RU2307838C2 - Latent matallocene catalytic systems for polymerization - Google Patents

Latent matallocene catalytic systems for polymerization Download PDF

Info

Publication number
RU2307838C2
RU2307838C2 RU2003119070/04A RU2003119070A RU2307838C2 RU 2307838 C2 RU2307838 C2 RU 2307838C2 RU 2003119070/04 A RU2003119070/04 A RU 2003119070/04A RU 2003119070 A RU2003119070 A RU 2003119070A RU 2307838 C2 RU2307838 C2 RU 2307838C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
polymerization
metallocene
reactor
group
Prior art date
Application number
RU2003119070/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119070A (en
Inventor
Ричард А. ХЭЛЛ (US)
Ричард А. ХЭЛЛ
Джером А. СТРИКИ (US)
Джером А. СТРИКИ
Роджер УРХАММЕР (US)
Роджер УРХАММЕР
Original Assignee
Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бп Корпорейшн Норт Америка Инк. filed Critical Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Publication of RU2003119070A publication Critical patent/RU2003119070A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2307838C2 publication Critical patent/RU2307838C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

FIELD: polymerization catalysts.
SUBSTANCE: invention provides a method for temporary and reversible passivation of active matallocene catalytic system, which method is accomplished by contacting this catalytic system with unsaturated hydrocarbon selected from group consisting of C4-C14-alkines, C4-C14-alkenes, and polycyclic alkenes containing non- reactive β-hydrogen. Also proposed is method of polymerization of C2-C14-olefins comprising (i) a step wherein above-mentioned passivated catalytic system is supplied in amount of about 1 to about 5 equivalents per 1 equivalent zirconium in common with at least one C2-C14-olefin to polymerization reactor, (ii) a step wherein above-mentioned catalytic system is dispersed in polymerization medium, and (iii) catalytic system reactivation step.
EFFECT: enabled reduction of catalytic system activity to a level, which allows supplying the system to reactor in contact with olefin monomer and properly dispersing catalyst in polymer bed within reactor until catalyst is reactivated.
10 cl, 2 tbl, 22 ex

Description

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к металлоценовым каталитическим системам для полимеризации олефинов. Более конкретно, это изобретение относится к способу временной и обратимой пассивации металлоценовых катализаторов с получением металлоценовых композиций, пригодных в качестве латентных катализаторов полимеризации олефинов.This invention relates to metallocene catalyst systems for the polymerization of olefins. More specifically, this invention relates to a method for the temporary and reversible passivation of metallocene catalysts to obtain metallocene compositions suitable as latent olefin polymerization catalysts.

Латентные катализаторы полимеризации олефинов согласно данному изобретению после активации пригодны особенно для полимеризации алкенов, включая 1-олефины, такие как пропилен, в газофазном реакторе.Latent olefin polymerization catalysts according to this invention, after activation, are particularly suitable for the polymerization of alkenes, including 1-olefins, such as propylene, in a gas phase reactor.

Технология производства полипропилена (ПП) развивалась в сторону усовершенствования катализаторов от сложных процессов в суспензии с использованием инертного углеводородного разбавителя к более простым процессам в массе с использованием жидкого разбавителя пропилена и к еще более простым процессам в газовой фазе.The production technology of polypropylene (PP) has evolved towards the improvement of catalysts from complex processes in suspension using an inert hydrocarbon diluent to simpler processes in bulk using a liquid propylene diluent and to even simpler processes in the gas phase.

Процессы, протекающие в газофазном реакторе, широко известны и хорошо описаны в уровне техники, включая способы, осуществляемые в непрерывно перемешиваемом реакторе и в псевдоожиженном слое. Примеры таких реакторов описаны в патентах США 3957448, 3965083, 3971786, 3970611, 4129701, 4101289, 3652527 и 4003712. Типичные системы реакторов газофазной полимеризации олефинов включают, по меньшей мере, один реакционный сосуд, в который могут добавляться олефиновый мономер и компоненты катализатора и в котором содержится перемешиваемый слой частиц полимера. Обычно компоненты катализатора добавляют вместе или раздельно через один или несколько каналов с регулировочными клапанами в один или в первый, если их несколько, реактор. Олефиновый мономер может быть введен в реактор через систему рецикла газа, в которой непрореагировавший мономер, удаляемый как отходящий газ, и новая порция исходного мономера смешиваются и впрыскиваются в реакционный сосуд. Полимеризацию осуществляют в условиях, исключающих наличие кислорода, воды и других веществ, действующих как яды для катализаторов. Молекулярные веса полимеров регулируются при помощи добавок, таких как водород, методами, хорошо известными специалистам.Processes in a gas phase reactor are widely known and well described in the art, including methods carried out in a continuously stirred reactor and in a fluidized bed. Examples of such reactors are described in US patents 3957448, 3965083, 3971786, 3970611, 4129701, 4101289, 3652527 and 4003712. Typical olefin gas phase polymerization reactor systems include at least one reaction vessel into which olefin monomer and catalyst components can be added and in which contains a mixed layer of polymer particles. Typically, the catalyst components are added together or separately through one or more channels with control valves in one or in the first, if several, reactor. The olefin monomer can be introduced into the reactor through a gas recycle system in which unreacted monomer removed as off-gas and a new portion of the starting monomer are mixed and injected into the reaction vessel. The polymerization is carried out under conditions that exclude the presence of oxygen, water and other substances that act as poisons for the catalysts. The molecular weights of the polymers are regulated by additives, such as hydrogen, by methods well known in the art.

Газофазный способ Amoco в общем можно охарактеризовать как процесс, осуществляемый с применением двух горизонтальных содержащих перемешиваемый слой газофазных реакторов с последовательным включением. Реакторы с пробковым режимом используют систему блокировки, отделяющую реактор для гомополимера первой стадии от реактора для сополимера второй стадии. Этот способ обеспечивает присущее ему короткое время пребывания в сочетании с оптимизированным перемешиванием, минимальными отклонениями температуры и приводит к более однородной консистенции продукта. Способ Amoco описан в общем в «Polypropylene Handbook», p.p.297-298 Hanser Publications, NY (1996) и более подробно описан в патенте США 3957448 и работе «Simplified Gas-Phase Polypropylene Process Technology», представленной в Petrochemical Review March, 1993.The Amoco gas phase process can generally be described as a process carried out using two horizontal sequentially coupled gas phase bed reactors. Plug reactors use a blocking system that separates the first stage homopolymer reactor from the second stage copolymer reactor. This method provides its inherent short residence time in combination with optimized mixing, minimal temperature deviations and leads to a more uniform product consistency. The Amoco process is described generally in the Polypropylene Handbook, p.p. 297-298 of Hanser Publications, NY (1996) and is described in more detail in US Pat. No. 3,957,448 and Simplified Gas-Phase Polypropylene Process Technology, presented in Petrochemical Review March, 1993.

Модифицированные каучуком полипропиленовые полимеры получают в промышленном масштабе большей частью смешением полученных в отдельности гомополимера и сополимера на стадии смешения. Процессы, протекающие в реакторах, когда гомополимер, образовавшийся из первого мономера в первом реакторе, затем реагирует со вторым мономером во втором реакторе, также раскрыты и описаны в уровне техники. Процессы в газофазных реакторах, такие как описанные в источнике Hydrocarbon Processing, 74, p.p.140-142, пригодны для производства ударопрочных ПП полимеров. Двухстадийный горизонтальный газофазный реактор, описанный в источнике Polyolefins VI SPE RETEC, Houston, TX (1991), р.68, использовали также для получения ударопрочного полипропилена. Способы получения сополиолефинов описаны также в Petrochemical Review March, 1993, в патенте США 3957448 и в Chemical Engineering Science, vol. 47, 9-11 (1992), p.p.2591-2596.Rubber-modified polypropylene polymers are produced on an industrial scale for the most part by mixing separately obtained homopolymer and copolymer at the mixing stage. Processes in reactors when the homopolymer formed from the first monomer in the first reactor then reacts with the second monomer in the second reactor are also disclosed and described in the prior art. Processes in gas phase reactors, such as those described in Hydrocarbon Processing, 74, p.p. 140-142, are suitable for the production of impact-resistant PP polymers. The two-stage horizontal gas phase reactor described in Polyolefins VI SPE RETEC, Houston, TX (1991), p. 68, was also used to produce high impact polypropylene. Methods for producing copolyolefins are also described in Petrochemical Review March, 1993, in US Pat. No. 3,957,448 and in Chemical Engineering Science, vol. 47, 9-11 (1992), p.p.2591-2596.

Катализаторы полимеризации, обычно применяемые при осуществлении этих способов, обычно являлись катализаторами типа Циглера-Натта. Например, газофазный способ Amco, как описано в уровне техники, использует четвертое поколение катализаторов на подложке, состоящих из трех компонентов: патентованного твердого CD катализатора, активатора триалкилалюминия или сокатализатора и модификатора или донора. По отдельности компоненты катализатора неактивны. Следовательно, CD катализатор и активатор можно суспендировать в пропилене и подавать в реактор в виде отдельных потоков без инициирования образования полимера в линиях подачи исходных веществ.The polymerization catalysts commonly used in carrying out these methods were typically Ziegler-Natta type catalysts. For example, the Amco gas phase process, as described in the prior art, uses the fourth generation of supported catalysts consisting of three components: a proprietary solid CD catalyst, an aluminum trialkyl activator or cocatalyst, and a modifier or donor. Separately, the components of the catalyst are inactive. Therefore, the CD catalyst and activator can be suspended in propylene and fed to the reactor as separate streams without initiating polymer formation in the feed lines of the starting materials.

Недавно была разработана технология получения катализаторов, основанных на металлоценовых соединениях, называемых шестым поколением катализаторов в Е. Albizzati et al. в «Polypropylene Handbook». Металлоценовые катализаторы, описываемые чаще как металлоцены 4 или 5 Группы, представляют собой растворимые органические комплексы, которые образуются по реакции бисциклопентадиенильных комплексов переходных металлов (металлоценов) с катализатором обычно соединением алюминия. Большинство металлоценовых катализаторов, используемых для полимеризации пропилена, получают на основе циркония, и наиболее широко распространенным сокатализатором является метилалюмоксан (МАО), получаемый на основе триметилалюминия (ТМА). Другие металлоценовые каталитические системы, описанные в уровне техники, включают комбинации диалкилметаллоценов с соединениями бора и дополнительно соединения триалкилалюминия.Recently, a technology has been developed for the preparation of catalysts based on metallocene compounds, called the sixth generation of catalysts in E. Albizzati et al. in the Polypropylene Handbook. Metallocene catalysts, more commonly described as Group 4 or 5 metallocenes, are soluble organic complexes that are formed by the reaction of biscyclopentadienyl transition metal complexes (metallocenes) with a catalyst, usually an aluminum compound. Most metallocene catalysts used for the polymerization of propylene are obtained on the basis of zirconium, and the most widely used cocatalyst is methylaluminoxane (MAO), obtained on the basis of trimethylaluminum (TMA). Other metallocene catalyst systems described in the prior art include combinations of dialkylmetallocenes with boron compounds and optionally aluminum trialkyl compounds.

