RU2320673C2 - Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst - Google Patents

Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2320673C2
RU2320673C2 RU2006104419/04A RU2006104419A RU2320673C2 RU 2320673 C2 RU2320673 C2 RU 2320673C2 RU 2006104419/04 A RU2006104419/04 A RU 2006104419/04A RU 2006104419 A RU2006104419 A RU 2006104419A RU 2320673 C2 RU2320673 C2 RU 2320673C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst precursor
magnesium
catalyst
precursor composition
electron
Prior art date
Application number
RU2006104419/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006104419A (en
Inventor
Буркхард Э. ВАГНЕР (US)
Буркхард Э. ВАГНЕР
Роберт Дж. ЙОРГЕНСЕН (US)
Роберт Дж. ЙОРГЕНСЕН
Original Assignee
Юнивейшн Технолоджиз, Ллс
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 Юнивейшн Технолоджиз, Ллс filed Critical Юнивейшн Технолоджиз, Ллс
Priority to RU2006104419/04A priority Critical patent/RU2320673C2/en
Publication of RU2006104419A publication Critical patent/RU2006104419A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2320673C2 publication Critical patent/RU2320673C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: catalysts, chemical technology.
SUBSTANCE: invention elates to catalytic compositions, methods for preparing such compositions, and to methods for preparing polymers based on thereof. Invention describes a composition of a spraying drying catalyst precursor and a method for preparing a spraying drying catalyst precursor wherein this composition comprises inert filling agent, magnesium, transient metal, solvent and one electron-donor compound. The composition of catalyst precursor doesn't contain practically other electron-donor compounds and the molar ratio of electron-donor compound to magnesium = 1.9 or less, and the composition comprises particles with particles size from about 10 mcm to about 200 mcm. Also, invention describes catalysts prepared from spraying drying catalyst precursors, and methods for polymerization using such catalysts. Invention provides the improved output and catalytic activity of catalyst.
EFFECT: improved properties of catalyst, improved method of polymerization.
29 cl, 4 tbl, 4 dwg, 5 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к каталитическим композициям, способам получения таких композиций и способам получения полимеров на их основе.The present invention relates to catalytic compositions, methods for producing such compositions and methods for producing polymers based on them.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Свойства полимеров зависят от свойств катализатора, используемого при их получении. Для катализатора важно регулировать форму, размеры и распределение частиц катализатора по размерам, чтобы быть уверенным в хорошей и пригодной для промышленного применения работоспособности. Это особенно важно в процессах газофазной полимеризации и полимеризации в суспензии. Например, чтобы получить гранулы сополимера размером 1000 мкм, размер в целом предпочтительных частиц катализатора для использования в полимеризации составляет от примерно 10 до примерно 50 мкм. Катализатор должен обладать хорошими механическими свойствами, чтобы противостоять износу в процессе полимеризации, а также, чтобы обеспечивать хорошую объемную плотность образующегося полимера. Один из важных аспектов в разработке катализатора полимеризации состоит, следовательно, в обеспечении катализатора и способа получения катализатора, который позволяет регулировать и корректировать структуры и размеры частиц катализатора, и распределение частиц по размерам. Получение таких катализаторов должно обязательно оставаться простым процессом.The properties of the polymers depend on the properties of the catalyst used in their preparation. It is important for the catalyst to adjust the shape, size and size distribution of the catalyst particles in order to be sure of good and suitable for industrial applications performance. This is especially important in gas phase and slurry polymerisation processes. For example, in order to obtain copolymer granules with a size of 1000 μm, the size of the generally preferred catalyst particles for use in polymerization is from about 10 to about 50 microns. The catalyst must have good mechanical properties to withstand wear during the polymerization, as well as to ensure good bulk density of the resulting polymer. One of the important aspects in the development of the polymerization catalyst is, therefore, to provide a catalyst and a method for producing a catalyst that allows you to adjust and adjust the structure and size of the catalyst particles and the particle size distribution. The preparation of such catalysts must necessarily remain a simple process.

Распылительная сушка представляет собой одну из методик получения частиц катализатора, который позволяет регулировать размер и форму образующихся катализаторов. При распылительной сушке жидкие капельки, содержащие растворенные и/или суспендированные материалы, выталкиваются из маховика измельчителя или форсунки. Растворитель испаряется, и остается твердый остаток. Размер и форма образующихся частиц зависят от характеристик капелек, образовавшихся в процессе распыления. На структурную организацию частиц можно воздействовать, меняя объем и размер капелек. В зависимости от условий процесса распылительной сушки, можно получить крупные, мелкие, или агрегированные частицы. В зависимости от условий можно также получить частицы, которые однородны по составу, или смеси компонентов раствора. Использование инертных наполнителей при распылительной сушке может помогать регулировать форму и состав частиц.Spray drying is one of the methods for producing catalyst particles, which allows you to control the size and shape of the resulting catalysts. When spray drying, liquid droplets containing dissolved and / or suspended materials are ejected from the grinder or nozzle. The solvent evaporates and a solid residue remains. The size and shape of the resulting particles depend on the characteristics of the droplets formed during the spraying process. The structural organization of particles can be affected by changing the volume and size of droplets. Depending on the conditions of the spray drying process, large, small, or aggregated particles can be obtained. Depending on the conditions, it is also possible to obtain particles that are uniform in composition, or mixtures of solution components. The use of inert fillers in spray drying can help control the shape and composition of the particles.

Многочисленные катализаторы распылительной сушки для полимеризации олефинов, содержащие магний и титан, и способы получения, использующие такие катализаторы, описаны в литературе. Однако содержание магния в таких способах ограничено растворимостью магния в растворителе. В целом, ожидается, что растворимость повышается с температурой. Однако растворимость галогенидов магния в некоторых предпочтительных органических растворителях, таких как тетрагидрофуран (ТГФ), в которых растворяют магнийсодержащие компоненты, в действительности снижается от приблизительно комнатной температуры до температуры кипения таких растворителей. Считается, что снижение растворимости происходит вследствие образования полимерных комплексов галогенида магния с растворителем, имеющих более низкую растворимость, таких как MgCl2(THF)1,5-2. Например, максимальная концентрация сверхчистого хлорида магния, которой можно достичь в ТГФ, составляет менее примерно 0,75 моль MgCl2/л. При температуре примерно 60°С, вблизи температуры кипения ТГФ, растворимость хлорида магния заметно снижается, до менее чем 0,5 моль/л. Однако если используется хлорид магния продажных марок, его максимальная растворимость в ТГФ снижается до примерно 0,6 моль MgCl2/л. Растворимость хлорида магния в растворах, полученных из хлорида магния продажного качества, при 60°С составляет только примерно 0,35 моль/л.Numerous spray drying catalysts for the polymerization of olefins containing magnesium and titanium, and production methods using such catalysts are described in the literature. However, the magnesium content in such methods is limited by the solubility of magnesium in the solvent. In general, solubility is expected to increase with temperature. However, the solubility of magnesium halides in some preferred organic solvents, such as tetrahydrofuran (THF), in which magnesium-containing components are dissolved, actually decreases from about room temperature to the boiling point of such solvents. It is believed that a decrease in solubility occurs due to the formation of polymer complexes of magnesium halide with a solvent having a lower solubility, such as MgCl 2 (THF) 1.5-2 . For example, the maximum concentration of ultrapure magnesium chloride that can be achieved in THF is less than about 0.75 mol MgCl 2 / L. At a temperature of about 60 ° C, near the boiling point of THF, the solubility of magnesium chloride decreases markedly, to less than 0.5 mol / L. However, if commercial grade magnesium chloride is used, its maximum solubility in THF is reduced to about 0.6 mol MgCl 2 / L. The solubility of magnesium chloride in solutions obtained from commercial grade magnesium chloride at 60 ° C. is only about 0.35 mol / L.

Низкая растворимость магния в растворителе ограничивает количество и распределение галогенида магния, который можно ввести в частицы катализатора распылительной сушки. Однако высокие концентрации магния в частицах распылительной сушки обеспечивают катализаторы, которые дают возможность получить полимеры с более желаемыми свойствами, и обладают повышенной каталитической активностью; следовательно, повышают востребованность и экономическую эффективность катализаторов. Таким образом, желательным является обеспечение катализатора распылительной сушки, который имеет повышенное содержание магния.The low solubility of magnesium in the solvent limits the amount and distribution of magnesium halide that can be introduced into the particles of the spray drying catalyst. However, high concentrations of magnesium in the spray-dried particles provide catalysts that make it possible to obtain polymers with more desirable properties and have increased catalytic activity; therefore, increase the relevance and economic efficiency of the catalysts. Thus, it is desirable to provide a spray drying catalyst that has an increased magnesium content.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Обращаясь к потребностям, описанным выше, в одном из преимущественных вариантов данного изобретения обеспечивается композиция предшественника катализатора, включающая (1) смесь продукта реакции галогенида магния, растворителя, и электронно-донорного соединения; и (2) инертный наполнитель. Переходный металл в соединении переходного металла выбирают из переходных металлов групп 3-10 и лантанидов. Композиция предшественника катализатора практически не содержит других электронно-донорных соединений, а мольное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно 1,9. Композиции предшественника катализатора также включают сферические или практически сферические частицы, имеющие средний размер частиц более чем примерно 10 мкм.Turning to the needs described above, in one advantageous embodiment of the present invention, there is provided a catalyst precursor composition comprising (1) a mixture of a reaction product of a magnesium halide, a solvent, and an electron-donor compound; and (2) an inert filler. The transition metal in the transition metal compound is selected from transition metals of groups 3-10 and lanthanides. The catalyst precursor composition is substantially free of other electron-donor compounds, and the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9. Catalyst precursor compositions also include spherical or substantially spherical particles having an average particle size of greater than about 10 microns.

Кроме того, в настоящее изобретение включены способы получения композиций предшественника катализатора. Такие способы включают (1) обеспечение смеси продукта реакции галогенида магния, растворителя, электронно-донорного соединения и соединения переходного металла; (2) контактирование смеси или продукта реакции с инертным наполнителем с образованием суспензии; (3) распылительную сушку суспензии. Соединение переходного металла можно выбрать из соединений переходного металла, содержащих переходный металл групп 3-10 и лантаниды. В этих способах композиции предшественника катализатора практически не содержат других электронно-донорных соединений, и мольное отношение электронно-донорной композиции к магнию меньше или равно 1,9. Композиции предшественника катализатора также включают сферические или практически сферические частицы, имеющие средний размер частиц более чем примерно 10 мкм.In addition, methods for preparing catalyst precursor compositions are included in the present invention. Such methods include (1) providing a mixture of a reaction product of a magnesium halide, a solvent, an electron-donor compound and a transition metal compound; (2) contacting the mixture or reaction product with an inert filler to form a suspension; (3) spray drying the suspension. The transition metal compound can be selected from transition metal compounds containing a transition metal of groups 3-10 and lanthanides. In these methods, the catalyst precursor compositions are substantially free of other electron-donor compounds, and the molar ratio of the electron-donor composition to magnesium is less than or equal to 1.9. Catalyst precursor compositions also include spherical or substantially spherical particles having an average particle size of greater than about 10 microns.

В другом аспекте, данное изобретение включает каталитические композиции, которые включают продукт (1) смеси продукта реакции галогенида магния, растворителя, электронно-донорного соединения; соединение переходного металла, и инертный наполнитель; и (2) со-катализаторную композицию. Каталитическая композиция практически не содержит других электронно-донорных соединений, и мольное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно 1,9, причем каталитическая композиция включает сферические или практически сферические частицы, имеющие средний размер частиц более чем примерно 10 мкм.In another aspect, the invention includes catalyst compositions which comprise a product (1) a mixture of a reaction product of a magnesium halide, a solvent, an electron-donor compound; a transition metal compound, and an inert filler; and (2) a co-catalyst composition. The catalyst composition is substantially free of other electron-donor compounds, and the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, the catalyst composition comprising spherical or substantially spherical particles having an average particle size of greater than about 10 microns.

В еще одном аспекте, способы получения полимеров, включающие реакцию по крайней мере одного полиолефинового мономера в присутствии таких каталитических композиций, также включены в настоящее изобретение.In yet another aspect, methods for producing polymers comprising the reaction of at least one polyolefin monomer in the presence of such catalyst compositions are also included in the present invention.

В некоторых предпочтительных вариантах, композиция предшественника катализатора или каталитическая композиция включает частицы, в которых отношение магния к титану больше, чем примерно 5:1. В других предпочтительных вариантах, отношение магния к титану составляет от примерно 6:1 до примерно 10:1.In some preferred embodiments, the catalyst precursor composition or catalyst composition comprises particles in which the ratio of magnesium to titanium is greater than about 5: 1. In other preferred embodiments, the ratio of magnesium to titanium is from about 6: 1 to about 10: 1.

В некоторых предпочтительных вариантах частицы композиции предшественника катализатора или композиций катализатора имеют такое распределение частиц по размерам, при котором 10% по массе частиц составляют частицы размером менее примерно 15 мкм. В других предпочтительных вариантах 90% по массе частиц составляют частицы размерами от менее примерно 40 до примерно 70 мкм. В некоторых предпочтительных вариантах частицы практически сферические и имеют размах распределения от примерно 1 до примерно 2,5. В некоторых особенно предпочтительных вариантах частицы не агломерированы и имеют распределение частиц по размерам, при котором 50% по массе частиц имеют размеры от менее чем примерно 20 до примерно 35 мкм. Некоторые предпочтительные каталитические композиции, описанные в настоящем описании, имеют средний размер частиц от примерно 10 до примерно 60 мкм и размах распределения от примерно 1,5 до примерно 2,0.In some preferred embodiments, the particles of the catalyst precursor composition or catalyst compositions have a particle size distribution such that 10% by weight of the particles are particles smaller than about 15 microns. In other preferred embodiments, 90% by weight of the particles are particles of sizes from less than about 40 to about 70 microns. In some preferred embodiments, the particles are substantially spherical and have a distribution span of from about 1 to about 2.5. In some particularly preferred embodiments, the particles are not agglomerated and have a particle size distribution in which 50% by weight of the particles have sizes from less than about 20 to about 35 microns. Some preferred catalyst compositions described herein have an average particle size of from about 10 to about 60 microns and a span of distribution from about 1.5 to about 2.0.

В некоторых предпочтительных вариантах донор электронов представляет собой такой донор электронов, который включает линейный или разветвленный алифатический или ароматический спирт, содержащий от одного до примерно 25 атомов углерода. Предпочтительные спирты включают метанол, этанол, пропанол, изо-пропанол, бутанол, 2-этилгексанол, 1-додеканол, циклогексанол и трет-бутилфенол. В некоторых предпочтительных вариантах молярное отношение спирта к магнию составляет менее примерно 1,75. В других предпочтительных вариантах молярное отношение спирта к магнию составляет от примерно 0,1 до примерно 1,1. В еще некоторых предпочтительных вариантах молярное отношение спирта к магнию составляет от примерно 0,1 до примерно 0,5.In some preferred embodiments, the electron donor is an electron donor that includes a linear or branched aliphatic or aromatic alcohol containing from one to about 25 carbon atoms. Preferred alcohols include methanol, ethanol, propanol, iso-propanol, butanol, 2-ethylhexanol, 1-dodecanol, cyclohexanol and tert-butylphenol. In some preferred embodiments, the molar ratio of alcohol to magnesium is less than about 1.75. In other preferred embodiments, the molar ratio of alcohol to magnesium is from about 0.1 to about 1.1. In still some preferred embodiments, the molar ratio of alcohol to magnesium is from about 0.1 to about 0.5.

Предпочтительные соединения переходного металла, подходящие для предпочтительных вариантов композиций и способов, описанных в настоящем описании, включают соединения титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, тантала, или их комбинации. Некоторые соединения титана описываются формулой:Preferred transition metal compounds suitable for the preferred embodiments of the compositions and methods described herein include titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum compounds, or combinations thereof. Some titanium compounds are described by the formula:

Ti(R)aXb,Ti (R) a X b ,

где R представляет собой R' или COR', где R' представляет собой С114 алифатический или ароматический углеводородный радикал, Х выбирают из Cl, Br, I, или их смесей, а составляет 0 или 1, b равно от 2 до 4 включительно, a+b=3 или 4. Примеры соединений титана включают TiCl3, TiCl4, Ti(ОС6Н5)Cl3, Ti(ОСОСН3)Cl3, Ti(ОСОС6Н5)Cl3, или их смеси.where R represents R 'or COR', where R 'represents a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, X is selected from Cl, Br, I, or mixtures thereof, and is 0 or 1, b is from 2 to 4 inclusive, a + b = 3 or 4. Examples of titanium compounds include TiCl 3 , TiCl 4 , Ti (OC 6 H 5 ) Cl 3 , Ti (OCOCH 3 ) Cl 3 , Ti (OCOC 6 H 5 ) Cl 3 , or mixtures thereof.

Растворитель выбирают из группы, включающей алкильные сложные эфиры алифатических и ароматических карбоновых кислот, простые эфиры, и алифатические кетоны. Предпочтительные растворители на основе алкильных сложных эфиров включают, но не ограничиваются ими, метилацетат, этилацетат, этилпропионат, метилпропионат, этилбензоат и их комбинации.The solvent is selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, ethers, and aliphatic ketones. Preferred alkyl ester solvents include, but are not limited to, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propionate, methyl propionate, ethyl benzoate, and combinations thereof.

Предпочтительные простые эфиры включают диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир и ди-н-бутиловый эфир, этилизопропиловый эфир, метилбутиловый эфир, металаллиловый эфир, этилвиниловый эфир, тетрагидрофуран, 2-метилтетрагидрофуран и их комбинации. В некоторых предпочтительных вариантах тетрагидрофуран является предпочтительным. Типичные кетоновые растворители включают ацетон, метилэтилкетон, циклогексанон, циклопентилметилкетон, 3-бром-4-гептанон, 2-хлорциклопентанон, аллилметилкетон и их комбинации. Некоторые предпочтительные варианты включают два или более таких растворителя.Preferred ethers include diethyl ether, diisopropyl ether and di-n-butyl ether, ethyl isopropyl ether, methyl butyl ether, metalallyl ether, ethyl vinyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and combinations thereof. In some preferred embodiments, tetrahydrofuran is preferred. Typical ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentyl methyl ketone, 3-bromo-4-heptanone, 2-chlorocyclopentanone, allyl methyl ketone, and combinations thereof. Some preferred options include two or more such solvents.

Галогениды магния для использования во включенных в настоящее описание композициях включают, но не ограничиваются ими, MgCl2, MgBr2, MgI2, MgClBr, MgBrI или их смеси. В некоторых предпочтительных вариантах такие галогениды можно использовать для приготовления композиций предшественника катализатора и каталитических композиций, которые включают композиции формулы:Magnesium halides for use in the compositions included herein include, but are not limited to, MgCl 2 , MgBr 2 , MgI 2 , MgClBr, MgBrI, or mixtures thereof. In some preferred embodiments, such halides can be used to prepare catalyst precursor compositions and catalytic compositions that include compositions of the formula:

[Mg(ROH)r]mTi(OR)nXp[S]q,[Mg (ROH) r ] m Ti (OR) n X p [S] q ,

где ROH включает линейный или разветвленный спирт, содержащий от одного до примерно 25 атомов углерода, R представляет собой R' или COR', где каждый R' по отдельности представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода, или ароматический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода; Х представляет собой по отдельности Cl, Br или I; S выбирают из группы, включающей алкильные сложные эфиры, алифатические простые эфиры, циклические простые эфиры, и алифатические кетоны; m составляет от 0,5 до 56; n составляет 0, 1 или 2; p составляет от 4 до 116; q составляет от 2 до 85; г составляет от 0,1 до 1,9. В некоторых предпочтительных вариантах г составляет от 0,1 до менее чем примерно 0,5.where ROH includes a linear or branched alcohol containing from one to about 25 carbon atoms, R represents R 'or COR', where each R 'individually represents an aliphatic hydrocarbon radical containing from one to about 14 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon a radical containing from one to about 14 carbon atoms; X is individually Cl, Br or I; S is selected from the group consisting of alkyl esters, aliphatic ethers, cyclic ethers, and aliphatic ketones; m is from 0.5 to 56; n is 0, 1 or 2; p is from 4 to 116; q is from 2 to 85; g is from 0.1 to 1.9. In some preferred embodiments, g is from 0.1 to less than about 0.5.

В некоторых предпочтительных вариантах композиции в настоящем описании дополнительно включают смесь или продукт реакции кислоты Льюиса с композицией предшественника катализатора или каталитической композицией. Некоторые подходящие кислоты Льюиса соответствуют формуле RgМХ3-g, где R представляет собой R' или OR' или NR'2, где R' представляет собой замещенную или незамещенную алифатическую или ароматическую гидрокарбильную группу, содержащую от 1 до 14 атомов углерода, Х выбирают из группы, включающей Cl, Br, I и их смеси; g составляет 0-3, а М представляет собой алюминий или бор. Типичные кислоты Льюиса включают три-н-гексилалюминий, триэтилалюминий, хлорид диэтилалюминия, триметилалюминий, хлорид диметилалюминия, дихлорид метилалюминия, три-изо-бутилалюминий, три-н-бутилалюминий, хлорид ди-изо-бутилалюминия, дихлорид изобутилалюминия, (C2H5)AlCl2, (С2H5О)AlCl2, (С6H5)AlCl2, (С6H5)AlCl2, (C6H13O)AlCl2, и их комбинации. Типичные борсодержащие кислоты Льюиса включают BCl3, BBr3, B(C2H5)Cl2, B(OC2H5)Cl2, В(С2Н5)2Cl, В(С6Н5)Cl2, B(OC6H5)Cl2, B(C6H13)Cl2, B(OC6H13)Cl2 и B(OC6H5)2Cl, и их комбинации.In some preferred embodiments, the compositions herein further comprise a mixture or reaction product of a Lewis acid with a catalyst precursor composition or a catalytic composition. Some suitable Lewis acids correspond to the formula R g MX 3-g , where R is R 'or OR' or NR ' 2 , where R' is a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbyl group containing from 1 to 14 carbon atoms, X selected from the group consisting of Cl, Br, I and mixtures thereof; g is 0-3, and M is aluminum or boron. Typical Lewis acids include tri-n-hexyl aluminum, triethyl aluminum, diethyl aluminum chloride, trimethylaluminum, dimethylaluminum chloride, methylaluminum dichloride, tri-iso-butylaluminum, tri-n-butylaluminum chloride, di-isobutyl aluminum, isobutyl aluminum dichloride, (C 2 H 5 ) AlCl 2 , (C 2 H 5 O) AlCl 2 , (C 6 H 5 ) AlCl 2 , (C 6 H 5 ) AlCl 2 , (C 6 H 13 O) AlCl 2 , and combinations thereof. Typical Lewis boron acids include BCl 3 , BBr 3 , B (C 2 H 5 ) Cl 2 , B (OC 2 H 5 ) Cl 2 , B (C 2 H 5 ) 2 Cl, B (C 6 H 5 ) Cl 2 , B (OC 6 H 5 ) Cl 2 , B (C 6 H 13 ) Cl 2 , B (OC 6 H 13 ) Cl 2 and B (OC 6 H 5 ) 2 Cl, and combinations thereof.

