SU917683A3 - Способ получени катализатора дл полимеризации пропилена - Google Patents

Description

мешивании с последующим нагреванием катализаторной массы до , охлаждением ее до комнатной температуры , отделением полученного осадка, добавлением к нему при перемешивании простого эфира при мольном отношении 0,89-1,22, выбранного из групп диизопентиловый или его смесь с ди-н бутиловым при мольном отношении 2,5 соответственно диоктиловый, бензилизопентиловый ,изобутилвиниловый, ани зол,выдерживанием полученной- суспензии в течение 1 ч при , отделением осадка и обработкой его четырех хлористым титаном при мольном отношении 0,58-1,16 при б2-б5 С в течение 1,5-2,0 ч с последующим промыва нием полученного бурого твердого продукта с удельной поверхностью 89,0-.147,0 и объемом пор 0,188 0,197 cMVr и добавлением к нему диэтилалюминийхлорида при мольном о ношении 2,8-3,0:1. .При полимеризации пропилена на катализаторе, приготовленном по предлагаемому способу , скорость реакции возрастает и в зависимости условий составл ет 106-2320 г/г/ч. Например, при использовании 0,0875 бурого вещества с диэтилалюминийхло ридом в гексане при мол рном отноше нии 3:1, давлении 0 фунт/кв.дюйм и 70°С скорость составл ет 253 г/г/ч. В то же врем  при использовании известного катализатора AATiCC-i (0,2 г) при аналогичных услови х ск рость полимеризации всего 65 г/г/ч. При повышении температуры полимеризации до 89 С и давлени  до 250 фунт/кв.дюйм на катализаторе (0,1-0,t г) по изобретению скорост полимеризации возрастает до 1 222320 г/г/ч,в то же врем  на известном к тализаторе (0,4 г) она не превышает 401-623 г/г/ч. Полипропилен, получаемый при использовании катализатора, полученного по предлагаемому способу, состоит из непрозрачных частиц поли мера при блочной полимеризации проп лена и при полимеризации в суспензии . , Все используемые в предлагаемом способе растворители и среды дл  полимеризации подвергают обработке дл  удалени  воды и пол рных вещест примесей. Дебаеграммы веществ снимают в за па нных стекл нных пробирках при по 9 ;,4 мощи дифрактометра. Измерение пористости образцов провод т порозиметром высокого давлени  (бОООО фунт/кв.дюйм фирмы Америкен Инструмент Ко.,Сильвер Спрингс, Мд. Измерени  удельной поверхности осуществл ют методом БЭТ с использованием смеси, : азот 10, гелий 90. Образец предварительно обрабатывают при комнатной температуре 1 ч в слабой струе указанной смеси газов, затем охлаждают до температуры жидкого азота 45 мин дл  поглощени  азота и нагревают до комнатной температуры , а состав десорбировавшегос  газа определ ют при помощи детектора теплопроводности. Химические анализы осуществл ют растворением навески образца катализатора в метаноле или воде, подкисленной серной кислотой. Порции указанных растворов отбирают дл  определени  титана и алюмини  при помощи атомарной абсорбции, а хлор - титрованием по Фольгарду. Эфир определ ют нейтрализацией метанольного раствора или экстракцией водного раствора гексаном и газохроматографией в газохроматографической колонке, калиброванной стандартными растворами, содержащими соответствующий эфир. Вышеописанный бурый катализатор образует пурпурный раствор при разло- жении путем растворени  в разбавленной серной кислоте и голубой (синий) раствор при разложении путем растворени  в смеси MeOH-HjSOi,. Степень суспендировани  (степень суспензии) граммы кристаллического полимера (общее количество полимера минус растворимый) на грамм бурого твердого вещества (в пересчете на TiCt, за 1 ч полимеризации). Степень или скорость полимеризации недисперсионный граммы всего полимера на грамм твердого вещества (в пересчете на TiCtx за 1 ч полимеризации). При расчете количества (моль) бурого твердого вещества обычно пренебрегают незначительным содержанием органики . Пример 1. 