Известны также каталитические системы на основе металлоценов на носителях, описанные как очень активные каталитические системы на основе металлоценов, иммобилизованных на носителе с частицами, имеющими узкое распределение по размерам, таком как тонкодисперсные двуокись кремния, окись алюминия, MgCl2, цеолит и т.п. Из уровня техники широко известны способы полимеризации в растворе и в массе этилена и пропилена с применением катализаторов на основе металлоценов на носителе.Supported metallocene based catalyst systems are also known, described as highly active supported metallocene based catalyst systems immobilized on a carrier with particles having a narrow size distribution such as finely divided silica, alumina, MgCl 2 , zeolite, and the like. Polymerization methods in solution and in the bulk of ethylene and propylene using supported metallocene catalysts are widely known in the art.

Металлоценовые катализаторы сложно использовать непосредственно в обычных способах полимеризации и особенно в газофазных процессах, когда каталитическая система будет диспергирована в углеводороде или в мономере и дозирована в реактор через питающие линии. Металлоценовые катализаторы на носителях обладают оптимальной активностью, если они предварительно активированы, а именно соединены с сокатализатором до подачи в реактор. Диспергирование таких катализаторов в потоке олефинового мономера для непосредственной подачи в систему реакторов приводит к образованию полимера и вызывает интенсивное закупоривание питающих линий. Более того, полимеризация происходит до того, как каталитическая система полностью и равномерно диспергируется в слое полимера в реакторе, что приводит к возникновению очень активных участков, которые промотируют образование комков и плакирование. Реактор быстро засоряется, выход в расчете на катализатор снижается, и требуются частые остановки для чистки реактора.Metallocene catalysts are difficult to use directly in conventional polymerization processes, and especially in gas phase processes, when the catalyst system is dispersed in a hydrocarbon or in a monomer and dosed to the reactor through feed lines. Supported metallocene catalysts have optimal activity if they are preactivated, namely, they are connected to the cocatalyst before being fed to the reactor. Dispersion of such catalysts in an olefin monomer stream for direct feed into the system of reactors leads to the formation of polymer and causes intense blockage of the feed lines. Moreover, polymerization occurs before the catalyst system is completely and uniformly dispersed in the polymer layer in the reactor, which leads to the appearance of very active sites that promote lump formation and cladding. The reactor quickly becomes clogged, the yield per catalyst decreases, and frequent shutdowns are required to clean the reactor.

В качестве разбавителей и носителей для использования вместе с катализаторами Циглера-Натта использовали инертные газы, углеводороды и т.п. Эти способы были довольно успешными при применении растворимых металлоценовых катализаторов в системах полимеризации в растворе и в массе. При осуществлении газофазных процессов с применением реактора с непрерывным перемешиванием и псевдоожиженного слоя использование таких разбавителей и носителей для подачи металлоценовых каталитических систем на носителе в реактор в потоке олефина в общем не было успешным. Хотя можно решить проблему закупоривания путем диспергирования катализатора на носителе в инертном углеводороде, таком как пропан, и раздельного дозирования смеси в реактор, вызывает затруднение достаточно быстрое адекватное диспергирование катализатора в слое полимера в реакторе для того, чтобы избежать образования комков и жгутов.Inert gases, hydrocarbons, and the like were used as diluents and carriers for use with Ziegler-Natta catalysts. These methods have been quite successful with the use of soluble metallocene catalysts in solution and bulk polymerization systems. When carrying out gas-phase processes using a continuous mixing reactor and a fluidized bed, the use of such diluents and carriers for supplying supported metallocene catalyst systems to the reactor in an olefin stream was not generally successful. Although it is possible to solve the clogging problem by dispersing the supported catalyst in an inert hydrocarbon such as propane and separately dispensing the mixture into the reactor, it is difficult to adequately quickly disperse the catalyst in the polymer layer in the reactor in order to avoid the formation of lumps and bundles.

Описано также временное уменьшение активности металлоценовых катализаторов. Например, было описано как метод регулирования добавления в реактор во время полимеризации диалкилборана или диалклалюминия для временного снижения активности металлоценовых катализаторов. Однако при такой обработке активность катализатора снижается только частично. Катализаторы, непосредственно обработанные диалкилбораном или диалкилалюминием, сохраняют достаточную активность и инициируют полимеризацию при диспергировании в потоке исходного мономера. Более того, период регенерации является очень коротким, слишком коротким для того, чтобы каталитическая система могла быть адекватно диспергирована в перемешиваемом слое газофазного реактора, прежде чем регенерируется катализатор и начнется полимеризация.A temporary decrease in the activity of metallocene catalysts is also described. For example, it has been described as a method of controlling the addition of dialkylborane or dialkaluminium to the reactor during the polymerization to temporarily reduce the activity of metallocene catalysts. However, with this treatment, the activity of the catalyst is only partially reduced. Catalysts directly treated with dialkyl borane or dialkyl aluminum retain sufficient activity and initiate polymerization when dispersed in the feed of the starting monomer. Moreover, the regeneration period is very short, too short for the catalyst system to be adequately dispersed in the stirred bed of the gas phase reactor before the catalyst is regenerated and polymerization begins.

Известно, что металлоценовые катализаторы дезактивируются кислотами Льюиса. Реактивация обработанного кислотой Льюиса катализатора после того, как он был диспергирован в реакторе, требует добавления избытка МАО, который плохо диспергируется из-за его низкой летучести. Описано также, что для того, чтобы избежать комкования и образования полимера на стенках при суспензионной полимеризации полимеров и сополимеров этилена, можно раздельно добавлять алкил щелочного металла или алкил щелочноземельного металла и полностью активный металлоценовый катализатор на носителе в реактор перед контактированием с мономером. В уровне техники описано также применение оснований Льюиса для замедления или обрыва катализированной металлоценами полимеризации как средство для регулирования процесса. Возобновление полимеризации, сопровождаемое добавлением избытка МАО, может потребовать добавления такого же количества МАО, которое использовали при первоначальном приготовлении катализатора. Вследствие низкой летучести равномерное диспергирование МАО в слое реактора затруднено и активность полимеризации после возобновления может значительно снизиться. Более того, многие основания Льюиса являются необратимыми ядами для катализаторов. В ходе непрерывного процесса такие яды будут с течением времени аккумулироваться в реакторе, что потребует прекращения процесса и чистки реактора.It is known that metallocene catalysts are deactivated by Lewis acids. Reactivation of a Lewis acid-treated catalyst after it has been dispersed in a reactor requires the addition of an excess of MAO, which is poorly dispersed due to its low volatility. It is also described that in order to avoid clumping and formation of polymer on the walls during suspension polymerisation of ethylene polymers and copolymers, it is possible to separately add alkali metal alkyl or alkaline earth metal alkyl and a fully active supported metallocene catalyst in the reactor before contacting with the monomer. The prior art also describes the use of Lewis bases to slow or break metallocene-catalyzed polymerization as a means of controlling the process. The resumption of polymerization, accompanied by the addition of excess MAO, may require the addition of the same amount of MAO as was used in the initial preparation of the catalyst. Due to the low volatility, uniform dispersion of MAO in the reactor bed is difficult and the polymerization activity after renewal can be significantly reduced. Moreover, many Lewis bases are irreversible poisons for catalysts. During the continuous process, such poisons will accumulate over time in the reactor, which will require termination of the process and cleaning of the reactor.

Таким образом, пока не существует способа временного и обратимого пассивирования металлоценовых катализаторов, при котором активность катализатора снижается до уровня, который позволит подавать катализатор в реактор в контакте с олефиновым мономером и адекватно диспергировать катализатор в слое полимера в реакторе до реактивации катализатора.Thus, there is still no way to temporarily and reversibly passivate metallocene catalysts, in which the activity of the catalyst decreases to a level that will allow the catalyst to be fed into the reactor in contact with the olefin monomer and adequately disperse the catalyst in the polymer layer in the reactor until the catalyst is reactivated.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к способу временного и обратимого пассивирования металлоценовых катализаторов, при этом полностью активные металлоценовые катализаторы могут быть временно и обратимо пассивированы путем контактирования с эффективным количеством пассивирующего соединения.This invention relates to a method for temporarily and reversibly passivating metallocene catalysts, wherein fully active metallocene catalysts can be temporarily and reversibly passivated by contacting with an effective amount of a passivating compound.

Временно и обратимо пассивированные металлоценовые катализаторы по изобретению, далее характеризуемые как латентные катализаторы полимеризации олефинов, обладают значительно меньшей активностью при полимеризации олефинов, следовательно, латентный катализатор может быть диспергирован в олефиновом мономере, таком как пропилен, затем направлен в реактор и диспергирован в слое полимера в реакторе без значительной полимеризации мономера. Предпочтительно, чтобы латентный катализатор оставался неактивным как катализатор полимеризации олефинов в условиях работы реактора, пока он не будет активирован вновь, например, при контактировании с эффективным количеством активатора на последующей стадии реакции.The temporarily and reversibly passivated metallocene catalysts of the invention, further characterized as latent olefin polymerization catalysts, have significantly lower activity in the polymerization of olefins, therefore, the latent catalyst can be dispersed in an olefin monomer such as propylene, then sent to the reactor and dispersed in the polymer layer in reactor without significant polymerization of the monomer. Preferably, the latent catalyst remains inactive as a catalyst for the polymerization of olefins under reactor operating conditions until it is reactivated again, for example, by contacting with an effective amount of activator in a subsequent reaction step.

Далее данное изобретение будет описано и охарактеризовано как относящееся к газофазному процессу полимеризации олефинов, включающему обратимое пассивирование обычного металлоценового катализатора с получением латентного катализатора, подачу латентного катализатора в реактор, возможно в контакте с мономером, последующее реактивирование катализатора и осуществление полимеризации.The invention will now be described and described as related to a gas phase olefin polymerization process, including reversible passivation of a conventional metallocene catalyst to produce a latent catalyst, supply of a latent catalyst to the reactor, possibly in contact with the monomer, subsequent reactivation of the catalyst and polymerization.