Хотя можно использовать любой со-катализатор, некоторые подходящие со-катализаторы соответствуют формуле AlX'd(R'')cHe, где X' представляет собой Cl или OR''', R'' и R''' представляют собой по отдельности C1-C14 замещенные углеводородные радикалы, d составляет 0-1,5, е составляет 0 или 1; c+d+e=3. Типичные со-катализаторы включают Al(СН3)3, Al(С2Н5)3, Al(С2Н5)2Cl, Al(i-C4H9)3, Al(C2H5)1,5C1,5, Al(i-C4H9)2H, Al(С6Н13)3, Al(C8H17)3, Al(С2Н5)2Н, Al(С2Н5)2(ОС2Н5), и их комбинации.Although any co-catalyst may be used, some suitable co-catalysts correspond to the formula AlX ’ d (R ″) c H e , where X ″ is Cl or OR ″, R ″ and R ″ ″ are individually C 1 -C 14 substituted hydrocarbon radicals, d is 0-1.5, e is 0 or 1; c + d + e = 3. Typical co-catalysts include Al (CH 3 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 2 Cl, Al (iC 4 H 9 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 1.5 C 1.5 , Al (iC 4 H 9 ) 2 H, Al (C 6 H 13 ) 3 , Al (C 8 H 17 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 2 N, Al (C 2 H 5 ) 2 (OS 2 H 5 ), and combinations thereof.

Предпочтительные инертные наполнители в настоящем описании включают диоксид кремния, диоксид титана, оксид цинка, карбонат магния, оксид магния, углерод и карбонат кальция. Обычно используют один тип наполнителя; однако некоторые предпочтительные варианты дополнительно включают второй инертный наполнитель. В некоторых предпочтительных вариантах частицы наполнителя или наполнителей включают от примерно 10 до примерно 95 мас.% частиц каталитической композиции.Preferred inert fillers in the present description include silica, titanium dioxide, zinc oxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, carbon and calcium carbonate. Usually use one type of filler; however, some preferred options further include a second inert filler. In some preferred embodiments, filler particles or fillers comprise from about 10 to about 95 wt.% Particles of the catalyst composition.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах соединение переходного металла включает Ti, причем соотношение со-катализатора и Ti составляет от примерно 1 до примерно 400 моль со-катализатора на 1 моль Ti. В других предпочтительных вариантах может быть предпочтительным отношение со-катализатора к Ti, которое составляет от примерно 15 до примерно 60 моль со-катализатора на 1 моль Ti. В еще некоторых предпочтительных вариантах отношение со-катализатора к Ti составляет от примерно 4 до примерно 10 моль соединения-активатора на 1 моль Ti.In some particularly preferred embodiments, the transition metal compound comprises Ti, wherein the ratio of co-catalyst to Ti is from about 1 to about 400 mol of co-catalyst per 1 mol of Ti. In other preferred embodiments, a co-catalyst to Ti ratio of from about 15 to about 60 moles of co-catalyst per mole of Ti may be preferred. In still some preferred embodiments, the ratio of co-catalyst to Ti is from about 4 to about 10 moles of activator compound per mole of Ti.

Некоторые способы полимеризации, описанные в настоящем описании, обеспечивают полимер, содержащий этилен в количестве, которое больше или равно примерно 90% мольн., и содержащий один или более со-мономеров в количестве, меньше или равном примерно 10% мольн. Некоторые предпочтительные варианты способов полимеризации обеспечивают полимер, имеющий плотность в интервале от 0,88 до примерно 0,98 г/см3.Some of the polymerization methods described herein provide a polymer containing ethylene in an amount that is greater than or equal to about 90% mole., And containing one or more co-monomers in an amount of less than or equal to about 10% mole. Some preferred embodiments of the polymerization processes provide a polymer having a density in the range of 0.88 to about 0.98 g / cm 3 .

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлены особенности растворимости MgCl2 в растворах в ТГФ для трех предпочтительных вариантов настоящего изобретения, то есть зависимость растворимости от содержания спирта и температуры раствора.Figure 1 shows the solubility features of MgCl 2 in solutions in THF for the three preferred embodiments of the present invention, that is, the dependence of solubility on alcohol content and solution temperature.

На фиг.2 представлены профили растворимости нескольких предпочтительных вариантов настоящего изобретения в зависимости от температуры, концентрации MgCl2 и отношения спирт: Mg в ТГФ.Figure 2 presents the solubility profiles of several preferred variants of the present invention depending on temperature, MgCl 2 concentration and the alcohol: Mg ratio in THF.

На фиг.3 показана реакционная система с кипящим слоем, используемая в предпочтительных вариантах катализаторов по настоящему изобретению.3 shows a fluidized bed reaction system used in preferred embodiments of the catalysts of the present invention.

На фиг.4А показана фотография, сделанная сканирующим электронным микроскопом (СЭМ), сравнительного обычного катализатора распылительной сушки.4A shows a photograph taken by a scanning electron microscope (SEM) of a comparative conventional spray drying catalyst.

На фиг.4В показана фотография, сделанная сканирующим электронным микроскопом (СЭМ), одного из типичных предпочтительных вариантов катализатора по настоящему изобретению.FIG. 4B shows a photograph taken by a scanning electron microscope (SEM) of one of the typical preferred embodiments of the catalyst of the present invention.

Описание предпочтительных вариантов настоящего изобретенияDescription of preferred embodiments of the present invention

Предпочтительные варианты настоящего изобретения обеспечивают композицию предшественника катализатора, полученную распылительной сушкой, и способ получения композиции предшественника катализатора, полученной распылительной сушкой, с инертным наполнителем, магнием, переходным металлом, растворителем и одним электронно-донорным соединением. Композиция предшественника катализатора практически не содержит других электронно-донорных соединений, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно 1,9, и она включает сферические или практически сферические частицы, имеющие размер частиц от примерно 10 до примерно 200 мкм.Preferred embodiments of the present invention provide a spray dried catalyst precursor composition and a method for preparing a spray dried catalyst precursor composition with an inert filler, magnesium, a transition metal, a solvent and one electron donor compound. The catalyst precursor composition is substantially free of other electron-donor compounds, the molar ratio of electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, and it includes spherical or almost spherical particles having a particle size of from about 10 to about 200 microns.

В одном из предпочтительных вариантов способ получения таких композиций предшественника катализатора включает формирование твердой композиции предшественника из инертного наполнителя, магния, переходного металла; растворителя; и одного электронно-донорного соединения путем формирования суспензии раствора соединения магния, электронно-донорного соединения, и соединения переходного металла в растворителе, содержащем инертный наполнитель. Смесь подвергают распылительной сушке путем разбиения на мелкие частицы, с получением частиц, имеющих пригодные для использования распределения частиц по размерам. Катализаторы можно получить путем контактирования композиции предшественника катализатора с со-катализатором. Композицию предшественника катализатора или каталитическую композицию необязательно модифицируют кислотой Льюиса и/или алкилирующим агентом.In one preferred embodiment, a method for producing such catalyst precursor compositions comprises forming a solid precursor composition from an inert filler, magnesium, transition metal; solvent; and one electron-donor compound by forming a suspension of a solution of a magnesium compound, an electron-donor compound, and a transition metal compound in a solvent containing an inert filler. The mixture is spray dried by breaking into fine particles to obtain particles having a usable particle size distribution. Catalysts can be prepared by contacting the catalyst precursor composition with a co-catalyst. The catalyst precursor composition or catalytic composition is optionally modified with a Lewis acid and / or alkylating agent.

В последующем описании все числа, приведенные в описании, представляют собой приблизительные величины, независимо от того, использованы или не использованы в связи с ними слова «примерно» или «приблизительно». Они могут меняться на величины до 1,2, 5%, или иногда 10-20%. Когда используется числовой интервал, имеющий нижний предел, RL, и верхний предел RU, любое число R, попадающее в данный интервал, конкретно включено в описание. Конкретно, следующие числа R внутри интервала являются конкретно включенными в него: R=RL+k·(RU-RL), где k представляет собой переменную, меняющуюся от 1 до 100%, с инкрементом в 1%, то есть k составляет 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, ..., 50%, 51%, 52%, ..., 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, или 100%. Более того, любой численный интервал, определяемый двумя числами, R, как определено выше, конкретно включен в настоящее описание.In the following description, all numbers given in the description are approximate values, regardless of whether or not the words “about” or “approximately” are used in connection with them. They can vary by values up to 1.2, 5%, or sometimes 10-20%. When a numerical range having a lower limit, R L , and an upper limit of R U is used , any number R falling within this range is specifically included in the description. Specifically, the following R numbers within the interval are specifically included in it: R = R L + k · (R U -R L ), where k is a variable varying from 1 to 100%, with an increment of 1%, i.e. k 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, ..., 50%, 51%, 52%, ..., 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or 100 % Moreover, any numerical range defined by two numbers, R, as defined above, is specifically included in the present description.

Выражение «практически сферический» в настоящем описании означает, что частицы имеют среднее характеристическое соотношение от примерно 1,0 до примерно 2,0. Характеристическое соотношение определяется в настоящем описании как отношение максимального линейного размера частицы к минимальному линейному размеру частицы. Характеристическое соотношение можно определить из данных сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Конечно, это определение, в соответствии с замыслом авторов, включает сферические частицы, которые по определению имеют характеристическое соотношение, равное 1,0. В некоторых предпочтительных вариантах каталитическая композиция имеет среднее характеристическое соотношение примерно 1,8, 1,6, 1,4, или 1,2.The expression "practically spherical" in the present description means that the particles have an average characteristic ratio of from about 1.0 to about 2.0. The characteristic ratio is defined in the present description as the ratio of the maximum linear particle size to the minimum linear particle size. The characteristic ratio can be determined from scanning electron microscopy (SEM). Of course, this definition, in accordance with the authors' intention, includes spherical particles, which by definition have a characteristic ratio of 1.0. In some preferred embodiments, the catalyst composition has an average characteristic ratio of about 1.8, 1.6, 1.4, or 1.2.

Любая ссылка в настоящем описании на «электронно-донорные соединения» означает соединения, которые модифицируют растворимость галогенида магния в электронно-донорном растворителе так, что растворимость не снижается внутри любого интервала температур, вплоть до температуры кипения электронно-донорного растворителя. В настоящем описании термин «электронно-донорные соединения» не включает «растворители», как они определены ниже, даже если такие растворители имеют электронно-донорный характер. Типичные электронно-донорные соединения включают спирты, тиолы, слабо донорные амины и фосфины. В настоящем описании термин «практически не содержит других электронно-донорных соединений» означает, что другие «электронно-донорные соединения», как они определены в настоящем описании, не присутствуют в концентрациях выше, чем такие концентрации, которые обычно находят в качестве примесей в продажных реактивах, содержащих такие соединения, продающихся для использования в качестве растворителей. Таким образом, композиции, содержащие растворитель, обладающий электронно-донорными характеристиками, и «электронно-донорное вещество» рассматривают как «практически не содержащее других электронно-донорных соединений». В некоторых предпочтительных вариантах «практически не содержащий» означает менее чем 1, 0,1, 0,01, или 0,001 мас.%.Any reference in the present description to "electron-donor compounds" means compounds that modify the solubility of magnesium halide in an electron-donor solvent so that the solubility does not decrease within any temperature range, up to the boiling point of the electron-donor solvent. In the present description, the term "electron-donor compounds" does not include "solvents", as defined below, even if such solvents are electron-donor in nature. Typical electron donor compounds include alcohols, thiols, weakly donor amines and phosphines. In the present description, the term "practically does not contain other electron-donor compounds" means that other "electron-donor compounds", as defined in the present description, are not present in concentrations higher than those concentrations that are usually found as impurities in commercial reagents containing such compounds sold for use as solvents. Thus, compositions containing a solvent having electron-donor characteristics and an "electron-donor substance" are considered as "practically free of other electron-donor compounds." In some preferred embodiments, “substantially free” means less than 1, 0.1, 0.01, or 0.001 wt.%.

Пригодные для использования растворители включают любое соединение на основе простого эфира, кетона или сложного эфира. Если такие растворители обладают электронно-донорными характеристиками, любая ссылка в настоящем описании на «растворитель» или «растворители» не включает эти соединения, определенные выше как «электронно-донорные соединения». Так, композиции, которые «практически не содержат других электронно-донорных соединений», могут включать один или более «растворителей».Suitable solvents include any compound based on an ether, ketone or ester. If such solvents have electron-donor characteristics, any reference herein to “solvent” or “solvents” does not include these compounds, defined above as “electron-donor compounds”. Thus, compositions that "practically do not contain other electron-donor compounds" may include one or more "solvents".

В настоящем описании термин «простой эфир» определяют как любое соединение формулы R-O-R', где R и R' представляют собой замещенные или незамещенные гидрокарбильные группы. В некоторых случаях R и R' одинаковы. Типичными, но не ограничивающими объем настоящего изобретения, симметричными простыми эфирами являются диэтиловый эфир, ди-изопропиловый эфир и ди-н-бутиловый эфир. Типичные несимметричные простые эфиры включают этилизопропиловый эфир и метилбутиловый эфир. Примеры подходящих замещенных простых эфиров включают, например, метилаллиловый эфир и этилвиниловый эфир. В еще некоторых предпочтительных вариантах R и R' могут образовывать конденсированное кольцо, которое может быть насыщенным или ненасыщенным. Одним из примеров такого соединения является тетрагидрофуран. Другое подходящее вещество из таких циклических эфиров - это 2-метилтетрагидрофуран. Здесь снова, конкретно перечисленные соединения приведены только в качестве примеров видов соединений, которые являются подходящими, однако любое соединение, имеющее эфирную функциональную группу R-O-R', пригодно для использования.As used herein, the term “ether” is defined as any compound of the formula R — O — R ′, wherein R and R ′ are substituted or unsubstituted hydrocarbyl groups. In some cases, R and R 'are the same. Typical but not limiting the scope of the present invention, symmetric ethers are diethyl ether, di-isopropyl ether and di-n-butyl ether. Typical asymmetric ethers include ethyl isopropyl ether and methyl butyl ether. Examples of suitable substituted ethers include, for example, methylallyl ether and ethyl vinyl ether. In still some preferred embodiments, R and R ′ may form a fused ring, which may be saturated or unsaturated. One example of such a compound is tetrahydrofuran. Another suitable substance from such cyclic ethers is 2-methyltetrahydrofuran. Here again, the specifically listed compounds are given only as examples of kinds of compounds that are suitable, however, any compound having an ester functional group R-O-R 'is suitable for use.

В настоящем описании термин «кетон» определяют для указания любого соединения, имеющего формулу R(C=O)R'. R и R' могут быть по отдельности замещенными или незамещенными гидрокарбильными группами, как другим путем описано выше в отношении простых эфиров. Типичными кетонами являются ацетон, метилэтилкетон, циклогексанон, циклопентилметилкетон. Можно также использовать галогенированные кетоны, такие как 3-бром-4-гептанон, или 2-хлорциклопентанон. Другие подходящие кетоны могут включать другие функциональные группы, такие как непредельные группы, как в аллилметилкетоне. Каждое из этих соединений соответствует формуле R(C=O)R', где углеродный атом карбонильной группы в молекуле образует связи с двумя другими атомами углерода.As used herein, the term “ketone” is defined to indicate any compound having the formula R (C = O) R ′. R and R 'may be individually substituted or unsubstituted hydrocarbyl groups, as otherwise described above in relation to ethers. Typical ketones are acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentyl methyl ketone. You can also use halogenated ketones, such as 3-bromo-4-heptanone, or 2-chlorocyclopentanone. Other suitable ketones may include other functional groups, such as unsaturated groups, as in allyl methyl ketone. Each of these compounds corresponds to the formula R (C = O) R ', where the carbon atom of the carbonyl group in the molecule forms bonds with two other carbon atoms.

Пригодные для использования сложные эфиры включают любое соединение общей формулы R(C=O)OR'. B таких соединениях атом углерода карбонильной группы образует одну связь с атомом углерода, а другую связь с атомом кислорода. R и R' по отдельности выбирают из замещенных или незамещенных гидрокарбильных групп, и они могут быть одинаковыми или различными. В некоторых предпочтительных вариантах сложный эфир включает алкильные сложные эфиры алифатических и ароматических карбоновых кислот. Циклические сложные эфиры, насыщенные сложные эфиры и галогенированные сложные эфиры также включены в эту группу. Типичные, но не ограничивающие объем настоящего изобретения эфиры включают метилацетат, этилацетат, этилпропионат, метилпропионат и этилбензоат. Здесь снова конкретно перечисленные соединения приведены только как примеры видов соединений, пригодных для использования. Любое соединение, соответствующее общей формуле R(C=O)OR', пригодно для использования в настоящем изобретении.Suitable esters include any compound of the general formula R (C = O) OR ′. In such compounds, the carbon atom of the carbonyl group forms one bond with a carbon atom, and another bond with an oxygen atom. R and R 'are individually selected from substituted or unsubstituted hydrocarbyl groups, and they may be the same or different. In some preferred embodiments, the ester includes alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids. Cyclic esters, saturated esters and halogenated esters are also included in this group. Typical but non-limiting esters of the present invention include methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propionate, methyl propionate and ethyl benzoate. Here again, the specifically listed compounds are given only as examples of types of compounds suitable for use. Any compound corresponding to the general formula R (C = O) OR ′ is suitable for use in the present invention.

Любой подходящий растворитель можно привести в контакт с источником магния путем прямого смешивания галогенида магния с растворителем. В некоторых предпочтительных вариантах галогенид магния представляет собой хлорид магния; однако можно также использовать бромид магния и иодид магния. В качестве источников галогенидов можно использовать галогениды магния, такие как MgCl2, MgBr2, MgI2, или смешанные галогениды магния, например, MgClI, MgClBr и MgBrI. В некоторых предпочтительных вариантах галогенид магния добавляют к растворителю в безводном виде. В других предпочтительных вариантах галогенид магния добавляют в гидратированном виде.Any suitable solvent can be brought into contact with the magnesium source by directly mixing the magnesium halide with the solvent. In some preferred embodiments, the magnesium halide is magnesium chloride; however, magnesium bromide and magnesium iodide can also be used. Magnesium halides such as MgCl 2 , MgBr 2 , MgI 2 , or mixed magnesium halides, for example MgClI, MgClBr and MgBrI, can be used as sources of halides. In some preferred embodiments, the magnesium halide is added to the solvent in anhydrous form. In other preferred embodiments, the magnesium halide is added in hydrated form.

Обычно растворитель обеспечивают в большом избытке по отношению к первому координационному окружению магния. В некоторых предпочтительных вариантах отношение растворителя к магнию составляет примерно 100:1, в других предпочтительных вариантах отношение может быть даже больше. В еще некоторых предпочтительных вариантах растворитель присутствует в таких количествах, что на один моль магния приходится следующее число молей растворителя: от по крайней мере примерно 1,0; по крайней мере примерно 2,0; по крайней мере примерно 5,0, по крайней мере примерно 10, или по крайней мере примерно 20. В некоторых предпочтительных вариантах можно использовать два или более растворителей.Typically, the solvent is provided in large excess with respect to the first coordination environment of magnesium. In some preferred embodiments, the ratio of solvent to magnesium is about 100: 1; in other preferred embodiments, the ratio may be even greater. In still some preferred embodiments, the solvent is present in such quantities that per mole of magnesium the following number of moles of solvent is present: from at least about 1.0; at least about 2.0; at least about 5.0, at least about 10, or at least about 20. In some preferred embodiments, two or more solvents may be used.

Электронно-донорное соединение добавляют к смеси растворителя и галогенида магния любым подходящим способом. Предпочтительно электронно-донорное соединение непосредственно добавляют к смеси. Спирт может представлять собой любое отдельное химическое соединение, имеющее общую формулу ROH. R может быть любой отдельной замещенной или незамещенной гидрокарбильной группой. В некоторых предпочтительных вариантах спирт представляет собой алифатический спирт, содержащий от примерно 1 до примерно 25 атомов углерода. В некоторых предпочтительных вариантах спирт представляет собой монодентатный спирт. В настоящем описании термин «монодентатный спирт» означает такой спирт, в котором R представляет собой такой заместитель, что замещение не приводит к молекуле, содержащей более одной гидроксильной группы (ОН), которая координируется с атомом магния в растворе. Типичные такие спирты могут включать метанол, этанол, пропанол, изо-пропанол и бутанол. Спирты, содержащие более длинноцепочечную алифатическую группу, например, 2-этилгексанол, или 1-додеканол, также образуют растворы, в которых растворимость галогенида магния повышается с температурой. Можно использовать также спирты, содержащие больше атомов углерода. Спирт может также быть циклическим спиртом, таким как циклогексанол, или ароматическим спиртом, таким как фенол или трет-бутилфенол.The electron-donor compound is added to the mixture of solvent and magnesium halide by any suitable method. Preferably, the electron donor compound is directly added to the mixture. The alcohol may be any single chemical compound having the general formula ROH. R may be any single substituted or unsubstituted hydrocarbyl group. In some preferred embodiments, the alcohol is an aliphatic alcohol containing from about 1 to about 25 carbon atoms. In some preferred embodiments, the alcohol is a monodentate alcohol. As used herein, the term “monodentate alcohol” means an alcohol in which R is such a substituent that substitution does not lead to a molecule containing more than one hydroxyl group (OH) that coordinates with the magnesium atom in solution. Typical alcohols may include methanol, ethanol, propanol, iso-propanol and butanol. Alcohols containing a longer chain aliphatic group, for example, 2-ethylhexanol, or 1-dodecanol, also form solutions in which the solubility of magnesium halide increases with temperature. Alcohols containing more carbon atoms can also be used. The alcohol may also be a cyclic alcohol, such as cyclohexanol, or an aromatic alcohol, such as phenol or tert-butylphenol.

В определенных предпочтительных вариантах отношение используемого электронно-донорного соединения к галогениду магния меньше или равно 1,9. В некоторых предпочтительных вариантах молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию менее примерно 1,75, менее 1,5, менее 1,0, менее 0,75, менее 0,5, менее примерно 0,4, или менее чем примерно 0,25. В еще других предпочтительных вариантах, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию составляет примерно 0,1. В других предпочтительных вариантах молярное отношение может быть выше 1,9, например, примерно 2,0, примерно 2,1, примерно 2,2, примерно 2,5 и примерно 3,0. В целом, некоторое количество используемых электронно-донорных соединений может связываться с другими компонентами в процессе приготовления.In certain preferred embodiments, the ratio of electron donor compound to magnesium halide used is less than or equal to 1.9. In some preferred embodiments, the molar ratio of electron-donor compound to magnesium is less than about 1.75, less than 1.5, less than 1.0, less than 0.75, less than 0.5, less than about 0.4, or less than about 0, 25. In still other preferred embodiments, the molar ratio of electron-donor compound to magnesium is about 0.1. In other preferred embodiments, the molar ratio may be above 1.9, for example, about 2.0, about 2.1, about 2.2, about 2.5, and about 3.0. In general, a certain amount of electron-donor compounds used can bind to other components during the preparation process.

