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−t−ブチル
ジメトキシシラン、t−ブチル−n−ヘキシルジメトキ
シシラン、ジイソアミルジメトキシシラン、n−ヘキシ
ル−n−プロピルジメトキシシラン、n−デシルメチル
ジメトキシシラン、ノルボニルメチルジメトキシシラ
ン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、メチルフ
ェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラ
ン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−i−プ
ロピルジエトキシシラン、sec−ブチルメチルジエト
キシシラン、t−ブチルメチルジエトキシシラン、ジメ
チルジ−n−ブトキシシラン、トリメチルメトキシシラ
ン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル−i−プロ
ポキシシラン、トリメチル−n−プロポキシシラン、ト
リメチル−t−ブトキシシラン、トリメチル−i−ブト
キシシラン、トリメチル−n−ブトキシシラン、トリメ
チル−n−ペントキシシラン、トリメチルフェノキシシ
ランなどのアルコキシシランもしくはアリ−ロキシシラ
ン、ジクロロジエトキシシラン、ジクロロジフェノキシ
シラン、トリブロモエトキシシランなどのハロアルコキ
シシラン、もしくはハロアリ−ロキシシランなどが挙げ
られる。上記ケイ素の酸素含有有機化合物は、単独で用
いてもよく、また2種以上を混合あるいは反応させて使
用することもできる。
【0053】更に窒素含有有機化合物としては、分子内
に窒素原子を有し、ルイス塩基としての機能をもつ化合
物を挙げることができる。
【0054】具体的には、酢酸N,N−ジメチルアミ
ド、安息香酸N,N−ジメチルアミド、トルイル酸N,
N−ジメチルアミドなどのアミド系化合物、2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン、2,6−ジイソプロ
ピルピペリジン、2,6−ジイソブチルピペリジン、
2,6−ジイソブチル−4−メチルピペリジン、2,
2,6−トリメチルピペリジン、2,2,6,6−テト
ラエチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチ
ルピペリジン、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピ
ペリジルベンゾエ−ト、ビス(2,2,6,6−テトラ
メチル−4−ピペリジル)セバケートなどのピペリジン
系化合物、2,6−ジイソプロピルピリジン、2,6−
ジイソブチルピリジン、2−イソプロピル−6−メチル
ピリジンなどのピリジン系化合物、2,2,5,5−テ
トラメチルピロリジン、2,5−ジイソプロピルピロリ
ジン、2,2,5−トリメチルピロリジン、1,2,
2,5,5−ペンタメチルピロリジン、2,5−ジイソ
ブチルピロリジンなどのピロリジン系化合物、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリ
ベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジイ
ソプロピルエチルアミン、tert−ブチルジメチルアミ
ン、ジフェニルアミン、ジ−o−トリルアミンなどのア
ミン系化合物、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジ
イソプロピルアニリンなどのアニリン系化合物などが挙
げられる。上記の窒素含有有機化合物は、単独で用いて
もよく、また2種以上を混合あるいは反応させて使用す
ることもできる。
【0055】そして上述した電子供与性化合物は併用し
てもよい。
【0056】本発明において成分(A)の固体触媒成分
の使用量は、液状プロピレン1リットル当たり、チタン
原子0.0005〜2.5ミリモル(mmol)、好ま
しくは0.005〜1mmolに相当する量で使用す