Описание предпочтительных вариантовDescription of Preferred Options

Металлоценовые каталитические системы, пригодные для осуществления изобретения, называемые также в уровне техники металлоценовыми катализаторами и металлоценовыми каталитическими комплексами, включают металлоцены, выбранные из металлоценов 4 Группы и 5 Группы (номенклатура ИЮПАК), и подходящий сокатализатор, предпочтительно алюмоксановый сокатализатор, такой как метилалюмоксан (МАО).Metallocene catalyst systems suitable for carrying out the invention, also referred to in the prior art as metallocene catalysts and metallocene catalyst complexes, include metallocenes selected from Group 4 and Group 5 metallocenes (IUPAC nomenclature), and a suitable cocatalyst, preferably an alumoxane cocatalyst, such as methylaluminoxane (MAO )

В уровне техники описано большое число металлоценов, пригодных для получения металлоценовых каталитических систем, включая соединения титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия и тантала. Примерами таких комплексов являются:The prior art describes a large number of metallocenes suitable for producing metallocene catalyst systems, including compounds of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and tantalum. Examples of such complexes are:

диметилсилил-бис-(2-метил-4,5-бензо[е]инденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-methyl-4,5-benzo [e] indenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(3-трет.бутил-5-метилциклопентадиенил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диэтилсиландиил-бис-(3-трет.бутил-5-метилциклопентадиенил)циркония дихлорид;diethylsilanediyl bis- (3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

метилэтилсиландиил-бис-(3-трет.бутил-5-метилциклопентадиенил)циркония дихлорид;methylethylsilanediyl-bis- (3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(3-трет.бутил-5-этилциклопентадиенил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl-bis- (3-tert-butyl-5-ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(3-трет.бутил-5-метилциклопентадиенил)диметилцирконий;dimethylsilanediyl-bis- (3-tert-butyl-5-methylcyclopentadienyl) dimethyl zirconium;

диметилсиландиил-бис-(2-метилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methylindenyl) zirconium dichloride;

диэтилсиландиил-бис-(2-метилинденил)циркония дихлорид;diethylsilanediyl bis- (2-methylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-этилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-ethylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-изопропилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-isopropylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-трет.бутилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-tert. butylindenyl) zirconium dichloride;

диэтилсиландиил-бис-(2-метилинденил)циркония дибромид;diethylsilanediyl bis- (2-methylindenyl) zirconium dibromide;

диметилсульфид-бис-(2-метилинденил)циркония дихлорид;dimethyl sulfide bis- (2-methylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-метил-5-метилциклопентадиенил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methyl-5-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-метил-5-этилциклопентадиенил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methyl-5-ethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-этил-5-изопропилциклопентадиенил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-метилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-метилбензинденил)циркония дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methylbenzindenyl) zirconium dichloride;

диметилсиландиил-бис-(2-метилинденил)гафния дихлорид;dimethylsilanediyl bis- (2-methylindenyl) hafnium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-метил-4-фенилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-этил-4-фенилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-ethyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-метил-4-нафтилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-methyl-4-naphthylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-этил-4-фенилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-ethyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-метил-4-изопропилинденил)циркония дихлорид;dimethylsilyl bis- (2-methyl-4-isopropylindenyl) zirconium dichloride;

диметилсилил-бис-(2-этил-4-изопропилинденил)циркония дихлорид иdimethylsilyl bis- (2-ethyl-4-isopropylindenyl) zirconium dichloride and

изопропилиден-(3-трет.бутил-циклопентадиенил)(флуоренил)циркония дихлорид.isopropylidene- (3-tert-butyl-cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium dichloride.

Было установлено, что металлоцены на основе циркония особенно пригодны при создании каталитических систем для полимеризации пропилена.It was found that zirconium-based metallocenes are especially suitable for creating catalytic systems for the polymerization of propylene.

Металлоценовые каталитические системы содержат также сокатализатор. Особенно подходящими являются алюмоксановые соединения, более часто называемые поли(гидрокарбилалюминийоксид). Алюмоксаны хорошо известны в уровне техники и могут быть получены взаимодействием воды с алкилалюминием. Обычно при получении алюмоксанов из, например, триметилалюминия и воды, получают смесь линейных и циклических соединений.Metallocene catalyst systems also contain cocatalyst. Particularly suitable are aluminoxane compounds, more commonly referred to as poly (hydrocarbylaluminium oxide). Alumoxanes are well known in the art and can be prepared by reacting water with an aluminum alkyl. Typically, upon receipt of aluminoxanes from, for example, trimethylaluminum and water, a mixture of linear and cyclic compounds is obtained.

Алюмоксаны могут быть получены различными способами. Например, алкилалюминий может быть обработан водой в виде влажного растворителя. Кроме того, алкилалюминий, например триметилалюминий, можно привести в контакт с гидратом соли, например гидратом сульфата железа, например, при обработке разбавленного раствора триметилалюминия в толуоле суспензией гептагидрата сульфата железа. Можно также получать метилалюмоксаны реакцией тетраалкилдиалюмоксана, содержащего С2-алкильные группы или алкильные группы с большим числом атомов углерода, с триметилалюминием, используя триметилалюминий в количестве, меньшем стехиометрического избытка.Alumoxanes can be obtained in various ways. For example, aluminum alkyl may be treated with water as a wet solvent. In addition, alkylaluminum, for example trimethylaluminum, can be brought into contact with a salt hydrate, for example iron sulfate hydrate, for example, by treating a dilute solution of trimethylaluminum in toluene with a suspension of iron sulfate heptahydrate. Methylaluminoxanes can also be prepared by reacting tetraalkyldiallyumoxane containing C 2 -alkyl groups or alkyl groups with a large number of carbon atoms with trimethylaluminum using trimethylaluminum in an amount less than a stoichiometric excess.

Получение метилалюмоксанов можно также осуществить путем реакции триалкилалюминия или тетраалкилдиалюмоксана, содержащего С2-алкильные группы или алкильные группы с большим числом атомов углерода, с водой с образованием полиалкилалюмоксана, который затем реагирует с триметилалюминием. Синтез метилалюмоксанов, известных также как модифицированные алюмоксаны, путем реакции полиалкилалюмоксана, содержащего С2-алкильные группы или алкильные группы, содержащие большее число атомов углерода, с триметилалюминием и затем с водой описан, например, в патенте США 5041584. Подходящие алюмоксаны могут быть получены из коммерческих источников, включая Albemarle Corporation и Akzo-Nobel.The preparation of methylaluminoxanes can also be carried out by reacting a trialkylaluminum or tetraalkyldiallyumoxane containing C 2 -alkyl groups or alkyl groups with a large number of carbon atoms with water to form polyalkylaluminoxane, which then reacts with trimethylaluminum. The synthesis of methylaluminoxanes, also known as modified aluminoxanes, by reacting a polyalkylaluminoxane containing C 2 -alkyl groups or alkyl groups containing a greater number of carbon atoms with trimethylaluminum and then with water is described, for example, in US Pat. No. 5,041,584. Suitable aluminoxanes can be obtained from commercial sources, including Albemarle Corporation and Akzo-Nobel.

Подходящие способы сочетания металлоцена и сокатализатора с получением металлоценовых каталитических систем, используемые в практике данного изобретения, хорошо известны и описаны в уровне техники. Количество алюмоксана и металлоцена, обычно применяемое в процессе приготовления каталитически активного продукта, может меняться в широких пределах. Мольное отношение атомов алюминия, содержащихся в алюмоксане, к атомам металла, содержащимся в металлоцене обычно находится в пределах от примерно 2:1 до примерно 100 000:1, предпочтительно, в пределах от примерно 10:1 до примерно 10 000:1 и, еще более предпочтительно, в пределах от примерно 50:1 до примерно 2 000:1.Suitable methods for combining the metallocene and cocatalyst to produce the metallocene catalyst systems used in the practice of this invention are well known and described in the art. The amounts of alumoxane and metallocene commonly used in the preparation of a catalytically active product can vary widely. The molar ratio of aluminum atoms contained in aluminoxane to metal atoms contained in the metallocene is usually in the range of from about 2: 1 to about 100,000: 1, preferably in the range of from about 10: 1 to about 10,000: 1 and, more more preferably in the range of from about 50: 1 to about 2,000: 1.

Продукты реакции металлоцена и алюмоксана обычно представляют собой твердые вещества, которые могут быть выделены хорошо известными методами. Например, при получении в среде алифатических растворителей твердый продукт отделяется и может быть выделен из жидкости фильтрованием под вакуумом или декантацией; при получении в среде ароматических растворителей продукты реакции могут быть осаждены при помощи смешивающегося со средой нерастворителя и затем собраны или выделены путем выпаривания растворителя. Выделенный каталитически активный твердый продукт затем может быть высушен в токе чистого сухого азота или другого инертного газа, под вакуумом или любым другим известным методом.The reaction products of metallocene and aluminoxane are usually solids that can be isolated by well-known methods. For example, upon receipt of aliphatic solvents in the medium, the solid product is separated and can be isolated from the liquid by filtration under vacuum or decantation; upon receipt of aromatic solvents in the medium, the reaction products can be precipitated with a miscible solvent and then collected or isolated by evaporation of the solvent. The isolated catalytically active solid product can then be dried in a stream of pure dry nitrogen or other inert gas, under vacuum, or by any other known method.

Металлоценовая каталитическая система может применяться сама по себе при полимеризации олефинов в качестве растворимого катализатора или же ее можно наносить на подходящий носитель, такой как, например, тонкодисперсная двуокись кремния, окись алюминия, MgCl2, цеолит, слоистые глины, мезопористые молекулярные сита или т.п. Для этой цели могут быть также использованы полимерные субстраты в виде частиц, например тонкодисперсный полиолефин. Частицы носителя, предпочтительно, имеют диаметр в пределах от 1 до 300 мкм и, более предпочтительно, от 20 до 70 мкм. Носители могут применяться непосредственно или же их применяют предварительно обработанными МАО до нанесения металлоценового компонента, в уровне техники описаны для использования в металлоценовых каталитических системах для полимеризации пропилена носители МАО/двуокись кремния. Препаративные методы получения полностью активных металлоценовых каталитических систем на носителе, пригодных для использования согласно данному изобретению, описаны в уровне техники, включая ЕР 567952 и ЕР 578838 и в ЕР 810233. Различные субстраты, пригодные для применения в практике осуществления данного изобретения, включая МАО/двуокись кремния, доступны из коммерческих источников, таких как, например, в Witco Corporation. Особенно подходящие кремнеземные субстраты доступны в Grace-Davison, PQ Corporation, Crosfield Chemicals и Degussa Corporation.The metallocene catalyst system can be used on its own in the polymerization of olefins as a soluble catalyst, or it can be applied to a suitable carrier, such as, for example, finely divided silica, alumina, MgCl 2 , zeolite, layered clays, mesoporous molecular sieves, or the like. P. For this purpose, particulate polymer substrates can also be used, for example a finely divided polyolefin. The carrier particles preferably have a diameter in the range from 1 to 300 μm and, more preferably, from 20 to 70 μm. Carriers can be used directly or they can be used with pre-treated MAO before applying the metallocene component; in the prior art MAO / silica supports are described for use in metallocene catalytic systems for the polymerization of propylene. Preparative methods for the preparation of fully active supported metallocene catalyst systems suitable for use in accordance with this invention are described in the prior art, including EP 567952 and EP 578838 and in EP 810233. Various substrates suitable for use in the practice of the invention, including MAO / dioxide silicon are available from commercial sources, such as, for example, Witco Corporation. Particularly suitable silica substrates are available from Grace-Davison, PQ Corporation, Crosfield Chemicals and Degussa Corporation.