Добавление маленьких количеств одного электронно-донорного соединения, другого по отношению к растворителю, к смесям, содержащим растворитель и галогенид магния, дает магнийсодержащую композицию, растворимость которой повышается с температурой, и растворимость которой при температуре кипения растворителя является относительно выше, чем растворимость аддуктов галогенид магния/донор электронов, в которых не присутствует электронно-донорное соединение. Растворимость также выше, чем растворимость сравнительных аддуктов галогенид магния/донор электронов, содержащих дополнительные виды электронно-донорных соединений. Полагают, что добавление маленьких количеств одного донора электронов к растворителю в присутствии галогенида магния подавляет превращение растворимых частиц в полимерные аддукты. В некоторых предпочтительных вариантах растворимые частицы соответствуют формулеAdding small amounts of one electron-donor compound, the other with respect to the solvent, to mixtures containing a solvent and magnesium halide, gives a magnesium-containing composition whose solubility increases with temperature, and the solubility of which at the boiling point of the solvent is relatively higher than the solubility of the magnesium halide adducts / electron donor in which the electron-donor compound is not present. The solubility is also higher than the solubility of the comparative magnesium halide / electron donor adducts containing additional types of electron-donor compounds. It is believed that the addition of small amounts of one electron donor to a solvent in the presence of magnesium halide inhibits the conversion of soluble particles to polymer adducts. In some preferred embodiments, soluble particles correspond to the formula

MgXx(ED)ySz,MgX x (ED) y S z ,

где x обычно составляет 2, удовлетворяет окислительному состоянию магния, а у меньше 4, x+y+z меньше или равно 6. В некоторых предпочтительных вариантах у составляет примерно 0,5, 0,75, 1, 1,5, 1,75, или 1,9 или менее. В некоторых других предпочтительных вариантах у составляет примерно 0,1, 0,25, 0,3 или 0,4. Такие частицы обычно имеют растворимость в растворителе, которая повышается с ростом температуры до температуры кипения растворителя. Если растворитель представляет собой ТГФ, концентрация галогенида магния в растворе может быть до пяти раз больше, чем в сравнительных растворах, в которых отсутствует электронно-донорное соединение, особенно если электронно-донорное соединение представляет собой спирт.where x is usually 2, satisfies the oxidative state of magnesium, and y is less than 4, x + y + z is less than or equal to 6. In some preferred embodiments, y is about 0.5, 0.75, 1, 1.5, 1.75 , or 1.9 or less. In some other preferred embodiments, y is about 0.1, 0.25, 0.3, or 0.4. Such particles typically have solubility in a solvent, which increases with increasing temperature to the boiling point of the solvent. If the solvent is THF, the concentration of magnesium halide in the solution can be up to five times higher than in comparative solutions in which the electron-donor compound is absent, especially if the electron-donor compound is an alcohol.

На фиг.1 показан профиль растворимости растворов хлорида магния в тетрагидрофуране в зависимости от температуры. Как видно из фиг.1, композиции, не содержащие спирта, обычно имеют растворимость галогенида магния, которая увеличивается от примерно 0,5 моль магния на литр до максимального значения менее чем примерно 0,65 моль магния на литр при примерно 30°С. Выше 30°С растворимость постепенно снижается вплоть до достижения температуры кипения растворителя. Наоборот, смеси, в которые добавлен спирт, например, этанол, имеют растворимость галогенида магния, которая не снижается с увеличением температуры вплоть до температуры кипения растворителя. Например, смеси, в которых отношение этанола к магнию составляет приблизительно 0,5, проявляют растворимость магния при 15°С, составляющую примерно 0,75 моль/л. Растворимость хлорида магния увеличивается при увеличении температуры до примерно 30°С, при которой концентрация магния в растворе составляет примерно 1,75 моль/л. Когда температуру повышают выше 30°С, растворимость остается практически постоянной до момента достижения температуры кипения.Figure 1 shows the solubility profile of solutions of magnesium chloride in tetrahydrofuran as a function of temperature. As can be seen from figure 1, the composition does not contain alcohol, usually have a solubility of magnesium halide, which increases from about 0.5 mol of magnesium per liter to a maximum value of less than about 0.65 mol of magnesium per liter at about 30 ° C. Above 30 ° C, the solubility gradually decreases until the boiling point of the solvent is reached. Conversely, mixtures in which alcohol, for example ethanol is added, have a solubility of magnesium halide, which does not decrease with increasing temperature up to the boiling point of the solvent. For example, mixtures in which the ratio of ethanol to magnesium is approximately 0.5 exhibit a solubility of magnesium at 15 ° C. of approximately 0.75 mol / L. The solubility of magnesium chloride increases with increasing temperature to about 30 ° C, at which the concentration of magnesium in the solution is about 1.75 mol / L. When the temperature is raised above 30 ° C, the solubility remains almost constant until the boiling point is reached.

На фиг.1 также показано изменение растворимости смесей, в которых отношение спирта к магнию составляет примерно 1. При 25°С концентрация магния, присутствующего в растворе, составляет примерно 0,5 моль/л. Однако концентрация увеличивается до примерно 2 моль/л к тому времени, когда температура достигает примерно 55°С, и остается практически постоянной вплоть до температуры кипения растворителя. Образцы, в которых содержится два моля спирта на моль магния, также демонстрируют, что растворимость магния увеличивается с повышением температуры вплоть до температуры кипения, при которой величина составляет примерно 1,75 моль магния на литр.Figure 1 also shows the change in solubility of mixtures in which the ratio of alcohol to magnesium is about 1. At 25 ° C, the concentration of magnesium present in the solution is about 0.5 mol / L. However, the concentration rises to about 2 mol / L by the time the temperature reaches about 55 ° C and remains almost constant up to the boiling point of the solvent. Samples containing two moles of alcohol per mole of magnesium also demonstrate that the solubility of magnesium increases with increasing temperature up to the boiling point, at which the value is about 1.75 mol of magnesium per liter.

На фиг.2 показан профиль растворимости нескольких смесей, содержащих различные количества добавленного спирта. Каждая точка данных на фиг.2 была получена добавлением количества хлорида магния, необходимого для достижения требуемой концентрации, при которой весь хлорид магния растворен в ТГФ в качестве донора электронов. Затем добавляли порцию спирта, чтобы получить требуемое соотношение спирт: магний, и смесь затем нагревали до растворения композиции в ТГФ. Затем раствор медленно охлаждали, до тех пор, пока не начинал образовываться осадок. Температуру, при которой начинал образовываться осадок, записывали как величину на оси у на фиг.2. Таким образом, на фиг.2 показана температура, которая необходима для получения растворов хлорида магния различных концентраций в присутствии спирта. Например, ряд данных 210 показывает температуры, необходимые для достижения раствора, в котором концентрация хлорида магния составляет 0,75 М, где растворителем является ТГФ в присутствии различных концентраций этанола. В смесях, приготовленных при отношении спирта к магнию, составляющем 0,25, концентрация магния в растворе составляет примерно 0,75 М только при 5°С. Смеси, приготовленные при отношении спирта к хлориду магния, составляющем 0,5, достигают концентрации по магнию 0,75 М при примерно 15°С, в то время как смесь с отношением 1,0 достигает концентрации 0,75 М при примерно 33°С. Если смесь приготовлена так, что отношение спирта к хлориду магния составляет 1,5 или 2,0 мольн., растворы достигают концентрации магния, составляющей примерно 0,75, при примерно 47 и 53°С, соответственно. Таким образом, ряд данных 210 показывает, что смеси с более высокими отношениями спирт: магний имеют тенденцию к тому, что они менее растворимы в растворителе.Figure 2 shows the solubility profile of several mixtures containing various amounts of added alcohol. Each data point in FIG. 2 was obtained by adding the amount of magnesium chloride needed to achieve the desired concentration at which all magnesium chloride was dissolved in THF as an electron donor. A portion of alcohol was then added to obtain the desired alcohol: magnesium ratio, and the mixture was then heated until the composition was dissolved in THF. Then, the solution was slowly cooled until a precipitate began to form. The temperature at which a precipitate began to form was recorded as a value on the y axis in FIG. 2. Thus, figure 2 shows the temperature that is necessary to obtain solutions of magnesium chloride of various concentrations in the presence of alcohol. For example, data series 210 shows the temperatures necessary to reach a solution in which the concentration of magnesium chloride is 0.75 M, where the solvent is THF in the presence of various concentrations of ethanol. In mixtures prepared with an alcohol to magnesium ratio of 0.25, the concentration of magnesium in the solution is approximately 0.75 M only at 5 ° C. Mixtures prepared with an alcohol to magnesium chloride ratio of 0.5 reach a magnesium concentration of 0.75 M at about 15 ° C, while a mixture with a ratio of 1.0 reaches a concentration of 0.75 M at about 33 ° C . If the mixture is prepared so that the ratio of alcohol to magnesium chloride is 1.5 or 2.0 mol., The solutions reach a magnesium concentration of about 0.75 at about 47 and 53 ° C, respectively. Thus, data series 210 indicates that mixtures with higher alcohol: magnesium ratios tend to be less soluble in the solvent.

Таким образом, на фиг.2 показано, что при меньших отношениях спирта к хлориду магния получаются растворы с более высокой концентрацией растворенного магния. Снижение растворимости с повышением отношения ROH/MgCl2 подразумевает, что маленькие количества добавленного ROH предотвращают образование полимерного аддукта MgCl2(THF)2, а добавление более значительных количеств ROH, или дополнительных спиртов, смещает раствор к менее растворимым аддуктам, содержащим больше ROH. Использованное отношение ROH/Mg определяет максимальную растворимость, которую можно достичь при нужной температуре. Ряды данных 220-260 на фиг.2 показывают, что для данного отношения спирт: магний повышение температуры приводит к повышению количества растворимого магния. Например, растворы, имеющие мольное отношение спирт: магний, составляющее 0,5, имеют концентрацию магния в растворе, составляющую примерно 0,75 М, при примерно 15°С, в то время как при примерно 20°С достижима концентрация магния в растворе, составляющая 1,0 М. Линия 230 показывает, что при примерно 23°С тот же раствор может растворить примерно 1,25 моль/л хлорида магния. Фиг.2 также демонстрирует, что растворимость хлорида магния в таких растворах также увеличивается для температур выше 30°С. Например, растворы, имеющие мольное отношение спирта к магнию, составляющее 1, имеют при температуре примерно 35°С растворимость хлорида магния, составляющую примерно 0,75 М, в то время как при примерно 41°С растворимость увеличивается до примерно 1 М. Данные, представленные линиями 230-260, показывают, что растворимость продолжает увеличиваться до приближения к температуре кипения ТГФ. Растворы, имеющие более высокие отношения спирт:магний, демонстрируют сходное поведение.Thus, figure 2 shows that with lower ratios of alcohol to magnesium chloride, solutions with a higher concentration of dissolved magnesium are obtained. A decrease in solubility with an increase in the ROH / MgCl 2 ratio implies that small amounts of added ROH prevent the formation of the polymer adduct MgCl 2 (THF) 2 , and the addition of more significant quantities of ROH, or additional alcohols, shifts the solution to less soluble adducts containing more ROH. The ROH / Mg ratio used determines the maximum solubility that can be achieved at the desired temperature. The data series 220-260 in FIG. 2 show that for a given alcohol: magnesium ratio an increase in temperature leads to an increase in the amount of soluble magnesium. For example, solutions having a molar alcohol: magnesium molar ratio of 0.5 have a magnesium concentration in the solution of about 0.75 M at about 15 ° C, while at about 20 ° C a magnesium concentration in the solution is achievable, component of 1.0 M. Line 230 shows that at about 23 ° C the same solution can dissolve about 1.25 mol / L of magnesium chloride. Figure 2 also demonstrates that the solubility of magnesium chloride in such solutions also increases for temperatures above 30 ° C. For example, solutions having a molar ratio of alcohol to magnesium of 1 have a solubility of magnesium chloride of about 0.75 M at a temperature of about 35 ° C, while at about 41 ° C the solubility increases to about 1 M. Data, represented by lines 230-260 show that solubility continues to increase until it approaches the boiling point of THF. Solutions with a higher alcohol: magnesium ratio exhibit similar behavior.

Природу частиц в растворе выясняли с использованием разнообразных методов исследования. Изучение методом ЯМР показало, что доноры электронов, координированные с MgCl2 в растворе ТГФ, находятся в быстром равновесии, отдельные долгоживущие частицы не существуют. Газовая фаза над раствором на основе ТГФ, содержащим MgCl2 и два эквивалента этанола (EtOH) в расчете на Mg, содержит значительно меньше спирта, чем газовая фаза над таким же раствором EtOH/ТГФ, не содержащим MgCl2. Это позволяет предположить, что этанол захвачен молекулами MgCl2, находящимися в растворе. Очевидно, что спиртовая группа координирована с центром MgCl2 в фазе раствора. Максимальная растворимость при средних отношениях спирт: MgCl2 позволяет предположить, что в растворе находятся некоторые частицы, концентрация которых зависит от природы спирта, конкретного отношения спирт: Mg и от температуры раствора.The nature of the particles in the solution was determined using a variety of research methods. An NMR study showed that electron donors coordinated with MgCl 2 in a THF solution are in equilibrium, individual long-lived particles do not exist. The gas phase above a THF solution containing MgCl 2 and two equivalents of ethanol (EtOH) based on Mg contains significantly less alcohol than the gas phase above the same EtOH / THF solution not containing MgCl 2 . This suggests that ethanol is captured by MgCl 2 molecules in solution. Obviously, the alcohol group is coordinated with the center of MgCl 2 in the solution phase. The maximum solubility at the average alcohol: MgCl 2 ratios suggests that some particles are present in the solution, the concentration of which depends on the nature of the alcohol, the specific alcohol: Mg ratio and the temperature of the solution.

При формировании предшественника катализатора раствор галогенида магния контактирует с источником титана. Подходящие предшественники магния описаны в смежных заявках Burkhard E. Wagner, и др., под заголовком "Enhanced Solubility of Magnesium Halides and Catalysts and Polymerization Processes Employing Same", поданной 15 июля 2002, включенной в настоящее описание в качестве ссылки; "Spray-Dried Polymerization Catalyst and Polymerization Processes Employing Same", поданной 15 июля 2002, включенной в настоящее описание в качестве ссылки; и "Spray-Dried Polymerization Catalyst and Polymerization Processes Employing Same", поданной 15 июля 2002, включенной в настоящее описание в качестве ссылки.When forming the catalyst precursor, the magnesium halide solution is contacted with a titanium source. Suitable magnesium precursors are described in related applications of Burkhard E. Wagner, et al., Under the heading "Enhanced Solubility of Magnesium Halides and Catalysts and Polymerization Processes Employing Same", filed July 15, 2002, incorporated herein by reference; "Spray-Dried Polymerization Catalyst and Polymerization Processes Employing Same", filed July 15, 2002, incorporated herein by reference; and "Spray-Dried Polymerization Catalyst and Polymerization Processes Employing Same", filed July 15, 2002, incorporated herein by reference.

Соединения переходного металла, которые растворимы в растворителе, можно использовать в качестве источника переходного металла для катализатора. Количество соединения переходного металла или смеси соединений переходного металла, используемых при приготовлении предшественников катализаторов, может меняться в широких пределах, в зависимости от типа требуемого катализатора. В некоторых предпочтительных вариантах молярное отношение магния к соединению переходного металла может быть высоким, до примерно 56, предпочтительно от примерно 20 до примерно 30. В других предпочтительных вариантах молярное отношение магния к соединению переходного металла низкое, примерно 0,5. В целом, предпочтительными являются молярные отношения магния к соединению переходного металла, составляющие от примерно 3 до примерно 6, причем переходным металлом является титан.Transition metal compounds that are soluble in the solvent can be used as a transition metal source for the catalyst. The amount of transition metal compound or mixture of transition metal compounds used in the preparation of the catalyst precursors can vary widely, depending on the type of catalyst required. In some preferred embodiments, the molar ratio of magnesium to transition metal compound may be high, up to about 56, preferably from about 20 to about 30. In other preferred embodiments, the molar ratio of magnesium to transition metal compound is low, about 0.5. In general, molar ratios of magnesium to transition metal compound of about 3 to about 6 are preferred, with the transition metal being titanium.

Однако в некоторых предпочтительных вариантах источник титана может не быть сильно растворимым, а в других случаях может быть нерастворимым в растворителе. В еще некоторых предпочтительных вариантах титан можно поставлять в виде соединения, имеющего общую формулу Ti(OR)aXb, где R представляет собой C1-C14 алифатический или ароматический углеводородный радикал, или COR', где R' представляет собой С1-C14 алифатический или ароматический углеводородный радикал, Х выбирают из группы, включающей Cl, Br, I, или их смеси, а составляет 0 или 1, b составляет от 2 до 4 включительно, a+b=3 или 4. Примеры некоторых подходящих соединений титана включают, но не ограничиваются ими, TiCl3, TiCl4, Ti(ОС6Н5)Cl3, Ti(ОСОСН3)Cl3 и Ti(ОСОС6Н5)Cl3. В некоторых предпочтительных вариантах можно использовать одно соединение титана, в то время как в других источник титана может представлять собой одно или более различных содержащих титан соединений. Независимо от источника титана, его можно добавлять к смеси раствора предшественника магния в таком количестве, чтобы достичь молярного отношения магния к титану, составляющего от примерно 0,5 до примерно 1,0, от примерно 1,0 до примерно 5,0, от примерно 5,0 до примерно 10,0, или от примерно 10,0 до примерно 56.However, in some preferred embodiments, the titanium source may not be highly soluble, and in other cases, may be insoluble in the solvent. In still some preferred embodiments, titanium can be supplied as a compound having the general formula Ti (OR) a X b , where R is a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, or COR ', where R' is C 1 - C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, X is selected from the group consisting of Cl, Br, I, or mixtures thereof, and is 0 or 1, b is from 2 to 4 inclusive, a + b = 3 or 4. Examples of some suitable compounds titanium include, but are not limited to, TiCl 3 , TiCl 4 , Ti (OS 6 H 5 ) Cl 3 , Ti (OCOCH 3 ) Cl 3 and Ti (OCO 6 N 5 ) Cl 3 . In some preferred embodiments, one titanium compound may be used, while in others, the titanium source may be one or more different titanium containing compounds. Regardless of the source of titanium, it can be added to the magnesium precursor solution mixture in such an amount as to achieve a molar ratio of magnesium to titanium of from about 0.5 to about 1.0, from about 1.0 to about 5.0, from about 5.0 to about 10.0, or from about 10.0 to about 56.

Источник титана можно добавлять к реакционной смеси в любое удобное время. В некоторых предпочтительных вариантах титан добавляют после того, как галогенид магния и электронно-донорное соединение были добавлены к растворителю. В некоторых предпочтительных вариантах композиция предшественника катализатора имеет формулу в соответствии со следующим общим уравнением:A source of titanium can be added to the reaction mixture at any convenient time. In some preferred embodiments, titanium is added after the magnesium halide and electron-donor compound have been added to the solvent. In some preferred embodiments, the catalyst precursor composition has the formula in accordance with the following general equation:

[Mg(ROH)r]mTi(OR)nXp[S]q,[Mg (ROH) r ] m Ti (OR) n X p [S] q ,

где ROH представляет собой линейный или разветвленный спирт, содержащий от одного до примерно 25 атомов углерода, R представляет собой R' или COR', где каждый R' по отдельности представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода, или ароматический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода; Х представляет собой по отдельности Cl, Br или I. B формуле S представляет собой растворитель, выбранный из группы, включающей алкильные сложные эфиры алифатических и ароматических карбоновых кислот, алифатические простые эфиры, циклические простые эфиры и алифатические кетоны, m составляет от 0,5 до 56, n составляет 0, 1 или 2, p составляет от 4 до 116, q составляет от 2 до 85, r составляет от 0,1 до 1,9. В некоторых предпочтительных вариантах r в формуле составляет 0,25, 0,3, 0,4, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 или 1,75.where ROH is a linear or branched alcohol containing from one to about 25 carbon atoms, R is R 'or COR', where each R 'is individually an aliphatic hydrocarbon radical containing from one to about 14 carbon atoms, or aromatic a hydrocarbon radical containing from one to about 14 carbon atoms; X is individually Cl, Br or I. B, the formula S is a solvent selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones, m is from 0.5 to 56, n is 0, 1 or 2, p is from 4 to 116, q is from 2 to 85, r is from 0.1 to 1.9. In some preferred embodiments, r in the formula is 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, or 1.75.

Обычно раствор, содержащий смесь продукта реакции композиции на основе галогенида магния и источника титана, контактирует с инертным наполнителем. Подходящие наполнители представляют собой твердые, сыпучие соединения или композиции, которые инертны по отношению к другим компонентам каталитической композиции, и к другим активным компонентам реакционной системы. Любая твердая сыпучая композиция, которая инертна по отношению к другим компонентам каталитической системы и не вызывает вредного воздействия на полимеризацию, может быть использована в качестве наполнителя в предпочтительных вариантах настоящего изобретения. Такие соединения могут быть органическими или неорганическими и включают, но не ограничиваются ими, диоксиды кремния, диоксид титана, оксид цинка, карбонат магния, оксид магния, углерод и карбонат кальция. В некоторых предпочтительных вариантах наполнитель представляет собой испаренный гидрофобный диоксид кремния, который придает относительно высокую вязкость суспензии и хорошую твердость частицам, полученным распылительной сушкой. В других предпочтительных вариантах можно использовать два или более наполнителя. В некоторых предпочтительных вариантах наполнитель имеет размер частиц, составляющий от примерно 0,05 мкм до примерно 1 мкм. В других предпочтительных вариантах средний размер частиц составляет примерно 0,1 мкм, примерно 0,2 мкм, примерно 0,3 мкм, или примерно 0,4 мкм. Одним из полезных наполнителей является Cabosil®, который поставляет фирма Cabot Corporation. По сообщению производителя, один из Cabosil® представляет собой аморфный диоксид кремния, имеющий максимальное содержание остатка размером 325 меш, составляющее 0,02%, и насыпную плотность примерно 3,0 фунт./куб.фут. Можно также использовать кристаллические наполнители. В некоторых предпочтительных вариантах наполнитель может иметь удельную поверхность, составляющую от примерно 100 до примерно 300 м2/г, например, примерно 200 м2/г, примерно 225 м2/г, или примерно 250 м2/г, измеренную методом БЭТ, как описано в статье S.Brunauer, Р.Emmet, E.Teller в Journal of the American Chemical Society, 60, с.с.209-319 (1939). В других предпочтительных вариантах наполнитель может иметь удельную поверхность, не входящую в указанный интервал.Typically, a solution containing a mixture of the reaction product of a magnesium halide composition and a titanium source is contacted with an inert filler. Suitable fillers are solid, free-flowing compounds or compositions that are inert to other components of the catalyst composition and to other active components of the reaction system. Any solid granular composition that is inert to other components of the catalyst system and does not cause harmful effects on polymerization can be used as a filler in preferred embodiments of the present invention. Such compounds may be organic or inorganic and include, but are not limited to, silicon dioxide, titanium dioxide, zinc oxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, carbon and calcium carbonate. In some preferred embodiments, the filler is vaporized hydrophobic silica, which imparts a relatively high viscosity of the suspension and good hardness to the particles obtained by spray drying. In other preferred embodiments, two or more excipients may be used. In some preferred embodiments, the filler has a particle size of from about 0.05 μm to about 1 μm. In other preferred embodiments, the average particle size is about 0.1 microns, about 0.2 microns, about 0.3 microns, or about 0.4 microns. One useful filler is Cabosil ® , which is supplied by Cabot Corporation. According to the manufacturer, one of Cabosil ® is an amorphous silica having a maximum residue content of 325 mesh of 0.02% and a bulk density of about 3.0 lb / cubic foot. Crystalline fillers may also be used. In some preferred embodiments, the filler may have a specific surface area of from about 100 to about 300 m 2 / g, for example, about 200 m 2 / g, about 225 m 2 / g, or about 250 m 2 / g, as measured by the BET method, as described in article S. Brunauer, P. Emmet, E. Teller in Journal of the American Chemical Society, 60, pp. 209-319 (1939). In other preferred embodiments, the filler may have a specific surface area that is not within the specified range.