2,6мл сухого гексана и 12,5 мл четыреххлористого титана (0,11 моль) внос т в круглодонную колбу емкостью 300 мл. Колбу и ее содержимое защищают в процессе . операции атмосферой сухого азота. Раствор перемешивают магнитной мешалкой и охлаждают на лед ной бане, поддерживаемой при , В раствор четыреххлористого титана в течение 3 ч по капл м приливают 7,8 мл (о, 112 моль) раствора диэтилалюминий хлорида (мольное отношение 0,98/ /1,0 Ti) в гексане (2 , вес Л диэтил алюминийхлорида, плотность раствора 0,739 г/мл). По окончании приливанй  взвесь перемешивают 15 мин при колбу соедин ют с конденсатором лодильником) И нагревают 1 ч до бЗс Суспензию перемешивают 1 ч при б5 С После охлаждени  до комнатной температуры коричневое твердое вещество промывают п тью порци ми по 3 мл сухого гексана, декантиру , последнюю промывку ведут при . Твердое коричневое вещество декан тируют, приливают Hi мл сухого гексана и 21,3 мл (0,105 моль) диизопентилового эфира .мольное отношение 0,92/1,0 Ti) и суспензию перемешивают 1 ч при 35°С, Твердое вещество промывают п тикратно 2 мл сухого гексана с декантацией. В оставшийс  после декантации твердый остаток приливают 70,8 мл (0,131 моль) 20,3 об..%-ного, раствора четыреххлористого титана (мольное отношение 1,15/1,0 Ti) в гексане ,3 мл четыреххлористого титана плюс I8l,8 мл гексана). Взвесь перемешивают 2 ч при 62-65 С и охлажда ют до комнатной температуре. Твердое вещество промывают п ть раз сухим гексаном (порции по 42 мл) с декантацией , последнюю промывку ведут при . Декантируют и приливают 50 мл сухого гексана, 1 мл конечной взвеси содержит 0,295 г твердого бурого вещества . Дебаеграмма сухого коричневого вещества (порошкообразного) обнаруживает пики, соответствующие: 5,8(сл); 5.+(сил);2,98 (ел) ;2 ,77(сил диф.); 2,15 (сред.); 1396 (ел); 1,78 ( сред. , -сил.диф,), 1,U8 (сл.оч.шир) 1 ,1 i (оч.ос.сл.) . Сухой бурый продукт имеет удельну поверхность 106 м /г. Анализ твердого вещества коричневой окраски, %: титан 2А,2) алюминий 0,7, хлор 64,3, изопентиловый эфир 10,8. Пример 2. В круглодонную колбу емкостью 500 мл внос т ,2 мл су.хого гексана и 25 мл -четыр еххлористого титана (0,228 моль). Содержимое колбы в процессе всей опера3 содержат в атмосфере сухого азо та. Раствор медленно перемешивают магнит- ) ной мешалкой, охлаждением на лед ной бане поддержива  температуру -1°С, В течение 3 ч по капл м приливают ,6 мл( 0, моль) диэтилалюминийхлорида ( мольное отношение 0,99/1,0 Ti) в гексане (2k,i вес.% диэтилалюминийхлорида, удельный вес раствора 0,739 г/моль). По окончании приливанй  взвесь медленно перемешивают 15 мин при , колбу соеди н ют с конденсатором и нагревают до в течение 1 ч. Взвесь медленно перемешивают 1 ч при . После ох лаждени  до комнатной температуры твердое коричневое вещество промывают п ть раз порци ми сухого гексана (по 8 мл) декантиру  каждый раз, а пос леднюю промывку провод т при б5 С. Твердое коричневое вещество декантируют , приливают 288 мл гексана и 42,6 мл диизопентилового эфира (0,210 моль), (мольное отношение 0,92/1,0 Т1) взвесь медленно перемешивают при 35°С в течение- 1 ч. Затем твердое вещество промывают п ть раз порци ми сухого гексана (по 8 мл) и образовавшуюс  взвесь раздел ют на четыре равные части. Одну часть, содержащую 0,057 моль титана, декантируют и к твердому веществу приливают 5,5 мл (0, моль) 13 об.-ного раствора метыреххлористого титана (мольное отношение 1, 1,0 ТI) в гексане. Взвесь медленно перемешивают при 65°С 2 ч и охлаждают до комнатной температуры. Твердое вещество промывают п ть раз порци ми сухого гексана (по 25 мл) декантиру , последнюю промывку ведут при . Декантируют , к твердому веществу приливают 50 мл гексана-. 