る。
【0057】また、成分(B)の有機金属化合物は、液
状プロピレン1リットル当たり、0.01〜100mm
ol、好ましくは0.02〜50mmolの濃度で使用
する。
【0058】更に成分(C)の電子供与性化合物は、液
状プロピレン1リットル当たり、0.001〜100m
mol、好ましくは、を0.01〜50mmolの濃度
で使用する。
【0059】本発明において行う予備重合は、触媒成分
(A)、(B)、(C)と液状プロピレンを50℃以下
の温度かつ1分以上60分以下の平均滞留時間にて満液
条件下接触させ、供給する液状プロピレンの0.005
%以上5%以下の量にて固体触媒成分(A)1g当たり
1ないし1000gを反応させて行う。
【0060】本発明における三成分の送入態様は、特に
限定されるものではなく、例えば成分(A)、成分
(B)、成分(C)を各々別個に予備重合器へ送入する
方法、成分(A)と成分(B)を接触させた後に成分
(C)と接触させて予備重合する方法、成分(B)と成
分(C)を接触させた後に成分(A)と接触させて予備
重合する方法あるいは予め成分(A)と成分(B)と成
分(C)とを接触させて予備重合する方法などを採用す
ることができる。なお、一般の予備重合では、成分
(B)および成分(C)を全量送入すると触媒性能に悪
影響を及ぼすため予備重合の際には一部を送入し残部を
後段の気相重合器に送入される。本発明においては、そ
のような方法も可能であるが、操作を簡単にするため、
予備重合器に全量送入することが好ましい。
【0061】本発明において使用する液状プロピレンは
必ずしも高純度である必要はなく、例えばプロパンやブ
タンなどの炭化水素を含んでいてもよい。しかし、工業
的には次の気相重合器において未反応のオレフィンを回
収し再使用されることが多く、炭化水素が蓄積されると
重合圧力に限界が生じるため、99%以上の高純度品の
使用が好ましい。また、通常触媒毒として知られる、水
分、アルコール、空気、硫化水素などの含H、O、N、
S原子化合物は予め除去され、例えばこれらが10pp
m以下のものが好ましく使用される。
【0062】予備重合に使用する反応器は、連続方式で
実施される限り、当該技術分野で通常用いられるものを
適宜使用することができるが、攪拌槽型反応器またはル
ープ型反応器の使用が例示できる。反応器数は、用いる
特定の触媒成分の作用と相俟って1基が良く、従来用い
られている触媒系では必然的に多数が必要な場合もある
が、本発明ではむしろ多数を用いた場合反応器内や接続
配管の閉塞等を生じたり経済的でなかったりすることが
ある。
【0063】予備重合の際の温度は50℃以下である限
り特に限定されないが、通常、反応温度−50℃〜50
℃に選ばれる。50℃より高い温度で行うと固体触媒成
分が互着したりして好ましくない。
【0064】予備重合の際の圧力は、満液条件下に予備
重合が実施されるために反応温度におけるプロピレンの
蒸気圧以上、かつ次の気相重合器の反応圧力以上の圧力
で実施される。しかしながら、あまりに高い圧力は反応
装置の安全性や経済性から好ましくなく、通常10〜5
0kg/cm2Gから選定される。また、予備重合の反
応器から気相反応器への内容物の搬送を、導管や制御弁
などの簡単な装置を接続するのみで可能化するために、
予備重合の際の圧力は気相重合反応器より高い圧力で実
施されることが好ましい。
【0065】反応させる液状プロピレンの量は、予備重
合器に供給する液状プロピレンの0.005%以上5%
以下かつ固体触媒成分(A)1g当たり1ないし100
0g、好ましくは予備重合器に供給する液状プロピレン
の0.01%以上1%以下かつ固体触媒成分(A)1g
当たり10ないし500gである。これよりに反応させ
る液状プロピレンの割合が多いと系の閉塞等を生じた
り、固体触媒成分(A)1g当たりの反応させる液状プ
ロピレンの量が多いと製品品質が悪化したりする。ま
た、反応させる液状プロピレンの割合が少なすぎると装
置が大型化するため経済的でなく、固体触媒成分(A)
1g当たりの反応させる液状プロピレンの量が少ないと
微細粒子の割合が増大したりする。