Наполнитель должен быть сухим, то есть не содержать абсорбированной воды. Сушку наполнителя проводят путем нагревания его при температуре ниже температуры агломерации или плавления материала носителя. Обычно используют температуры по крайней мере 100°С. Можно использовать более низкие температуры, если приемлемым является увеличение времени сушки, или если носитель имеет низкую температуру плавления или агломерации. Неорганические материалы носителя обычно сушат при температуре примерно 200-800°С. К тому же, материал наполнителя можно необязательно обрабатывать одной или более кислотой Льюиса в количестве 1-8 мас.%, например, но не ограничивающий объем настоящего изобретения пример, соединениями алкилалюминия или реактивами Гриньяра, с целью ускорения удаления абсорбированной воды. Такая модификация наполнителя соединениями аклилалюминия также обеспечивает каталитическую композицию, обладающую повышенной активностью, и улучшает морфологию частиц полимера конечных полимеров этилена.The filler must be dry, i.e. not contain absorbed water. Drying of the filler is carried out by heating it at a temperature below the temperature of agglomeration or melting of the carrier material. Typically use temperatures of at least 100 ° C. Lower temperatures may be used if an increase in drying time is acceptable, or if the carrier has a low melting or agglomeration temperature. Inorganic carrier materials are usually dried at a temperature of about 200-800 ° C. In addition, the filler material may optionally be treated with one or more Lewis acid in an amount of 1-8 wt.%, For example, but not limiting the scope of the present invention, an example, alkyl aluminum compounds or Grignard reagents, in order to accelerate the removal of absorbed water. This modification of the filler with acylaluminium compounds also provides a catalytic composition with increased activity and improves the morphology of the polymer particles of the final ethylene polymers.

После приготовления осушенного наполнителя его соединяют с композицией предшественника катализатора или суспензией композиции предшественника катализатора, с получением суспензии, пригодной для распылительной сушки. Подходящие суспензии включают, но не ограничиваются ими, такие суспензии, которые включают наполнитель, который содержит от примерно 1 до примерно 95 мас.% каталитической композиции. В некоторых предпочтительных вариантах наполнитель включает примерно 30, примерно 40, примерно 50, или примерно 60 мас.% каталитической композиции. В процессе распылительной сушки такие суспензии дают отдельные частицы катализатора, в которых наполнитель присутствует в количестве от 10 до примерно 95 мас.% от массы частицы катализатора. В некоторых предпочтительных вариантах наполнитель составляет примерно 10-20 мас.% от массы частицы катализатора, полученного распылительной сушкой. В других предпочтительных вариантах наполнитель может составлять примерно 30, примерно 40, примерно 50, или примерно 60 мас.% от массы частицы катализатора, полученного распылительной сушкой.After preparing the dried filler, it is combined with a catalyst precursor composition or a suspension of a catalyst precursor composition to form a suspension suitable for spray drying. Suitable suspensions include, but are not limited to, those suspensions that include a filler that contains from about 1 to about 95 wt.% The catalyst composition. In some preferred embodiments, the filler comprises about 30, about 40, about 50, or about 60 wt.% Of the catalyst composition. In the spray drying process, such suspensions produce individual catalyst particles in which the filler is present in an amount of from 10 to about 95 wt.% By weight of the catalyst particle. In some preferred embodiments, the filler is about 10-20 wt.% From the mass of the particles of the catalyst obtained by spray drying. In other preferred embodiments, the filler may comprise about 30, about 40, about 50, or about 60 wt.% By weight of the spray dried catalyst particle.

Распылительную сушку можно осуществлять с использованием любой подходящей методики. Однако катализаторы, описанные в настоящем описании, не ограничиваются теми, которые получают распылительной сушкой. Типичные методики распылительной сушки описаны в патентах US 4293673 и 4728705, оба из которых включены в настоящее описание в качестве ссылки. В предпочтительных вариантах изобретения распылительную сушку обычно осуществляют путем смешивания раствора или суспензии комплекса магния и соединения титана с подходящим наполнителем. После смешивания раствора или суспензии с наполнителем, полученную смесь можно нагревать и далее распылять с использованием подходящего устройства распыления, с образованием отдельных частиц приблизительно сферической формы. Распыление обычно вызывают пропусканием суспензии через распылитель совместно с инертным осушающим газом. Чтобы вызвать распыление, можно использовать распылительную форсунку, или центробежный диск высокой скорости. Объемная скорость потока осушающего газа значительно выше, чем объемная скорость суспензии, с целью вызвать распыление суспензии и удаление избытка электронно-донорного соединения и другого растворителя. Осушающий газ должен быть не реакционно-способным при условиях распыления. Подходящие газы включают азот и аргон. Однако можно использовать другой газ, при условии, что он не реакционноспособен и осуществляет требуемую осушку катализатора. В целом осушающий газ нагревают до температуры ниже температуры кипения донора электронов, или растворителя. В некоторых предпочтительных вариантах осушающий газ нагревают до температуры выше температуры кипения электронно-донорного соединения или растворителя. В некоторых предпочтительных вариантах осушающий газ нагревают до примерно 200°С, чтобы ускорить удаление избытка донора электронов. Если объемную скорость потока осушающего газа поддерживать на очень высоком уровне, можно использовать температуры ниже температуры кипения электронно-донорного соединения. В некоторых предпочтительных вариантах давление распылительной форсунки составляет примерно 1, примерно 2, примерно 5, примерно 10, примерно 25, или примерно 50 фунт./кв. дюйм (отн.). В других предпочтительных вариантах давление распыления составляет примерно 100, 150 или примерно 200 фунт./кв. дюйм (отн.). При центробежном распылении диаметр распределительного колеса обычно составляет от примерно 90 до примерно 180 мм. Скорость колеса подбирают так, чтобы регулировать размер частиц. Обычные скорости распределительного колеса составляют от примерно 8000 до примерно 24000 об/мин, хотя для получения частиц требуемых размеров можно использовать более высокие или более низкие скорости.Spray drying can be carried out using any suitable technique. However, the catalysts described herein are not limited to those obtained by spray drying. Typical spray drying techniques are described in US Pat. Nos. 4,293,673 and 4,728,705, both of which are incorporated herein by reference. In preferred embodiments of the invention, spray drying is usually carried out by mixing a solution or suspension of a magnesium complex and a titanium compound with a suitable filler. After mixing the solution or suspension with the filler, the resulting mixture can be heated and further sprayed using a suitable spray device, with the formation of individual particles of approximately spherical shape. Spraying is usually caused by passing the suspension through a nebulizer together with an inert drying gas. To cause spraying, you can use a spray nozzle, or a high speed centrifugal disc. The volumetric flow rate of the drying gas is much higher than the volumetric velocity of the suspension, in order to cause the spraying of the suspension and remove excess electron-donor compounds and other solvents. The drying gas must be non-reactive under spray conditions. Suitable gases include nitrogen and argon. However, you can use another gas, provided that it is not reactive and carries out the required drying of the catalyst. In general, the drying gas is heated to a temperature below the boiling point of the electron donor, or solvent. In some preferred embodiments, the drying gas is heated to a temperature above the boiling point of the electron-donor compound or solvent. In some preferred embodiments, the drying gas is heated to about 200 ° C to accelerate the removal of excess electron donor. If the volumetric flow rate of the drying gas is kept at a very high level, temperatures below the boiling point of the electron-donor compound can be used. In some preferred embodiments, the pressure of the spray nozzle is about 1, about 2, about 5, about 10, about 25, or about 50 psi. inch (rel.). In other preferred embodiments, the spray pressure is about 100, 150, or about 200 psi. inch (rel.). In centrifugal spraying, the diameter of the cam wheel is typically from about 90 to about 180 mm. Wheel speed is selected so as to adjust the particle size. Typical camshaft speeds are from about 8000 to about 24000 rpm, although higher or lower speeds can be used to obtain the desired particle sizes.

Конечно, квалифицированный в данной области техники человек оценит, что концентрация магния в каплях, образующихся в процессе распылительной сушки, будет напрямую связана с количеством магния в образующейся в результате распылительной сушки частице.Of course, a person skilled in the art will appreciate that the concentration of magnesium in the droplets formed during the spray drying process will be directly related to the amount of magnesium in the particle formed as a result of spray drying.

В некоторых предпочтительных вариантах предшественник катализатора получают в результате процесса распылительной сушки в виде тонкого, свободно текучего порошка. В некоторых предпочтительных вариантах предшественник катализатора может иметь характеристики смеси кристаллических фаз, аморфных фаз, или иметь характеристики смеси, содержащей кристаллические и аморфные компоненты. Средний размер частиц композиции предшественника катализатора обычно определяется количеством наполнителя, и других отверждающих компонентов, что показывает, что по крайней мере в некоторых предпочтительных вариантах растворимость галогенида магния не превышается. Таким образом, более высокая растворимость магнийсодержащих компонентов, описанная в настоящем описании, позволяет получать катализаторы и предшественники катализаторов, содержащие более значительные количества магния. В свою очередь, более высокие количества магния дают более крупные частицы с более высокими отношениями магния к титану. В определенных предпочтительных вариантах отношение магния к титану составляет от примерно 1,5:1 до примерно 15:1. В некоторых предпочтительных вариантах отношение составляет примерно 2:1, примерно 3:1, примерно 4:1, примерно 5:1, примерно 6:1, или примерно 10:1. Другие предпочтительные варианты могут иметь отношения магния к титану, выходящие за эти пределы.In some preferred embodiments, the catalyst precursor is obtained as a result of a spray drying process in the form of a fine, free-flowing powder. In some preferred embodiments, the catalyst precursor may have the characteristics of a mixture of crystalline phases, amorphous phases, or have the characteristics of a mixture containing crystalline and amorphous components. The average particle size of the catalyst precursor composition is typically determined by the amount of filler and other curing components, which indicates that, in at least some preferred embodiments, the solubility of magnesium halide is not exceeded. Thus, the higher solubility of magnesium-containing components described in the present description, allows to obtain catalysts and catalyst precursors containing larger amounts of magnesium. In turn, higher amounts of magnesium produce larger particles with higher ratios of magnesium to titanium. In certain preferred embodiments, the ratio of magnesium to titanium is from about 1.5: 1 to about 15: 1. In some preferred embodiments, the ratio is about 2: 1, about 3: 1, about 4: 1, about 5: 1, about 6: 1, or about 10: 1. Other preferred options may have a magnesium to titanium ratio that goes beyond these limits.

В некоторых предпочтительных вариантах частицы катализатора распылительной сушки имеют средний размер частиц от примерно 10 до примерно 200 мкм. В некоторых предпочтительных вариантах средний размер частиц составляет примерно 20 мкм, или примерно 30 мкм. В других предпочтительных вариантах средний диаметр частиц, полученных распылительной сушкой, составляет примерно 40 мкм, 50 мкм, 60 мкм, 75 мкм, или 90 мкм. Средний размер частиц предшественника катализатора можно определить с использованием имеющихся в продаже устройств лазерной дифракции, таких, как анализатор размера частиц Malvern 2600®.In some preferred embodiments, the spray dried catalyst particles have an average particle size of from about 10 to about 200 microns. In some preferred embodiments, the average particle size is about 20 microns, or about 30 microns. In other preferred embodiments, the average particle diameter of the particles obtained by spray drying is about 40 microns, 50 microns, 60 microns, 75 microns, or 90 microns. The average particle size of the catalyst precursor can be determined using commercially available laser diffraction devices, such as the Malvern 2600 ® particle size analyzer.

Частицы, полученные распылительной сушкой, также характеризуются их распределением частиц. В настоящем описании выражения "D10", "D50" и "D90" показывают соответствующие процентили логарифма нормального распределения частиц по размерам, определенного с использованием анализатора размера частиц Malvern 2600®, при использовании в качестве растворителя гексана. Так, частицы, для которых D50 составляет 12, имеют средний размер частиц 12 мкм. D90, составляющее 18, показывает, что 90% частиц имеют размер частиц менее 18 мкм, а D10, равное 8, показывает, что 10% частиц имеет размер частиц менее 8 мкм. В некоторых предпочтительных вариантах частицы распылительной сушки имеют D10, составляющее от примерно 3 до примерно 20. В других предпочтительных вариантах D10 может находиться вне данного интервала. В некоторых предпочтительных вариантах D10 составляет примерно 4,0, примерно 5,0, или примерно 6,0. В других предпочтительных вариантах D10 может составлять примерно 6,5, примерно 7,0, примерно 7,5, примерно 8,0, или примерно 8,5. В еще некоторых вариантах величина D10 составляет примерно 9,0, примерно 10,0, примерно 11,0, примерно 12,0, или примерно 13. Другие частицы распылительной сушки могут иметь величину D10, составляющую примерно 15.Particles obtained by spray drying are also characterized by their particle distribution. In the present description, the expressions "D 10 ", "D 50 " and "D 90 " show the corresponding percentiles of the logarithm of the normal particle size distribution determined using a Malvern 2600 ® particle size analyzer using hexane as a solvent. So, particles for which D 50 is 12 have an average particle size of 12 microns. D 90 of 18 indicates that 90% of the particles have a particle size of less than 18 microns, and D 10 of 8 indicates that 10% of the particles have a particle size of less than 8 microns. In some preferred embodiments, the spray dried particles have a D 10 of from about 3 to about 20. In other preferred embodiments, the D 10 may be outside this range. In some preferred embodiments, D 10 is about 4.0, about 5.0, or about 6.0. In other preferred embodiments, D 10 may be about 6.5, about 7.0, about 7.5, about 8.0, or about 8.5. In still some embodiments, the D 10 value is about 9.0, about 10.0, about 11.0, about 12.0, or about 13. Other spray drying particles may have a D 10 value of about 15.

Обычно частицы распылительной сушки имеют величину D50, составляющую от примерно 10 до примерно 60, хотя в некоторых предпочтительных вариантах величина D50 может находиться вне указанного интервала. В некоторых предпочтительных вариантах D50 составляет примерно 15,0, примерно 17,0, примерно 20,0, или примерно 22,0. В других предпочтительных вариантах величина D50 составляет примерно 23, примерно 24,0, примерно 25,0, или примерно 26,0. В еще некоторых предпочтительных вариантах величина D50 составляет примерно 28,0, примерно 30,0, примерно 40,0, или примерно 50,0.Typically, spray dried particles have a D 50 value of from about 10 to about 60, although in some preferred embodiments, the D 50 value may be outside the specified range. In some preferred embodiments, the D 50 is about 15.0, about 17.0, about 20.0, or about 22.0. In other preferred embodiments, the D 50 value is about 23, about 24.0, about 25.0, or about 26.0. In still some preferred embodiments, the D 50 value is about 28.0, about 30.0, about 40.0, or about 50.0.

Частицы имеют величину D90, которая обычно составляет от примерно 20 до примерно 70. В некоторых предпочтительных вариантах D90 составляет примерно 35, примерно 40, или примерно 45. В других предпочтительных вариантах D90 составляет примерно 46,0, примерно 47,0, примерно 48,0, или примерно 49,0. В еще некоторых предпочтительных вариантах наполнитель имеет величину D90, составляющую примерно 50, примерно 52, примерно 54, примерно 56, примерно 58, или примерно 60.The particles have a D 90 value, which is usually from about 20 to about 70. In some preferred embodiments, D 90 is about 35, about 40, or about 45. In other preferred embodiments, D 90 is about 46.0, about 47.0, about 48.0, or about 49.0. In still some preferred embodiments, the filler has a D 90 value of about 50, about 52, about 54, about 56, about 58, or about 60.

Ширину или узость распределения частиц по размерам можно описать с использованием размаха распределения. Размах распределения определяют как (D90-D10)/(D50). Пригодные для использования частицы распылительной сушки обычно также имеют размах распределения, составляющий от примерно 1,0 до примерно 3,0. В некоторых предпочтительных вариантах размах распределения составляет примерно 1,2, примерно 1,3, примерно 1,4, или примерно 1,5. В других предпочтительных вариантах размах распределения частиц наполнителя составляет примерно 1,6, или примерно 1,8, примерно 2,0, примерно 2,2, или примерно 2,5. В некоторых предпочтительных вариантах частицы катализатора распылительной сушки имеют размах распределения, составляющий менее чем примерно 2,0, менее чем примерно 1,8, или менее чем примерно 1,6. В других предпочтительных вариантах частицы имеют размах распределения, который менее примерно 1,5, примерно 1,3, или примерно 1,1. Требуемый размах распределения меняется в зависимости от применения.The width or narrowness of the particle size distribution can be described using the size of the distribution. The distribution span is defined as (D 90 -D 10 ) / (D 50 ). Suitable spray drying particles typically also have a distribution span of about 1.0 to about 3.0. In some preferred embodiments, the distribution range is about 1.2, about 1.3, about 1.4, or about 1.5. In other preferred embodiments, the range of distribution of the filler particles is about 1.6, or about 1.8, about 2.0, about 2.2, or about 2.5. In some preferred embodiments, the spray dried catalyst particles have a distribution span of less than about 2.0, less than about 1.8, or less than about 1.6. In other preferred embodiments, the particles have a distribution span that is less than about 1.5, about 1.3, or about 1.1. The required range of distribution varies with the application.

В некоторых предпочтительных вариантах композицию предшественника катализатора распылительной сушки модифицируют с помощью кислоты Льюиса. Обработку можно провести путем растворения соединения (соединений) кислоты Льюиса в инертном жидком растворителе, и обработки композиции предшественника катализатора распылительной сушки получившимся раствором с используемого любого удобного способа обработки, например, путем простого погружения нанесенной композиции предшественника катализатора в раствор кислоты Льюиса. Растворитель для кислоты Льюиса должен быть неполярным и способным растворять соединение (соединения) кислоты Льюиса, но не композицию предшественника катализатора. Среди растворителей, которые можно использовать для растворения соединения (соединений) кислоты Льюиса, можно назвать углеводородные растворители, включая замещенные углеводородные растворители, например, изо-пентан, гексан, гептан, толуол, ксилол, нафту и алифатические минеральные масла, такие как, но не ограничивающиеся ими, Kaydol™, Hydrobrite™ 1000, Hydrobrite™ 550, и подобные им. Предпочтительно использовать такие растворители совместно с соединением (соединениями) кислоты Льюиса в таких количествах, что полученный раствор содержит от примерно 1 до примерно 25 процентов по массе соединения (соединений) кислоты Льюиса. При желании композицию предшественника катализатора можно добавлять к инертному жидкому растворителю с образованием суспензии перед тем, как соединение (соединения) кислоты Льюиса растворяют в растворителе. В качестве альтернативы соединение (соединения) кислоты Льюиса можно растворить в инертном жидком растворителе перед тем, как его добавляют к суспензии. Эта методика особенно подходит в том случае, когда используют газообразное соединение, например, BCl3. В качестве альтернативы, при желании, кислоту Льюиса можно напрямую добавлять к сухой композиции предшественника катализатора.In some preferred embodiments, the spray drying catalyst precursor composition is modified with a Lewis acid. The treatment can be carried out by dissolving the Lewis acid compound (s) in an inert liquid solvent, and treating the spray drying catalyst precursor composition with the resulting solution from any convenient processing method used, for example, by simply dipping the supported catalyst precursor composition in a Lewis acid solution. The solvent for the Lewis acid must be non-polar and capable of dissolving the compound (s) of the Lewis acid, but not the catalyst precursor composition. Among the solvents that can be used to dissolve the Lewis acid compound (s) are hydrocarbon solvents, including substituted hydrocarbon solvents, for example, isopentane, hexane, heptane, toluene, xylene, naphtha and aliphatic mineral oils, such as but not limited to Kaydol ™, Hydrobrite ™ 1000, Hydrobrite ™ 550, and the like. It is preferable to use such solvents together with the Lewis acid compound (s) in such quantities that the resulting solution contains from about 1 to about 25 percent by weight of the Lewis acid compound (s). If desired, the catalyst precursor composition may be added to an inert liquid solvent to form a suspension before the Lewis acid compound (s) are dissolved in the solvent. Alternatively, the Lewis acid compound (s) can be dissolved in an inert liquid solvent before being added to the suspension. This technique is particularly suitable when a gaseous compound, for example, BCl 3, is used . Alternatively, if desired, the Lewis acid can be directly added to the dry catalyst precursor composition.

Подходящими кислотами Льюиса являются реагенты, которые способны по крайней мере частично удалять донор электронов без разрушения неорганических компонентов композиции предшественника катализатора. В целом, подходящие соединения кислоты Льюиса имеют структуры RgAlX3-g и RgВХ3-g, где R представляет собой R' или OR', или NR'2, где R' представляет собой замещенную или незамещенную алифатическую гидрокарбильную группу, содержащую от 1 до 14 атомов углерода, или замещенный или незамещенный ароматический гидрокарбильный радикал, содержащий от 6 до 14 атомов углерода; Х выбирают из группы, включающей Cl, Br, I и их смеси; g в каждом случае составляет 0-3.Suitable Lewis acids are reagents that are capable of at least partially removing an electron donor without destroying the inorganic components of the catalyst precursor composition. In general, suitable Lewis acid compounds have the structures R g AlX 3-g and R g BX 3-g , where R is R 'or OR', or NR ' 2 , where R' is a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbyl group, containing from 1 to 14 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbyl radical containing from 6 to 14 carbon atoms; X is selected from the group consisting of Cl, Br, I and mixtures thereof; g in each case is 0-3.