1 мл конечной взвеси содержит 0, г бурого твердого вещества . Дебаеграмма сухого бурого порошкообразного вещества обнаруживает пики соответствующие: 5,8 (ел); 5,3(сил.);2,75(сил диО.); 2 , (сред.); 2,о6( сред.сил.); 1,9б (ел.); 1,77 1,49 (оч.сл.); ( сил.диф); 1,52 (ел.); 1,13 (оч.сл.). Анализ бурого твердого вещества, титан 28, алюминий 0,7, хлор 61,3, изопентиловый эфир 10,0. П -р и м е р 3. Повтор ют операцию аналогично примеру 2, однако поеле разделени  взвсеи на четыре равные части одну часть .содержащую 0,057 моль титана декантируют и к твердому коричневому веществу приливают 35,4 мл (0,0б5б моль) 20,3 об.-го раствора четыреххлористого титана (мольное отношение 1,15/ 1,0 Т|)в гексане. Взвесь медленно пе мешивают при в течение 105 мин охлаждают до комнатной температуры. Твердое вещество промывают п ть раз порци ми сухого гексана (по 25 мл) декантиру , последнюю промывку ведут при . Декантируют, к остатку приливают 50 мл гексана. 1 мл конечной взвеси содержит 0,158 г бурого твердого вещества, Дебаеграмма порошкообразного бурого вещества показывают пики,соо ветствующие : 5,9(оч. ел.) , 5,4(сил.) , 2,9(сл ); 2,75(шир. сил.); 1,95(сл. 1,77(сл.); 1,48(сл.). Анализ бурого вещества, %: титан 28,31 алюминий 0,8, хлор 64,1 изопентиловый эфир 6,8. Пример 4. Повтор ют операцию аналогично примеру 1, однако после п тикратной промывки порци ми сухого гексана(по 42 мл ) с декантац ей, к твердому коричневому веществу , содержащему 0,14 моль титана приливают 35,4 мл (0,0б5б моль) 20,3 об.-ного раствора четыреххлористого титана (мольное отношение 0,58/1,0 Ti) в гексане. Взвесь медленно перемешивают 105 мин при 65С охлаждают до комнатной температуры. Твердое .вещество промывают п ть раз порци ми сухого гексана (по 25 мл) декантиру , последнюю промывку веду при б5 С. Декантируют, приливают к твердому веществу 50 мл гексана. 1 мл конечной взвеси содержит 0,158 бурого твердого вещества. Пример 5-Повтор ют операц аналогично примеру Ц, однако обрабо ку комплекса треххлористого титана изопентилового эфира осуществл ют 0 об.%-ным раствором четыреххлорис того германи  (0,12 моль), (мольно отношение 1,09/1,0 Ti) в гексане. Пример 6. Полимеризацию пропилена ведут в автоклаве при kQ фунт/кв. дюйм и в течение 2 использу  количества бурого каталитического компонента приведенные в табл. 1, 1 мл 2, вес.-ного диэтилалюминийхлорида (ДЗАХ) и 200 мл гексана в качестве среды полимериЗЭЦии (мольное отношение 3,0 ДЭАХ/ 1,0 Ti). 9 . 8 Пример 7. Полимеризацию ведут при 160 F в течение 1 ч в реакторе емкостью в 1 галлон при давлении , 250 фунт/кв.дюйм пропилена и небольой парциальной упругости водорода в 1200 мл гексана в качестве среды полимеризации. Катализатор диэтилалюминийхлорид , бурый треххлористый титан, BTS и мольном отношении 2,8/1 ,0/0,01t/0,027 (табл. 2). Пример 8. Полимеризацию в жидкой фазе пропилена (недисперсионную ) осуществл ют в литровом реакторе в течение 2 ч при 160°F при давлении фунт./кв.дюйм пропилена и небольшом количестве водброда. В каждом эксперименте используют О , 3 мл 2, вес.-го раствора диэтилалюминийхлорида в гексане. Мольное отношение 3,0 ДЭАХ/1,О Ti (табл. . Пример 9. В колбе емкостью 500 мл приготовл ют раствор бурого . каталитического компонента из 80 мл гексана и 40 мл четыреххлористого титана (0, моль), охлажда до ОС В течение 3 ч по капл м приливают в полученный раствор мл(0,369 моль) 24,4 вес.