RU2502560C1 - Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins - Google Patents

Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins Download PDF

Info

Publication number
RU2502560C1
RU2502560C1 RU2012136612/04A RU2012136612A RU2502560C1 RU 2502560 C1 RU2502560 C1 RU 2502560C1 RU 2012136612/04 A RU2012136612/04 A RU 2012136612/04A RU 2012136612 A RU2012136612 A RU 2012136612A RU 2502560 C1 RU2502560 C1 RU 2502560C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethylene
catalyst
magnesium
ether
polymerization
Prior art date
Application number
RU2012136612/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Борисовна Микенас
Владимир Александрович Захаров
Валентин Евгеньевич Никитин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2012136612/04A priority Critical patent/RU2502560C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2502560C1 publication Critical patent/RU2502560C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to field of catalyst. Described is method of obtaining catalyst for ethylene polymerization and copolimerisation of ethylene with alpha-olefins, containing vanadium compound on magnesium-containing carrier, which is obtained by interaction of solution of magnesium-organic compound with composition Mg(C6H5)2nMgCl2mR2O, where; n=0.37-0.7, m=2, R2O is ether with R=i-Am, n-Bu with chlorinating agent phenyltrichloromethane PhCCl3 with mole ratio PhCCl3/MgR2≥1.0, with further processing of carrier with alkylaluminium chloride and application of vanadium compound, with alkylaromatic ether being preliminarily introduced into magnesium organic compound at temperature 20-40°C with molar ratio alkylaromatic ether/Mg=0.05-0.2.
EFFECT: obtained catalyst makes it possible to obtain polymers with wide molecular-weight distribution, increased bulk density and high output.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к способу получения катализаторов полимеризации этилена и сополимеризации этилена с α-олефинами, более конкретно, к нанесенным катализаторам циглеровского типа, содержащим в своем составе соединение переходного металла на магнийсодержащем носителе.The invention relates to a method for producing catalysts for the polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with α-olefins, and more particularly, to supported Ziegler-type catalysts containing a transition metal compound on a magnesium-containing support.

Известны различные методы приготовления нанесенных катализаторов циглеровского типа. При этом только некоторые из этих способов позволяют регулировать морфологию частиц носителя и соответственно катализатора (размер, форму и плотность частиц, распределение частиц по размерам). В случае суспензионной и газофазной полимеризации морфология частиц катализатора определяет морфологию образующегося на них частиц полимера. Получение порошка полимера с определенным средним размером частиц, с узким распределением частиц по размерам, с повышенной насыпной плотностью является важным условием для технологии процесса полимеризации, и для этого необходимо получать катализаторы, обладающих узким распределением частиц по размеру и улучшенной морфологией. При этом для различных технологий полимеризации и различных областей применения полимеров требуются катализаторы с различным средним размером частиц. Катализаторы с размером частиц 5-20 мкм используются в случае суспензионной полимеризации этилена. Катализаторы с размером частиц 25-50 мкм используются для газофазной полимеризации.Various methods are known for preparing supported Ziegler-type catalysts. However, only some of these methods allow you to control the morphology of the particles of the carrier and, accordingly, of the catalyst (particle size, shape and density, particle size distribution). In the case of suspension and gas phase polymerization, the morphology of the catalyst particles determines the morphology of the polymer particles formed on them. Obtaining a polymer powder with a certain average particle size, with a narrow particle size distribution, with an increased bulk density is an important condition for the technology of the polymerization process, and for this it is necessary to obtain catalysts having a narrow particle size distribution and improved morphology. Moreover, for various polymerization technologies and various applications of polymers, catalysts with different average particle sizes are required. Catalysts with a particle size of 5-20 microns are used in the case of suspension polymerization of ethylene. Catalysts with a particle size of 25-50 microns are used for gas phase polymerization.

Катализатор с узким распределением частиц по размеру, содержащий в качестве носителя хлорид магния, может быть получен взаимодействием раствора соединения MgCl2·3i-C8H17OH в углеводном разбавителе с TiCl4 в присутствии электроно-донорного соединения (этилбензоат, этиланизат и другие) [JP 59-53511, B01J 31/32, 1986]. Катализатор, полученный таким способом, характеризуется размером частиц 5-15 мкм, обладает достаточно высокой активностью (до 35 кг/г ПЭ г Ti ч атм С2Н4) и позволяет получать порошок полиэтилена с узкой гранулометрией и высокой насыпной плотностью. Недостатком такого способа получения катализатора является применение низких температур (до -20°С), использование в качестве реакционной среды больших количеств жидкого TiCl4, выделение при синтезе катализатора значительного количества хлористого водорода.A catalyst with a narrow particle size distribution containing magnesium chloride as a carrier can be prepared by reacting a solution of the compound MgCl 2 · 3i-C 8 H 17 OH in a carbohydrate diluent with TiCl 4 in the presence of an electron-donor compound (ethyl benzoate, ethylanisate and others) [JP 59-53511, B01J 31/32, 1986]. The catalyst obtained in this way is characterized by a particle size of 5-15 μm, has a sufficiently high activity (up to 35 kg / g PE g Ti h atm C 2 H 4 ) and allows the production of polyethylene powder with narrow granulometry and high bulk density. The disadvantage of this method of producing a catalyst is the use of low temperatures (up to -20 ° C), the use of large quantities of liquid TiCl 4 as a reaction medium, and the release of a significant amount of hydrogen chloride during the synthesis of the catalyst.

