СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА Российский патент 1996 года по МПК C08F4/658 C08F210/02 

Описание патента на изобретение RU2070205C1

Изобретение относится к металлокомплексному катализу, в частности, к бифункциональным катализаторам для сополимеризации этилена с генерируемыми в процессе сомономерами в линейный полиэтилен низкой и средней плотности (ЛПЭНП).

Известны каталитические композиции, содержащие компоненты, олигомеризующие и сополимеризующие этилен с сомономерами, образованными "in situ". В этих случаях для получения ЛПЭНП не требуется введение сомономера (ов).

В качестве полимеризующих компонентов используются гомогенные или нанесенные соединения Ti и Cr /1/ в сочетании с Al-органическими соединениями, олигомеризующих алкоксиды Ti, NiO, илидные комплексы никеля.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ /2/ получения бифункционального катализатора полимеризации этилена взаимодействием титанмагниевого компонента с соединением переходного металла тетрабутоксидом титана, нанесенных на SiO2 и Al(Alк)3. Процесс проводится в газовой фазе. Активность катализатора недостаточно высокая: 14-19 кг ПЭ/гTi, не удается получить тройные сополимеры этилена с бутеном-1.

Цель изобретения повышение активности катализатора и получение тройных сополимеров этилена с бутеном-1 и гексеном-1.

С целью повышения эффективности и упрощения технологии процесса в качестве нанесенного катализатора используют бифункциональный катализатор, представляющий собой нанесенный на силикагель тетрахлорид титана, закрепленный на дихлориде магния, и никель-алюминийорганическое соединение общей формулы
(i-C4H9)RnNiCl• Al(i-C4H9)2Cl, где R бутадиен, изопрен, аллен 3 10 в сочетании с триизобутилалюминием, и процесс полимеризации осуществляют в газовой фазе при атомном отношении титан никель от 0,34 до 6,2; алюминий в триизобутилалюминии титан от 20 до 300, титан магний от 0,03 до 0,4, концентрации титана от 0,07 до 1,00 мас. от силикагеля, температуре 60-90 oC и давлении 1,0 2,0 МПа.

Пример 1. В реактор с мешалкой загружают 1,3 г NiCl2 (0,009 моль), 22,5 мл толуола, 4,5 мл изопрена (0,045 моль), 37,56 мл Al(iC4H9)3 (0,018 моль), перемешивают 1 час при температуре 30oC в атмосфере аргона. Выход Ni-Al-органического соединения I 60 мл раствора с конц. Ni 0,15 моль/л, что составляет 100% на загруженный NiCl2. (Мольное отношение Al/Ni 2, изопрен/Ni 5).

Пример 2. В реактор с мешалкой загружают 1,3 г NiCl2 (0,009 моль), 50 мл бензола, 1,5 мл аллена (0,027 моль), 30 мл Al(iC4H9)3 (0,036 моль), перемешивают 1 час при 30oC. Выход Ni-Al-органического соединения II 80 мл с конц. Ni 0,11 моль/л, что составляет 100% на загруженный NiCl2. (Мольное отношение Al/Ni 4, аллен/Ni 3).

Пример 3. В реактор с мешалкой загружают 1,3 г NiCl2 (0,009 моль), 50 мл гептана, 8,2 мл бутадиена (0,09 моль), 45 мл Al(iC4H9)3 (0,054 моль), перемешивают в течение 1 часа при 30oC. Выход Ni-Al-органического соединения III 95 мл с конц. Ni 0,09 моль/л, что составляет 100% на загруженный NiCl2. (Мольное отношение Al/Ni 10).

Пример 4. Синтез TiCl4/MgCl2 (IV).

В стеклянный реактор загружают 1,3 г металлического Mg, 0,1 г металлического I2, нагревают при перемешивании до 60 oC, добавляют 50 мл гексана, 10 мл этилбензоата, 16,2 мл (14,3 г) бутилхлорида, выдерживают при 68oC 4 часа, охлаждают, растворитель декантируют. Образующийся мелкодисперсный MgCl2 промывают гексаном, добавляют свежую порцию гексана (100 мл), 0,34 г TiCl4, перемешивают при 68oC 1 час. Полученная суспензия содержит TiCl4/MgCl2 с конц. Ti 1,7% мас. (определено трилонометрически). (Мольное отношение Ti/Mg 0,03).

Пример 5. Синтез TiCl4/MgCl2 (V).

По методике, описанной в примере 4, загружают 4,8 г метал. Mg, 50 мл гептана, 10 мл этилбензоата, 0,1 г I2, 70 мл бутилхлорида, выдерживают при 70oC 4 часа, охлаждают, растворитель декантируют. Образующийся MgCl2 промывают гептаном, добавляют свежую порцию гептана (100 мл), 3,5 г TiCl4 (5,95 г), перемешивают при 70oC 1 час. В 1 мл суспензии содержится Ti 0,4 мас. (1,3•10-4 г или 2,6•10-6 моль). (Мольное отношение Ti/Mg 0,15).