-ного раствора диэтилалюминийхлорида (мольное отношение 1,01/1,0 Т1),( 0,739 г/мл). Образовавшуюс  взвесь нагревают до комнатной температуры, затем в течение 1 ч до 65°С, промывают и определ ют концентрацию взвеси. В колбу емкостью 200 мл внос т 25 мл последней взвеси (около 6 т твердого коричневого вещества, содержащего 0,033 моль титана), декантируют и приливают 40 мл гексана. Приливают 8,8 мл (о,0298 моль) диоктилового эфира (мольное отношение 0,9/ 1 ,0 Ti )и взвесь нагревают 1 ч приЗЕ С. Коричневое твердое вещество затем промывают гексаном. Твердое коричневое вещество декантируют и приливают 12 мл гексана и 4 мл четы еххлористого титана С)0365 моль, мольное отношение 1,11/1,0 Ti). Смесь нагревают 2 ч при , образовавшийс  твердый бурый продукт промывают гексаном и порции взвеси используют при полимеризации. Пример 10. Приготовл ют раствор бурого каталитического компонента , аналогично примеру 9 с тем исключением, что: (|) 24,6 мл 991 гексана и 12,5 мл четыреххлористого титана (0,11 i моль) охлаждают до 0°G и приливают 7,8 мл (0,112 моль) диэтилалюминийхлорида (мольное отношение 0,98/1,0 Ti) (2). К промытому твердому коричневому веществу из ( 1)поиливают tk мл гексана и 20,1 мл бензилизопентилового эфира Смольное отношение 0,89/1,0 Ti), (0,102 моль) (З). К твердому веществу из (2) приливают 60, мл 0,0б5б моль) 11,9 об;%-ного раствора четыреххлрристого титана (мольное отношение 0,58/1 ,0 Т) Пример 11. Повтор ют пример 10 с тем исключением, что используют 79,5 мл (0,0656 моль) 9,0+обД-ного раствора метыреххлористого титана (мольное отношение 0,58/1,0 Т) в гексане . ПР и м е р 12. Приготовл ют раствор бурого каталитического компонента аналогично примеру 9, с тем исключением , что (1) 196,8 мл гексана и 100 мл четыреххлористого титана (0,913 моль) охлаждают до О С. и приливают 59,8 мл (0,911 моль) 25 -ного раствора диэтилалюминийхлори да (мольное отношение 0,99/1,-О Ti). К промытому твердому веществу после декантации приливают 00 мл гексана, (2)К 50 мл взвеси, содержащей О , 11 моль Ti из (1)приливают 181 мл гексана , 1,2 мл (О ,07 моль)диизопентилового эфира и 5,9 мл (0,03 моль)ди-н .-бутилового эфира (мольное отношение 0,89 общего эфира/1,0 Т1). (3)К промытому коричневому твердому веществу из (3) приливают 5б мл гексана и 1+,2 мл (0,132 моль) четыр .еххлористого титана (мольное отношение 1 ,16/1 ,0 Ti) , Пример 13. Приготовл ют раствор бурого каталитического компонента аналогично примеру 12, однако вместо диизопентилового и ди-н.бутилового эфиров используют 15,t мл (0,139 моль) изобутилвинилового эфира (мольное от ношение 1,22/ 1,0 Ti). Пример Н. Приготовл ют раствор бурого каталитического компо нента аналогично примеру 12, однако вместо диизопентилового иизо-н.бутилового эфиров берут 11,8 мл (о, 109 моль) анизола (мольное отношение 0,9б/ 1,0 Ti). Пример 15. Провод т полимеризацию в суспензии при 70°С давлении ЦО фунт/кв.дюйм пропилена в течение 7683 2 ч тве 182 BTS 5 3,0 ( та пен ру 10 жаю бур и 1 ний 3,0 5 сус 16, и 0 3,0 20 (та чес при реа 55 .10 в автоклаве, использу  80 мг рдого бурого вещества из примера 9. мг диэтилaлюми ийxлopидa, 9,5 мг и 3,7 мг CoEt. Мольное отношение ДЭАХ/1,0 ,03 BTS/0,06 СоП бл.). Пример 16.Полимеризацию в сусзии осуществл ют аналогично приме15 , с тем исключением, что не загрут ВТ5 или Coft, а примен ют 0,08 г ого каталитического компонента мл 25%-ного раствора диэтилалюмихлорида .Мольное отношение ДЭАХ/1,0 Ti (табл. 5). Пример 17. Полимеризацию в пензии ведут аналогично прммеру однако используют 0,008 млВТЗ ,00 мл Со ft. Мольное отношение ДЭАХ/.1,0 Ti/0,03 BTS/0,06 Cott бл.6). Пример 18. Бурый каталитикий компонент получают аналогично меру 1, вз в следующие количества гентов, мл: ( 1)Гексан 19б,8 Четыреххлористый титан (0,913 моль) 100 Диэтилалюминийхлорид ( 0,911 моль), (мольное отношение 0,99/,0 Ti) 598, Гексан при каждой промывке336 ( 2)Гексан 1,152 Ди-изопентило- вый эфир (0,839 моль,) (мольное отношение . 0,92/1,0 Ti) 170 Гексан при каждой промывке336 ( 3)Гексан отдельно от 113,6 мл четыреххлористого титана (1,ОА моль), (мольное отношение 1, l,OTi) 8 Гексан при каждой промывке 336