Обычно катализатор на носителе может быть получен путем осаждения металлоценового компонента из суспензии на субстрате МАО/двуокись кремния с последующей сушкой. Согласно альтернативному предпочтительному способу приготовления каталитической системы на носителе металлоценовый комплекс наносят на подходящий носитель, например высушенную двуокись кремния, суспендированную в подходящем растворителе, таком как, например, толуол, затем обрабатывают МАО или другим алюмоксановым соединением и металлоценовым комплексом. Смесь вместе с суспендированным субстратом может быть затем осаждена при помощи смешивающегося нерастворителя, такого как додекан, с последующим осаждением компонентов катализатора на носителе. Затем катализатор отфильтровывают и сушат. Альтернативно смесь может быть выпарена досуха.Typically, a supported catalyst can be prepared by precipitating the metallocene component from a suspension on an MAO / silica substrate, followed by drying. According to an alternative preferred method for preparing a supported catalyst system, the metallocene complex is supported on a suitable carrier, for example, dried silica suspended in a suitable solvent, such as, for example, toluene, then treated with MAO or another aluminoxane compound and metallocene complex. The mixture together with the suspended substrate can then be precipitated using a miscible non-solvent such as dodecane, followed by precipitation of the catalyst components on a support. Then the catalyst is filtered off and dried. Alternatively, the mixture may be evaporated to dryness.

Мольные отношения Al в алюмоксане к Zr или другому металлу в металлоценовом комплексе составляет от 50:1 до 2000:1, предпочтительно от 100:1 до 100:1, еще более предпочтительно от 200:1 до 600:1. Количество пропиточного раствора выбирают таким образом, чтобы носитель, пропитанный раствором металло-ценового комплекса и алюмоксанового соединения, содержал от 5 до 50 мкмол металлоцена на 1 г носителя после высушивания.The molar ratios of Al in aluminoxane to Zr or another metal in the metallocene complex are from 50: 1 to 2000: 1, preferably from 100: 1 to 100: 1, even more preferably from 200: 1 to 600: 1. The amount of the impregnating solution is chosen so that the carrier impregnated with a solution of the metallocene complex and the aluminoxane compound contains from 5 to 50 μmol of metallocene per 1 g of carrier after drying.

Активный металлоценовый катализатор может быть временно и обратимо пассивирован для применения в практике осуществления данного изобретения при контактировании с эффективным количеством пассивирующего соединения с получением латентного металлоценового катализатора. Соединения, пригодные для применения в качестве пассивирующих соединений при осуществлении данного изобретения, представляют собой ненасыщенные углеводороды, выбранные из группы, состоящей из С414 алкинов, например, 1-гексина, 3-гексина и т.п., С414 алленов, например 3-метил-1,2-бутадиена и т.п., и полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный бета-водород, обычно содержащих до 20 атомов углерода, таких, например, как норборнилен, тетрацикло[4.4.0.12,5,17,10]-3-додецен и т.п.The active metallocene catalyst can be temporarily and reversibly passivated for use in the practice of the invention when contacted with an effective amount of a passivating compound to produce a latent metallocene catalyst. Compounds suitable for use as passivating compounds in the practice of this invention are unsaturated hydrocarbons selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, for example, 1-hexine, 3-hexine and the like, C 4 - With 14 allenes, for example 3-methyl-1,2-butadiene, etc., and polycyclic alkenes containing non-reactive beta hydrogen, usually containing up to 20 carbon atoms, such as, for example, norbornylene, tetracyclo [4.4.0.1 2 5 , 1 7,10 ] -3-dodecene and the like.

Металлоценовый катализатор может контактировать с пассиватором любым обычным методом, например путем суспендирования катализатора в подходящей жидкой среде, содержащей пассиватор. Количество пассиватора обычно является достаточным для обеспечения от примерно 1 до примерно 5 эквивалентов пассиватора на эквивалент металла в каталитическом комплексе. Величина температуры при проведении пассивирования не является особенно критической и поэтому способ можно осуществлять при любой удобной температуре в течение промежутка времени, достаточного для завершения реакции. Обычно подходят температуры ниже комнатной или комнатная температура, хотя пассивирование завершается быстрее при повышенной температуре, порядка 50-100°С или выше, и предпочтительно при температуре ниже температур летучести пассиватора и выбранной среды. Пассивированный или латентный металлоценовый катализатор можно затем собрать путем фильтрования и высушить или использовать непосредственно без выделения.The metallocene catalyst may be contacted with the passivator by any conventional method, for example, by suspending the catalyst in a suitable liquid medium containing the passivator. The amount of passivator is usually sufficient to provide from about 1 to about 5 equivalents of passivator per equivalent of metal in the catalyst complex. The temperature during passivation is not particularly critical and therefore the method can be carried out at any convenient temperature for a period of time sufficient to complete the reaction. Temperatures below room temperature or room temperature are usually suitable, although passivation is completed more quickly at elevated temperatures of the order of 50-100 ° C. or higher, and preferably at temperatures below the volatility temperatures of the passivator and the selected medium. A passivated or latent metallocene catalyst can then be collected by filtration and dried or used directly without isolation.

Латентный металлоценовый катализатор после диспергирования в реакторе будет реактивирован и соединен с олефиновым мономером для осуществления полимеризации. Идеальным является случай, когда катализатор, будучи в контакте с олефиновым мономером, реактивируется термически при достижении температуры полимеризации или вскоре после этого и не потребует добавления активатора. Однако в зависимости от конкретного сочетания пассиватора и катализатора термическая реактивация может происходить очень медленно при таких условиях. Достижение приемлемых уровней каталитической активности в течение приемлемого периода времени может потребовать добавления активатора, способного реагировать с латентным катализатором для замещения и тем самым удаления замещающей группы. Активирующий агент выбирается в зависимости от использованного конкретного пассивирующего агента. Среди веществ, которые могут оказаться пригодными для этой цели, находятся водород, алкилы металлов, такие как триалкилалюминий и т.п.The latent metallocene catalyst after dispersion in the reactor will be reactivated and combined with the olefin monomer to carry out the polymerization. The ideal case is when the catalyst, being in contact with the olefin monomer, is thermally reactivated upon reaching the polymerization temperature or shortly thereafter and does not require the addition of an activator. However, depending on the particular combination of passivator and catalyst, thermal reactivation can occur very slowly under such conditions. Achieving acceptable levels of catalytic activity over an acceptable period of time may require the addition of an activator capable of reacting with the latent catalyst to replace and thereby remove the substitution group. The activating agent is selected depending on the particular passivating agent used. Among the substances that may be suitable for this purpose are hydrogen, metal alkyls such as trialkylaluminium and the like.

Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, можно считать, что дезактивация происходит при встраивании ненасыщенного углеводородного пассиватора в металлоценовый комплекс с образованием комплекса пассиватор-металлоцен, содержащего объемную группу, которая блокирует или заметно замедляет соответствующее встраивание олефинового мономера, что необходимо для осуществления полимеризации олефинов. Например, оказывается, что обработка металлоценового комплекса норборниленом приводит к образованию комплекса норборнил - металлоцен, что, в свою очередь, приводит к встраиванию олефинового мономера, такого как пропилен, с очень низкой скоростью при реакционных условиях. Таким образом, наблюдается незначительная полимеризация пропилена или же она не происходит совсем.Not limited to any particular theory, it can be considered that deactivation occurs when an unsaturated hydrocarbon passivator is embedded in a metallocene complex with the formation of a passivator-metallocene complex containing a bulky group that blocks or significantly slows down the corresponding incorporation of the olefin monomer, which is necessary for the polymerization of olefins. For example, it turns out that treatment of the metallocene complex with norbornylene leads to the formation of a norbornyl – metallocene complex, which, in turn, leads to the incorporation of an olefin monomer, such as propylene, at a very low rate under reaction conditions. Thus, a slight polymerization of propylene is observed or it does not occur at all.

Однако как только пропилен встроится в комплекс, блокирующая группа вытесняется из активного сайта, образуя активные фрагменты катализатора. На скорость, с которой происходит реактивация катализатора, влияют несколько факторов, включая концентрацию мономера и температуру реакции. Если скорость такой автореактивации очень низка, для удаления блокирующей группы и регенерации активного металлоценового каталитического комплекса можно применять активатор, например соединение, способное восстанавливать или алкилировать блокирующую группу, такое как, например, водород, алкилалюминий и т.п.However, as soon as propylene is integrated into the complex, the blocking group is displaced from the active site, forming active catalyst fragments. The rate at which reactivation of the catalyst occurs is influenced by several factors, including monomer concentration and reaction temperature. If the rate of such auto-reactivation is very low, an activator, for example, a compound capable of reducing or alkylating the blocking group, such as, for example, hydrogen, alkylaluminum, etc., can be used to remove the blocking group and regenerate the active metallocene catalyst complex.

Для этой цели особенно эффективным оказался водород, способствующий удалению блокирующей группы при гидрогенолизе и образованию инертных углеводородов в качестве побочного продукта.For this purpose, hydrogen has been found to be particularly effective in promoting the removal of the blocking group during hydrogenolysis and the formation of inert hydrocarbons as a by-product.

Количество используемого активатора частично зависит от конкретного углеводородного компонента, используемого при пассивировании металлоценового катализатора и от скорости, с которой происходит термическая активация в реакторе, а также от вида конкретного активатора. Следовательно, количество активатора выбирается таким, чтобы оно было эффективным для обеспечения получения активного катализатора полимеризации мономеров в условиях реакции. Обычно, если используется активатор, количество этого активатора, являющееся эффективным для этой цели, находится в пределах от примерно 0,1 до примерно 100 экв, предпочтительно, от примерно 0,1 до примерно 10 экв на эквивалент ненасыщенного углеводорода, содержащегося в латентном катализаторе.The amount of activator used depends in part on the particular hydrocarbon component used to passivate the metallocene catalyst and on the rate at which thermal activation occurs in the reactor, as well as on the type of particular activator. Therefore, the amount of activator is selected so that it is effective to provide an active catalyst for the polymerization of monomers under reaction conditions. Typically, if an activator is used, an amount of this activator that is effective for this purpose is in the range of from about 0.1 to about 100 equivalents, preferably from about 0.1 to about 10 equivalents per equivalent of unsaturated hydrocarbon contained in the latent catalyst.

Латентные каталитические композиции согласно данному изобретению пригодны для полимеризации олефинов, предпочтительно альфа-олефинов, с получением полимеров в процессе любого известного из уровня техники способа получения полиолефинов, включая способы, осуществляемые в суспензии, в растворе в инертном жидком углеводороде, в массе, то есть в среде жидкого мономера и в перемешиваемом или псевдоожиженном слое в газофазном реакторе и т.п. Используемый в данной заявке термин «полиолефин» означает гомополимеры, сополимеры и тройные сополимеры таких олефинов, которые могут содержать звенья диенов, ароматических соединений с виниловой ненасыщенностью и/или окиси углерода.The latent catalyst compositions of this invention are suitable for the polymerization of olefins, preferably alpha olefins, to produce polymers in any process known in the art for producing polyolefins, including those carried out in suspension, in solution in an inert liquid hydrocarbon, in bulk, i.e. in a liquid monomer medium and in a stirred or fluidized bed in a gas phase reactor and the like. Used in this application, the term "polyolefin" means homopolymers, copolymers and ternary copolymers of such olefins, which may contain units of dienes, aromatic compounds with vinyl unsaturation and / or carbon monoxide.