Типичные соединения кислоты Льюиса включают три-н-гексилалюминий, триэтилалюминий, хлорид диэтилалюминия, триметилалюминий, хлорид диметилалюминия, дихлорид метилалюминия, триизобутилалюминий, три-н-бутилалюминий, хлорид диизобутилалюминия, дихлорид изобутилалюминия, (С2Н5)AlCl2, (C2H5O)AlCl2, (C6H5)AlCl2, (C6H5O)AlCl2, (C6H13O)AlCl2, и соответствующие соединения брома и иода.Typical compounds of Lewis acids include tri-n-hexyl aluminum, triethyl aluminum, diethyl aluminum chloride, trimethylaluminum, dimethylaluminum chloride dichloride, methylaluminum, triisobutyl aluminum, tri-n-butylaluminum, diisobutylaluminum chloride, isobutylaluminium dichloride, (C 2 H 5) AlCl 2, (C 2 H 5 O) AlCl 2 , (C 6 H 5 ) AlCl 2 , (C 6 H 5 O) AlCl 2 , (C 6 H 13 O) AlCl 2 , and the corresponding bromine and iodine compounds.

Подходящие соединения - галогениды бора включают BCl3, BBr3, В(С2Н5)Cl2, B(OC2H5)Cl2, В(ОС2Н5)2Cl, B(C6H5)Cl2, B(OC6H5)Cl2, B(C6H13)Cl2, В(ОС6Н13)Cl2 и B(OC6H5)2Cl. Можно также использовать содержащие бром и иод конгенеры перечисленных выше соединений. Кислоты Льюиса можно использовать по отдельности или в комбинации.Suitable boron halide compounds include BCl 3 , BBr 3 , B (C 2 H 5 ) Cl 2 , B (OC 2 H 5 ) Cl 2 , B (OS 2 H 5 ) 2 Cl, B (C 6 H 5 ) Cl 2 , B (OC 6 H 5 ) Cl 2 , B (C 6 H 13 ) Cl 2 , B (OC 6 H 13 ) Cl 2, and B (OC 6 H 5 ) 2 Cl. You can also use containing bromine and iodine congeners of the above compounds. Lewis acids can be used individually or in combination.

Дополнительные подробности относительно кислот Льюиса, которые подходят для данной цели, можно найти в патентах US 4354009 и 4379758.Further details regarding Lewis acids that are suitable for this purpose can be found in US Pat. Nos. 4,354,009 and 4,379,758.

Предшественник катализатора обрабатывают активирующим со-катализатором. Предшественник катализатора можно обрабатывать со-катализатором в любой момент после проведения распылительной сушки. В некоторых предпочтительных вариантах предшественник катализатора обрабатывают со-катализатором после необязательной обработки кислотой Льюиса или алкилирующим агентом. Обычно со-катализатор соответствует формуле AlX'd(R'')cHe, где X' представляет собой Cl или OR'''; R'' и R''' по отдельности представляют собой С114 насыщенные углеводородные радикалы; d составляет 0-1,5; е составляет 0 или 1; c+d+e=3. Типичные со-катализаторы включают Al(СН3)3, Al(С2Н5)3, Al(С2Н5)2Cl, Al(i-С4Н9)3, Al(C2H5)1,5Cl1,5, Al(i-C4H9)2H, Al(C6H13)3, Al(С8Н17)3, Al(С2Н5)2Н, Al(С2Н5)2(ОС2Н5), или их смеси.The catalyst precursor is treated with an activating co-catalyst. The catalyst precursor can be treated with a co-catalyst at any time after spray drying. In some preferred embodiments, the catalyst precursor is treated with a co-catalyst after optional treatment with a Lewis acid or alkylating agent. Typically, the co-catalyst corresponds to the formula AlX ’ d (R ″) c H e , where X ″ is Cl or OR ″ ″; R ″ and R ″ ″ individually are C 1 -C 14 saturated hydrocarbon radicals; d is 0-1.5; e is 0 or 1; c + d + e = 3. Typical co-catalysts include Al (CH 3 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 2 Cl, Al (i-C 4 H 9 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 1 , 5 Cl 1.5 , Al (iC 4 H 9 ) 2 H, Al (C 6 H 13 ) 3 , Al (C 8 H 17 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 2 N, Al (C 2 H 5 ) 2 (OS 2 H 5 ), or mixtures thereof.

В некоторых предпочтительных вариантах предшественник катализатора является частично активированным вне реактора полимеризации, совместно с со-катализатором в углеводородной суспензии. Такая частичная активация не является обязательной. После контактирования композиции предшественника катализатора с со-катализатором углеводородный растворитель удаляют путем сушки, и каталитическую композицию можно подавать в реактор полимеризации, где активация завершается с использованием дополнительных количеств любого подходящего со-катализатора. На первой стадии нанесенный предшественник катализатора реагирует с со-катализатором, так, чтобы обеспечить молярное отношение Al:Ti, составляющее примерно 0,1, 0,5, 1, 2, 5, или 6. В некоторых предпочтительных вариантах активацию проводят в углеводородном растворителе, за ней следует сушка образовавшейся смеси, с целью удаления растворителя, при температуре, составляющей по крайней мере 20, 30, 40 или 50°С. В некоторых предпочтительных вариантах температура составляет менее 50, 60, 70 или 80°С. Другая альтернативная методика частичной активации описана в патенте US 6187866, в котором процедура частичной активации протекает в непрерывном режиме.In some preferred embodiments, the catalyst precursor is partially activated outside the polymerization reactor, together with a co-catalyst in a hydrocarbon slurry. Such partial activation is optional. After contacting the catalyst precursor composition with the co-catalyst, the hydrocarbon solvent is removed by drying, and the catalyst composition can be fed to the polymerization reactor, where activation is completed using additional quantities of any suitable co-catalyst. In a first step, the supported catalyst precursor reacts with a co-catalyst to provide an Al: Ti molar ratio of about 0.1, 0.5, 1, 2, 5, or 6. In some preferred embodiments, the activation is carried out in a hydrocarbon solvent , it is followed by drying the resulting mixture, in order to remove the solvent, at a temperature of at least 20, 30, 40 or 50 ° C. In some preferred embodiments, the temperature is less than 50, 60, 70, or 80 ° C. Another alternative partial activation technique is described in US Pat. No. 6,187,866, in which the partial activation procedure proceeds continuously.

В некоторых предпочтительных вариантах, особенно таких, в которых предшественник катализатора не полностью активирован, можно добавлять в реактор полимеризации дополнительный со-катализатор, чтобы дополнительно активировать предшественник катализатора. В некоторых предпочтительных вариантах частично активированный катализатор или композицию предшественника катализатора, а также дополнительный со-катализатор подают в реактор по отдельным питающим линиям. В других предпочтительных вариантах суспензию частично активированного катализатора и со-катализатора в минеральном масле подают в реактор по одной питающей линии. В качестве альтернативы суспензию композиции предшественника катализатора в минеральном масле можно обработать со-катализатором, и образовавшуюся суспензию можно подавать в реактор. Дополнительный со-катализатор можно распылять в реактор в виде его раствора в углеводородном растворителе, например, изо-пентане, гексане или минеральном масле. Этот раствор обычно содержит примерно 2-30 мас.% композиции со-катализатора. Со-катализатор можно также добавлять в реактор в твердом виде, когда он абсорбирован на носителе. В некоторых предпочтительных вариантах носитель содержит примерно 10-50 мас.% активатора для этой цели. Дополнительный со-катализатор добавляют в реактор в таких количествах, чтобы получить в реакторе общее молярное отношение Al/Ti, составляющее примерно 10, примерно 15, примерно 25, примерно 45, примерно 60, примерно 100, или примерно 200 к 1. В других предпочтительных вариантах отношение может составлять примерно 250, или примерно 400 к 1. Дополнительные количества соединения активатора, добавляемые в реактор, дополнительно активируют нанесенный катализатор. В других предпочтительных вариантах катализатор можно активировать так, как описано в Международной патентной заявке WO 01/05845, включенной в настоящее описание в качестве ссылки во всей своей полноте.In some preferred embodiments, especially those in which the catalyst precursor is not fully activated, an additional co-catalyst may be added to the polymerization reactor to further activate the catalyst precursor. In some preferred embodiments, the partially activated catalyst or catalyst precursor composition, as well as additional co-catalyst, are fed to the reactor through separate feed lines. In other preferred embodiments, a suspension of the partially activated catalyst and co-catalyst in mineral oil is fed to the reactor through a single feed line. Alternatively, a suspension of the catalyst precursor composition in mineral oil may be treated with a co-catalyst, and the resulting suspension may be fed to the reactor. Additional co-catalyst can be sprayed into the reactor in the form of its solution in a hydrocarbon solvent, for example, isopentane, hexane or mineral oil. This solution usually contains about 2-30 wt.% The composition of the co-catalyst. The co-catalyst can also be added in solid form to the reactor when it is absorbed on a support. In some preferred embodiments, the carrier contains about 10-50 wt.% Activator for this purpose. Additional co-catalyst is added to the reactor in such quantities as to obtain in the reactor a total Al / Ti molar ratio of about 10, about 15, about 25, about 45, about 60, about 100, or about 200 to 1. In other preferred embodiments, the ratio may be about 250, or about 400 to 1. Additional amounts of activator compound added to the reactor further activate the supported catalyst. In other preferred embodiments, the catalyst can be activated as described in International Patent Application WO 01/05845, incorporated herein by reference in its entirety.

Предпочтительные варианты катализаторов, описанные выше, можно использовать при полимеризации в растворе, суспензии, или в газовой фазе. Катализаторы, описанные выше, можно приготовить для использования в суспензионной полимеризации по любой подходящей методике. В некоторых предпочтительных вариантах такие катализаторы готовят так же, как катализаторы, используемые в газофазной полимеризации. Условия полимеризации в суспензии включают полимеризацию С220олефинов, диолефинов, циклоолефинов, или их смесей в алифатическом растворителе при температуре ниже такой, при которой полимер легко растворим в присутствии нанесенного катализатора. Процессы в фазе суспензии, подходящие для гомополимеризации этилена и сополимеризации этилена с С3-C8 альфа-олефинами, например, такими, как бутен-1, гексен-1, 4-метилпентен-1 и октен-1, можно также осуществлять с использованием предпочтительных вариантов катализаторов по настоящему изобретению. Можно получить таким образом полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП) и линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП).The preferred catalysts described above can be used in solution, suspension, or gas phase polymerizations. The catalysts described above can be prepared for use in suspension polymerization by any suitable technique. In some preferred embodiments, such catalysts are prepared in the same manner as catalysts used in gas phase polymerization. Suspension polymerization conditions include the polymerization of C 2 -C 20 olefins, diolefins, cycloolefins, or mixtures thereof in an aliphatic solvent at a temperature below that at which the polymer is readily soluble in the presence of a supported catalyst. Suspension phase processes suitable for homopolymerizing ethylene and copolymerizing ethylene with C 3 -C 8 alpha olefins, such as, for example, butene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1 and octene-1, can also be carried out using preferred embodiments of the catalysts of the present invention. You can get in this way high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MESP) and linear low density polyethylene (LLDPE).

В непрерывном газофазном процессе частично или полностью активированные композиции предшественника катализатора непрерывно подают в реактор, с отдельными порциями любого дополнительного соединения активатора, необходимого для завершения активации частично активированной композиции предшественника катализатора в процессе непрерывной полимеризации, с тем, чтобы заместить активные каталитические центры, которые израсходовались в процессе протекания реакции.In a continuous gas phase process, partially or fully activated catalyst precursor compositions are continuously fed into the reactor, with separate portions of any additional activator compound necessary to complete the activation of the partially activated catalyst precursor composition in the continuous polymerization process, in order to replace the active catalytic centers that have been consumed in the process of the reaction.

Реакции полимеризации обычно проводят путем контактирования потока этилена, в газофазном процессе, например, в процессе с кипящим слоем, описанном ниже, и практически в отсутствие каталитических ядов, таких как влага, кислород, СО, СО2 и ацетилен, с использованием каталитически эффективного количества полностью активированной композиции предшественника катализатора (катализатора) при температуре и давлении, достаточных, чтобы инициировать реакцию полимеризации. Предпочтительные варианты катализатора пригодны для полимеризации С26олефинов, включая гомополимеры и сополимеры этилена с альфа-олефинами, такими, как бутен-1, гексен-1, 4-метилпентен-1. В общем, реакцию можно проводить при любых условиях, подходящих для полимеризации типа Циглера-Натты, проводимой в условиях суспензионной или газофазной полимеризации. Такие способы используют в промышленности для получения полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) полиэтилена средней плотности (ПЭСП), и линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП).Polymerization reactions are usually carried out by contacting an ethylene stream, in a gas phase process, for example, in a fluidized bed process described below, and in the absence of catalytic poisons such as moisture, oxygen, CO, CO 2 and acetylene, using a catalytically effective amount of activated catalyst precursor composition (s) at a temperature and pressure sufficient to initiate a polymerization reaction. Preferred catalyst variants are suitable for the polymerization of C 2 -C 6 olefins, including homopolymers and copolymers of ethylene with alpha olefins, such as butene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1. In general, the reaction can be carried out under any conditions suitable for Ziegler-Natta type polymerization carried out under suspension or gas phase polymerization. Such methods are used in industry to obtain high density polyethylene (HDPE) medium density polyethylene (MESP), and linear low density polyethylene (LLDPE).

При газофазной полимеризации можно использовать реакционную систему с ожиженным слоем. Реакционные системы с кипящим слоем подробно обсуждаются в патентах US 4302565 и 4379759, которые во всей полноте включены в настоящее описание в качестве ссылки. Однако, для уверенности, на фиг.3 показана типичная реакторная система с кипящим слоем. Реактор 10 состоит из реакционной зоны 12 и зоны снижения скорости 14. Реакционная зона 12 включает слой растущих полимерных частиц, образующиеся полимерные частицы и небольшое количество частиц катализатора, ожиженных путем продувания через реакционную зону непрерывного потока способных к полимеризации и модифицирующих газообразных компонентов в виде приготовленного заранее потока, и рециклирующего газа. Массовый расход газа через слой катализатора достаточен для ожижения слоя. Для обозначения минимального расхода газа, требуемого для достижения ожижения, приемлемо использовать аббревиатуру Gmf, С.Y.Wen и Y.H.Yu, "Mechanics of Fluidization", Chemical Engineering Progress Symposium Series, т.62, с.100-111 (1966). В некоторых предпочтительных вариантах массовый расход газа составляет в 1,5, 3, 5, 7 или десять раз больше Gmf. Слой катализатора готовят так, чтобы избежать образования локализованных «горячих точек» и чтобы отдельные частицы катализатора находились внутри и были хорошо распределены по реакционной зоне. В момент запуска реакции реакционная зона обычно содержит основу в виде сыпучих частиц полимера, перед тем, как начинают подавать поток газа. Такие частицы могут быть одинаковыми по природе с полимером, который будет образовываться, или отличаться от него. Если исходные частицы другие, их удаляют совместно с целевыми образовавшимися частицами полимера как первый продукт. Со временем исходный слой замещается ожиженным слоем, состоящим из частиц целевого полимера.In gas phase polymerization, a fluidized bed reaction system can be used. Fluidized bed reaction systems are discussed in detail in US Pat. Nos. 4,302,565 and 4,379,759, which are incorporated herein by reference in their entireties. However, for certainty, FIG. 3 shows a typical fluidized bed reactor system. The reactor 10 consists of a reaction zone 12 and a speed reduction zone 14. The reaction zone 12 includes a layer of growing polymer particles, the resulting polymer particles and a small amount of catalyst particles liquefied by blowing through the reaction zone a continuous stream of polymerizable and modifying gaseous components in the form of prepared in advance flow and recycle gas. The mass flow of gas through the catalyst bed is sufficient to fluidize the bed. To denote the minimum gas flow required to achieve liquefaction, it is acceptable to use the abbreviation G mf , C. Y. Wen and YHYu, "Mechanics of Fluidization", Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, pp. 100-111 (1966). In some preferred embodiments, the gas mass flow rate is 1.5, 3, 5, 7, or ten times greater than G mf . The catalyst layer is prepared so as to avoid the formation of localized "hot spots" and that individual particles of the catalyst were inside and were well distributed over the reaction zone. At the time of starting the reaction, the reaction zone usually contains a base in the form of loose polymer particles, before a gas stream is introduced. Such particles may be the same in nature with the polymer that will be formed, or differ from it. If the starting particles are different, they are removed together with the target formed polymer particles as the first product. Over time, the initial layer is replaced by a fluidized bed consisting of particles of the target polymer.

Частично или полностью активированный катализатор, используемый в ожиженном слое, предпочтительно хранят до использования в емкости 32 под слоем газа, который инертен по отношению к сохраняемому материалу, например, под азотом или аргоном.The partially or fully activated catalyst used in the fluidized bed is preferably stored until use in a container 32 under a layer of gas that is inert with respect to the stored material, for example, under nitrogen or argon.

Ожижение достигается путем высокой скорости рециклирующего газа в и через слой, обычно составляющей примерно в 50 раз больше скорости потока свежего газа. Ожиженный слой обычно выглядит как плотная масса устойчивых частиц в по возможности безвихревом потоке, который образуется при просачивании газа через слой. Падение давления в слое равно или немного выше, чем масса слоя, деленная на площадь поперечного сечения. Следовательно, оно зависит от геометрии реактора.Liquefaction is achieved by the high speed of the recycle gas in and through the bed, usually about 50 times the speed of the fresh gas stream. The fluidized bed usually looks like a dense mass of stable particles in an as-possible vortex-free flow that forms when gas leaks through the bed. The pressure drop in the layer is equal to or slightly higher than the mass of the layer divided by the cross-sectional area. Therefore, it depends on the geometry of the reactor.

Свежий газ подают в слой со скоростью, равной такой скорости, при которой сыпучий полимерный продукт удаляется. Состав свежего газа определяют газовым анализатором 16, расположенным выше слоя. Газовый анализатор определяет состав газа, который рециркулирует, и состав свежего газа регулируют в соответствии с этими данными, с целью поддержания практически стационарного состояния по составу газа внутри реакционной зоны.Fresh gas is fed into the bed at a rate equal to that at which the bulk polymer product is removed. The composition of the fresh gas is determined by a gas analyzer 16 located above the layer. The gas analyzer determines the composition of the gas that is recirculated, and the composition of the fresh gas is regulated in accordance with these data, in order to maintain a practically stationary state in terms of the composition of the gas inside the reaction zone.

Чтобы обеспечить достаточное ожижение, рециклирующий газ и, при желании, часть свежего газа возвращают в реактор в точке 18 ниже слоя. Имеется газораспределительная пластика 20 выше точки возврата, что помогает в ожижении слоя.To ensure sufficient liquefaction, the recycle gas and, if desired, part of the fresh gas is returned to the reactor at a point 18 below the bed. There is a gas distribution plastic 20 above the return point, which helps in fluidizing the layer.

Часть газового потока, которая не прореагировала в слое, составляет рециклирующий газ, который удаляют из зоны полимеризации, предпочтительно путем пропускания в зону снижения скорости потока 14 выше слоя, где увлеченные потоком частицы получают возможность вернуться обратно в ожиженный слой. Возврат частиц облегчается использованием циклона 22, который может представлять собой часть линии рецикла. При желании рециклирующий газ можно затем пропустить через предварительный теплообменник 24, установленный с целью охлаждения мелких увлеченных потоком частиц, для предотвращения склеивания в компрессоре, или через находящийся ниже по течению теплообменник 26.The portion of the gas stream that has not reacted in the bed is recycle gas, which is removed from the polymerization zone, preferably by passing into the zone of reduced flow rate 14 above the bed, where the particles entrained by the stream are allowed to return to the fluidized bed. Particle recovery is facilitated by the use of cyclone 22, which may be part of a recycling line. If desired, the recycle gas can then be passed through a pre-heat exchanger 24 installed to cool small entrained particles, to prevent sticking in the compressor, or through the downstream heat exchanger 26.

Рециклирующий газ сжимают в компрессоре 25 и затем пропускают через теплообменник 26, где от него отбирают тепло реакции перед его возвращением в слой. В результате постоянного отведения тепла реакции, по-видимому, отсутствует значительный температурный градиент внутри верхней части слоя. Градиент температуры существует в нижней части слоя, в слое толщиной примерно 6-12 дюймов, градиент возникает между температурой поступающего газа и температурой остального слоя. Таким образом, было замечено, что слой регулирует температуру рециклирующего газа выше нижнего слоя реакционной зоны, что делает ее соответствующей температуре остального реакционного слоя, таким образом он поддерживается при практически постоянной температуре в стационарных условиях. Затем рециклирущий газ возвращают в реактор у его основания 18 и в ожиженный слой через распределительную пластину 20. Компрессор 25 можно также поместить выше теплообменника 26.The recycle gas is compressed in a compressor 25 and then passed through a heat exchanger 26, where reaction heat is taken from it before it is returned to the bed. As a result of the constant heat removal of the reaction, apparently, there is no significant temperature gradient inside the upper part of the layer. A temperature gradient exists in the lower part of the layer, in a layer about 6-12 inches thick, a gradient arises between the temperature of the incoming gas and the temperature of the rest of the layer. Thus, it was noticed that the layer regulates the temperature of the recycle gas above the lower layer of the reaction zone, which makes it correspond to the temperature of the rest of the reaction layer, thus it is maintained at a practically constant temperature under stationary conditions. Then, the recycle gas is returned to the reactor at its base 18 and to the fluidized bed through the distribution plate 20. The compressor 25 can also be placed above the heat exchanger 26.

Ожиженный слой содержит растущие и образующиеся сыпучие частицы полимера, а также частицы катализатора. Поскольку частицы полимера горячие и активные, их следует предохранять от осаждения, чтобы предотвратить слипание двух частиц. Поэтому важным является пропускание рециклирующего газа через слой со скоростью, достаточной для поддержания слоя в ожиженном состоянии внизу слоя. Распределительная пластина 20 служит для этой цели и может представлять собой экран, пластину со щелями, перфорированную пластину, вариант барботажной насадки и тому подобное. Элементы пластины могут все быть стационарными, или пластина может быть подвижного типа, описанного в патенте US 2298792. Как бы она ни была устроена, она должна пропускать рециклирующий газ через частицы у основания ожиженного слоя, для поддержания этих частиц в ожиженном состоянии, а также служить поддержкой для осевших частиц полимера, когда реактор не работает. Подвижные элементы пластины можно использовать для разгрузки любых полимерных частиц, захваченных внутри или на пластине.The fluidized bed contains growing and forming bulk polymer particles, as well as catalyst particles. Since the polymer particles are hot and active, they should be protected from precipitation to prevent the two particles from sticking together. Therefore, it is important that the recycle gas passes through the bed at a speed sufficient to maintain the bed in a fluidized state at the bottom of the bed. The distribution plate 20 serves this purpose and can be a screen, a plate with slots, a perforated plate, a bubble nozzle variant and the like. The elements of the plate may all be stationary, or the plate may be of the movable type described in US Pat. No. 2,298,792. No matter how it is arranged, it must pass recycle gas through the particles at the base of the fluidized bed to maintain these particles in a fluidized state, and also serve support for settled polymer particles when the reactor is down. The movable elements of the plate can be used to unload any polymer particles trapped inside or on the plate.