【0066】予備重合の際の反応器内での平均滞留時間
は、上記の反応させる液状プロピレンの量を満足するよ
うにして、1分以上60分以下から選定される。また成
分(B)と成分(A)中のチタン原子のモル比S、成分
(A)と成分(B)との接触後予備重合が開始されるま
での経過時間と予備重合の平均滞留時間の和で示される
経過時間を秒数で表した経過時間D、反応の絶対温度T
との関係において、0.1≦S×D×exp(ー300
0/T)≦100なる条件にて実施されることが好まし
く、より好ましくは、0.5≦S×D×exp(ー30
00/T)≦20である。この値が範囲を越えて大きい
と触媒活性が低下するおそれがり、この値が範囲を越え
て小さいと円滑に予備重合触媒が形成されないことがあ
る。
【0067】形成された予備重合触媒は、次いで未反応
の液状プロピレンを搬送媒体として、通常、制御弁など
簡単な装置のみを備えた導管を通じ気相重合反応器に連
続して供給され、固体触媒成分(A)1g当たり100
00g以上のプロピレンを重合させる。気相重合反応器
の供給は、予備重合スラリーを重合器内にスプレーする
方法、あるいは予備重合スラリーを外管に温水等の熱媒
体を通した二重管を導管として使用したりして加熱する
ことにより液状プロピレンを気化させ気−固混合相流と
して供給する方法が使用できる。
【0068】連続式気相重合器としては、流動床式反応
器を使用する。気相重合器は、複数を直列に結合して多
段重合に用いることも可能である。
【0069】プロピレンの重合は、重合体の融点未満の
反応温度で気相中で行う。このプロピレンの重合は、単
独重合のみならず、ランダム共重合、ブロック共重合を
行うことができる。共重合に際しては、プロピレンと一
般式R−CH=CH2のα−オレフィン(式中、Rは、
水素原子または2〜10個、特に2〜8個の炭素原子を
有する直鎖または分岐鎖の置換・非置換アルキル基を表
す)を1種以上もしくはプロピレンとブタジエン、イソ
プレンなどのジエン類もしくはプロピレンとα−オレフ
インとジエン類を用いて重合を行う。
【0070】重合の反応条件は、重合体の融点未満の反
応温度で行われ、固体触媒成分(A)1g当たり100
00g以上を重合させるように選定され、通常、反応温
度20〜100℃、圧力2〜50kg/cm2G、重合
時間(平均滞留時間)20分ないし5時間に選ばれる。
【0071】重合体の分子量を調節するための水素や種
々の目的で添加される化合物を使用こともできる。更に
異なる重合の反応条件で2段階以上に分けて行うことも
可能である。
【0072】
【実施例】以下に本発明を実施例により示すが、本発明
はこれらの実施例によってなんら限定されるものではな
い。
【0073】なお、実施例及び比較例において、メルト
フローレート(以下MFRと略す)は、JISK 72
10条件14により測定した。
【0074】立体規則性の指標であるキシレン可溶分
(以下XYと略す)は、以下のように測定した。すなわ
ち、重合体4gをキシレン200mlに溶解させた後、
25℃の恒温槽に1時間放置し、析出部を濾過し、濾液
を回収し、キシレンをほとんど蒸発させた後、更に真空
乾燥してキシレン可溶部を回収し、元の試料に対する百
分率で求めた。
【0075】活性は、固体触媒成分(A)1g当たりの
重合体生成量(g)を表す。
【0076】重合体粒子の粒径分布の広狭は、重合体粒
子を篩によって分級した結果を確立対数紙にプロット
し、近似した直線より公知の方法で幾何標準偏差を求
め、その常用対数(以下σという)で表した。また、平
均粒径は前記の近似直線の重量積算値50%に対応する
粒径を読み取った値である。微細粒子含量は、粒径が1
05μ以下の微細粒子の割合を重量百分率で示した。
【0077】エチレン−プロピレン共重合体のエチレン
含有量は日本分光(株)社製FT−IR5M型により測
定し、721cm-1、731cm-1、734cm-1、7
40cm-1のピークより算出した。
【0078】実施例1 (イ)固体触媒成分(A)の調製 攪拌装置を備えた20lの反応器に、金属マグネシウム
粉末80g(3.3mol)を入れ、これにヨウ素4.