Обычно олефиновые мономеры, подходящие для этих целей, содержат от 2 до 14 атомов углерода и обычно включают, без ограничения, этилен, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, стирол, замещенный стирол и т.п. Диены, которые могут сополимеризоваться с олефинами представляют собой несопряженные диены и могут быть линейньми, разветвленными или циклическими диенами, содержащими от примерно 5 до примерно 15 атомов углерода. Примерами подходящих линейных несопряженных ациклических диенов являются 1,4-гексадиен, 1,5-гексадиен, 1,7-октадиен, 1,9-декадиен и 1,6-октадиен; разветвленных ациклических диенов - 5-метил-1,4-гексадиен, 3,7-диметил-1,6-октадиен, 3,7-диметил-1,7-октадиен и смешанные изомеры дигидромирицина и дигидроцинена. Подходящими являются также одноциклические ациклические диены, такие как 1,3-циклопентадиен, 1,4-циклогексадиен, 1,5-циклоктадиен и 1,5-циклододекадиен и мультициклические ациклические конденсированные и мостиковые диены, такие как тетрагидроинден, метилтетрагидроинден, дициклопентадиен, бицикло-(2,2,1)гепта-2,5-диен, алкенил-, алкилиден-, циклоалкенил- и циклоалкилиденнорборнены, такие как 5-метилен-2-норборнен, 5-пропенил-2-норборнен, 5-изопропилиден-2-норборнен, 5-(4-циклопентенил)-2-норборнен, 5-циклогексилиден-2-норборнен, 5-винил-2-норборнен и норборнадиен.Typically, olefin monomers suitable for these purposes contain from 2 to 14 carbon atoms and usually include, without limitation, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, styrene, substituted styrene and the like The dienes that can be copolymerized with olefins are non-conjugated dienes and can be linear, branched or cyclic dienes containing from about 5 to about 15 carbon atoms. Examples of suitable linear non-conjugated acyclic dienes are 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene and 1,6-octadiene; branched acyclic dienes - 5-methyl-1,4-hexadiene, 3,7-dimethyl-1,6-octadiene, 3,7-dimethyl-1,7-octadiene and mixed isomers of dihydromyricin and dihydrocinene. Also suitable are unicyclic acyclic dienes such as 1,3-cyclopentadiene, 1,4-cyclohexadiene, 1,5-cycloctadiene and 1,5-cyclododecadiene and multicyclic acyclic fused and bridged dienes such as tetrahydroindene, methyltetrahydroindene, dicyclopentadiene, bicyclo- (2,2,1) hepta-2,5-diene, alkenyl-, alkylidene-, cycloalkenyl- and cycloalkylidenenorbornenes such as 5-methylene-2-norbornene, 5-propenyl-2-norbornene, 5-isopropylidene-2- norbornene, 5- (4-cyclopentenyl) -2-norbornene, 5-cyclohexylidene-2-norbornene, 5-vinyl-2-norbornene and nor Tornadoes.

Независимо от применяемого способа полимеризации, полимеризацию или сополимеризацию следует проводить при достаточно высоких температурах, чтобы обеспечить приемлемые скорости полимеризации и избежать необходимости слишком длительного времени пребывания в реакторе. Обычно с точки зрения достижения хороших характеристик катализатора и высоких скоростей реакции используют температуры от примерно 0°С до примерно 120°С, предпочтительно от примерно 20°С до примерно 95°С. Более предпочтительно осуществлять полимеризацию при температурах от примерно 50°С до примерно 80°С.Regardless of the method of polymerization used, the polymerization or copolymerization should be carried out at sufficiently high temperatures to ensure acceptable polymerization rates and to avoid the need for too long residence time in the reactor. Typically, temperatures from about 0 ° C to about 120 ° C, preferably from about 20 ° C to about 95 ° C, are used to achieve good catalyst performance and high reaction rates. It is more preferable to carry out the polymerization at temperatures from about 50 ° C to about 80 ° C.

Полимеризацию или сополимеризацию олефинов согласно изобретению можно осуществлять при давлении мономеров от примерно атмосферного и выше. Обычно давление мономеров колеблется от примерно 20 до примерно 600 ф/дюйм2 (от 137,89 кПа до 4136,8 кПа), хотя в паровой фазе давление мономеров не должно быть ниже давления паров при температуре полимеризации олефина, подвергающегося полимеризации или сополимеризации.The polymerization or copolymerization of olefins according to the invention can be carried out at a pressure of monomers from about atmospheric and higher. Generally, monomer pressures range from about 20 to about 600 lb / in2 (from 137.89 kPa to 4136.8 kPa), although in vapor phase monomer pressure should not be below the vapor pressure at the polymerization temperature of the olefin undergoing polymerization or copolymerization.

Продолжительность полимеризации обычно колеблется от 1/2 часа до нескольких часов при периодическом процессе с соответствующим средним временем пребывания реагентов при непрерывном проведении процесса. Время полимеризации от примерно 1 до примерно 4 часов типично для реакций в автоклаве. В случае суспензионных способов время полимеризации регулируется надлежащим образом. При непрерывном проведении суспензионных процессов время полимеризации составляет от примерно 1/2 часа до нескольких часов.The duration of the polymerization usually ranges from 1/2 hour to several hours in a batch process with the corresponding average residence time of the reactants during continuous process. A polymerization time of from about 1 to about 4 hours is typical for reactions in an autoclave. In the case of suspension methods, the polymerization time is properly controlled. With continuous suspension processes, the polymerization time is from about 1/2 hour to several hours.

Инертные углеводородные разбавители, пригодные для использования в суспензионном процессе, включают алканы и циклоалканы, такие как пентан, гексан, гептан, н-октан, изооктан, циклогексан и метилциклогесан; ароматические и алкилароматические соединения, такие как бензол, толуол, ксилол, этилбензол, этилтолуол и т.п. Часто бывает желательным очищать полимеризационную среду до использования, например, путем дистилляции, перколяции через молекулярные сита, контактирования с поглотителем, таким как алкилалюминий, способным удалять следы примесей, или другими подходящими методами.Inert hydrocarbon diluents suitable for use in the suspension process include alkanes and cycloalkanes such as pentane, hexane, heptane, n-octane, isooctane, cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic and alkyl aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, ethyl toluene and the like. It is often desirable to purify the polymerization medium prior to use, for example, by distillation, percolation through molecular sieves, contacting with an absorber, such as aluminum alkyl, capable of removing traces of impurities, or other suitable methods.

Типичные системы реакторов для газофазной полимеризации олефинов включают, по меньшей мере, один реакционный сосуд, в который могут быть добавлены олефиновый мономер и компоненты катализатора и который содержит перемешиваемый слой частиц образующегося полимера. Обычно компоненты катализатора добавляются вместе или раздельно через одно или несколько отверстий с регулировочным клапаном в единственный или первый реакционный сосуд. Олефиновый мономер обычно подают в реактор через систему рецикла газа, в которой непрореагировавший мономер, удаляемый в виде отходящего газа, и свежая порция мономера смешиваются и впрыскиваются в реакционный сосуд.Typical gas phase olefin polymerization reactor systems include at least one reaction vessel into which olefin monomer and catalyst components can be added and which contains a mixed bed of particles of the resulting polymer. Typically, the catalyst components are added together or separately through one or more openings with a control valve in a single or first reaction vessel. The olefin monomer is typically fed to the reactor through a gas recycle system in which unreacted monomer removed as off-gas and a fresh portion of the monomer are mixed and injected into the reaction vessel.

Независимо от используемого конкретного способа полимеризации в присутствии реактивированных металлоценовых каталитических систем согласно данному изобретению осуществляется в условиях, исключающих наличие кислорода, воды и других веществ, которые могут быть ядами для катализаторов. Можно применять при помощи методов, хорошо известных специалистам, добавки для регулирования молекулярного веса полимера или сополимера, такие как, например, водород. Хотя это обычно не требуется, специалистам в области полимеризации является очевидным, что после завершения реакции для обрыва полимеризации можно добавлять подходящий дезактиватор катализатора.Regardless of the particular polymerization process used, in the presence of reactivated metallocene catalyst systems according to this invention, it is carried out under conditions that exclude the presence of oxygen, water and other substances that may be poisons for the catalysts. Using methods well known in the art, additives can be used to control the molecular weight of the polymer or copolymer, such as, for example, hydrogen. Although this is not usually required, it will be apparent to those skilled in the art of polymerization that, after completion of the reaction, a suitable catalyst deactivator can be added to terminate the polymerization.

Продукты, полученные в соответствии с данным изобретением, обычно являются твердыми полиолефинами. Выход гомополимеров или сополимеров достаточно высок в расчете на количество используемого катализатора, в связи с чем полезные продукты можно получать без выделения остатков катализатора. Полимерные продукты, полученные в присутствии катализатора по изобретению, могут быть переработаны во множество полезных изделий, включая формованные изделия, волокно и пленки, методом экструзии, инжекционного формования и другими методами, хорошо известными из уровня техники и обычно применяемыми для компаундирования и изготовления таких пластиков.The products obtained in accordance with this invention are usually solid polyolefins. The yield of homopolymers or copolymers is high enough based on the amount of catalyst used, and therefore useful products can be obtained without isolating catalyst residues. Polymer products obtained in the presence of a catalyst according to the invention can be processed into many useful products, including molded products, fiber and films, by extrusion, injection molding and other methods well known in the art and commonly used for compounding and manufacturing such plastics.

Данное изобретение станет более понятным после ознакомления со следующими иллюстративными примерами и сравнительными примерами, которые приведены для иллюстрации и не ограничивают изобретение. В этих примерах все части и проценты приведены по весу, если не оговаривается иное.The invention will become more apparent after reading the following illustrative examples and comparative examples, which are given to illustrate and not limit the invention. In these examples, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

Примеры.Examples.

Приготовление катализатора.Preparation of the catalyst.

Металлоценовый катализатор на носителе, используемый в следующих примерах, был приготовлен путем суспендирования диметилсилил-бис-(2-метил-4,5-бензо[е]инденил)циркония дихлорида, полученного от фирмы Boulder Scientific Corporation как BSC 366, и метилалюмоксана в толуоле с обработанным МАО гелем двуокиси кремния по методу, описанному в Примере 2 опубликованной заявки ЕР 810 233.The supported metallocene catalyst used in the following examples was prepared by suspending dimethylsilyl bis (2-methyl-4,5-benzo [e] indenyl) zirconium dichloride obtained from Boulder Scientific Corporation as BSC 366 and methylaluminoxane in toluene with MAO-treated silica gel according to the method described in Example 2 of published application EP 810 233.

Обычно приготовление катализатора, хранение и перевозка проводятся с применением тщательно высушенных реагентов и сосудов в сухом контейнере в атмосфере инертного газа, например сухого азота или аргона.Typically, the preparation of the catalyst, storage and transportation are carried out using carefully dried reagents and vessels in a dry container in an atmosphere of inert gas, such as dry nitrogen or argon.

Пассивированный норборниленом катализатор получали путем добавления 0,55 г металлоценового катализатора на подложке к обработанному активированной окисью алюминия раствору, содержащему 7 г норборнилена в 14 мл гептана в сухих условиях. Полученную суспензию перемешивали при 50°С в течение 1 часа и затем выделяли катализатор фильтрованием.A norbornylene-passivated catalyst was prepared by adding 0.55 g of a metallocene catalyst on a support to a solution treated with alumina-activated alumina containing 7 g of norbornylene in 14 ml of heptane under dry conditions. The resulting suspension was stirred at 50 ° C. for 1 hour, and then the catalyst was isolated by filtration.