Водород можно использовать в качестве агента переноса цепи в реакции полимеризации. Используемое отношение водород/этилен может меняться от примерно 0 до примерно 2,0 молей водорода на моль этилена в газовом потоке.Hydrogen can be used as a chain transfer agent in the polymerization reaction. The hydrogen / ethylene ratio used can vary from about 0 to about 2.0 moles of hydrogen per mole of ethylene in the gas stream.

Соединения структуры ZnRaRb, где Rа и Rb представляют собой одинаковые или различные С114 алифатические или ароматические углеводородные радикалы, можно использовать в сочетании с водородом, для регулирования молекулярной массы, или в качестве агентов переноса цепи, для повышения величин индекса плавления полимеров, которые производят в данном процессе. Можно использовать примерно 0-50, предпочтительно примерно 20-30 молей соединения цинка (в расчете на цинк) в газовом потоке в реакторе на моль соединения титана (в расчете на титан) в реакторе. Соединение цинка можно вводить в реактор предпочтительно в виде разбавленного раствора (2-30 мас.%) в углеводородном растворителе, или абсорбированным на твердом разбавителе, например, диоксиде кремния, в перечисленных выше формах, в количествах примерно 10-50 мас.%. Эти составы имеют тенденцию к пирофорности. Соединения цинка можно добавлять отдельно или совместно с любыми дополнительными порциями соединения - активатора, которые подают в реактор из питающего устройства, которое на фиг. не показано, которое будет подавать соединение в самую горячую часть системы рециклирования газа, например, примыкающую к питающему устройству 27, описанному в настоящем описании.Compounds of the structure ZnR a R b , where R a and R b are the same or different C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, can be used in combination with hydrogen, to control molecular weight, or as chain transfer agents, to increase the values of the melting index of the polymers that are produced in this process. You can use about 0-50, preferably about 20-30 moles of zinc compounds (calculated on zinc) in the gas stream in the reactor per mole of titanium compounds (calculated on titanium) in the reactor. The zinc compound can be introduced into the reactor, preferably in the form of a dilute solution (2-30 wt.%) In a hydrocarbon solvent, or absorbed on a solid diluent, for example, silicon dioxide, in the above forms, in amounts of about 10-50 wt.%. These compounds tend to be pyrophoric. Zinc compounds can be added separately or together with any additional portions of the activator compound, which are fed to the reactor from a feed device, which in FIG. not shown, which will supply the connection to the hottest part of the gas recycling system, for example, adjacent to the feed device 27 described in the present description.

В газовом потоке может также присутствовать любой газ, инертный по отношению к катализатору и реагентам. Соединение-активатор предпочтительно добавляют к реакционной системе в самой горячей части рециклирующего газового потока. Добавление в линию рециклирования ниже по течению от теплообменника является поэтому предпочтительным, как, например, из распределителя 27 по линии 27А.Any gas inert to the catalyst and reactants may also be present in the gas stream. The activator compound is preferably added to the reaction system in the hottest part of the recycle gas stream. The addition to the recycling line downstream of the heat exchanger is therefore preferred, as, for example, from the distributor 27 via line 27A.

Чтобы быть уверенным, что слипание частиц не происходит, желательно использовать рабочие температуры ниже температуры слипания. Для получения гомополимеров этилена предпочтительна рабочая температура от 30 до 115°С, а температуру от примерно 80 до 105°С предпочтительно использовать для получения продуктов, имеющих плотность менее 0,94 г/см3.To ensure that particles do not stick together, it is advisable to use operating temperatures below the stick temperature. To obtain ethylene homopolymers, a working temperature of from 30 to 115 ° C is preferred, and a temperature of from about 80 to 105 ° C is preferably used to obtain products having a density of less than 0.94 g / cm 3 .

Реактор с кипящим слоем работает при давлениях до примерно 1000 фунт./кв. дюйм и предпочтительно работает при давлении от примерно 150 до 350 фунт./кв. дюйм, причем работа при более высоких давлениях в этих диапазонах благоприятствует теплопереносу, поскольку повышение давления увеличивает объемную теплоемкость газа.The fluidized bed reactor operates at pressures up to about 1000 psi. inch and preferably operates at a pressure of from about 150 to 350 psi. inch, and work at higher pressures in these ranges favors heat transfer, since increasing pressure increases the volumetric heat capacity of the gas.

Частично или полностью каталитическую композицию впрыскивают в кипящий слой со скоростью, равной ее потреблению, в точке 30, которая расположена выше распределительной пластины 20. Впрыскивание может быть непрерывным или прерывистым. Предпочтительно катализатор впрыскивают в точке выше распределительной пластины. Поскольку описываемые катализаторы высокоактивны, впрыскивание полностью активированного катализатора в область ниже распределительной пластины может вызывать начало полимеризации в этом месте, и в конечном счете привести к закупориванию распределительной пластины. Введение в ожиженный слой, наоборот, помогает в распределении катализатора по слою и способствует предотвращению образования локальных пятен с высокой концентрацией катализатора, которые могут привести к образованию «горячих пятен».A partially or completely catalytic composition is injected into the fluidized bed at a rate equal to its consumption, at point 30, which is located above the distribution plate 20. The injection can be continuous or intermittent. Preferably, the catalyst is injected at a point above the distribution plate. Since the described catalysts are highly active, the injection of a fully activated catalyst into the region below the distribution plate can cause polymerization to begin at this point, and ultimately lead to clogging of the distribution plate. The introduction of a fluidized bed, on the contrary, helps in the distribution of the catalyst in the layer and helps to prevent the formation of local spots with a high concentration of catalyst, which can lead to the formation of "hot spots".

Газ, который инертен по отношению к катализатору, например, азот или аргон, используют для подачи частично или полностью восстановленной композиции предшественника катализатора, и любого необходимого дополнительного соединения-активатора, в реакционный слой. В качестве альтернативы, смесь растворителей, например, изопентана, пентана, гексана, или подобного им, можно использовать в качестве носителя для катализаторов, находящихся в виде суспензии. В сочетании с носителем можно использовать азот.A gas that is inert to the catalyst, such as nitrogen or argon, is used to feed a partially or fully reduced catalyst precursor composition, and any necessary additional activator compound, to the reaction layer. Alternatively, a mixture of solvents, for example, isopentane, pentane, hexane, or the like, can be used as a carrier for catalysts in suspension. Nitrogen may be used in combination with a carrier.

Скорость образования полимера в реакционном слое регулируется скоростью подачи катализатора. Скорость образования полимера можно увеличить простым увеличением скорости подачи катализатора и уменьшить снижением скорости подачи катализатора.The rate of polymer formation in the reaction layer is controlled by the feed rate of the catalyst. The polymer formation rate can be increased by simply increasing the catalyst feed rate and reduce by reducing the catalyst feed rate.

Поскольку изменения в скорости подачи катализатора изменяют скорость генерирования тепла реакции, температуру рециклирующего газа регулируют, снижая или увеличивая, чтобы приспособиться к изменениям к скорости генерирования тепла. Это дает возможность уверенно поддерживать практически постоянную температуру в реакционном слое. Естественно, необходимо полное оснащение как ожиженного слоя, так и системы охлаждения рециклирующего газа необходимым оборудованием для определения любых изменений температуры в реакционном слое, с тем чтобы дать оператору возможность подходящим образом регулировать температуру рециклирующего газа.Since changes in the catalyst feed rate change the rate of heat generation of the reaction, the temperature of the recycle gas is adjusted to decrease or increase in order to adapt to the changes in the rate of heat generation. This makes it possible to confidently maintain a practically constant temperature in the reaction layer. Naturally, it is necessary to fully equip both the fluidized bed and the recycle gas cooling system with the necessary equipment to determine any temperature changes in the reaction layer in order to enable the operator to appropriately control the temperature of the recycle gas.

При данном наборе рабочих условий ожиженный слой поддерживается при практически постоянной высоте путем удаления части слоя в качестве продукта со скоростью, равной скорости образования сыпучего полимерного продукта. Поскольку скорость генерирования тепла напрямую связана с образованием продукта, измерение увеличения температуры газа по высоте реактора (разница между температурой газа на входе и температурой газа на выходе) является определяющим для скорости образования сыпучего полимера при постоянной скорости газа.Under this set of operating conditions, the fluidized bed is maintained at an almost constant height by removing part of the layer as a product at a rate equal to the rate of formation of the bulk polymer product. Since the rate of heat generation is directly related to the formation of the product, measuring the increase in gas temperature over the height of the reactor (the difference between the temperature of the gas at the inlet and the temperature of the gas at the outlet) is decisive for the rate of formation of bulk polymer at a constant gas velocity.

Сыпучий полимерный продукт предпочтительно непрерывно удаляют в точке 34, расположенной на или близко к распределительной пластине 20, и в суспензии с частью газового потока, который продувают перед тем, как частицы осядут, с целью предотвратить дальнейшую полимеризацию и слипание, когда частицы достигнут конечной зоны их сбора. Можно также использовать суспендирующий газ, как упомянуто выше, чтобы перенести продукт из одного реактора в другой реактор.The bulk polymer product is preferably continuously removed at a point 34 located on or close to the distribution plate 20, and in suspension with a portion of the gas stream that is purged before the particles settle, in order to prevent further polymerization and adhesion when the particles reach their final zone collection. Suspending gas can also be used, as mentioned above, to transfer the product from one reactor to another reactor.

Сыпучий полимерный продукт предпочтительно, хотя и не обязательно, удаляют путем последовательной работы пары клапанов периодического действия 36 и 38, отделяющих зону разделения 40. Если клапан 38 закрыт, клапан 36 открыт, чтобы выделить запертую порцию газа и продукт в зону 40, находящуюся между ним и клапаном 36, который затем закрывают. Клапан 38 затем открывают, чтобы перевести продукт во внешнюю зону выделения. Клапан 38 затем закрывают, в ожидании следующего действия по выделению продукта. Можно также использовать способ разгрузки ожиженного слоя в соответствии с патентом US 4621952, во всей своей полноте включенным в настоящее описание в качестве ссылки.The free flowing polymer product is preferably, although not necessarily, removed by sequential operation of a pair of batch valves 36 and 38 separating the separation zone 40. If the valve 38 is closed, the valve 36 is open to release a locked portion of the gas and the product into the zone 40 located between it and a valve 36, which is then closed. Valve 38 is then opened to transfer the product to the external separation zone. Valve 38 is then closed, awaiting the next product isolation step. You can also use the method of unloading the fluidized bed in accordance with patent US 4621952, in its entirety is incorporated into this description by reference.

Наконец, реактор с ожиженным слоем оборудован соответствующей системой продувки, которая позволяет продувать реакционный слой во время запуска и остановки. Реактор не требует использования средств перемешивания и/или средств для очистки стенок.Finally, the fluidized bed reactor is equipped with an appropriate purge system that allows the reaction bed to be purged during start-up and shutdown. The reactor does not require the use of mixing means and / or means for cleaning the walls.

Каталитическая система, описанная в настоящем описании, по-видимому, дает продукт в кипящем слое, имеющий средний размер частиц от примерно 0,005 до примерно 0,06 дюймов, иногда от примерно 0,02 до примерно 0,04 дюймов, и имеющий остаточное содержание катализатора, которое необычно мало.The catalyst system described herein appears to produce a fluidized bed product having an average particle size of from about 0.005 to about 0.06 inches, sometimes from about 0.02 to about 0.04 inches, and having a residual catalyst content which is unusually small.

Поток сырья газообразного мономера, содержащий или не содержащий инертных газообразных разбавителей, подают в реактор с объемной скоростью подачи, составляющей примерно 2-10 фунтов/час/кубический фут объема реакционного слоя.A feed stream of gaseous monomer, with or without inert gaseous diluents, is fed to the reactor at a feed rate of about 2-10 pounds / hour / cubic foot of reaction volume.

В некоторых предпочтительных вариантах катализаторы, полученные в соответствии с настоящим описанием, имеют улучшенную производительность. Производительность измеряют путем озоления образца полученной смолы и определения массового процента золы. Зола по существу состоит из катализатора. Производительность рассчитывают как фунты полимера, полученного на фунт всего использованного катализатора. Количество Ti, Mg и Cl в золе определяют элементным анализом. В некоторых предпочтительных вариантах производительность катализатора составляет от примерно 6000 до примерно 15000 для суспензионной полимеризации. В других предпочтительных вариантах катализаторы имеют величины производительности выше или ниже этого интервала. Для реакций газофазной полимеризации некоторые катализаторы по данному изобретению имеют производительность, составляющую от примерно 2 до примерно 5 част./млн. Ti. Здесь опять другие катализаторы могут иметь производительность, выходящую за пределы указанного интервала.In some preferred embodiments, the catalysts obtained in accordance with the present description, have improved performance. Productivity is measured by ashing the sample of the obtained resin and determining the mass percentage of ash. Ash essentially consists of a catalyst. Productivity is calculated as pounds of polymer obtained per pound of total catalyst used. The amount of Ti, Mg and Cl in the ash is determined by elemental analysis. In some preferred embodiments, the productivity of the catalyst is from about 6,000 to about 15,000 for suspension polymerization. In other preferred embodiments, the catalysts have performance values above or below this range. For gas phase polymerization reactions, some of the catalysts of this invention have a productivity of from about 2 to about 5 ppm. Ti. Here again, other catalysts may have a performance outside the specified range.

Молекулярную массу полимера удобно измерять с использованием измерений потока расплава. Один из таких показателей - это индекс плавления (ИП), который определяют в соответствии с методом ASTM D-1238, условие Е, измеряют при 190°С и применяют загрузку 2,16 кг, и приводят как граммы за 10 минут. Полимеры, полученные с использованием некоторых катализаторов, описанных в настоящем описании, имеют величины ИП, которые составляют от примерно 0,01 до примерно 10000. Другие полимеры могут иметь величины ИП, выходящие за эти пределы. Другой способ характеристики полимеров - измерение скорости потока расплава, его измеряют в соответствии с методом ASTM D-1238, условие F, используя в десять раз больше полимера по массе, по сравнению с определением индекса плавления, описанным выше. Скорость потока расплава обратно пропорциональна молекулярной массе полимера. Таким образом, чем выше молекулярная масса, тем ниже скорость потока расплава, хотя соотношение не является линейным. Отношение потока расплава (ОПР) представляет собой отношение скорости потока расплава к индексу плавления. Оно коррелирует с распределением полученного полимера по молекулярной массе. Более низкие ОПР означают более узкие распределения по молекулярной массе. Полимеры, полученные с использованием некоторых катализаторов, описанных в настоящем описании, имеют величины ОПР, составляющие от примерно 20 до примерно 40.The molecular weight of the polymer is conveniently measured using melt flow measurements. One of these indicators is the melting index (PI), which is determined in accordance with ASTM D-1238, condition E, measured at 190 ° C and a load of 2.16 kg is applied, and is given as grams in 10 minutes. The polymers obtained using some of the catalysts described herein have IP values that are from about 0.01 to about 10,000. Other polymers can have IP values that go beyond these limits. Another way to characterize polymers is to measure the melt flow rate, it is measured in accordance with ASTM D-1238, condition F, using ten times more polymer by weight, compared to the determination of the melting index described above. The melt flow rate is inversely proportional to the molecular weight of the polymer. Thus, the higher the molecular weight, the lower the melt flow rate, although the ratio is not linear. The melt flow ratio (OPR) is the ratio of the melt flow rate to the melting index. It correlates with the distribution of the obtained polymer by molecular weight. Lower ODPs mean narrower molecular weight distributions. Polymers prepared using some of the catalysts described herein have ODA values of from about 20 to about 40.

Средние размеры частиц полимеров рассчитывают на основании данных ситового анализа в соответствии с ASTM D-1921, Метод А, используя 500 г образца. Расчеты основаны на массовых долях полимера, остающегося на каждом сите. Объемную плотность определяют в соответствии с ASTM D-1895, Метод В, путем наливания смолы в градуированный цилиндр на 100 мл до отметки 100 мл без встряхивания цилиндра, и определения массы разности.The average particle sizes of the polymers are calculated based on sieve analysis in accordance with ASTM D-1921 Method A using 500 g of sample. The calculations are based on the mass fractions of the polymer remaining on each sieve. Bulk density is determined in accordance with ASTM D-1895, Method B, by pouring the resin into a graduated cylinder of 100 ml to 100 ml without shaking the cylinder, and determining the mass of the difference.

Полимеры можно также характеризовать по их плотности. Полимеры в настоящем описании могут иметь плотность от примерно 0,85 до примерно 0,98 г/см3, если ее измеряют в соответствии с методом ASTM D-792, в котором изготавливают диск и кондиционируют в течение одного часа при 100°С, для достижения равновесной кристалличности. Измерение плотности проводят затем в колонне градиента плотности. Другие могут иметь насыпную плотность, определенную в соответствии с ASTM D-1895, метод В, которая составляет от примерно 0,2 до примерно 0,4 г/см3.Polymers can also be characterized by their density. The polymers in the present description can have a density of from about 0.85 to about 0.98 g / cm 3 if it is measured in accordance with ASTM D-792, in which a disk is made and conditioned for one hour at 100 ° C, for achieving equilibrium crystallinity. The density measurement is then carried out in a density gradient column. Others may have a bulk density determined in accordance with ASTM D-1895, Method B, which is from about 0.2 to about 0.4 g / cm 3 .

ПримерыExamples

Следующие примеры приведены для иллюстрации различных предпочтительных вариантов изобретения, описанных в настоящем описании. Их не следует воспринимать как предназначенные ограничить сферу действия изобретения иным образом, чем это описано в описании и формуле изобретения. Все численные значения являются приблизительными.The following examples are provided to illustrate various preferred embodiments of the invention described herein. They should not be construed as intended to limit the scope of the invention in a manner other than that described in the description and claims. All figures are approximate.

Устройство распылительной сушкиSpray drying device

Типичные катализаторы были приготовлены с использованием устройства распылительной сушки Niro®. Распылительная камера диаметром составляла 4 фута, отношение длины к диаметру составляло приблизительно 1,2, а угол у основания конуса составлял приблизительно 45°. Распыление осуществляли с помощью вращающегося измельчителя Niro FU-11, оснащенного безлопаточным колесом 120 мм в диаметре. Устройство распылительной сушки работало в прямоточном режиме закрытого цикла. Хотя в устройстве распылительной сушки можно использовать любой газ, инертный по отношению к составляющим компонентам катализатора, обычно используют азот, по причине его низкой стоимости, и легкой доступности азота высокой чистоты. Испаренный растворитель удаляют из рециркулирующего возвратного газа и охлаждают путем пропускания через набитую колонку, в которой холодный растворитель циркулирует в противотоке. Отходящий возвратный газ затем насыщают растворителем при температуре на выходе. Возвратный газ затем нагревают в теплообменнике и возвращают в систему. Сухие твердые вещества выделяют с использованием циклона и хранят под инертным газом.Typical catalysts were prepared using a Niro ® spray dryer. The spray chamber was 4 feet in diameter, the length to diameter ratio was approximately 1.2, and the angle at the base of the cone was approximately 45 °. Spraying was carried out using a Niro FU-11 rotary grinder equipped with a bezelless wheel 120 mm in diameter. The spray drying device worked in a direct-flow closed-cycle mode. Although any gas inert to the constituent components of the catalyst can be used in the spray drying apparatus, nitrogen is usually used because of its low cost and the easy availability of high purity nitrogen. The evaporated solvent is removed from the recycle return gas and cooled by passing through a packed column in which a cold solvent is circulated in countercurrent. The waste return gas is then saturated with solvent at the outlet temperature. The return gas is then heated in a heat exchanger and returned to the system. Dry solids are isolated using a cyclone and stored under an inert gas.

Подготовка сырьяRaw material preparation

Типичные катализаторы готовили в смесительном сосуде из нержавеющей стали объемом 40 л, оснащенном подходящими загрузочными отверстиями, турбинной мешалкой с плоскими лопастями, и устройством продувки газом. Компоненты катализатора можно загружать в смеситель, не соблюдая определенного порядка загрузки. Обычно, однако, по крайней мере часть растворителя загружают в смеситель в первую очередь. В одном из примеров в смеситель загружали тетрагидрофуран, а затем необязательно загружали наполнитель, если его использовали. Температуру содержимого смесителя доводили до желаемой величины, обычно примерно 35-50°С. Затем, поддерживая содержимое сосуда под слоем инертного газа, не соблюдая определенного порядка прибавления, загружали в смеситель требуемые количества хлорида магния и восстановленный алюминием хлорид титана (TiCl3АА). Затем добавляли спирт. Содержимое сосуда постоянно перемешивали. Внутреннюю температуру доводили до требуемой величины, и содержимое перемешивали в течение 2-4 часов. Однако, времена перемешивания до 48 часов не являются вредными для продукта. Не существует определенного минимального времени перемешивания, время должно быть просто достаточным для достижения растворения.Typical catalysts were prepared in a 40 liter stainless steel mixing vessel equipped with suitable feed openings, a turbine mixer with flat blades, and a gas purge device. The components of the catalyst can be loaded into the mixer, without observing a specific loading order. Typically, however, at least a portion of the solvent is first loaded into the mixer. In one example, tetrahydrofuran was loaded into the mixer, and then optionally the filler was loaded if used. The temperature of the contents of the mixer was brought to the desired value, usually about 35-50 ° C. Then, while maintaining the contents of the vessel under a layer of inert gas, without observing a certain order of addition, the required amounts of magnesium chloride and reduced aluminum titanium chloride (TiCl 3 AA) were loaded into the mixer. Then alcohol was added. The contents of the vessel were constantly mixed. The internal temperature was adjusted to the desired value, and the contents were stirred for 2-4 hours. However, mixing times of up to 48 hours are not harmful to the product. There is no defined minimum mixing time; the time should simply be sufficient to achieve dissolution.

В другом примере сырье готовили путем добавления растворителя в смеситель, затем в него добавляли наполнитель. Добавляли небольшое количество алкилалюминия, например, триэтилалюминия, в виде раствора в электронно-донорном растворителе, для того, чтобы он прореагировал с влагой, которая неизбежно присутствует в соединении - наполнителе. Затем, поддерживая содержимое сосуда под инертным газом, не придерживаясь определенного порядка прибавления, в смеситель загружали в требуемых количествах хлорид магния и восстановленный алюминием хлорид титана (TiCl3АА). Небольшое добавочное количество раствора алкилалюминия можно добавить для того, чтобы он прореагировал с влагой, имеющейся в MgCl2. Реакцию поддерживали при этих условиях в течение примерно 30 минут - 1 часа. После этого периода добавляли спирт. Образовавшуюся смесь постоянно перемешивали, внутреннюю температуру доводили до требуемого уровня, и содержимое перемешивали в течение 2-4 часов.In another example, the feed was prepared by adding solvent to the mixer, then filler was added thereto. A small amount of alkylaluminum, for example, triethylaluminum, was added as a solution in an electron-donor solvent so that it reacts with moisture, which is inevitably present in the filler compound. Then, while maintaining the contents of the vessel under an inert gas, without adhering to a specific order of addition, magnesium chloride and aluminum-reduced titanium chloride (TiCl 3 AA) were charged into the mixer in the required quantities. A small additional amount of a solution of alkylaluminum can be added so that it reacts with the moisture present in MgCl 2 . The reaction was maintained under these conditions for about 30 minutes to 1 hour. After this period, alcohol was added. The resulting mixture was constantly stirred, the internal temperature was brought to the desired level, and the contents were stirred for 2-4 hours.