0g、2−エチルヘキサノール2.23kg(17.1
mol)、チタンテトラ−n−ブトキシド1.12kg
(3.3mol)、トリ−i−プロポキシアルミニウム
1.35kg(6.6mol)を加え、90℃まで昇温
し、窒素シール下で1時間攪拌した。引き続き140℃
まで昇温して2時間反応を行い、マグネシウムとチタン
とアルミニウムを含む均一溶液を得た。
【0079】0℃に冷却した後、イソブチルアルミニウ
ムジクロライド1.03kg(6.6mol)をヘキサ
ン7.9lに希釈した溶液を2時間かけて加えた。全量
を加えた後、2時間かけて70℃まで昇温したところ、
白色の固体生成物を含むスラリーが得られ、その固体生
成物を濾過分離した後、ヘキサンで洗浄した。
【0080】かくして得られた白色固体生成物を含むス
ラリーに、四塩化チタン6.26kg(33mol)を
クロロベンゼン6.26kgで希釈した溶液を全量加え
た後、フタル酸ジイソブチル36.2g(0.13mo
l)を加え、100℃で3時間反応させた。生成物を濾
過することにより、固体部を採取し、再度、四塩化チタ
ン6.26kgをクロロベンゼン6.26kgで希釈し
た溶液に懸濁し、100℃で2時間攪拌した。生成物に
ヘキサンを加え、遊離するチタン化合物が検出されなく
なるまで、充分に洗浄操作を行った。かくして、ヘキサ
ンに懸濁した固体触媒成分(A)のスラリーを得た。上
澄液を除去して窒素雰囲気下で乾燥し、元素分析したと
ころ、Tiは2.8重量%であった。
【0081】(ロ)プロピレンの予備重合 内容積100mlの攪拌機付き反応器、内容積5lの攪
拌機付き反応器および内容積3m3の気相流動床式重合
器2基(2基の重合器間に抜き出しタンクを有する)を
直列に連結し、連続方式で予備重合と気相重合を行っ
た。
【0082】攪拌を開始した内容積100mlの反応器
に、上記(イ)で得られた固体触媒成分(A)のスラリ
ーを170ml/hr(固体触媒成分(A)として0.
8g/hr)および触媒成分(B)としてヘキサンにて
20%に希釈したトリエチルアルミニウムを27.5m
l/hr(トリエチルアルミニウムとして3.7g/h
r)の割合で供給を開始し、反応器上部の脱ガス口から
脱ガスしながら反応器を満液状態にした。反応器の満液
状態を確認した後、脱ガス口を閉め、内圧を40kg/
cm2Gおよび内温を25℃に保ちながら、固体触媒成
分(A)および触媒成分(B)を同じ割合で連続的に供
給した。従って、成分(B)と成分(A)中のチタン原
子のモル比S1は70、反応器内の平均対流時間から、
成分(A)と成分(B)との接触後予備重合が開始され
るまでの経過時間D1は1800秒であり、反応の絶対
温度T1が298°Kであるので、S1×D1×exp
(−3000/T1)は5.35であった。
【0083】内容積5Lの反応器に、液状プロピレンを
24kg/hr(47l/hr)の割合で供給を開始
し、反応器上部の脱ガス口から脱ガスしながら反応器を
満液状態にした。反応器の満液状態を確認した後、脱ガ
ス口を閉め、攪拌を開始した。内圧を35kg/cm2
Gおよび内温を25℃に保ちながら、液状プロピレン、
上記内容積100mlの反応器からそこに供給される量
に見合う量の触媒成分(A)と(B)の混合物、および
触媒成分(C)として、ジフェニルジメトキシシラン
3.7ml/hr(3.5g/hr)を連続的に供給
し、予備重合触媒を形成した。予備重合触媒を抜き出し
てTi残渣の分析をしたところ、固体触媒成分(A)1
g当たり100gのプロピレンが反応していることがわ
かった。これは、供給した液状プロピレンの0.4%に
相当した。また、成分(B)と成分(A)中のチタン原
子のモル比S2はS1と同じままであり70、予備重合の
平均滞留時間D2は380秒、反応の絶対温度T2は29
8°Kであるので、S2×D2×exp(−3000/T
2)は1.12と算出された。従って、総合的に、S×
D×exp(−3000/T)は6.47と算出され
た。
【0084】(ハ)プロピレンの気相重合 第1の気相重合器に、上記の予備重合触媒のプロピレン
スラリーを連続的に供給した。液状プロピレンは気化す
るが、プロピレン分圧が9.7kg/cm2になるよう
にプロピレンを連続的に補給しつつ、水素がプロピレン
に対し0.0036mol/molになるようにして、
全圧10kg/cm2G、重合温度70℃、平均滞留時
間4.6時間の条件で重合を行った。重合されたポリマ
ー粒子を抜き出しタンクに排出し、次いで、第2の気相
重合器へ移送した。
【0085】第2の気相重合器では、プロピレン分圧が
11.5kg/cm2になるようにプロピレンを供給し
つつ、水素がプロピレンに対し0.304mol/mo
lになるようにして、全圧15kg/cm2G、重合温
度80℃、平均滞留時間3.0時間の条件で重合を行っ
た。
【0086】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体を調べたところ、MFR3.4g/10min.、X
Y1.6%、嵩密度0.48g/cm3、平均粒径17
50μ、σ0.14、微細粒子含量0.4重量%であ
り、活性は47500g/gに相当し、第1重合器と第
2重合器における重合体の生成割合は48:52であっ
た。なお、第1の気相重合器から抜き出した重合体はM
FR0.26g/10min.、XY1.4%であっ
た。
【0087】実施例2 実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分(A)を用
い、(ロ)のプロピレンの予備重合において、固体触媒
成分(A)および触媒成分(B)を、100mlの反応
器に供給しないで、直接、5lの反応器に供給した以外
は同様に行い、(ハ)と同様にしてプロピレンの気相重
合を行った。
【0088】予備重合について、S×D×exp(−3
000/T)は1.12であったが、固体触媒成分
(A)1g当たり50gのプロピレンが反応しているこ
とがわかった。これは、供給した液状プロピレンの0.