Пример 6. Синтез Ti/Cl4/MgCl2 (VI).

По методике, описанной в примере 4, в стеклянный реактор загружают 1,28 г Mg, 0,1 г I2, 50 мл гексана, 10 мл этилбензоата, 16,5 мл бутилхлорида, перемешивают 4 часа при 68 oC, охлаждают, растворитель декантируют, заливают свежую порцию гексана (60 мл), 2,2 мл TiCl4, перемешивают при 68 oC 1 час. Получают Ti-Mg-комплекс с конц. Ti 1,9% мас. (Мольное отношение Ti/Mg 0,4).

Пример 7.

Получение бифункционального катализатора (VII). В ампулу в атмосфере аргона загружают 2,37 г дегидратированного SiO2, 10 мл пентана, затем при перемешивании 1,9 мл суспензии (IV) (1,6•10-3 г или 3,4•10-5 моль Ti) через 25 20 мин добавляется 0,64 мл Ni-Al-органического соединения I (9,9•10-5 моль). После обесцвечивания пентана нанесенный катализатор сушат в вакууме или в атмосфере аргона. Катализатор содержит 0,07% мас. Ti и 0,25% мас. Ni. Содержание Ti и Ni определяют трилонометрическим титрованием. (Мольное отношение Ti/Ni 0,34).

Пример 8. Полимеризацию этилена проводят в реакторе для газофазной полимеризации емкостью 1,5 л с магнитной мешалкой, устройством для разбивания ампулы с катализатором, термостатом для нагрева реактора. Давление в реакторе поддерживают с помощью контактного манометра, связанного с соленоидным клапаном. Перед опытом реактор продувают чистым этиленом при 90oC в течение 2-х часов, после чего, набрав давление этилена в реакторе 0,1 МПа, водорода 0,1 МПа, включают мешалку, разбивают ампулу с катализатором, поднимают давление до 0,15 МПа. При 70oC в реактор загружают 0,33 г катализатора (VII), 0,6 мл Al(iC4H9)3 0,0002 моль. Время реакции 2 часа. Получают 39,3 г полимера со скоростью 120 кгПЭ/гTi час или 59 г/ПЭ/гКт час. Полимер характеризуетcя η, ρ204

, относительным удлинением 43% пределом прочности 28 МПа. (Мольное отношение Al/Ti 60).

Пример 9. Способ получения бифункционального катализатора (VIII).

В ампулу в атмосфере аргона загружают 1,0 г SiO2, 8 мл суспензии в пентане (V) 0,001 г или 2•10-5 моль Ti, через 15 20 мин добавляется 0,4 мл Ni-Al-органического соединения II (4•10-5 моль). После обесцвечивания пентана нанесенный катализатор сушится в вакууме. Полученный катализатор содержит 0,1% мас. Ti и 0,23мас. Ni. (Мольное отношение Ti/Ni 0,4).

Пример 10. Полимеризацию этилена проводят в условиях, описанных в примере 8. В реактор загружают 0,2105 г катализатора VIII, 0,8 мл Al(iC4H9)3 (3•10-4 моль). Время реакции 1 час. Получают 26,0 г полимера со скоростью 130 кг/гTi час или 130 г/гкТ час. Полиэтилен имеет [η], ρ204

, предел прочности 24 МПа, относительное удлинение 460% (Мольное отношение Al/Ti 70).

Пример 11. Получение бифункционального катализатора (IX).

По методике, описанной в примере 7, в ампулу загружают 3 г SiO2, 10 мл пентана, затем при перемешивании 4,2 мл суспензии (VI) 0,03 г или 6,2•10-4 моль Ti, через 15 20 мин добавляют 1,1 мл Ni-Al-органического соединения III 0,001 моль. После обесцвечивания пентана нанесенный катализатор сушат в вакууме или в атмосфере аргона. Катализатор содержит 1,0 мас. Ti и 0,2 мас. Ni (Мольное отношение Ti/Ni 6,2).

Пример 12. Полимеризацию проводят в условиях, описанных в примере 8. В реактор загружают 0,2343 г нанесенного катализатора IX, 1 мл Al(iC4H9)3 3•10-3 моль. Время реакции 1 час. Получают 14,0 г полимера или 7 кг/гTi или 60 г/г Кт час. Полимер характеризуется [η], ρ204

. (Мольное отношение Al/Ti 60).

Опыты по полимеризации сведены в табл. 1. Таблица иллюстрирует генерирование бутена-1 и гексена-1 в процессе полимеризации этилена на бифункциональном катализаторе по заявляемому способу.

Структура полимеров изучалась по ИК-спектрам:
C4 разветвление Д740-750720 см-1
C2 разветвление Д770720 см-1
Исследованы молекулярные характеристики полученных полимеров (табл. 2).