Пассивированные катализаторы получали также, используя в качестве пассиваторов 3-гексин, 1-гексин, 3-метил-1,2-бутадиен и стирол. Эти катализаторы готовили практически по способу, описанному для получения катализаторов, пассивированных норборниленом.Passivated catalysts were also prepared using 3-hexine, 1-hexine, 3-methyl-1,2-butadiene and styrene as passivators. These catalysts were prepared practically by the method described for the preparation of catalysts passivated by norbornylene.

Катализаторы, используемые в контрольных опытах, суспендировали в гептане при 50°С и выделяли фильтрованием с получением катализаторов для сравнения.The catalysts used in the control experiments were suspended in heptane at 50 ° C and isolated by filtration to obtain catalysts for comparison.

Скрининг.Screening.

Полимеризацию в суспензии при низком давлении в лабораторном масштабе осуществляли для проведения скрининга, чтобы продемонстрировать эффективность олефина как пассивирующего агента для металлоценовых катализаторов. Скрининг проводили в склянках под давлением объемом 250 мл, снабженных магнитной мешалкой и впускным отверстием для газа. Склянки высушивали и промывали азотом, помещали в сушильный короб и обрабатывали 1 мл раствора триизобутилалюминия в гексане (60 мг/мл) в качестве поглотителя. Затем в реакторы загружали гексан, высушенный при помощи молекулярных сит, и катализатор. Склянки герметизировали, вынимали из сушильного кожуха, помещали в тепловую баню, предварительно нагретую до выбранной температуры реакции, устанавливали магнитную мешалку и соединяли с осушенной, промытой азотом гребенкой через впускное отверстие для газа. Систему продували и заполняли пропиленом. Затем добавляли в склянки водород до заданной величины давления. После начала перемешивания для поддержания рабочего давления, равного 80 ф/дюйм2 (551,5 кПа), непрерывно подавали пропилен. Через 30 минут прекращают подачу пропилена и сдувают избыток пропилена. Склянки удаляли из гребенки и собирали полимер фильтрованием и высушивали.Suspension polymerization at low pressure on a laboratory scale was carried out for screening to demonstrate the effectiveness of the olefin as a passivating agent for metallocene catalysts. Screening was carried out in 250 ml pressure flasks equipped with a magnetic stirrer and a gas inlet. The flasks were dried and washed with nitrogen, placed in a drying box and treated with 1 ml of a solution of triisobutylaluminum in hexane (60 mg / ml) as a scavenger. Then, hexane dried with molecular sieves and a catalyst were charged into the reactors. The flasks were sealed, removed from the drying casing, placed in a heat bath pre-heated to the selected reaction temperature, a magnetic stirrer was installed and connected to a dried, nitrogen-washed comb through a gas inlet. The system was purged and filled with propylene. Then hydrogen was added to the flasks to a predetermined pressure value. After the start of mixing to maintain a working pressure of 80 lbs / in2 (551.5 kPa) was continuously fed propylene. After 30 minutes, the propylene flow was stopped and the excess propylene was blown off. The flasks were removed from the comb and the polymer was collected by filtration and dried.

В следующих примерах 1-14 каждый пример представляет сумму шести опытов, три с пассивированным катализатором и три с соответствующим контрольным катализатором. Температуры реакции были выбраны для того, чтобы имитировать условия в газофазном реакторе полимеризации пропилена - 50°С для питающих линий и 70°С для слоя в реакторе. Параметры реакции, пассиваторы и количество активатора Н2, используемого в каждом опыте вместе с результатами, усредненными для успешно завершенных опытов, суммированы в следующей Таблице I.In the following Examples 1-14, each example represents the sum of six experiments, three with a passivated catalyst and three with the corresponding control catalyst. The reaction temperatures were chosen in order to simulate the conditions in a gas-phase propylene polymerization reactor - 50 ° C for the feed lines and 70 ° C for the layer in the reactor. The reaction parameters, passivators and the amount of H2 activator used in each experiment together with the results averaged for successfully completed experiments are summarized in the following Table I.

Таблица ITable I Прим. №Note No. ПассиваторPassivator Темп.°СTemp. ° C Время, минTime min Н2 ф/дюйм2 H 2 O / in2 Контроль1 г/г/часControl 1 g / g / hour Активность пассивир. катализ.Passive activity. catalysis. г/г/часg / g / hour %3 % 3 1one *норборнилен* norbornylene 50fifty 1010 00 104,9104.9 54,254,2 5252 22 НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 00 71,971.9 9,69.6 1313 33 НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 00 174,7174.7 2,52,5 1one 4four НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 2323 131,4131.4 66,366.3 50fifty 55 НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 6060 632,6632.6 181,5181.5 2929th 66 НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 1010 429,5429.5 107,9107.9 2525 77 НорборниленNorbornylene 50fifty 1010 1010 286,6286.6 142,3142.3 5353 88 НорборниленNorbornylene 7070 1010 00 84,684.6 14,514.5 1717 99 НорборниленNorbornylene 7070 30thirty 00 115,3115.3 43,643.6 3838 1010 НорборниленNorbornylene 7070 30thirty 20twenty 118,2118.2 81,681.6 6969 11eleven НорборниленNorbornylene 7070 30thirty 20twenty 139,0139.0 94,694.6 6868 1212 3-гексин3-hexine 50fifty 1010 00 156,5156.5 5,25.2 33 1313 3-гексин3-hexine 7070 30thirty 00 144,7144.7 37,637.6 2626 14fourteen 3-гексин3-hexine 7070 30thirty 20twenty 177,3177.3 132,9132.9 7575 15fifteen 3-ме-BDE4 3-me-BDE 4 50fifty 1010 00 98,598.5 12,412,4 1313 1616 3-ме-BDE**3-me-BDE ** 7070 30thirty 20twenty 871871 513513 5959 1717 1-гексин1-hexine 50fifty 1010 00 92,292.2 3,43.4 4four 18eighteen 1-гексин1-hexine 7070 30thirty 20twenty 664,5664.5 33,933.9 55 1919 стиролstyrene 50fifty 1010 00 129,1129.1 77,577.5 6060 Примечания:Notes: 1) контроль, г/г/час = количество полипропилена (ПП), полученного с контрольным катализатором (усредненное значение);1) control, g / g / hour = amount of polypropylene (PP) obtained with the control catalyst (average value); 2) активность пассивир. катализ., г/г/час = количество полипропилена (ПП), полученного в присутствии пассивированного катализатора (усредненное значение);2) passive activity. catalysis, g / g / h = amount of polypropylene (PP) obtained in the presence of a passivated catalyst (average value); 3)% - отношение активность пассивир. катализ./активность контр, кат. (× 100);3)% - the ratio of activity to the passive. catalysis / activity counter, cat. (× 100); 4) 3-ме-BDE = 3-метил-1,2-бутадиен.4) 3-me-BDE = 3-methyl-1,2-butadiene. *) пассивирование катализатора проводили при комнатной температуре;*) passivation of the catalyst was carried out at room temperature; **) проводили только один контрольный опыт и один опыт с пассивир. катализ.**) conducted only one control experiment and one experiment with a passive. catalysis.

Из данных примеров, представленных в Таблице I, видно, что катализаторы, пассивированные циклическим олефином, таким как норборнилен, обладают значительно меньшей активностью, что приводит к образованию небольшого количества полимера при температуре в питающей линии 50°С; см. Примеры 1-3.From these examples presented in Table I, it is seen that the catalysts passivated by a cyclic olefin, such as norbornylene, have significantly lower activity, which leads to the formation of a small amount of polymer at a temperature in the feed line of 50 ° C; see Examples 1-3.

Как видно из Таблицы I, пассивированный норборниленом катализатор в условиях реакции в реакторе, при 70°С, активируется медленно, см. Примеры 8 и 9. Дальнейшее добавление водорода выполняет роль активатора и приводит к значительному повышению активности полимеризации как при температуре в питающей линии (Примеры 3-6), так и при температуре полимеризации в реакторе (Примеры 10 и 11).As can be seen from Table I, the catalyst passivated by norbornylene under the reaction conditions in the reactor at 70 ° C is activated slowly, see Examples 8 and 9. Further addition of hydrogen acts as an activator and leads to a significant increase in the polymerization activity as at a temperature in the feed line ( Examples 3-6), and at the polymerization temperature in the reactor (Examples 10 and 11).

Похожие результаты наблюдались для катализаторов, пассивированных алкином, таким как 3-гексин. Пассивация протекает эффективно при более низкой температуре (питающая линия), в то время как при более высокой температуре (полимеризации) катализатор активируется медленно, сравните Пример 12 с Примером 13. Добавляемый водород снова реактивирует катализатор и существенно повышает активность полимеризации, см. Пример 14.Similar results were observed for alkyn passivated catalysts such as 3-hexine. Passivation proceeds efficiently at a lower temperature (feed line), while at a higher temperature (polymerization) the catalyst is activated slowly, compare Example 12 with Example 13. The added hydrogen reactivates the catalyst again and significantly increases the polymerization activity, see Example 14.

Похожие результаты были получены также для катализаторов, пассивированных несопряженным разветвленным диеном - 3-метил-1,2-бутадиеном, см. Примеры 15 и 16. Катализаторы также пассивируются 1-гексином успешно, однако катализатор не реактивировался при 70°С с применением водорода, см. Примеры 17 и 18. Катализаторы неэффективно пассивируются обработкой стиролом для целей данного изобретения. Значительная степень полимеризации имела место при использовании катализатора, обработанного стиролом, при 50°С, см. Пример 19.Similar results were also obtained for catalysts passivated with a non-conjugated branched diene, 3-methyl-1,2-butadiene, see Examples 15 and 16. The catalysts were also passivated successfully with 1-hexine, but the catalyst did not react at 70 ° C using hydrogen. see Examples 17 and 18. Catalysts are ineffectively passivated by styrene treatment for the purposes of this invention. A significant degree of polymerization occurred when using a styrene-treated catalyst at 50 ° C, see Example 19.

Было также установлено, что триизобутилалюминий является эффективным для реактивации неактивного металлоценового катализатора. Неактивный металлоценовый катализатор на подложке был получен при добавлении двуокиси кремния, обработанной МАО, к раствору металлоцена в толуоле, фильтровании, промывке пентаном и сушке. При добавлении в реактор-склянку вместе с триизобутилалюминием и затем контактировании с жидким пропиленом и выдержке при 50°С в течение 1 часа получают порошок полипропилена с хорошим выходом.It was also found that triisobutylaluminum is effective for reactivation of an inactive metallocene catalyst. An inactive metallocene catalyst on a support was prepared by adding MAO-treated silica to a solution of metallocene in toluene, filtering, washing with pentane and drying. When triisobutylaluminum is added to the flask reactor and then contacted with liquid propylene and kept at 50 ° C for 1 hour, polypropylene powder is obtained in good yield.

Полимеризация в газовой фазе.Gas phase polymerization.