2%に相当した。
【0089】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は52000g/gに相当し、MFR
3.9g/10min.、XY1.7%、嵩密度0.4
6g/cm3、平均粒径1800μ、σ0.16、微細
粒子含量0.6重量%であった。
【0090】比較例1 実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分(A)を用
い、(ロ)のプロピレンの予備重合行わないで、直接、
成分(A)、(B)、(C)およびプロピレンを気相重
合器に供給した以外は(ハ)と同様にしてプロピレンの
気相重合を行った。
【0091】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は43000g/gに相当し、MFR
3.5g/10min.、XY2.0%、嵩密度0.3
5g/cm3、平均粒径440μ、σ0.45、微細粒
子含量25.6重量%であった。
【0092】実施例3 実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分(A)を用
い、(ロ)のプロピレンの予備重合において、100m
lの反応器での接触において、触媒成分(B)としてヘ
キサンにて2%に希釈したトリエチルアルミニウムを2
8ml/hr(トリエチルアルミニウムとして0.37
g/hr)の割合で供給し、5lの反応器に代え、内容
積1Lの反応器を用い、反応温度を45℃とした以外は
同様に行った。成分(B)と成分(A)の接触に際し、
モル比S1は7、反応器内の平均対流時間から、成分
(A)と成分(B)との接触後予備重合が開始されるま
での経過時間D1は1800秒であり、反応の絶対温度
1が298°Kであるので、S1×D1×exp(−3
000/T1)は0.53であった。
【0093】S2は7であり、予備重合の際の平均滞留
時間D2が76秒であり、反応温度T2が318°Kであ
ったので、S2×D2×exp(−3000/T2)は
0.04であり、S×D×exp(−3000/T)は
0.57であった。固体触媒成分(A)1g当たり25
gのプロピレンが反応していることがわかった。これ
は、供給した液状プロピレンの0.1%に相当した。
【0094】プロピレンの気相重合は、触媒成分(B)
としてヘキサンにて20%に希釈したトリエチルアルミ
ニウムを25ml/hr(トリエチルアルミニウムとし
て3.3g/hr)の割合で追加供給した以外(ハ)と
同様にして行った。
【0095】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は45000g/gに相当し、MFR
3.6g/10min.、XY1.6%、嵩密度0.4
4g/cm3、平均粒径1700μ、σ0.18、微細
粒子含量3.8重量%であった。
【0096】実施例4 実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分(A)を用
い、(ロ)のプロピレンの予備重合において、固体触媒
成分(A)と触媒成分(B)の接触を、100mlの反
応器に代え、5lの反応器を使用して行い、(ハ)と同
様にしてプロピレンの気相重合を行った。成分(A)と
成分(B)との接触後予備重合が開始されるまでの経過
時間D1が90000秒であったので、S1×D1×ex
p(−3000/T1)は267.45、すなわち、S
×D×exp(−3000/T)は268.57であっ
た。予備重合については、固体触媒成分(A)1g当た
り60gのプロピレンが反応しており、供給した液状プ
ロピレンの0.25%に相当した。
【0097】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は23000g/gに相当し、MFR
3.8g/10min.、XY1.9%、嵩密度0.4
3g/cm3、平均粒径1370μ、σ0.30、微細
粒子含量10.9重量%であった。
【0098】実施例5 実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分(A)を用
い、(ロ)のプロピレンの予備重合において、予備重合
の反応器を実施例3と同様5lの反応器に代え1Lの反
応器を用い反応温度を45℃とし、また、触媒成分
(B)としてヘキサンにて2%に希釈したトリエチルア
ルミニウムを28ml/hr(トリエチルアルミニウム
として0.37g/hr)の割合で供給し、固体触媒成
分(A)および触媒成分(B)を100mlの反応器に
供給しないで直接該反応器の供給した。それ以外は実施
例1の(ロ)と同様に予備重合を行った。
【0099】S×D×exp(−3000/T)は0.