Известен способ получения нанесенного катализатора для полимеризации этилена и сополимеризации этилена с альфа-олефинами, содержащий соединение переходного металла (TiCl4, VOCl3, VCl4) на носителе состава MgCl2·mR2O, путем нанесения соединения переходного металла на носитель[RU 2064836, B01J 31/38, 10.08.96]. При этом носитель получают взаимодействием магнийорганического соединения (МОС) состава Mg(C6H5)2·nMgCl2·mR2O (n=0.37-0.7, m=2, R2O- простой эфир с R=i-Am, n-Bu) с четыреххлористым углеродом. Катализатор, приготовленный этим методом, позволяет получать полимеры с узким регулируемым распределением частиц по размеру и повышенной насыпной плотностью при сохранении высокой активности в процессах суспензионной и газофазной полимеризации этилена и сополимеризации этилена с α-олефинами.A known method of producing a supported catalyst for the polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with alpha-olefins, containing a transition metal compound (TiCl 4 , VOCl 3 , VCl 4 ) on a carrier composition MgCl 2 · mR 2 O, by applying a transition metal compound to a carrier [RU 2064836 , B01J 31/38, 08/10/96]. In this case, the carrier is prepared by reacting an organomagnesium compound (MOS) with the composition Mg (C 6 H 5 ) 2 · nMgCl 2 · mR 2 O (n = 0.37-0.7, m = 2, R 2 O is an ether with R = i-Am, n-Bu) with carbon tetrachloride. The catalyst prepared by this method allows one to obtain polymers with a narrow, controlled particle size distribution and increased bulk density while maintaining high activity in the processes of suspension and gas-phase polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with α-olefins.

Основным недостатком этого метода является использование в качестве хлорирующего агента четыреххлористого углерода: реакция четыреххлористого углерода с магнийорганическим соединением протекает очень интенсивно, с большим выделением тепла и трудно контролируется, особенно при приготовлении катализатора в больших количествах.The main disadvantage of this method is the use of carbon tetrachloride as a chlorinating agent: the reaction of carbon tetrachloride with an organomagnesium compound proceeds very intensively, with high heat generation and is difficult to control, especially when preparing catalysts in large quantities.

Ближайшим решением поставленной в настоящей заявке задачи является способ получения катализатора, согласно которому нанесенный катализатор, содержащий тетрахлорид титана или тетрахлорид (окситрихлорид) ванадия на магнийсодержащем носителе, получают взаимодействием раствора магнийорганического соединения (МОС) состава MgPh2·nMgCl2·mR2O, где: Ph=фенил, R2O=простой эфир с R=бутил или i-амил, n=0.37-0.7, m=1-2. с фенилтрихлорметаном (PhCCl3/Mg≥1 (мольн.)) с последующей обработкой полученного магнийсодержащего носителя соединением переходного металла. Этот метод позволяет синтезировать высокоактивные ванадиймагниевые катализаторы с регулируемым размером частиц в области от 40 до 7.5 мкм с узким распределением частиц по размеру (SPAN<0.9), позволяющие получать полиэтилен с широким молекулярно-массовым распределением (MMP) [WO 2005/097322, B01J 31/36, 2005.10.20].The closest solution to the problem posed in this application is a method for producing a catalyst, according to which a supported catalyst containing titanium tetrachloride or vanadium tetrachloride (oxytrichloride) on a magnesium-containing support is prepared by reacting a solution of an organomagnesium compound (MOS) of the composition MgPh 2 · nMgCl 2 · mR 2 O, where : Ph = phenyl, R 2 O = ether with R = butyl or i-amyl, n = 0.37-0.7, m = 1-2. with phenyltrichloromethane (PhCCl 3 / Mg≥1 (mol.)), followed by treatment of the obtained magnesium-containing support with a transition metal compound. This method allows the synthesis of highly active vanadium-magnesium catalysts with an adjustable particle size in the region of 40 to 7.5 μm with a narrow particle size distribution (SPAN <0.9), which allows to obtain polyethylene with a wide molecular weight distribution (MMP) [WO 2005/097322, B01J 31 / 36, 2005.10.20].

Основными недостатками катализатора, приготовленного по вышеописанному способу, в суспензионном процессе при получении полиэтилена являются:The main disadvantages of the catalyst prepared by the above method in a suspension process in the production of polyethylene are:

(1) Использование низких температур (менее 10°С) для получения катализаторов для суспензионной полимеризации этилена с размером частиц менее 10 мкм. что затрудняет контроль температуры, особенно при приготовлении катализатора в больших количествах.(1) The use of low temperatures (less than 10 ° C) to obtain catalysts for suspension polymerization of ethylene with a particle size of less than 10 microns. which makes it difficult to control the temperature, especially when preparing the catalyst in large quantities.