Активность пассивированных катализаторов и особенно способность таких катализаторов оставаться пассивированными в слое в реакторе в течение промежутка времени, достаточного для их адекватного диспергирования в слое катализатора, оценивали путем проведения полимеризации пропилена в лабораторном газофазном реакторе.The activity of passivated catalysts and especially the ability of such catalysts to remain passivated in the bed in the reactor for a period of time sufficient to disperse them adequately in the catalyst bed was evaluated by polymerization of propylene in a laboratory gas-phase reactor.

Эти опыты проводили в горизонтальном цилиндрическом газофазном реакторе объемом 1 галлон (3,8 л), диаметром 10 см и длиной 30 см типа, описанного в патенте США 3965083. Реактор был снабжен отверстием для рецикла газа через конденсатор и назад через линию рецикла в форсунки для рецикла в реакторе. Жидкий пропилен использовали для обрыва реакции для облегчения отвода тепла, образовавшегося в реакторе во время полимеризации. Во время работы порошок полипропилена, полученный в реакторном слое, проходит над затвором, чтобы быть выгруженным через систему выгрузки полимера во второй закрытый сосуд, заполненный азотом. Слой полимера перемешивали лопастной мешалкой, прикрепленной к продольному валу в реакторе, который вращается со скоростью около 50 об/мин. Температуру и давление в реакторе поддерживали равными 70°С и 300 ф/дюйм2 (2068 кПа) соответственно. Катализатор вводили в реактор или в виде сухого порошка или диспергированным в минеральном масле через форсунку, промываемую жидким пропиленом. Водород подавали в реактор для того, чтобы поддерживать скорость течения расплава порошка, равную 2,5-3 г/10 мин. Водород вводили в реактор через отверстие из сосуда под давлением с водородом объемом 300 см3.These experiments were carried out in a 1 gallon (3.8 L) horizontal cylindrical gas phase reactor with a diameter of 10 cm and a length of 30 cm of the type described in US Pat. No. 3,956,083. The reactor was provided with an opening for gas recycle through the condenser and back through the recycle line to nozzles for recycling in the reactor. Liquid propylene was used to terminate the reaction to facilitate the removal of heat generated in the reactor during polymerization. During operation, the polypropylene powder obtained in the reactor layer passes over the shutter to be discharged through the polymer discharge system into a second closed vessel filled with nitrogen. The polymer layer was mixed with a paddle mixer attached to a longitudinal shaft in a reactor that rotates at a speed of about 50 rpm. The temperature and pressure in the reactor was equal to 70 ° C and 300 lb / in2 (2068 kPa), respectively. The catalyst was introduced into the reactor either as a dry powder or dispersed in mineral oil through a nozzle washed with liquid propylene. Hydrogen was fed into the reactor in order to maintain a melt flow rate of the powder of 2.5-3 g / 10 min. Hydrogen was introduced into the reactor through an opening from a pressure vessel with 300 cm 3 hydrogen.

Падение удельного давления из сосуда может быть скоррелировано до величины удельной концентрации водорода в реакторе, которая в свою очередь соответствует удельной скорости течения расплава полимера; выход составлял примерно 0,5 ф/час (225 г/час).The specific pressure drop from the vessel can be correlated to the specific hydrogen concentration in the reactor, which in turn corresponds to the specific flow rate of the polymer melt; the yield was approximately 0.5 psi (225 g / hour).

Опыт проводили, используя катализаторы, пассивированные 3-гексином и 1-гексином. Катализаторы получали в количествах, достаточных для этих опытов, по способу, использовавшемуся для скрининга. Пассивирование катализатора также осуществляли, используя ту же процедуру, однако пассивирование 1-гексином проводили путем перемешивания в сухом гексане в течение 30 минут при комнатной температуре, в то время как пассивирование 3-гексином осуществляли в сухом гексане, нагретом при 50°С в течение примерно 30 минут.The experiment was carried out using catalysts passivated with 3-hexine and 1-hexine. The catalysts were obtained in quantities sufficient for these experiments, according to the method used for screening. The passivation of the catalyst was also carried out using the same procedure, however, passivation with 1-hexine was carried out by stirring in dry hexane for 30 minutes at room temperature, while passivation with 3-hexine was carried out in dry hexane heated at 50 ° C for approximately 30 minutes.

В реактор с катализатором добавляли триэтилалюминий (ТЭА), разбавленный гептаном. ТЭА действует как поглотитель и может способствовать реактивации; водород, подаваемый для регулирования молекулярного веса, также облегчает реактивацию. В опытах, проводимых с пассивированным катализатором, катализатор подавали в реактор с жидким пропиленом, при этом в питающих линиях не образовывалось пробок. В контрольном опыте, проведенном с использованием полностью активного катализатора, закупорки питающих линий избежали путем диспергирования катализатора в минеральном масле и подачи смеси катализатора и раствора ТЭА в реактор через линию подачи жидкого пропилена.Triethyl aluminum (TEA) diluted with heptane was added to the catalyst reactor. TEA acts as an absorber and may promote reactivation; hydrogen supplied to control molecular weight also facilitates reactivation. In experiments conducted with a passivated catalyst, the catalyst was fed into a reactor with liquid propylene, while no plugs formed in the supply lines. In a control experiment using a fully active catalyst, clogging of the feed lines was avoided by dispersing the catalyst in mineral oil and feeding the mixture of catalyst and TEA solution into the reactor through a liquid propylene feed line.

Исходные компоненты и результаты опытов приведены в следующей Таблице II.The starting components and experimental results are shown in the following Table II.

Таблица IITable II Опыт №Experience No. ПассиваторPassivator ТЭА, г/гTEA, g / g Н23 H 2 / C 3 Выход, г/гYield, g / g Комки, вес.%Lumps, wt.% Время опыта, часExperience time, hour 1one 3-гексин3-hexine 0,10.1 2,3×10-4 2.3 × 10 -4 11201120 22 11eleven 22 3-гексин3-hexine 0,10.1 2×10-3 2 × 10 -3 14201420 2,42,4 1212 33 1-гексин1-hexine 0,10.1 2×10-3 2 × 10 -3 16751675 2.62.6 88

При рассмотрении примеров, представленных в Таблице II, можно видеть, что пассивированные катализаторы остаются пассивированными после ввода в реактор достаточно долго, чтобы катализатор был диспергирован в слое полимера, при этом удается избежать перегретых участков. В опытах 1-3 образовались лишь незначительные количества комков, они были небольшими - 0,3-1,2 см в диаметре - и не препятствовали полимеризации.When considering the examples presented in Table II, it can be seen that the passivated catalysts remain passivated after entering the reactor long enough so that the catalyst is dispersed in the polymer layer, while overheating is avoided. In experiments 1-3, only small amounts of lumps formed, they were small - 0.3-1.2 cm in diameter - and did not interfere with polymerization.

В отдельном опыте с применением полностью активного металлоценового катализатора, диспергированного в минеральном масле, образовались большие куски, диаметр которых был около 50 см, засорявшие слой в реакторе и препятствующие перемешиванию, что вызывало необходимость остановки реактора для чистки через примерно 12 часов.In a separate experiment using a fully active metallocene catalyst dispersed in mineral oil, large pieces were formed with a diameter of about 50 cm, clogging the layer in the reactor and preventing stirring, which necessitated stopping the reactor for cleaning after about 12 hours.

Выходы в расчете на катализатор в опытах 1-3 составляли примерно половину от величины выхода, полученного с применением полностью активного катализатора на носителе. В опытах со скринингом (в склянках) катализатор, пассивированный 1-гексином, не реактивировали водородом при температурах в реакторе. Однако в газофазном реакторе катализатор, пассивированный 1-гексеном (опыт 3) обеспечивал более высокий выход, чем выход, полученный в присутствии катализатора, пассивированного 3-гексином, см. опыты 1 и 2.The yields per catalyst in Tests 1-3 were approximately half of the yield obtained using a fully active supported catalyst. In screening experiments (in bottles), the catalyst passivated with 1-hexine was not reactivated with hydrogen at temperatures in the reactor. However, in a gas-phase reactor, a catalyst passivated by 1-hexene (experiment 3) provided a higher yield than the yield obtained in the presence of a catalyst passivated by 3-hexene, see experiments 1 and 2.

Таким образом, как это видно, данное изобретение направлено на способ пассивирования полностью активных металлоценовых катализаторов, включающих металлоцен, выбранный из металлоценов 4 Группы и 5 Группы, и сокатализатор, такой как алюмоксан, причем способ по изобретению включает контактирование металлоценового катализатора с примерно 1-5 экв ненасыщенного углеводородного пассиватора на 1 экв металла в каталитическом комплексе и указанный ненасыщенный углеводород выбран из группы, состоящей из C4-C14 алкинов, C4-C14 алленов и циклоалкенов.Thus, as can be seen, this invention is directed to a method for passivating fully active metallocene catalysts, including a metallocene selected from Group 4 and Group 5 metallocenes, and a cocatalyst, such as alumoxane, the method of the invention comprising contacting the metallocene catalyst with about 1-5 eq of unsaturated hydrocarbon passivator per eq of metal in the catalytic complex and said unsaturated hydrocarbon is selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, C 4 -C 14 allens and cycloalkenes.

Активность пассивированных металлоценовых катализаторов, полученных согласно способу по изобретению, определенная как выход в расчете на катализатор при полимеризации олефинов в отсутствие активатора, может быть снижена до менее чем примерно 20%, предпочтительно менее чем примерно 15%, еще более предпочтительно менее чем 0-10% от величины активности металлоценового катализатора при сравнимых условиях до пассивирования. Активности катализаторов для сравнения могут быть определены с применением любого из многих способов полимеризации. Данные для сравнения могут быть легко получены с использованием каталитического способа суспензионной полимеризации при низком давлении, осуществляемого для пропилена при 50°С в отсутствие активатора, в основном, как описано выше. Специалистам в данной области очевидно, что условия процесса могут быть изменены в случае применения других олефиновых мономеров.The activity of passivated metallocene catalysts obtained according to the method according to the invention, defined as the yield per catalyst in the polymerization of olefins in the absence of an activator, can be reduced to less than about 20%, preferably less than about 15%, even more preferably less than 0-10 % of the activity of the metallocene catalyst under comparable conditions prior to passivation. The activity of the catalysts for comparison can be determined using any of many polymerization methods. Data for comparison can be easily obtained using the low pressure suspension polymerization catalytic method carried out for propylene at 50 ° C. in the absence of an activator, mainly as described above. It will be apparent to those skilled in the art that process conditions may be changed if other olefin monomers are used.

Пассивированные металлоценовые катализаторы, полученные согласно данному изобретению, могут быть далее охарактеризованы и описаны как латентные катализаторы полимеризации олефинов, содержащие металлоцены 4 Группы или 5 Группы, алюмоксан, и ненасыщенный углеводородный пассиватор, выбранный из группы, состоящей из C4-C14 алкинов, C4-C14 несопряженных разветвленных алкадиенов и циклоалкенов, предпочтительно полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный атом бета-водорода.The passivated metallocene catalysts obtained according to this invention can be further characterized and described as latent olefin polymerization catalysts containing 4 or 5 Group metallocenes, alumoxane, and an unsaturated hydrocarbon passivator selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, C 4 -C 14 non-conjugated branched alkadienes and cycloalkenes, preferably polycyclic alkenes containing a non-reactive beta-hydrogen atom.