04であった。固体触媒成分(A)1g当たり15gの
プロピレンが反応していることがわかった。これは、供
給した液状プロピレンの0.06%に相当した。
【0100】プロピレンの気相重合は、触媒成分(B)
としてヘキサンにて20%に希釈したトリエチルアルミ
ニウムを25ml/hr(トリエチルアルミニウムとし
て3.3g/hr)の割合で追加供給した以外(ハ)と
同様にして行った。
【0101】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は48000g/gに相当し、MFR
3.2g/10min.、XY1.7%、嵩密度0.4
0g/cm3、平均粒径1200μ、σ0.35、微細
粒子含量17.3重量%であった。
【0102】実施例6 撹拌装置を備えた20lのオ―トクレ―ブに、金属マグ
ネシウム粉末120g(4.9mol)を入れ、これに
ヨウ素6g、2−エチルヘキサノール2550g(1
9.6mol)およびチタンテトラブトキシド1680
g(4.9mol)、フタル酸ジイソブチル470g
(1.72mol)を加え、さらにデカン10Lを加え
た後90℃まで昇温し、発生する水素ガスを排除しなが
ら窒素シール下で1時間撹拌した。引き続き140℃ま
で昇温して2時間反応を行い、マグネシウムとチタンを
含む均一溶液(Mg−Ti溶液)を得た。
【0103】0℃に急冷後、i−ブチルアルミニウムジ
クロライド2294g(7.4mol)をヘキサンにて
50%に希釈した溶液を2時間かけて加えた。すべてを
加えたのち、2時間かけて70℃まで昇温したところ、
白色の固体生成物を含むスラリーが得られ、その固体生
成物を濾過分離したヘキサンで洗浄した。
【0104】かくして得られた白色固体生成物を含むス
ラリーに四塩化チタン5.2lをクロロベンゼン5.2
Lで希釈した溶液を全量加え、ついでフタル酸ジイソブ
チル670gを加え、100℃で3時間反応させた。
【0105】生成物をろ過することにより、固体部を採
取し、再度、四塩化チタン5.2L(0.48mol)
をクロロベンゼン5.2lで希釈した溶液を加え、10
0℃で2時間撹拌した。この生成物にヘキサンを加え遊
離するチタン化合物が検出されなくなるまで、充分に洗
浄操作を行い、ヘキサンに懸濁した触媒成分(A)のス
ラリーを得た。上澄液を除去して窒素雰囲気下で乾燥
し、元素分析したところ、Tiは3.0重量%であっ
た。
【0106】かくして得られた固体触媒成分(A)を用
い、実施例1の(ロ)および(ハ)と同様にしてプロピ
レンの予備重合およびプロピレンの気相重合を行った。
【0107】予備重合について、固体触媒成分(A)1
g当たり104gのプロピレンが反応していることがわ
かった。これは、供給した液状プロピレンの0.42%
に相当した。
【0108】第2の気相重合器から抜き出した最終重合
体について、活性は49400g/gに相当し、MFR
5.0g/10min.、XY1.3%、嵩密度0.4
8g/cm3、平均粒径1500μ、σ0.10、微細
粒子含量0.0重量%であった。
【0109】実施例7 プロピレンの気相連続3段重合を実施した。すなわち、
実施例1の内容積100mlの攪拌機付き反応器、内容
積5lの攪拌機付き反応器、および内容積3m3の気相
流動床式重合器2基に更に抜き出しタンクと内容積3m
3の気相流動床式重合器を直列に連結した。
【0110】実施例1の(イ)で得られた固体触媒成分
(A)を用い、(ロ)のプロピレンの予備重合は同様に
行った。
【0111】第1の気相重合器は、プロピレン分圧が1
4.8kg/cm2、水素がプロピレンに対し0.04
9mol/molになるようにして、全圧16kg/c
2G、重合温度70℃、平均滞留時間2.0時間の条
件で重合を行った。重合されたポリマ−粒子を抜き出し
タンクに排出し、次いで、第2の気相重合器へ移送し
た。
【0112】第2の気相重合器では、プロピレン分圧が
6.6kg/cm2、水素とエチレンがプロピレンに対
し各々0.041mol/mol、0.28mol/m
olになるようにして、全圧10kg/cm2G、重合
温度80℃、平均滞留時間2.0時間の条件で重合を行
った。重合されたポリマ−粒子を抜き出しタンクに排出
し、次いで、第3の気相重合器へ移送した。
【0113】第3の気相重合器では、プロピレン分圧が