(2) Катализаторы с крупным средним размером частиц, полученные при высоких температурах хлорирования (более 20°С), особенно ванадиймагниевые. имеют низкую активность при температурах полимеризации этилена менее 90°С.(2) Catalysts with a large average particle size, obtained at high chlorination temperatures (more than 20 ° C), especially vanadium magnesium. have a low activity at polymerization temperatures of ethylene less than 90 ° C.

(3) Полимеры, полученные с использованием катализаторов, приготовленных по вышеописанному методу, имеют насыпную плотность менее 350 г/л.(3) Polymers prepared using catalysts prepared according to the method described above have a bulk density of less than 350 g / l.

В основе заявляемого изобретения положена задача разработки способа получения ванадиймагниевых катализаторов для суспензионной полимеризации этилена и сополимеризации этилена с α-олефинами, позволяющего получать магнийхлоридсодержащий носитель с регулированным размером частиц в области 5-20 мкм хлорированием МОС (фенилмагнийхлорид) фенилтрихлорметаном (PhCCl3) при температуре ≥20°С. При этом катализатор, приготовленный с использованием этого носителя, должен обеспечивать получение полимеров с широким молекулярно-массовым распределением (ИР21.6/ИР5≥18), с повышенной насыпной плотностью (более 350 г/л) и высоким выходом (≥250 кг/г V) при узком распределении частиц по размеру в процессах суспензионной полимеризации этилена и сополимеризации этилена с α-олефинами при температурах полимеризации 70-90°С.The basis of the claimed invention is the task of developing a method for producing vanadium-magnesium catalysts for suspension polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with α-olefins, which allows to obtain a magnesium chloride-containing carrier with a controlled particle size in the region of 5-20 μm by chlorination of MOC (phenyl magnesium chloride) with phenyl trichloromethane (PhCCl 3 ) at a temperature ≥ 20 ° C. In this case, the catalyst prepared using this support should provide polymers with a wide molecular weight distribution (IR 21.6 / IR 5 ≥18), with an increased bulk density (more than 350 g / l) and a high yield (≥250 kg / g V) with a narrow distribution of particle size in the processes of suspension polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with α-olefins at polymerization temperatures of 70-90 ° C.

Эта задача решается тем, что в процессе получения магнийсодержащего носителя для этих катализаторов используют модифицирующую добавку алктароматический эфир (D) в количестве 0.05-0.2 моль/моль Mg, которую добавляют в МОС состава Mg(C6H5)2 nMgCl2 mR2O (С6Н5-фенил, n=0.37-0.7, m=2. R2O - простой эфир). Модифицированное магнийорганическое соединение хлорируют фенилтрихлорметаном при температуре ≥20°С PhCCl3/MgR2≥1.0 с последующей обработкой носителя алкилалюминийхлоридом и нанесением соединения ванадия.This problem is solved in that in the process of obtaining a magnesium-containing support for these catalysts, a modifying additive alkaromatic ether (D) is used in an amount of 0.05-0.2 mol / mol Mg, which is added to the MOC composition Mg (C 6 H 5 ) 2 nMgCl 2 mR 2 O (C 6 H 5 -phenyl, n = 0.37-0.7, m = 2. R 2 O - ether). The modified organomagnesium compound is chlorinated with phenyltrichloromethane at a temperature of ≥20 ° С PhCCl 3 / MgR 2 ≥1.0 followed by treatment of the support with alkylaluminum chloride and deposition of a vanadium compound.

Таким образом, основным отличительным признаком предлагаемого способа является использование алкилароматического эфира при мольном соотношении D/Mg=0.05-0.2 для модификации МОС состава Mg(C6H5)2nMgCl2 mR2O при синтезе магнийсодержащего носителя хлорированием фенилтрихлорметаном C6H5CCl3 при температурах 20-60°С.Thus, the main distinguishing feature of the proposed method is the use of alkylaromatic ether at a molar ratio of D / Mg = 0.05-0.2 to modify the MOC composition of Mg (C 6 H 5 ) 2 nMgCl 2 mR 2 O in the synthesis of a magnesium-containing support by chlorination with phenyltrichloromethane C 6 H 5 CCl 3 at temperatures of 20-60 ° C.

Носитель, получаемый этим методом, имеет средний размер частиц в области от 5 до 20 мкм и узкое распределение частиц по размеру. Требуемый размер частиц носителя и, соответственно, катализатора в этой области определяется соотношением алкилароматического эфира/МОС и условиями проведения процесса взаимодействия МОС с C6H5CCl3. Перед нанесением соединения переходного металла магнийсодержащий носитель обрабатывают хлорсодержащим алюминийорганическим соединением (например, ДЭАХ) для удаления с поверхности носителя побочных электронодонорных органических продуктов синтеза носителя. Катализатор получают последующей обработкой носителя раствором хлорида ванадия (VCl4, VOCl3) в углеводородном растворителе.The carrier obtained by this method has an average particle size in the region of 5 to 20 μm and a narrow particle size distribution. The required particle size of the carrier and, accordingly, the catalyst in this area is determined by the ratio of alkyl aromatic ether / MOS and the conditions for the process of interaction of MOS with C 6 H 5 CCl 3 . Before applying the transition metal compound, the magnesium-containing support is treated with a chlorine-containing organoaluminum compound (for example, DEAC) to remove by-product electron-donating organic carrier synthesis products from the surface of the support. The catalyst is prepared by subsequent treatment of the support with a solution of vanadium chloride (VCl 4 , VOCl 3 ) in a hydrocarbon solvent.