Пассивирование является временным или обратимым. Латентные катализаторы полимеризации олефинов могут стать реактивированными через какой-то промежуток времени в условиях полимеризации, или же могут быть реактивированы с применением активатора, например водорода, или соединения, способного алкилировать ненасыщенный углеводородный фрагмент латентного катализатора, например алкила металла, например, алкилалюминия.Passivation is temporary or reversible. Latent olefin polymerization catalysts can become reactivated at some point in the polymerization conditions, or they can be reactivated using an activator, for example hydrogen, or a compound capable of alkylating an unsaturated hydrocarbon moiety of a latent catalyst, for example metal alkyl, for example, aluminum alkyl.

Реактивированные катализаторы эффективны в качестве катализаторов полимеризации олефинов и, таким образом, пригодны для получения полиолефинов, таких как полипропилен, методом полимеризации. Таким образом, данное изобретение относится к способу полимеризации C4-C14 олефинов в присутствии металлоценовой каталитической системы, причем указанный катализатор временно и обратимо пассивируется при контактировании с ненасыщенным углеводородным пассиватором, диспергированным в полимеризационной среде и становится затем реактивированным в условиях реакции.Reactivated catalysts are effective as catalysts for the polymerization of olefins and are thus suitable for the preparation of polyolefins, such as polypropylene, by polymerization. Thus, this invention relates to a method for the polymerization of C 4 -C 14 olefins in the presence of a metallocene catalyst system, said catalyst being temporarily and reversibly passivated by contact with an unsaturated hydrocarbon passivator dispersed in a polymerization medium and then becomes reactivated under reaction conditions.

Хотя данное изобретение было описано и проиллюстрировано с использованием конкретных металлоценовых катализаторов, содержащих металлоцены на основе циркония и алюмоксановые сокатализаторы, причем способ по изобретению можно использовать для разнообразных металлоценовых каталитических систем, включая те, которые получены на основе других металлов 4 Группы и 5 Группы и других сокатализаторов, таких как соединения бора и т.п. Для этих целей пригодными являются также ненасыщенные углеводороды, отличающиеся от использованных в примерах. Специалистам в данной области очевидно, что приведенные в данной заявке примеры лишь иллюстрируют данное изобретение, но не ограничивают его объем, определяемый формулой изобретения.Although the invention has been described and illustrated using specific metallocene catalysts containing zirconium-based metallocenes and alumoxane cocatalysts, the process of the invention can be used for a variety of metallocene catalyst systems, including those derived from other metals of Groups 4 and 5 Groups and others cocatalysts such as boron compounds and the like. Unsaturated hydrocarbons other than those used in the examples are also suitable for these purposes. Specialists in this field it is obvious that the examples given in this application only illustrate the invention, but do not limit its scope defined by the claims.

Claims (10)

1. Способ временного и обратимого пассивирования активной металлоценовой каталитической системы, характеризующийся тем, что осуществляют контактирование указанной каталитической системы с ненасыщенным углеводородом, выбранным из группы, состоящей из C4-C14 алкинов, C4-C14 алленов и полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный бета-водород.1. A method for temporary and reversible passivation of an active metallocene catalyst system, characterized in that the said catalyst system is contacted with an unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, C 4 -C 14 allens and polycyclic alkenes containing non-reactive beta hydrogen. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная металлоценовая каталитическая система содержит металлоцен 4 или 5 Группы и сокатализатор.2. The method according to claim 1, characterized in that said metallocene catalyst system contains a metallocene of Group 4 or 5 and a cocatalyst. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная металлоценовая каталитическая система содержит металлоцен циркония и алюминия.3. The method according to claim 1, characterized in that said metallocene catalyst system contains metallocene of zirconium and aluminum. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный углеводород выбран из группы, состоящей из 1-гексина, 3-гексина, 3-метил-1,2-бутадиена, норборнилена и тетрацикло[4.4.0.12,5,17,10]-3-додецена.4. The method according to claim 1, characterized in that said hydrocarbon is selected from the group consisting of 1-hexine, 3-hexine, 3-methyl-1,2-butadiene, norbornylene and tetracyclo [4.4.0.1 2,5 , 1 7,10 ] -3-dodecene. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная металлоценовая каталитическая система представляет собой металлоценовую каталитическую систему на носителе, содержащую металлоцен IVB Группы или VB Группы, сокатализатор и подходящий носитель.5. The method according to claim 1, characterized in that said metallocene catalyst system is a supported metallocene catalyst system containing a metallocene of an IVB Group or VB Group, a cocatalyst and a suitable carrier. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что активная металлоценовая каталитическая система на носителе, содержащая металлоцен циркония, алюмоксан и подходящий носитель, временно и обратимо пассивируется при контактировании указанной каталитической системы с ненасыщенным углеводородом, выбранным из группы, состоящей из С414 алкинов, C4-C14 алленов и полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный бета-водород, в количестве, обеспечивающем от примерно 1 до примерно 5 эквивалентов ненасыщенного углеводорода на 1 эквивалент циркония, при этом указанная каталитическая система после контактирования с указанным ненасыщенным углеводородом имеет активность, определенную как выход в расчете на катализатор в процессе полимеризации олефина, составляющую не более 20% от величины активности каталитической системы перед контактированием с указанным ненасыщенным углеводородом.6. The method according to claim 1, characterized in that the supported active metallocene catalyst system containing zirconium metallocene, alumoxane and a suitable carrier is temporarily and reversibly passivated by contacting said catalyst system with an unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of C 4 - C 14 alkynes, C 4 -C 14 allens and polycyclic alkenes containing non-reactive beta-hydrogen, in an amount providing from about 1 to about 5 equivalents of unsaturated hydrocarbon per 1 equivalent of zirconium, wherein said catalyst system after contacting with said unsaturated hydrocarbon has an activity defined as the yield calculated on the catalyst during olefin polymerization that is not more than 20% of the activity of the catalyst system before contacting with said unsaturated hydrocarbon. 7. Способ полимеризации С214 олефинов, включающий стадии подачи латентного катализатора полимеризации олефинов и, по меньшей мере, одного С214 олефина в полимеризационный реактор, диспергирования указанного латентного катализатора в полимеризационной среде, содержащейся в реакторе, и реактивации указанного латентного катализатора, причем указанный латентный катализатор включает металлоцен на основе циркония, сокатализатор и ненасыщенный углеводород, выбранный из группы, состоящей из C4-C14 алкинов, C4-C14 алленов и полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный бета-водород, в количестве, от примерно 1 до примерно 5 эквивалентов на 1 эквивалент циркония.7. A method for the polymerization of C 2 -C 14 olefins, comprising the steps of feeding a latent catalyst for the polymerization of olefins and at least one C 2 -C 14 olefin to a polymerization reactor, dispersing said latent catalyst in a polymerization medium contained in the reactor and reactivating said a latent catalyst, said latent catalyst comprising a zirconium-based metallocene, a cocatalyst and an unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, C 4 -C 14 allens and polycyclic alkenes containing non-reactive beta hydrogen in an amount of from about 1 to about 5 equivalents per 1 equivalent of zirconium. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что он включает стадии подачи латентного катализатора полимеризации олефинов, по меньшей мере, одного С2-C14 олефина и водорода в полимеризационный реактор, диспергирования указанного латентного катализатора в полимеризационной среде, содержащейся в реакторе, и выдержки указанной полимеризационной среды при повышенной температуре, достаточной для реактивации указанного катализатора и полимеризации указанного мономера.8. The method according to claim 7, characterized in that it comprises the steps of feeding a latent catalyst for the polymerization of olefins of at least one C 2 -C 14 olefin and hydrogen into a polymerization reactor, dispersing said latent catalyst in a polymerization medium contained in the reactor, and holding said polymerization medium at an elevated temperature sufficient to reactivate said catalyst and polymerize said monomer. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанный латентный катализатор включает металлоцен на основе циркония и от примерно 1 до примерно 5 эквивалентов на 1 эквивалент циркония ненасыщенного углеводорода, выбранного из группы, состоящей из C4-C14 алкинов, C4-C14 алленов и полициклических алкенов, содержащих нереакционноспособный бета-водород.9. The method according to claim 7, characterized in that said latent catalyst comprises a zirconium-based metallocene and from about 1 to about 5 equivalents per 1 equivalent of zirconium of an unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of C 4 -C 14 alkynes, C 4 -C 14 allens and polycyclic alkenes containing non-reactive beta-hydrogen. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанный олефин представляет собой пропилен, этилен или смесь пропилена и этилена.10. The method according to claim 7, characterized in that said olefin is propylene, ethylene or a mixture of propylene and ethylene.
RU2003119070/04A 2001-09-14 2002-09-13 Latent matallocene catalytic systems for polymerization RU2307838C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32234201P 2001-09-14 2001-09-14
US60/322,342 2001-09-14
US10/242,475 2002-09-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119070A RU2003119070A (en) 2004-12-10
RU2307838C2 true RU2307838C2 (en) 2007-10-10

Family

ID=34078879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119070/04A RU2307838C2 (en) 2001-09-14 2002-09-13 Latent matallocene catalytic systems for polymerization

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2307838C2 (en)
ZA (1) ZA200303688B (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mansel S., Thomas D., Lefeber С., Rosenthal U."Stable rac-[1,2-ethylene-1,1'-bis(hapto-5-tetrahydroindenyl)]-zirconacyclopentanes. Syntheses, X-ray crystal structures, stability, and catalysis ofethylene polymerization". Organometallics, 16 (13), 2886-2890, 1997. *

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200303688B (en) 2004-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5240894A (en) Method for making and using a supported metallocene catalyst system
US6177527B1 (en) Process for the preparation of polyethylene or polypropylene
JP2011017023A (en) Morphology controlled olefin polymerization process
US6683016B1 (en) Supported metallocene catalyst, its preparation method and olefin polymerization therewith
US20010049331A1 (en) Supported organometallic catalysts and their use in olefin polymerization
CA2425588C (en) A method for preparing a catalyst system and its use in a polymerization process
US7041757B2 (en) Latent metallocene catalyst systems for olefin polymerization
RU2307838C2 (en) Latent matallocene catalytic systems for polymerization
US6998449B2 (en) Latent metallocene catalyst systems for olefin polymerization
RU2330862C2 (en) Latent metallocene catalytic systems for olephine polymerisation
EP1608690B1 (en) Preparation of polyolefins having high molecular weights in the presence of an organic transition metal compound in a gas-phase fluidized-bed reactor
EP1237957B1 (en) Preparation of supported polymerization catalysts
JP2006509898A (en) Production of supported catalyst composition containing a small amount of aluminoxane
RU2153507C2 (en) Catalyst system for polymerization of olefins, preparation thereof, and propylene polymerization process
CA2433517A1 (en) Supported single-site catalysts useful for olefin polymerization
MXPA00012756A (en) A catalyst composition and methods for its preparation and use in a polymerization process
MXPA01006187A (en) Catalyst modifiers and their use in the polymerization of olefin(s)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090914