1191768312

Полученный бурый продукт имеет Анализ урого продукта, %; титан удельную поверхность l м /г и удель 28,; хлор 6А,2; алюминий О,, изоный объем пор 0,197 .

Анализ бурого продукта, %: титан 28,5, хлор б,, алюминий О,, 5 кий компонент получают аналогично

изопентиловый эфир .

Дебаеграмма обнаруживает пики. соответствующие: 5,9 (ср.); 5, (сил); натрием. У полученного бурого вещест2 ,75 (Оч.сил); широк.2,13 (ел); ва удельна  поверхность 89 и 1,98 (ср.); 1,9 (ел); 1,77 (ср.шир.)ЧО удельный объем пор 0,188 cMVr. 1,72(сл), 1, (ср.шир), 1,23 (сл.) Пример 21. Полимеризацию 1,13 (сл.шир.). пропилена осуществл ют аналогично

Пример 19.Бурый каталитичес- примеру 6 (табл. 7). кий компонент получают аналогично

примеру 18. У полученного бурого 15 Пример 22. Полимеризацию продукта удельна  поверхность 101 м/г пропилена ведут аналогично примеру 8. удельный объём пор 0,193 cMVr. (табл. 8).

г 7 --.-,- - f у.- пентиловый эфир 6,7.

Пример 20. Бурый каталитичес

примеру 18, однако до употреблени  иэопентиловый эфир перегон ют над

Таблица 1

х) При этой полимеризации добавлено 0,008 мл сульфида бис-трибутйл олова (BTS ) и 0,0i мл 2,41,6-коллидина (Coft), мольное отношение 3,0 ДЭАХ/1,0 Ti/0,03BTS/0,06 Со ) хх) При этих опытах вместо бурого треххлористого титана доБавлен AATiCE,, фирмы Стауффер Кемикал Ко.

:Таблица2

х) AATiCt фирмы Стауффер Кеми1 ал Ко.

х.х) Опыт с применением диэтилалюминийхлорида, треххлористого титана, ВТБ и Cott в мольйом соотношении 2,8/1,0/0,028/

/O.. XXX) Опыт в продолжение ч.