Предлагаемый способ обеспечивает получение высокоактивных ванадиймагниевых катализаторов для суспензионной полимеризации этилена со средним размером частиц 5-20 мкм при использовании для хлорирования МОС фенилтрихлорметаном технологичного диапазона температур (≥20°С).The proposed method provides for the production of highly active vanadium-magnesium catalysts for suspension polymerization of ethylene with an average particle size of 5-20 μm when using the technological temperature range (≥20 ° C) for chlorination of MOC with phenyltrichloromethane.

При полимеризации этилена на этом катализаторе образуется полиэтилен с высокой насыпной плотностью (более 0.35 г/см) и узким распределением частиц по размеру. Активность полученных катализаторов достигает 250 кг ПЭ/г V. Полиэтилен, полученный на ванадиймагниевом катализаторе, синтезированном по предлагаемому способу, имеет широкое молекулярно-массовое распределение.During the polymerization of ethylene, polyethylene with a high bulk density (more than 0.35 g / cm) and a narrow particle size distribution is formed on this catalyst. The activity of the obtained catalysts reaches 250 kg PE / g V. The polyethylene obtained on the vanadium-magnesium catalyst synthesized by the proposed method has a wide molecular weight distribution.

Катализаторы применяют для полимеризации этилена или сополимеризации этилена с α-олефинами в сочетании с сокатализатором - триалкилом алюминия (преимущественно, триизобутилалюминием или триэтилалюминием). Полимеризацию проводят в режиме суспензии при температурах 50-100°С в среде углеводородного растворителя (например, гексана, гептана) давлениях 2-40 атм. В качестве регулятора молекулярной массы полимера используют водород в количестве 5-50 об.%. При сополимеризации этилена с α-олефинами используют пропилен, бутен-1, гексен-1, 4-метил-пентен-1 и другие высшие α-олефины.The catalysts are used for the polymerization of ethylene or the copolymerization of ethylene with α-olefins in combination with a cocatalyst - aluminum trialkyl (mainly triisobutylaluminum or triethylaluminum). The polymerization is carried out in suspension mode at temperatures of 50-100 ° C in a hydrocarbon solvent (for example, hexane, heptane) pressures of 2-40 atm. As a regulator of the molecular weight of the polymer using hydrogen in an amount of 5-50 vol.%. In the copolymerization of ethylene with α-olefins, propylene, butene-1, hexene-1, 4-methyl-pentene-1 and other higher α-olefins are used.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

(А). Приготовление раствора магнийорганического соединения (МОС).(BUT). Preparation of a solution of an organomagnesium compound (MOS).

В стеклянный реактор объемом 1 л, оборудованный мешалкой и термостатирующим устройством, загружают 29.2 г порошкообразного магния (1.2 моль) в 450 мл хлорбензола (4.4 моль), 203 мл дибутилового эфира (1.2 моль) и активирующий агент, представляющего собой раствор 0.05 г йода в 3 мл хлористого бутила. Реакцию проводят в атмосфере инертного газа (азот, аргон) при температуре от 80 до 100°С в течение 10 ч. По окончании реакции полученную реакционную смесь отстаивают и отделяют жидкую фазу от осадка. Жидкая фаза представляет собой раствор в хлорбензоле магнийорганического соединения состава MgPh2·0.49MgCl2·2(C4H9)2O с концентрацией 1.0 моль Mg/л.29.2 g of powdered magnesium (1.2 mol) in 450 ml of chlorobenzene (4.4 mol), 203 ml of dibutyl ether (1.2 mol) and an activating agent, which is a solution of 0.05 g of iodine, are loaded into a 1 L glass reactor equipped with a stirrer and a thermostatic device. 3 ml of butyl chloride. The reaction is carried out in an inert gas atmosphere (nitrogen, argon) at a temperature of from 80 to 100 ° C for 10 hours. At the end of the reaction, the resulting reaction mixture is settled and the liquid phase is separated from the precipitate. The liquid phase is a solution in chlorobenzene of an organomagnesium compound with the composition MgPh 2 · 0.49MgCl 2 · 2 (C 4 H 9 ) 2 O with a concentration of 1.0 mol Mg / L.

(Б). Синтез носителя.(B) The synthesis of the media.