0.8kg/cm2、水素とエチレンがプロピレンに対
し各々3.3mol/mol、14.4mol/mol
になるようにして、全圧15kg/cm2G、重合温度
70℃、平均滞留時間2.0時間の条件で重合を行っ
た。
【0114】第3の気相重合器から抜き出した最終重合
体を調べたところ、MFR19.4g/10min.、
エチレン含量14.2%、嵩密度0.48g/cm3、
平均粒径1400μ、σ0.14、微細粒子含量0.8
重量%であり、活性は25000g/gに相当し、第1
重合器と第2重合器と第3重合器における重合体の生成
割合は70:16:14であった。なお、第1の気相重
合器から抜き出した重合体はMFR44g/10mi
n.、XY1.4%、第2の気相重合器から抜き出した
重合体はMFR22g/10min.、エチレン含量
4.4%であった。
【0115】
【発明の効果】第一の効果は、微粒子が少なく、更に意
図する大きさの平均粒径を有する嵩密度の高い重合体粒
子を得ることができるなど粉体特性が優れている点にあ
る。また、粒度分布が極めて狭い重合体粒子を得ること
も可能である。そのため、重合工程においては、重合器
壁や配管内での付着物の生成が阻止され、系を閉塞させ
る等のトラブルを防止することができるため、安定して
経済的に重合体を得ることができる。加えて流動性の向
上により、移送工程においては、サイロ内でブリッジな
どの発生がなく、移送上のトラブルが解消される。
【0116】第二の効果は、重合活性が極めて高く、触
媒残渣除去を目的とする脱灰工程の不要な重合体が得ら
れることである。高活性であるため、製品の着色、着臭
等の心配がなく、ポリマ−の精製も不要となり、極めて
経済的である。
【0117】第三の効果は、立体規則性が極めて良好で
あるため製品品質の良い重合体が得られ、フィッシュア
イやブツの少ない優れた成型品を与える重合体が得られ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成分(A)としてマグネシウム、チタン、
    ハロゲン及び電子供与性化合物を含有する固体触媒成分
    と、成分(B)として周期律表の第IA、IIA、II
    B、IIIB及びIVB族金属の有機金属化合物からな
    る群より選ばれた少なくとも一種と、成分(C)として
    電子供与性化合物からなる触媒の存在下、プロピレンの
    連続式気相重合を行うに際し、触媒と液状プロピレンを
    50℃以下の温度かつ1分以上60分以下の平均滞留時
    間にて満液条件下接触させ、供給する液状プロピレンの
    0.005%以上5%以下の量にて固体触媒成分(A)
    1g当たり1ないし1000gを反応させることによ
    り、予備重合触媒を形成し、次いで未反応の液状プロピ
    レンを搬送媒体として気相重合反応器に予備重合触媒を
    連続して供給し、固体触媒成分(A)1g当たり100
    00g以上を重合させることを特徴とするプロピレンの
    連続式気相重合方法。
  2. 【請求項2】予備重合触媒を形成するにあたって、気相
    重合反応器より高い圧力で実施されることを特徴とする
    請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】予備重合触媒を形成するにあたって、成分
    (B)と成分(A)中のチタン原子のモル比S、成分
    (A)と成分(B)との接触後の秒数で表される経過時
    間D、反応の絶対温度Tとの関係において、0.1≦S
    ×D×exp(ー3000/T)≦100なる条件にて
    実施されることを特徴とする請求項1又は2に記載の方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7858716B2 (en) 2006-02-03 2010-12-28 Japan Polypropylene Corporation Propylene-based polymer and production method therefor, propylene-based polymer composition and molded body made thereof

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