х) AATICt фирмы Стауффер Кемикал Ко. хх) Используют 0.0025 мл BTS и 0,00125 мл Coh. мольное

отношение 3,0 ДЭАХ/1,0 Т5/0,03 BTS/0,6 Cott. ххх) 0,32 мл 2, вес. раствора диэтилалюминийхлорида гексане.

ТаблицаЗ ((«««...В Пример 9 - «« х) в качестве контроль бурый каталитически со скоростью 178 г/ Пример 1 Примечание «.-. - - 12 13 I - «в - Примечание . « вв«ввв в в ви,в,вИ. ««««M«tK««,N,V Скорость г/г/ч Растворимые, % -«-eeee.e.t.eeB e-eweeeeee, .«,IW«M..««WWMV- . ного - изопентиловый эфир, содержащий й компонент, полученный в примерах 1- г/ч и 1,3 растворимых. Скорость, г/г/ч Растворимые, % . В качестве контрольного-изопентиловый эфир, содержащий бурый каталитический компонент, полученный аналогично описанному в примерах I-. творимые 6,1. хх) Контроль. Скорость 157 г/г/ч, растворимые 5,8. ххх) Контроль. Скорость 170 г/г/ч, растворимые 5,. Скорость, г/г/ч Растворимые, % - «,- - - - - - - - - - -. - - - - - - - - --- - --- - - - - - -- - 56 7,2 Контрольные дл  12-1 - бурые каталитические компоненты, содержащие изопентиловый эфир, полученный аналогично примерам 1-, со скорост ми соответственно 178,16 и 15 г/г/ч и процентом растворимых соответственно 1,1,2 и 1,2. Таблица Ц 613,2 . , ;:Таблица 5 . 68,520,3 51,721,5 161if,2 5&17,2 6515,5 х) Контроль. Скорость 165 г/г/ч, расТаблица 6 1591,2 5511,6

17

0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

х) Мольное отношение 3.0 ДЭАХ/1,0 Ti. хх) Вз то 0,008 мл BTS и 0,004 мл .

Мольное отношение 3,0 ДЭАХ/1,0 Ti/0,03 ВТ5/0,Об CoU.

х) Опыт в течение 2ч. хх) Опыт в течение 4ч.

ххх) Титан /диэтилалюминийхлорид/ BTS/ СоЕЕ в мольном отношении 1.0/3.0/0.03/0.06.

Claims (2)

1. Формула изобретени  Способ получени  катализатора дл  полимеризации пропилена путем взаимодействи  диэтилалюминийхлорида с четыреххлористым титаном при мольном отношении 0,98-1,01:1 в среде инертного растворител  при -10-0 С при перемешивании с последующим нагреванием катализаторной массы до 65-90°С, охлаждением ее до комнатной температуры и отделением полученного осадка, о т л и ч а ю щ и и с-  тем, что, с целью получени  катали-затора с повышенной активностью, к осадку, полученному в результате взаимодействи  диэтилалюминийхлорида с четыреххлористам титаном, добав18

   917683 Таблица 7

   5,0 3.9 5.7 5.2 6.А 1,

   Таблица 8

   л ют при перемешивании простой эфир мольном отношении 0,89-1,22, выбранный из группы: диизопентиловый или его смесь с ди-н.бутиловым при мольном от ношении 2,5:1,0 соответственно диоктиловый , изобутилвиниловый, анизол, и выдерживают полученную суспензию в течение 1 ч при , затем отдел ют осадок и обрабатывают его четыреххлористым титаном при мольном отношении 0,58-1,16 при 62-65 0 в течение 1,,0 ч с последующим промывани ем полученного бурого твердого продукта с удельной поверхностью 89-147 м /г и объемом пор 0,188-0,197 и добавлением к нему диэтилалюминийхлорида при мольном отношении 2,8-3,0:1

   9 917683.20

   Приоритет по признакамИсточники информации,

   09.05.7. Четыреххлористый титан,прин тые во внимание при экспертизе

   ди-изопеитиловый эфир. Патент США № 376233, кл. 2бО93 .7, опублик. 1973.

   31.03-75. Смесь ди-н.бутилового иs
2. 2. Патент США Н 3058970,

   ди-иэопентилового эфира.кл, 260-93.6, опублик. 1965.