200 мл полученного раствора МОС (0.2 моль Mg) загружают в реактор с мешалкой и при температуре 25°С в течение 15 мин. дозируют 0.01 моль этилбензоата (ЭБ) (1.1 мл ЭБ и 3 мл гептана), ЭБ/Mg=0.05 (мол.). Выдерживают смесь в течение 15 мин, затем дозируют в реактор раствор 26 мл (0.32 моль) фенилтрихлорметана (PhCCl3) в 30 мл гептана в течение 35 мин (PhCCl3/Mg=1.0 (мол)). Затем нагревают реакционную смесь до 60°С в течение 30 мин и выдерживают при этой температуре 1 ч. Удаляют маточный раствор и промывают образовавшийся осадок гептаном 4 раза по 250 мл при температуре 20°С. Получают 33 г порошкообразного магнийсодержащего носителя в виде суспензии в гептане.200 ml of the obtained MOC solution (0.2 mol Mg) was loaded into the reactor with a stirrer and at a temperature of 25 ° С for 15 min. dose 0.01 mol of ethyl benzoate (EB) (1.1 ml of EB and 3 ml of heptane), EB / Mg = 0.05 (mol.). The mixture is kept for 15 minutes, then a solution of 26 ml (0.32 mol) of phenyltrichloromethane (PhCCl 3 ) in 30 ml of heptane is metered into the reactor for 35 minutes (PhCCl 3 / Mg = 1.0 (mol)). Then the reaction mixture is heated to 60 ° C for 30 minutes and kept at this temperature for 1 hour. The mother liquor is removed and the precipitate formed is washed with heptane 4 times in 250 ml each at a temperature of 20 ° C. Obtain 33 g of powdered magnesium-containing media in the form of a suspension in heptane.

После этого в реактор к суспензии носителя добавляют 204 мл раствора диэтилалюминий хлорида с концентрацией 1.6 моль/л при мольном отношении AlEt2Cl/Mg=1.2 в течение 20 мин. при комнатной температуре и затем выдерживают реакционную смесь 1 ч при 45°С. После этого носитель промывают 5 раз по 200 мл гептаном.After that, 204 ml of a solution of diethylaluminium chloride with a concentration of 1.6 mol / L at a molar ratio of AlEt 2 Cl / Mg = 1.2 is added to the suspension of the carrier in the course of 20 minutes. at room temperature and then the reaction mixture was kept for 1 h at 45 ° C. After this, the carrier is washed 5 times with 200 ml of heptane.

(В) Катализатор получают обработкой суспензии носителя в гептане раствором тетрахлорида ванадия в четырехлористом углероде (24 мл с концентрацией ванадия 0.035 г/мл) при температуре 50°С в течение 1 ч и затем промывают 1 раз 200 мл гептана. Катализатор содержит 2.5 мас.% ванадия и имеет средний размер частиц 18 мкм.(B) A catalyst is obtained by treating a suspension of a carrier in heptane with a solution of vanadium tetrachloride in carbon tetrachloride (24 ml with a vanadium concentration of 0.035 g / ml) at a temperature of 50 ° C for 1 h and then washing it with 1 time 200 ml of heptane. The catalyst contains 2.5 wt.% Vanadium and has an average particle size of 18 microns.

Полимеризацию этилена проводят в стальном реакторе объемом 0.8 л, оборудованном мешалкой и термостатирующей рубашкой. В качестве растворителя для полимеризации используют гептан (250 мл) и сокатализатор Al(i-Bu)3 с концентрацией 4.8 ммоль/л. Полимеризацию проводят при температуре 80°С, давлении этилена 7.4 бар, давлении водорода 0.5 бар, в течение 2 ч.Ethylene is polymerized in a 0.8 L steel reactor equipped with a stirrer and a thermostatic jacket. Heptane (250 ml) and Al (i-Bu) 3 cocatalyst with a concentration of 4.8 mmol / L are used as a solvent for polymerization. The polymerization is carried out at a temperature of 80 ° C, an ethylene pressure of 7.4 bar, a hydrogen pressure of 0.5 bar, for 2 hours

Для опыта используют 0.0083 г катализатора, получают 54 г полимера с выходом 6.5 кг/г катализатора или 250 кг/г V. Насыпная плотность порошка ПЭ составляет 360 г/л, а средний размер частиц ПЭ по данным ситового анализа составляет 336 мкм. Порошок ПЭ имеет узкое распределение частиц по размерам, которое характеризуется величиной SPAN=(d90-d10)/d50, где d90, d10 и d50 - размеры частиц ПЭ, соответствующие интегральному содержанию частиц в количестве 90, 50 и 10 мас.% соответственно. Величина SPAN для данного примера составляет 0.7. ПЭ, полученный на этом катализаторе, имеет широкое молекулярно-массовое распределение (соотношение индексов расплава при нагрузке 21.6 и 5 кг (MIR (21.6/5))=19.2).For the experiment, 0.0083 g of catalyst is used, 54 g of polymer are obtained with a yield of 6.5 kg / g of catalyst or 250 kg / g V. The bulk density of PE powder is 360 g / l, and the average particle size of PE according to sieve analysis is 336 μm. PE powder has a narrow particle size distribution, which is characterized by the value of SPAN = (d 90 -d 10 ) / d 50 , where d 90 , d 10 and d 50 are the sizes of PE particles corresponding to the integral content of particles in the amount of 90, 50 and 10 wt.%, respectively. The SPAN value for this example is 0.7. The PE obtained on this catalyst has a wide molecular weight distribution (the ratio of melt indices at a load of 21.6 and 5 kg (MIR (21.6 / 5)) = 19.2).