В третьем примере сырье готовили, сначала загружая растворитель в реакционный сосуд, затем добавляли наполнитель. Добавляли небольшое количество алкилалюминия, например, триэтилалюминия в виде раствора в электронно-донорном растворителе. Затем, поддерживая содержимое сосуда под инертным газом, не придерживаясь определенного порядка прибавления, загружали металлический Mg и TiCl4, как описано в патенте US 5290745, включенном в настоящее описание в качестве ссылки. После периода перемешивания продолжительностью 1-4 часа загружали дополнительно MgCl2, чтобы увеличить общее молярное отношение Mg/Ti до требуемой величины. Хотя это не является обязательным, в этот момент в реактор загружали небольшое количество раствора алкилалюминия. Реакцию продолжали так, как описано выше.In a third example, the feed was prepared by first loading the solvent into the reaction vessel, then filler was added. A small amount of alkylaluminum, for example triethylaluminum, was added as a solution in an electron-donor solvent. Then, maintaining the contents of the vessel under an inert gas, without adhering to a specific order of addition, metallic Mg and TiCl 4 were charged as described in US Pat. No. 5,290,745, incorporated herein by reference. After a mixing period of 1-4 hours, additional MgCl 2 was charged to increase the total Mg / Ti molar ratio to the desired value. Although not required, at this point a small amount of an aluminum alkyl solution was charged into the reactor. The reaction was continued as described above.

Распылительная сушкаSpray drying

После приготовления сырья для распылительной сушки, суспензию фильтровали через сито с отверстиями размером 20 меш (US), с целью гомогенизировать суспензию, и затем перекачивали во вращающийся измельчитель. Температуру на входе регулировали так, чтобы регулировать температуру на выходе из устройства сушки, которая, в свою очередь, регулирует количество остаточного растворителя, остающегося в осушенных твердых веществах. Скорость подачи регулировали так, чтобы достичь требуемой скорости образования твердого вещества. Скорость потока циклирующего газа устанавливали так, чтобы быть уверенным, что твердые вещества, которые образуются в сушильной камере, переносятся в циклон для сбора твердого продукта. Скорость измельчителя (об/мин) выбирали так, чтобы регулировать размер частиц твердых продуктов. Температуру на выходе из конденсатора, используемого для удаления растворителя из осушающего газа, поддерживали на уровне от примерно -20°С до примерно +20°С, чтобы регулировать количество остаточного растворителя, остающегося в осушающем газе.After preparing the spray drying raw materials, the suspension was filtered through a 20 mesh (US) sieve to homogenize the suspension, and then pumped into a rotary grinder. The inlet temperature was adjusted to control the temperature at the outlet of the drying device, which, in turn, controls the amount of residual solvent remaining in the dried solids. The feed rate was adjusted so as to achieve the desired rate of solid formation. The cyclic gas flow rate was set to ensure that solids that form in the drying chamber are transferred to the cyclone to collect the solid product. The grinder speed (rpm) was chosen so as to control the particle size of the solid products. The temperature at the outlet of the condenser used to remove the solvent from the drying gas was maintained at a level of from about −20 ° C. to about + 20 ° C. to control the amount of residual solvent remaining in the drying gas.

Использование предшественников катализаторов распылительной сушкиThe use of precursors of spray drying catalysts

Суспензия/раствор предшественникаPrecursor suspension / solution

Количества, использованные для приготовления, перечислены в табл.1. Все операции проводили под азотом, используя безводные реагенты. В смесительный сосуд из нержавеющей стали на 40 л добавляли требуемую загрузку тетрагидрофурана (ТГФ), затем указанную загрузку наполнителя (Cabosil TS-610, производства Cabot Corporation). Суспензию перемешивали при комнатной температуре в течение 30 мин. Затем добавляли маленькое количество триэтилалюминия (10%-ный раствор в ТГФ), чтобы удалить остаточную влагу из наполнителя и растворителя. Суспензию перемешивали в течение 15 мин, добавляли требуемые количества твердых MgCl2 и TiCl3-AA. Затем добавляли требуемое количество абсолютированного этанола, или перед, или после прибавления солей металлов. Внутреннюю температуру поднимали до 60°С, и суспензию перемешивали в течение 5 часов при внутренней температуре 60-70°С.The amounts used for preparation are listed in table 1. All operations were performed under nitrogen using anhydrous reagents. The required loading of tetrahydrofuran (THF) was added to a 40 L stainless steel mixing vessel, followed by the indicated loading of filler (Cabosil TS-610, manufactured by Cabot Corporation). The suspension was stirred at room temperature for 30 minutes. A small amount of triethyl aluminum (10% solution in THF) was then added to remove residual moisture from the filler and solvent. The suspension was stirred for 15 minutes, the required amounts of solid MgCl 2 and TiCl 3 -AA were added. Then, the required amount of absolute ethanol was added, either before or after the addition of metal salts. The internal temperature was raised to 60 ° C, and the suspension was stirred for 5 hours at an internal temperature of 60-70 ° C.

Таблица 1Table 1 Получение суспензий распылительной сушкиObtaining suspensions of spray drying Приготовление раствораSolution preparation ПримерExample THF, кгTHF kg Cabosil, кгCabosil, kg 10% Et3Al, г10% Et 3 Al, g Et3Al, мольEt 3 Al, mol MgCl2, гMgCl 2 , g MgCl2, мольMgCl 2 , mol TiCl3-AA, гTiCl 3 -AA, g TiCl3-AA, мольTiCl 3 -AA, mol EtOH, гEtOH, g EtOH, мольEtOH, mol Номинальное EtOH/MgNominal EtOH / Mg Номинальная [MgCl2], моляльн.Nominal [MgCl 2 ], molar. А*BUT* 18eighteen 1,141.14 363363 0,30.3 918918 9,639.63 327327 1,641,64 00 00 00 0,50.5 ВAT 36,236,2 2,512,51 450450 0,390.39 18051805 18,918.9 667667 3,363.36 750750 16,316.3 1one 0,50.5 СFROM 27,127.1 2,512,51 450450 0,390.39 27762776 29,129.1 667667 3,363.36 12011201 26,126.1 1one 1one DD 2828 1,71.7 770770 0,670.67 31243124 32,832.8 10531053 5,305.30 15421542 33,533.5 1one 1one * сравнительный пример* comparative example

Данные в табл.1 показывают, что растворы с высокими концентрациями MgCl2 можно легко приготовить и осушить распылительной сушкой при относительно более высоком содержании активных компонентов, чем это было возможно ранее. Наоборот, были предприняты попытки распылительной сушки 1 моляльной суспензии MgCl2 при отношении MgCl2/TiCl3, равном 6:1, в отсутствие спиртового модификатора. Не весь MgCl2 находился в растворе при комнатной температуре, а нагревание суспензии до 65°С и попытка распылительной сушки вызвала закупоривание системы труб нерастворенным и выпавшим в процессе сушки твердым осадком.The data in table 1 show that solutions with high concentrations of MgCl 2 can be easily prepared and dried by spray drying at a relatively higher content of active components than was previously possible. On the contrary, attempts were made to spray drying 1 molar suspension of MgCl 2 with a MgCl 2 / TiCl 3 ratio of 6: 1 in the absence of an alcohol modifier. Not all MgCl 2 was in solution at room temperature, and heating the suspension to 65 ° C and attempted spray drying caused the pipe system to become clogged with undissolved and solid precipitated during the drying process.

Проведение распылительной сушкиSpray Drying

Образовавшиеся суспензии A-D, содержащие растворенные MgCl2 и TiCl3, затем сушили с использованием распылительной сушки, условия сушки изменяли, используя устройство распылительной сушки закрытого цикла диаметром 8 футов, оснащенное вращающимся измельчителем. Скорость вращающегося измельчителя регулировали в интервале 50-95% от установочной скорости, чтобы получить частицы в широком интервале размеров частиц. 100%-ная скорость измельчителя соответствует 24000 об/мин. Скрубберный отдел устройства распылительной сушки поддерживали при температуре приблизительно -4°С.The resulting AD suspensions containing dissolved MgCl 2 and TiCl 3 were then dried using spray drying, the drying conditions were changed using an 8-foot diameter closed-cycle spray dryer equipped with a rotary grinder. The speed of the rotary grinder was regulated in the range of 50-95% of the installation speed to obtain particles in a wide range of particle sizes. 100% chopper speed corresponds to 24,000 rpm. The scrubbing section of the spray drying apparatus was maintained at a temperature of about −4 ° C.

Газообразный азот вводили в устройство распылительной сушки при температуре на входе в интервале 130-160°С, и он циркулировал со скоростью приблизительно 200-300 кг/ч. Суспензию Cabosil/ТГФ, содержащую растворенные MgCl2 и TiCl3, подавали в устройство распылительной сушки при температуре примерно 65°С со скоростью, достаточной для достижения температуры газа на выходе примерно 90-115°С. Давление в камере устройства распылительной сушки было немного выше атмосферного.Nitrogen gas was introduced into the spray drying apparatus at an inlet temperature in the range of 130-160 ° C, and it circulated at a rate of about 200-300 kg / h. A Cabosil / THF slurry containing dissolved MgCl 2 and TiCl 3 was fed to a spray dryer at a temperature of about 65 ° C. at a rate sufficient to reach a gas outlet temperature of about 90-115 ° C. The pressure in the chamber of the spray drying device was slightly higher than atmospheric.

Частицы, полученные распылительной сушкой, имели D10, D50 и D90, определенные на анализаторе размера частиц Malvern 2600. Аналитические и морфологические результаты приведены в табл.2.Particles obtained by spray drying had D 10 , D 50 and D 90 determined on a Malvern 2600 particle size analyzer. The analytical and morphological results are shown in Table 2.

Таблица 2table 2 Определение параметров предшественников катализаторов распылительной сушки.Determination of the parameters of the precursors of spray drying catalysts. ПримерExample Установки измельчителя, %Grinder installations,% Ti, ммоль/гTi, mmol / g Mg, ммоль/гMg, mmol / g Mg/TiMg / Ti % ТГФ% THF % EtOH% EtOH D90 D 90 D50 D 50 D10 D 10 Размах распределенияDistribution range А*BUT* 8080 0,440.44 2,742.74 6,256.25 26,626.6 49,3449.34 26,5226.52 10,5610.56 1,51,5 ВAT 8080 0,560.56 2,662.66 4,754.75 19,319.3 4four 46,5846.58 22,1622.16 6,966.96 1,81.8 СFROM 8585 0,410.41 3,633.63 99 3232 5,15.1 58,7058.70 29,9829.98 12,8212.82 1,51,5 DD 9595 0,60.6 3,623.62 66 3636 6,26.2 47,6547.65 23,8323.83 8,288.28 1,71.7 D'D ' 9595 0,60.6 3,623.62 66 3636 6,26.2 48,5948.59 23,0623.06 8,248.24 1,71.7 * сравнительный; температура на входе 150°С, за исключением D', где температура на входе составляла 160°С.* comparative; the inlet temperature was 150 ° C, except for D ', where the inlet temperature was 160 ° C.

Данные в табл.2 показывают, что осушенные частицы, обладающие хорошими морфологическими свойствами при увеличенных концентрациях, можно получить при обычных условиях распылительной сушки. Если концентрация MgCl2 в питающем растворе увеличена, можно получить частицы с значительно более высокими отношениями Mg/Ti при загрузке в 0,4-0,5 ммоль Ti/г предшественника. Такие катализаторы можно использовать там, где требуется высокая степень модифицирования MgCl2 и однородное Ti окружение. Если концентрация и MgCl2, и TiCl3 в питающем растворе увеличена, можно получить частицы с неизменным отношением Mg/Ti, но значительно более высоким содержанием Ti, чем в контрольном катализаторе. Такие катализаторы можно использовать в тех случаях, когда требуется проводить полимеризацию при условиях низких парциальных давлений этилена, когда низкая активность в расчете на титан будет в противном случае приводить к неожиданно низкому размеру частиц смолы.The data in table 2 show that the dried particles with good morphological properties at increased concentrations can be obtained under normal conditions of spray drying. If the concentration of MgCl 2 in the feed solution is increased, it is possible to obtain particles with significantly higher Mg / Ti ratios when loaded with 0.4-0.5 mmol Ti / g of precursor. Such catalysts can be used where a high degree of modification of MgCl 2 and a uniform Ti environment are required. If the concentration of both MgCl 2 and TiCl 3 in the feed solution is increased, it is possible to obtain particles with a constant Mg / Ti ratio, but a significantly higher Ti content than in the control catalyst. Such catalysts can be used in cases where it is necessary to carry out the polymerization under conditions of low partial pressure of ethylene, when a low activity based on titanium will otherwise lead to an unexpectedly low particle size of the resin.

В табл.2 также показано, что может быть достигнута морфология частиц, размер частиц и распределение частиц по размерам определенных предшественников катализаторов, приблизительно эквивалентные тем же характеристикам традиционных предшественников, за исключением того, что контрольный образец может содержать немного более низкое количество мелочи. Однако из фиг.4, на которой показаны полученные методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) фотографии частиц, видно, что мелкие частицы в сравнительном традиционном предшественнике на фиг.4А присутствуют в гораздо более агломерированной форме, чем частицы типичного катализатора по данному изобретению, показанные на фиг.4В. Так, фиг.4А показывает, что более низкое содержание мелочи в сравнительных предшественниках катализатора получено благодаря нежелательному образованию агломерированных частиц. Наоборот, предшественники катализаторов по данному изобретению показывают меньшую агломерацию и большее сцепление, как это видно по присутствию преимущественно равномерно сферических частиц на фиг.4 В. Обычно по крайней мере большинство частиц не агломерировано.Table 2 also shows that particle morphology, particle size, and particle size distribution of certain catalyst precursors can be achieved, approximately equivalent to the same characteristics of traditional precursors, except that the control sample may contain a slightly lower amount of fines. However, from FIG. 4, which shows scanning electron microscopy (SEM) photographs of particles, it can be seen that the fine particles in the comparative traditional precursor of FIG. 4A are present in a much more agglomerated form than the particles of a typical catalyst of this invention shown in figv. So, figa shows that the lower fines in the comparative catalyst precursors obtained due to the undesirable formation of agglomerated particles. Conversely, the catalyst precursors of this invention exhibit less agglomeration and greater adhesion, as can be seen from the presence of predominantly uniformly spherical particles in FIG. 4 B. Typically, at least most particles are not agglomerated.

Полимеризация этилена в суспензионном реактореPolymerization of ethylene in a slurry reactor

Предшественники катализаторов из табл.2 использовали в испытаниях полимеризации этилена, результаты которых приведены в табл.3. Каждое испытание полимеризации в лабораторном масштабе проводили как описано ниже, за исключением тех случаев, которые оговорены особо. К 500 мл гексана добавляли 40-60 микромолей триэтилалюминия (С2Н5)3Al на микромоль титана в катализаторе, затем в реактор добавляли 5-7 мкмоль титана в виде суспензии предшественника катализатора в минеральном масле. Реактор суспензионной полимеризации на 1 л опрессовывали до пятидесяти (40) фунт./кв. дюйм (отн.) при помощи водорода, затем доводили до общего давления двести (200) фунт./кв. дюйм (отн.) при помощи этилена. Полимеризацию проводили при температуре 85°С в течение тридцати минут.The catalyst precursors from Table 2 were used in ethylene polymerization tests, the results of which are shown in Table 3. Each laboratory scale polymerization test was carried out as described below, except as otherwise specified. 40-60 micromoles of triethylaluminium (C 2 H 5 ) 3 Al per micromole of titanium in the catalyst were added to 500 ml of hexane, then 5-7 micromoles of titanium were added to the reactor as a suspension of the catalyst precursor in mineral oil. A 1 L suspension polymerization reactor was pressurized to fifty (40) psi. inch (rel.) with hydrogen, then brought to a total pressure of two hundred (200) psi. inch (rel.) using ethylene. The polymerization was carried out at a temperature of 85 ° C for thirty minutes.

Таблица 3Table 3 Эксперименты по суспензионной полимеризации.Suspension polymerization experiments. ПримерExample Mg/TiMg / Ti ROH/MgROH / Mg Ti загрузка, ммоль/гTi loading, mmol / g Активностьа Activity a Производительностьb Performance b ИП, дг/минIP, dg / min СПРSPR Насыпная плотность, г/см3 Bulk density, g / cm 3 А*BUT* 66 00 0,440.44 14,40014,400 5,8005,800 1,61,6 3232 0,380.38 ВAT 55 1one 0,560.56 14,40014,400 7,0007,000 1,71.7 3232 0,370.37 СFROM 99 1one 0,410.41 23,00023,000 9,5009,500 0,90.9 3535 0,330.33 DD 66 1one 0,60.6 11,80011,800 7,2007,200 0,90.9 4242 0,290.29 D'D ' 66 1one 0,60.6 19,20019,200 11,60011,600 1,41.4 30thirty 0,260.26 *: сравнительный пример; а: в г ПЭ/(моль титана-ч-100 фунт./кв. дюйм С2); b: в г ПЭ/(г катализатора-ч-100 фунт./кв. дюйм С2)*: comparative example; a: in g PE / (mol of titanium-h-100 psi C 2 ); b: in g PE / (g catalyst-h-100 psi C 2 )

Из табл.3 видно, что производительность катализатора на основе активированных предшественников в суспензионной полимеризации, рассчитанная в г ПЭ/г катализатора, выше, чем производительность контрольного предшественника (А). Увеличение отношения Mg/Ti ведет к увеличению производительности в расчете на титан. При равном отношении Mg/Ti и более высоком содержании как MgCl2, так и TiCl3, достигается более высокая производительность на частицу для катализаторов в примерах B-D' в табл.3, чем в присутствии контрольного катализатора из эксперимента 1.From table 3 it is seen that the performance of the catalyst based on activated precursors in suspension polymerization, calculated in g PE / g of catalyst, is higher than the performance of the control precursor (A). An increase in the Mg / Ti ratio leads to an increase in titanium productivity. With an equal Mg / Ti ratio and a higher content of both MgCl 2 and TiCl 3 , higher particle productivity for the catalysts in Examples BD 'in Table 3 is achieved than in the presence of the control catalyst from Experiment 1.

Способ полимеризации этилена в реакторе с кипящим слоемThe method of polymerization of ethylene in a fluidized bed reactor

Предшественники катализаторов из табл.2 использовали в испытаниях полимеризации этилена, результаты которых показаны в табл.4.The catalyst precursors from Table 2 were used in ethylene polymerization tests, the results of which are shown in Table 4.

Как видно из табл.4, свойства смолы, такие как индекс плавления, плотность, распределение молекулярной массы смолы и насыпная плотность смолы, полученной с использованием катализатора В по настоящему изобретению, аналогичны полимеризационным свойствам контрольного катализатора, полученного в промышленном масштабе на продажном устройстве распылительной сушки. Хотя катализатор по настоящему изобретению немного менее производителен, чем контрольный, так что следовало бы ожидать меньшего размера частиц и повышенное содержание мелочи, они вместо этого демонстрируют слегка увеличенный размер частиц и наполовину уменьшенное содержание мелочи, по сравнению с полученными с использованием контрольного катализатора. Анализ смолы методом СЭМ показывает, что смолы по настоящему изобретению состоят из слипшихся сфер, в то время как смола, полученная с использованием ранее известного в данной области техники катализатора, содержит отдельные частицы и значительные количества де-аггломерированной мелочи.As can be seen from table 4, the properties of the resin, such as the melting index, density, molecular weight distribution of the resin and the bulk density of the resin obtained using the catalyst In the present invention, are similar to the polymerization properties of the control catalyst obtained on an industrial scale on a commercial spray drying device . Although the catalyst of the present invention is slightly less productive than the control, so that a smaller particle size and an increased fines content would be expected, they instead exhibit a slightly increased particle size and a half reduced fines content compared to those obtained using the control catalyst. SEM analysis of the resin shows that the resins of the present invention consist of sticky spheres, while the resin obtained using a catalyst previously known in the art contains individual particles and significant amounts of de-agglomerated fines.

Таблица 4Table 4 Полимеризация ПЭВП в кипящем слоеFluidized HDPE polymerization ПримерExample Mg/TiMg / Ti ROH/MgROH / Mg Содержание Ti, ммоль/гTi content, mmol / g Производительность, част./млн. TiProductivity, ppm Ti Плотность смолы, г/см3 The density of the resin, g / cm 3 ИП, дг/минIP, dg / min СПРSPR Насыпная плотность, Фунт/фут3 Bulk Density Pound / ft 3 Средний размер частиц, дюймовThe average particle size, inches Мелочь смолы, %Fines,% А*BUT* 66 00 0,470.47 22 0,96450.9645 8,68.6 26,726.7 27,127.1 0,0270,027 2,282.28 СFROM 99 1one 0,410.41 2,42,4 0,96460.9646 8,18.1 25,425,4 27,127.1 0,0370,037 1,11,1 D'D ' 66 1one 0,60.6 3,73,7 0,96400.9640 7,87.8 2626 27,227,2 0,340.34 1,331.33

Условия полимеризации: температура полимеризации 102°С, давление этилена 170 фунт./кв. дюйм, 0,4 Н22. Со-катализатор - триэтилалюминий до соотношения Al/Ti, составляющего примерно 50-60.Polymerization conditions: polymerization temperature of 102 ° C, ethylene pressure of 170 psi. inch, 0.4 N 2 / C 2 . Co-catalyst triethylaluminium to an Al / Ti ratio of about 50-60.

Как показано выше, предпочтительные варианты изобретения обеспечивают катализатор, способ получения катализатора и способ получения полимера. Катализатор, полученный в соответствии с предпочтительными вариантами изобретения, может иметь одно или более из следующих преимуществ. Некоторые описанные в настоящем описании катализаторы не распадаются в процессе полимеризации, что дает возможность получать более полную полимерную частицу. Так, катализаторы обеспечивают получение полимеров, которые имеют меньшее содержание нежелательно мелких частиц. Катализатор имеет также улучшенную производительность в расчете на частицу, по сравнению с катализаторами, в которых используются обычные частицы распылительной сушки. Улучшенная производительность означает, что катализаторы обеспечивают более выгодную по цене альтернативу существующим магний-титановым катализаторам распылительной сушки. Эти преимущества обеспечиваются частично более широким интервалом достижимых составов и более однородным распределением магния в частице. Другие преимущества и свойства ясны лицам, квалифицированным в данной области техники.As shown above, preferred embodiments of the invention provide a catalyst, a method for producing a catalyst, and a method for producing a polymer. A catalyst prepared in accordance with preferred embodiments of the invention may have one or more of the following advantages. Some of the catalysts described in the present description do not decompose during the polymerization process, which makes it possible to obtain a more complete polymer particle. Thus, the catalysts provide polymers that have a lower content of undesirable small particles. The catalyst also has improved particle performance compared to catalysts that use conventional spray drying particles. Improved performance means that the catalysts provide a more cost-effective alternative to existing magnesium-titanium spray drying catalysts. These advantages are provided by a partially wider range of attainable compositions and a more uniform distribution of magnesium in the particle. Other advantages and features are apparent to those skilled in the art.