Результаты полимеризации приведены в таблице.The polymerization results are shown in the table.

Пример 2.Example 2

Катализатор получают в условиях примера 1, за исключением того, что при синтезе магнийсодержащего носителя используют соотношение ЭБ/Mg=0.2 (мол.). Катализатор содержит 3.1 мас.% ванадия и имеет средний размер частиц 7 мкм. Полимеризацию этилена ведут в условиях примера 1.The catalyst was prepared under the conditions of Example 1, except that in the synthesis of the magnesium-containing support, the ratio EB / Mg = 0.2 (mol.) Was used. The catalyst contains 3.1 wt.% Vanadium and has an average particle size of 7 μm. The polymerization of ethylene is carried out under the conditions of example 1.

Результаты полимеризации приведены в таблице.The polymerization results are shown in the table.

Пример 3.Example 3

Катализатор получают в условиях примера 1, за исключением того, что при синтезе магнийсодержащего носителя используют дибутилфталат (ДБФ) при соотношении ДБФ/Mg=0.1 (мол.) вместо этилбензоата. Хлорирование МОС фенилтрихлорметаном проводят при температуре 20°С. Катализатор содержит 2.6 мас.% ванадия и имеет размер частиц 6 мкм. Полимеризацию этилена ведут в условиях примера 1.The catalyst was prepared under the conditions of Example 1, except that dibutyl phthalate (DBP) was used in the synthesis of the magnesium-containing support at a ratio of DBP / Mg = 0.1 (mol.) Instead of ethyl benzoate. Chlorination of MOC with phenyltrichloromethane is carried out at a temperature of 20 ° C. The catalyst contains 2.6 wt.% Vanadium and has a particle size of 6 μm. The polymerization of ethylene is carried out under the conditions of example 1.

Результаты полимеризации приведены в таблице.The polymerization results are shown in the table.

Пример 4.Example 4

Катализатор, полученный в примере 3, используют в сополимеризации этилена с гексеном-1. Сополимеризацию ведут в условиях примера 1, за исключением того, что в начале в качестве сомономера используют гексен-1 с концентрацией гексена-1 0.16 моль/л, затем после наработки каждых 20 г полимера вводят гексен-1 из расчета 0.064 моль/л. Получают сополимер, содержащий 2.1 мол.% бутильных разветвлений.The catalyst obtained in example 3 is used in the copolymerization of ethylene with hexene-1. The copolymerization is carried out under the conditions of Example 1, except that in the beginning, hexene-1 with a concentration of hexene-1 of 0.16 mol / L is used as a comonomer, then after every 20 g of polymer is produced, hexene-1 is calculated at the rate of 0.064 mol / L. A copolymer containing 2.1 mol% of butyl branches is obtained.

Результаты полимеризации приведены в таблице.The polymerization results are shown in the table.

Пример 5 (сравнительный).Example 5 (comparative).

Катализатор получают в условиях примера 1, за исключением того, что в соответствии с прототипом [WO 2005/097322] для взаимодействия PhCCl3 с магнийорганическим соединением при получении носителя не используют алкилароматический эфир. МОС хлорируют PhCCl3 при температуре 35°С. Катализатор содержит 3.2 мас.% ванадия и имеет средний размер частиц 30 мкм. Полимеризацию этилена ведут в условиях примера 1, за исключением того, что давление этилена 9 бар. Результаты полимеризации приведены в таблице.The catalyst was prepared under the conditions of Example 1, except that in accordance with the prototype [WO 2005/097322], alkyl aromatic ether was not used for the reaction of PhCCl 3 with an organomagnesium compound to obtain a carrier. MOC chlorinates PhCCl 3 at a temperature of 35 ° C. The catalyst contains 3.2 wt.% Vanadium and has an average particle size of 30 μm. The polymerization of ethylene is carried out under the conditions of example 1, except that the ethylene pressure is 9 bar. The polymerization results are shown in the table.

Из представленных примеров и таблицы видно, что использование для синтеза носителя фенилтрихлорметана в сочетании с алкилароматическим эфиром для хлорирования магнийорганического соединения позволяет получать высокоактивные ванадиймагниевые катализаторы для суспензионной полимеризации этилена со средним размером частиц 5-20 мкм при использовании для хлорирования МОС технологичного диапазона температур (≥20°С). При полимеризации этилена на этом катализаторе образуется полиэтилен с высокой насыпной плотностью (более 0.35 г/см3) и узким распределением частиц по размеру. Активность полученных катализаторов превышает 250 кг ПЭ/г V. ПЭ имеет широкое ММР (MFR(21.6/5)=18-21).It can be seen from the presented examples and the table that the use of phenyl trichloromethane for the synthesis of a carrier in combination with an alkyl aromatic ether for chlorination of an organomagnesium compound allows one to obtain highly active vanadium-magnesium catalysts for suspension polymerization of ethylene with an average particle size of 5-20 μm when using the technological temperature range for chlorination of MOS (≥20 ° C). During the polymerization of ethylene, polyethylene with a high bulk density (more than 0.35 g / cm 3 ) and a narrow particle size distribution is formed on this catalyst. The activity of the obtained catalysts exceeds 250 kg PE / g V. PE has a wide MMP (MFR (21.6 / 5) = 18-21).

Использование для приготовления магнийсодержащего носителя только фенилтрихлорметана в соответствии с прототипом (WO 2005/097322) (сравнительный пример 5) не позволяет достичь поставленной задачи.Using for preparation of a magnesium-containing carrier only phenyltrichloromethane in accordance with the prototype (WO 2005/097322) (comparative example 5) does not allow to achieve the task.

ТаблицаTable Условия полимеризации: гептан, [ТИБА]=4.8 ммоль/л, давление водорода 0.5 бар, 80°С, 2 чPolymerization conditions: heptane, [TIBA] = 4.8 mmol / l, hydrogen pressure 0.5 bar, 80 ° C, 2 h № примераExample No. Алкилароматический эфир (ААЭ)Alkyl aromatic ether (AAE) (ААЭ)/
Mg (мол.)
(AAE) /
Mg (mol.)
T11), °СT 1 1) , ° C Содержание V, мас.%The content of V, wt.% d ср.2) Мкмd cf. 2) Microns РС2Н4,RS 2 H 4 , ВыходExit ИР(5)3), г/10 минIR (5) 3) , g / 10 min MFR4) (21.6/5)MFR 4) (21.6 / 5) НП5) г/лNP 5) g / l SPANSpan
кг ПЭ/ г катkg PE / g cat К г П Э г V

Figure 00000001
TO g P E g V
Figure 00000001
1one этилбензоатethyl benzoate 0.050.05 2525 2.52.5 18eighteen 7.47.4 6.56.5 250250 1.01.0 19.219.2 360360 0.70.7 22 этилбензоатethyl benzoate 0.20.2 2525 3.13.1 7.07.0 7.47.4 7.87.8 252252 1.41.4 18.018.0 345345 0.90.9 33 дибутилфталатdibutyl phthalate 0.10.1 20twenty 2.62.6 6.06.0 7.47.4 8.58.5 327327 0.30.3 19.619.6 392392 0.60.6 46) 4 6) дибутилфталатdibutyl phthalate 0.10.1 20twenty 2.62.6 6.06.0 7.47.4 9.09.0 345345 1.01.0 18.018.0 438438 0.50.5 57) 5 7) -- -- 3535 3.23.2 30thirty 9.09.0 4.64.6 144144 0.050.05 -- 280280 -- 1) температура хлорирования магнийорганического соединения PhCCl3 1) the chlorination temperature of the organomagnesium compound PhCCl 3 2) средний размер частиц катализатора 2) the average particle size of the catalyst 3) индекс расплава ПЭ при нагрузке 5 кг (190°С) 3) PE melt index at a load of 5 kg (190 ° C) 4) соотношение индексов расплава при нагрузках 21.6 и 5 кг 4) the ratio of the melt indices at loads of 21.6 and 5 kg 5) насыпная плотность порошка полимера 5) bulk density of polymer powder 6) сополимеризация этилена с гексеном-1 (концентрация гексена-1=0.16 М), содержащий 2.1 мол.% бутильных разветвлений 6) copolymerization of ethylene with hexene-1 (concentration of hexene-1 = 0.16 M), containing 2.1 mol.% Butyl branches 7) сравнительный пример 7) comparative example

Claims (1)

Способ получения катализатора для полимеризации этилена и сополимеризации этилена с альфа-олефинами, содержащего соединение ванадия на магнийсодержащем носителе, который получают взаимодействием раствора магнийорганического соединения состава Mg(C6H5)2nMgCl2mR2O, где: n=0,37-0,7, m=2, R2O - простой эфир с R=i-Am, n-Bu с хлорирующим агентом фенилтрихлорметаном PhCCl3 при мольном отношении PhCCl3/MgR2≥1,0, с последующей обработкой носителя алкилалюминийхлоридом и нанесением соединения ванадия, отличающийся тем, что в магнийорганическое соединение предварительно вводят алкилароматический эфир при температуре 20-40°С при мольном отношении алкилароматический эфир/Mg=0,05-0,2. A method of producing a catalyst for the polymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with alpha-olefins containing a vanadium compound on a magnesium-containing support, which is obtained by reacting a solution of an organomagnesium compound of the composition Mg (C 6 H 5 ) 2 nMgCl 2 mR 2 O, where: n = 0.37- 0,7, m = 2, R 2 O - ether with R = i-Am, n-Bu with a chlorinating agent phenyltrichloromethane PhCCl 3 with a molar ratio PhCCl 3 / MgR 2 ≥1,0, followed by treatment of the support with alkylaluminum chloride and deposition vanadium compounds, characterized in that the organomagnesium compound is preceded the alkyl aromatic ether is carefully introduced at a temperature of 20-40 ° C with a molar ratio of alkyl aromatic ether / Mg = 0.05-0.2.
RU2012136612/04A 2012-08-27 2012-08-27 Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins RU2502560C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136612/04A RU2502560C1 (en) 2012-08-27 2012-08-27 Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136612/04A RU2502560C1 (en) 2012-08-27 2012-08-27 Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2502560C1 true RU2502560C1 (en) 2013-12-27