Хотя изобретение описано с использованием ограниченного количества предпочтительных вариантов, эти конкретные предпочтительные варианты не предназначены для того, чтобы ограничивать сферу изобретения другим путем, чем это описано и сформулировано в настоящем описании. Существуют модификации и варианты описанных предпочтительных вариантов. Понятно, что параметры способов полимеризации могут меняться, например, по температуре, давлению, концентрации мономера, концентрации полимера, парциальному давлению водорода и так далее. Следовательно, катализаторы, которые не удовлетворяют критериям отбора при одном наборе условий реакции, могут, тем не менее, быть использованы в предпочтительных вариантах изобретения при другом наборе условий реакции. Хотя некоторые предпочтительные варианты описаны со ссылкой на отдельный катализатор, это ни в какой мере не препятствует использованию двух, трех, четырех, пяти или более катализаторов одновременно в одном реакторе, с аналогичной или другой способностью для молекулярной массы и/или введения со-мономера. В некоторых предпочтительных вариантах катализатор может также включать добавки или другие модификаторы. В других предпочтительных вариантах катализатор не включает, или практически не содержит, любых соединений, не перечисленных в настоящем описании. Более того, существуют производные вариации и модификации. Следует признать, что способ, описанный в настоящем описании, можно использовать для получения полимеров, которые также включают один или более дополнительных со-мономеров. Введение дополнительных со-мономеров может приводить к улучшенным свойствам, которые не достижимы для гомополимеров или сополимеров. Если способ описан как включающий одну или более стадий, следует понимать, что эти стадии можно использовать в любом порядке или последовательности, если не указано иное. Эти стадии можно соединять или разделять. Наконец, любое число, включенное в настоящее описание, следует воспринимать как означающее приблизительное значение, независимо от того, использованы или не использованы при описании этого числа слова «приблизительно» и «примерно». Последнее, но не менее важное замечание, что заявленные катализаторы не ограничиваются способами, описанными в настоящем описании. Их можно приготовить любым подходящим способом. Приложенная формула изобретения предназначена для описания всех таких вариаций и модификаций, как входящих в сферу действия настоящего изобретения.Although the invention is described using a limited number of preferred options, these specific preferred options are not intended to limit the scope of the invention in a different way than described and formulated in the present description. There are modifications and variations of the described preferred options. It is clear that the parameters of the polymerization methods can vary, for example, in temperature, pressure, monomer concentration, polymer concentration, partial pressure of hydrogen, and so on. Therefore, catalysts that do not meet the selection criteria for one set of reaction conditions can, however, be used in preferred embodiments of the invention with a different set of reaction conditions. Although some preferred embodiments are described with reference to a separate catalyst, this does not in any way preclude the use of two, three, four, five or more catalysts simultaneously in a single reactor, with a similar or different ability for molecular weight and / or introduction of a co-monomer. In some preferred embodiments, the catalyst may also include additives or other modifiers. In other preferred embodiments, the catalyst does not include, or substantially does not contain, any compounds not listed in the present description. Moreover, there are derivative variations and modifications. It should be recognized that the method described in the present description, can be used to obtain polymers, which also include one or more additional co-monomers. The introduction of additional co-monomers can lead to improved properties that are not achievable for homopolymers or copolymers. If the method is described as including one or more stages, it should be understood that these stages can be used in any order or sequence, unless otherwise indicated. These stages can be combined or separated. Finally, any number included in the present description should be taken as meaning an approximate value, regardless of whether or not the words “approximately” and “approximately” were used in the description of this number. Last but not least, the stated catalysts are not limited to the methods described herein. They can be prepared in any suitable way. The appended claims are intended to describe all such variations and modifications as fall within the scope of the present invention.

Claims (29)

1. Композиция предшественника катализатора, включающая1. The composition of the catalyst precursor, including а) смесь продукта реакции следующих веществ:a) a mixture of the reaction product of the following substances: 1) галогенида магния;1) magnesium halide; 2) растворителя;2) a solvent; 3) электронно-донорного соединения, где электронно-донорное соединение это спирт; и3) an electron-donor compound, wherein the electron-donor compound is alcohol; and 4) соединения переходного металла, где переходный металл выбирают из групп 3-10 и лантанидов; и4) transition metal compounds, wherein the transition metal is selected from groups 3-10 and lanthanides; and б) инертный наполнитель;b) inert filler; где а) и б) формируют предшественник катализатора, и где указанный предшественник катализатора получают распылительной сушкой, где каталитическая композиция практически не содержит других электронно-донорных соединений, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно 1,9, и композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие средний размер частиц больше примерно 10 мкм, и где указанный галогенид магния имеет растворимость в указанном растворителе в диапазоне от 0,75 до 2,0 молей/л.where a) and b) form a catalyst precursor, and where the specified catalyst precursor is obtained by spray drying, where the catalytic composition contains practically no other electron-donor compounds, the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, and the catalyst precursor composition includes particles having an average particle size greater than about 10 microns, and where the specified magnesium halide has a solubility in the specified solvent in the range from 0.75 to 2.0 mol / L. 2. Способ получения композиции предшественника катализатора, включающий2. A method of obtaining a catalyst precursor composition, comprising а) получение смеси или продукта реакции из:a) obtaining a mixture or reaction product from: 1) галогенида магния;1) magnesium halide; 2) растворителя;2) a solvent; 3) электронно-донорного соединения, где электронно-донорное соединение это спирт;3) an electron-donor compound, wherein the electron-donor compound is alcohol; 4) соединения переходного металла, где переходный металл выбирают из групп 3-10 и лантанидов;4) transition metal compounds, wherein the transition metal is selected from groups 3-10 and lanthanides; б) контактирование смеси или продукта реакции с инертным наполнителем с получением суспензии; иb) contacting the mixture or reaction product with an inert filler to obtain a suspension; and в) распылительную сушку суспензии;c) spray drying the suspension; где композиция предшественника катализатора практически не содержит других электронно-донорных соединений, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно значению до 1,9, и композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие средний размер частиц больше примерно 10 мкм, и где указанный галогенид магния имеет растворимость в указанном растворителе в диапазоне от 0,75 до 2,0 молей/л.where the catalyst precursor composition is substantially free of other electron-donor compounds, the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, and the catalyst precursor composition includes particles having an average particle size of greater than about 10 μm, and where said halide magnesium has a solubility in the specified solvent in the range from 0.75 to 2.0 mol / L. 3. Каталитическая композиция, включающая продукт реакции из3. Catalytic composition comprising a reaction product from а) смеси или продукта реакции из:a) a mixture or reaction product from: 1) галогенида магния;1) magnesium halide; 2) растворителя;2) a solvent; 3) электронно-донорного соединения, где электронно-донорное соединение это спирт;3) an electron-donor compound, wherein the electron-donor compound is alcohol; 4) соединения переходного металла, где переходный металл выбирают из групп 3-10 и лантанидов; и4) transition metal compounds, wherein the transition metal is selected from groups 3-10 and lanthanides; and 5) инертного наполнителя, и5) an inert filler, and 6) композиции сокатализатора,6) composition of socialization, где каталитическая композиция практически не содержит других электронно-донорных соединений, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно значению до 1,9, и композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие средний размер частиц больше примерно 10 мкм, и где указанный галогенид магния имеет растворимость в указанном растворителе в диапазоне от 0,75 до 2,0 молей/л.where the catalytic composition contains virtually no other electron-donor compounds, the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, and the catalyst precursor composition includes particles having an average particle size of greater than about 10 μm, and where said magnesium halide has a solubility in the specified solvent in the range from 0.75 to 2.0 mol / L. 4. Способ получения полимера, включающий реакцию по крайней мере одного полиолефинового мономера в присутствии каталитической композиции, включающей смесь или продукт реакции4. A method of producing a polymer, comprising the reaction of at least one polyolefin monomer in the presence of a catalyst composition comprising a mixture or reaction product а) галогенида магния;a) magnesium halide; б) растворителя;b) a solvent; в) электронно-донорного соединения;c) electron-donor compound; г) соединения переходного металла, где переходный металл выбирают из групп 3-10 и лантанидов;d) transition metal compounds, wherein the transition metal is selected from groups 3-10 and lanthanides; д) инертного наполнителя, иe) an inert filler, and е) композиции сокатализатора,e) the composition of the cocatalyst, где каталитическая композиция практически не содержит других электронно-донорных соединений, молярное отношение электронно-донорного соединения к магнию меньше или равно значению до 1,9, и композиция предшественника катализатора включает сферические или практически сферические частицы, имеющие размер частиц от примерно 10 до примерно 200 мкм и где указанный галогенид магния имеет растворимость в указанном растворителе в диапазоне от 0,75 до 2,0 молей/л.where the catalyst composition contains virtually no other electron-donor compounds, the molar ratio of the electron-donor compound to magnesium is less than or equal to 1.9, and the catalyst precursor composition includes spherical or substantially spherical particles having a particle size of from about 10 to about 200 microns and where the specified magnesium halide has a solubility in the specified solvent in the range from 0.75 to 2.0 mol / L. 5. Композиция предшественника катализатора по п.1, где переходный металл это титан, где композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие молярное соотношение магния к титану, от примерно 1,0 до примерно 5,0.5. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the transition metal is titanium, where the catalyst precursor composition comprises particles having a molar ratio of magnesium to titanium of from about 1.0 to about 5.0. 6. Композиция предшественника катализатора по п.1, где переходный металл это титан, где композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие молярное соотношение магния к титану, от примерно 5,0 до примерно 10.6. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the transition metal is titanium, where the catalyst precursor composition comprises particles having a molar ratio of magnesium to titanium of from about 5.0 to about 10. 7. Композиция предшественника катализатора по п.1, где композиция предшественника катализатора включает частицы, имеющие диапазон распределения от примерно 1 до примерно 2,5.7. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the catalyst precursor composition includes particles having a distribution range from about 1 to about 2.5. 8. Композиция предшественника катализатора по п.1, где инертный наполнитель включает от примерно 10 до примерно 95 мас.% композиции предшественника катализатора.8. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the inert filler comprises from about 10 to about 95 wt.% The composition of the catalyst precursor. 9. Композиция предшественника катализатора по п.1, где молярное отношение спирта к магнию составляет менее чем примерно 1,75.9. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the molar ratio of alcohol to magnesium is less than about 1.75. 10. Композиция предшественника катализатора по п.1, где молярное отношение спирта к магнию составляет от примерно 0,1 до примерно 1,1.10. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the molar ratio of alcohol to magnesium is from about 0.1 to about 1.1. 11. Композиция предшественника катализатора по п.1, где молярное отношение спирта к магнию составляет от примерно 0,1 до примерно 0,5.11. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the molar ratio of alcohol to magnesium is from about 0.1 to about 0.5. 12. Композиция предшественника катализатора по п.1, где соединение переходного металла включает титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал или их комбинации.12. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the transition metal compound includes titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or combinations thereof. 13. Композиция предшественника катализатора по п.1, где соединение переходного металла соответствует формуле13. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the transition metal compound corresponds to the formula Ti(R)aXb,Ti (R) a X b , где R представляет собой R' или COR', где R' представляет собой C1-C14 алифатический или ароматический углеводородный радикал, Х выбирают из Cl, Br, I, или их смесей, а равно 0 или 1, b равно от 2 до 4 включительно, a+b=3 или 4.where R is R 'or COR', where R 'is a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, X is selected from Cl, Br, I, or mixtures thereof, and 0 or 1, b is from 2 to 4 inclusive, a + b = 3 or 4. 14. Композиция предшественника катализатора по п.1, где соединение переходного металла представляет собой TiCl3, TiCl4, Ti(ОС6Н5)Cl3, Ti(ОСОСН3)Cl3, Ti(ОСОС6Н5)Cl3 или их смеси.14. The catalyst precursor composition of claim 1, wherein the transition metal compound is TiCl 3 , TiCl 4 , Ti (OC 6 H 5 ) Cl 3 , Ti (OCOCH 3 ) Cl 3 , Ti (OCOC 6 H 5 ) Cl 3 or mixtures thereof. 15. Композиция предшественника катализатора по п.1, где донор электронов включает линейный или разветвленный алифатический или ароматический спирт, содержащий от одного до примерно 25 атомов углерода.15. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the electron donor comprises a linear or branched aliphatic or aromatic alcohol containing from one to about 25 carbon atoms. 16. Композиция предшественника катализатора по п.15, где спирт выбирают из группы, включающей метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, 2-этилгексанол, 1-додеканол, циклогексанол и трет-бутилфенол.16. The catalyst precursor composition of claim 15, wherein the alcohol is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, 2-ethylhexanol, 1-dodecanol, cyclohexanol and tert-butylphenol. 17. Композиция предшественника катализатора по п.1, где растворитель выбирают из группы, включающей алкильные сложные эфиры алифатических и ароматических карбоновых кислот, простые эфиры и алифатические кетоны.17. The catalyst precursor composition of claim 1, wherein the solvent is selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, ethers and aliphatic ketones. 18. Композиция предшественника катализатора по п.1, где галогенид магния включает MgCl2, MgBr2, MgI2, MgClBr, MgBrI или их смеси.18. The catalyst precursor composition of claim 1, wherein the magnesium halide comprises MgCl 2 , MgBr 2 , MgI 2 , MgClBr, MgBrI, or a mixture thereof. 19. Композиция предшественника катализатора по п.1, где каталитическая композиция включает композицию формулы19. The catalyst precursor composition according to claim 1, where the catalytic composition comprises a composition of the formula [Mg(ROH)r]mTi(OR)nXp[S]q,[Mg (ROH) r ] m Ti (OR) n X p [S] q , где ROH включает линейный или разветвленный спирт, содержащий от одного до примерно 25 атомов углерода, R представляет собой R' или COR', где каждый R' индивидуально представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода, или ароматический углеводородный радикал, содержащий от одного до примерно 14 атомов углерода; Х представляет собой по отдельности Cl, Br, или I; S выбирают из группы, включающей алкильные сложные эфиры, алифатические простые эфиры, циклические простые эфиры и алифатические кетоны; диапазон m составляет от 0,5 до 56; n равно 0, 1 или 2; p равно от 4 до 116; q равно от 2 до 85; r равно от 0,1 до 1,9.where ROH includes a linear or branched alcohol containing from one to about 25 carbon atoms, R represents R 'or COR', where each R 'individually represents an aliphatic hydrocarbon radical containing from one to about 14 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon radical containing from one to about 14 carbon atoms; X is individually Cl, Br, or I; S is selected from the group consisting of alkyl esters, aliphatic ethers, cyclic ethers, and aliphatic ketones; the range of m is from 0.5 to 56; n is 0, 1 or 2; p is from 4 to 116; q is from 2 to 85; r is from 0.1 to 1.9. 20. Композиция предшественника катализатора по п.19, где r равно от 0,1 до менее чем примерно 0,5.20. The catalyst precursor composition according to claim 19, where r is from 0.1 to less than about 0.5. 21. Композиция предшественника катализатора по п.1, дополнительно включающая смесь или продукт реакции кислоты Льюиса с композицией предшественника катализатора.21. The catalyst precursor composition according to claim 1, further comprising a mixture or reaction product of a Lewis acid with a catalyst precursor composition. 22. Композиция предшественника катализатора по п.21, где кислота Льюиса имеет формулу RgMX3-g, где R представляет собой R', или OR', или NR'2, где R' представляет собой замещенную или незамещенную алифатическую или ароматическую гидрокарбильную группу, содержащую 1-14 атомов углерода, Х выбирают из группы, включающей Cl, Br, I, и их смеси; g равно 0-3, М представляет собой алюминий или бор.22. The catalyst precursor composition according to item 21, where the Lewis acid has the formula R g MX 3-g , where R represents R ', or OR', or NR ' 2 , where R' is a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbyl a group containing 1-14 carbon atoms, X is selected from the group consisting of Cl, Br, I, and mixtures thereof; g is 0-3, M is aluminum or boron. 23. Композиция предшественника катализатора по п.21, где кислоту Льюиса выбирают из группы, включающей три-н-гексилалюминий, триэтилалюминий, хлорид диэтилалюминия, триметилалюминий, хлорид диметилалюминия, дихлорид метилалюминия, триизобутилалюминий, три-н-бутилалюминий, хлорид диизобутилалюминия, дихлорид изобутилалюминия, (С2Н5)AlCl2, (С2Н5)AlCl2, (С6Н5)AlCl2, (С6Н5O)AlCl2, (С6Н13О)AlCl2 и их комбинации.23. The catalyst precursor composition of claim 21, wherein the Lewis acid is selected from the group consisting of tri-n-hexylaluminium, triethylaluminum, diethylaluminium chloride, trimethylaluminum, dimethylaluminum chloride, methylaluminum dichloride, triisobutylaluminum aluminum, tri-n-butylaluminyl aluminum, aluminum, aluminum , (C 2 H 5 ) AlCl 2 , (C 2 H 5 ) AlCl 2 , (C 6 H 5 ) AlCl 2 , (C 6 H 5 O) AlCl 2 , (C 6 H 13 O) AlCl 2, and combinations thereof . 24. Композиция предшественника катализатора по п.21, где кислоту Льюиса выбирают из группы, включающей BCl3, BBr3, В(С2Н5)Cl2, B(OC2H5)2Cl2, B(OC2H5)2Cl2, В(С6H5)Cl2, В(ОС6Н5)Cl2, В(ОС6Н13)Cl2, В(ОС6Н13)Cl2 и В(ОС6Н5)2Cl и их комбинации.24. The catalyst precursor composition of claim 21, wherein the Lewis acid is selected from the group consisting of BCl 3 , BBr 3 , B (C 2 H 5 ) Cl 2 , B (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , B (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , B (C 6 H 5 ) Cl 2 , B (OS 6 H 5 ) Cl 2 , B (OS 6 H 13 ) Cl 2 , B (OS 6 H 13 ) Cl 2 and B (OS 6 H 5 ) 2 Cl and combinations thereof. 25. Композиция предшественника катализатора по п.1, где инертный наполнитель выбирают из группы, включающей диоксид кремния, диоксид титана, оксид цинка, карбонат магния, оксид магния, углерод и карбонат кальция.25. The catalyst precursor composition according to claim 1, wherein the inert filler is selected from the group consisting of silicon dioxide, titanium dioxide, zinc oxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, carbon and calcium carbonate. 26. Композиция предшественника катализатора по п.25, где композиция имеет средний размер частиц от примерно 10 до примерно 60 мкм и диапазон распределения от примерно 1,5 до примерно 2,0.26. The catalyst precursor composition of claim 25, wherein the composition has an average particle size of from about 10 to about 60 microns and a distribution range from about 1.5 to about 2.0. 27. Композиция предшественника катализатора по п.1, дополнительно включающая второй инертный наполнитель, выбранный из группы, включающей диоксид кремния, диоксид титана, оксид цинка, карбонат магния, оксид магния, углерод, и карбонат кальция.27. The catalyst precursor composition according to claim 1, further comprising a second inert filler selected from the group consisting of silicon dioxide, titanium dioxide, zinc oxide, magnesium carbonate, magnesium oxide, carbon, and calcium carbonate. 28. Каталитическая композиция, включающая продукт реакции из28. Catalytic composition comprising a reaction product from а) галогенида магния;a) magnesium halide; б) растворителя, включающего тетрагидрофуран (ТГФ);b) a solvent including tetrahydrofuran (THF); в) электронно-донорного соединения, где электронно-донорное соединение включает спирт;c) an electron-donor compound, wherein the electron-donor compound includes alcohol; г) соединения переходного металла, где переходный металл выбирают из групп 3-10 и лантанидов; иd) transition metal compounds, wherein the transition metal is selected from groups 3-10 and lanthanides; and д) инертного наполнителя,d) inert filler, где концентрация указанного галогенида магния в полученном растворе указанного галогенида магния, указанного спирта, указанного ТГФ и указанного переходного металла в 5 раз выше по сравнению с раствором, не содержащим спирт.where the concentration of said magnesium halide in the obtained solution of said magnesium halide, said alcohol, said THF, and said transition metal is 5 times higher compared to a solution not containing alcohol. 29. Способ получения полимера, включающий гомополимеризацию или сополимеризацию этилена с С38α-олефинами, где указанная гомополимеризация или сополимеризация осуществляется в присутствии одного из предшественников катализатора по п.2, или каталитической композиции по п.3, где указанный предшественник катализатора дополнительно включает сокатализатор.29. A method of producing a polymer comprising homopolymerization or copolymerization of ethylene with C 3 -C 8 α-olefins, wherein said homopolymerization or copolymerization is carried out in the presence of one of the catalyst precursors according to claim 2, or the catalytic composition according to claim 3, where said catalyst precursor optionally includes cocatalyst.
RU2006104419/04A 2003-07-16 2003-07-16 Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst RU2320673C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006104419/04A RU2320673C2 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006104419/04A RU2320673C2 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006104419A RU2006104419A (en) 2007-09-20
RU2320673C2 true RU2320673C2 (en) 2008-03-27

Family

ID=39366517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006104419/04A RU2320673C2 (en) 2003-07-16 2003-07-16 Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320673C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647855C2 (en) * 2013-01-14 2018-03-21 ЮНИВЕЙШН ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Methods of obtaining catalyst systems with increased productivity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647855C2 (en) * 2013-01-14 2018-03-21 ЮНИВЕЙШН ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Methods of obtaining catalyst systems with increased productivity
US9938361B2 (en) 2013-01-14 2018-04-10 Univation Technologies, Llc Methods for preparing catalyst systems with increased productivity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006104419A (en) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2003253981B2 (en) Spray-dried polymerization catalyst and polymerization processes employing same
RU2403266C2 (en) Catalyst compositions containing fine silicon dioxide particles as carrier material and methods of use in polymerisation reactions
US4427573A (en) Polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization
RU2287535C2 (en) Supported catalyst precursor composition (options), supported catalytic composition (options) method of preparation thereof (option), polymer preparation process
US7160833B2 (en) Spray-dried polymerization catalyst and polymerization process employing same
CN112805289A (en) Alkane soluble non-metallocene precatalyst
CN112839966A (en) Process for olefin polymerization using alkane soluble non-metallocene precatalyst
US5025072A (en) Highly active catalyst composition for polymerizing alpha-olefins
EP0081940B1 (en) Preparation of a catalyst for and a method of producing linear low density polyethylene
RU2320673C2 (en) Polymerization catalyst prepared by spraying drying and method for polymerization using this catalyst
JP2012092275A (en) Method for producing propylene polymer
JP2011153287A (en) Method for producing propylene polymer
JP2011148980A (en) Method for producing propylene polymer
KR100775724B1 (en) Spray-dried polymerization catalyst and polymerization processes employing same
ZA200600020B (en) Spray-dried polymerization catalyst and polymerization processes employing same
BR112020010518B1 (en) Method for making a polyethylene composition

Legal Events

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

Effective date: 20130717