Family

ID=49817619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136612/04A RU2502560C1 (en) 2012-08-27 2012-08-27 Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2502560C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682163C1 (en) * 2018-10-31 2019-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) Method for preparation of vanadium magnesium polymerization catalyst of ethylene and copolimerization of ethylene with alpha olefines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0652236A1 (en) * 1993-11-06 1995-05-10 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the preparation of poly-1-olefins
EP0668296A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Ethylene polymer and process for preparing the same
RU2064836C1 (en) * 1994-06-20 1996-08-10 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Method to produce applied catalyst for ethylene polymerization and copolymerization of ethylene with alfa-olefins
RU2257264C1 (en) * 2004-04-08 2005-07-27 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst preparation process and ethylene polymerization and ethylene-alpha-olefin copolymerization processes utilizing this catalyst
WO2005097322A1 (en) * 2004-04-08 2005-10-20 Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Nauk Method for preparing a catalyst and process for polymerising ethylene and copolymerising ethylene with alpha-olefins

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0652236A1 (en) * 1993-11-06 1995-05-10 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the preparation of poly-1-olefins
EP0668296A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Ethylene polymer and process for preparing the same
RU2064836C1 (en) * 1994-06-20 1996-08-10 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Method to produce applied catalyst for ethylene polymerization and copolymerization of ethylene with alfa-olefins
RU2257264C1 (en) * 2004-04-08 2005-07-27 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst preparation process and ethylene polymerization and ethylene-alpha-olefin copolymerization processes utilizing this catalyst
WO2005097322A1 (en) * 2004-04-08 2005-10-20 Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Nauk Method for preparing a catalyst and process for polymerising ethylene and copolymerising ethylene with alpha-olefins

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682163C1 (en) * 2018-10-31 2019-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) Method for preparation of vanadium magnesium polymerization catalyst of ethylene and copolimerization of ethylene with alpha olefines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6050436B2 (en) Multi-stage process for polymerizing ethylene
RU2064836C1 (en) Method to produce applied catalyst for ethylene polymerization and copolymerization of ethylene with alfa-olefins
EP1572756B1 (en) Catalyst components for the polymerization of olefins
JP2749731B2 (en) Method for producing catalyst for olefin polymerization
US4657998A (en) Polyethylene with broad molecular weight distribution
JPS6334883B2 (en)
EP2935353B1 (en) Multistage process for the polymerization of ethylene
KR20090102802A (en) Catalyst components for the polymerization of olefins and catalysts therefrom obtained
CN103052656A (en) Catalyst components for the polymerization of olefins
JP2009536673A (en) Antistatic agent for olefin polymerization and method for producing the antistatic agent
NO168044B (en) PROCEDURE FOR POLYMERIZATION OF OLEFINES USING MODIFIED ZIEGLER-NATTA CATALYST.
EP3036263B1 (en) Method for producing an ethylene based polymer in a polymerisation process using a self-limitng agent
EP1749574B1 (en) Method for preparing a catalyst and process for polymerising ethylene and copolymerising ethylene with alpha-olefins
EP0134100B1 (en) Cocatalyst for use with a transition metal compound in polyethylene production
US11021555B2 (en) Catalyst for the polymerization of olefins
RU2502560C1 (en) Method of obtaining vanadium-magnesium catalyst of ethylene polymerisation and copolymerisation of ethylene with alpha-olefins
KR20060015516A (en) Novel polymerisation catalyst
SK279040B6 (en) Catalyst for the homo- and co-polymerization of ethylene
EP1856162A1 (en) Catalyst components comprising titanium, magnesium, halogen and 1,2-dimethoxyethane for the polymerization of olefins
EP2367853B1 (en) Catalyst components for the polymerization of olefins and catalysts therefrom obtained
US5286694A (en) Lanthanide halide catalyst, method of producing the catalyst, and polymerization process employing the catalyst
RU2356911C1 (en) Method of obtaining polyethylene and copolymers of ethylene with alpha-olefins with wide molecular mass distribution
RU2682163C1 (en) Method for preparation of vanadium magnesium polymerization catalyst of ethylene and copolimerization of ethylene with alpha olefines
RU2257264C1 (en) Catalyst preparation process and ethylene polymerization and ethylene-alpha-olefin copolymerization processes utilizing this catalyst
JP2011504528A (en) Polymerization method of ethylene