Похожие патенты RU2070205C1

название год авторы номер документа
Способ получения сополимеров этилена 1991
  • Мушина Евгения Ароновна
  • Габутдинов Малик Салихович
  • Фролов Вадим Михайлович
  • Кренцель Борис Абрамович
  • Гавриленко Инна Федоровна
  • Юсупов Наим Хабибович
  • Черевин Валерий Филиппович
  • Борисова Нина Алексеевна
  • Вахбрейт Анна Зельмановна
  • Солодянкин Сергей Аркадьевич
  • Медведева Чарна Борисовна
SU1836388A3
Способ получения бифункционального катализатора полимеризации этилена 1991
  • Мушина Евгения Ароновна
  • Габутдинов Малик Салихович
  • Гавриленко Инна Федоровна
  • Кренцель Борис Абрамович
  • Фролов Вадим Михайлович
  • Юсупов Наим Хабибович
  • Черевин Валерий Филиппович
  • Борисова Нина Алексеевна
  • Вахбрейт Анна Зельмановна
  • Солодянкин Сергей Аркадьевич
  • Медведева Чарна Борисовна
SU1836385A3
Способ получения сополимеров этилена 1991
  • Мушина Евгения Ароновна
  • Габутдинов Малик Салихович
  • Гавриленко Инна Федоровна
  • Кренцель Борис Абрамович
  • Фролов Вадим Михайлович
  • Черевин Валерий Филиппович
  • Юсупов Наим Хабибович
  • Вахбрейт Анна Зельмановна
  • Солодянкин Сергей Аркадьевич
  • Медведева Чарна Борисовна
  • Иванов Лев Александрович
SU1836387A3
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ 1997
  • Мушина Е.А.
  • Габутдинов М.С.
  • Иванов Л.А.
  • Подольский Ю.Я.
  • Фролов В.М.
  • Платэ Н.А.
  • Кренцель Б.А.
  • Черевин В.Ф.
  • Медведева Ч.Б.
  • Вахбрейт А.З.
  • Солодянкин С.А.
  • Гавриленко И.Ф.
RU2129565C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕЙ ЦИС- И ТРАНС-ПОЛИМЕРОВ СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ 1997
  • Мушина Е.А.
  • Гавриленко И.Ф.
  • Габутдинов М.С.
  • Тинякова Е.И.
  • Яковлев В.А.
  • Подольский Ю.Я.
  • Фролов В.М.
  • Платэ Н.А.
  • Антипов Е.М.
  • Кренцель Б.А.
  • Черевин В.Ф.
  • Медведева Ч.Б.
RU2129566C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНЕСЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ГАЗОФАЗНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА И СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА С α-ОЛЕФИНАМИ 1990
  • Махтарулин С.И.
  • Захаров В.А.
  • Сергеев С.А.
  • Микенас Т.Б.
  • Ечевская Л.Г.
  • Веньяминов А.С.
RU2007424C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНЕСЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА И СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА С АЛЬФА-ОЛЕФИНАМИ 1994
  • Захаров В.А.
  • Махтарулин С.И.
  • Сергеев С.А.
  • Микенас Т.Б.
  • Никитин В.Е.
  • Ечевская Л.Г.
  • Хмелинская А.Д.
RU2064836C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАН-МАГНИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА И ТИТАН-МАГНИЕВЫЙ КАТАЛИЗАТОР (СО)ПОЛИМЕРИЗАЦИИ АЛЬФА-ОЛЕФИНОВ И СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ 2005
  • Антипов Евгений Михайлович
  • Мушина Евгения Ароновна
  • Платэ Николай Альфредович
  • Подольский Юрий Яковлевич
  • Фролов Вадим Михайлович
  • Хаджиев Саламбек Наибович
  • Чинова Мария Сергеевна
RU2290413C1
Катализатор для полимеризации и сополимеризации @ -олефинов и полимеризации сопряженных диенов 1976
  • Кабанов В.А.
  • Мартынова М.А.
  • Матюжова В.И.
  • Попов В.Г.
  • Сметанюк В.И.
SU681633A1
Способ получения (со) полимеров этилена 1976
  • Кабанов В.А.
  • Консетов В.В.
  • Мартынова М.А.
  • Попов В.Г.
  • Сметанюк В.И.
  • Яновский Э.А.
SU665687A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 070 205 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА

Сущность изобретения: наносят на дегитратированную двуокись кремния тетрахлорид титана, закрепленный на дихлориде магния и соединение формулы
(i-C4H9)RnNiCl• Al(i-C4H9)2Cl,
где R = бутадиен, изопрен или аллен, n = 3-10. Атомные отношения титан : никель 0,34 - 6,20, титан : магний 0,03 - 0,40. Содержание титана 0,07 - 1,00% на 100% двуокиси кремния. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 070 205 C1

Способ получения бифункционального катализатора полимеризации этилена взаимодействием титанмагниевого компонента с соединением переходного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, пригодного для получения тройных сополимеров этилена с бутеном-1 и гексеном -1, в качестве титанмагниевого компонента используют тетрахлорид титана, закрепленный на дихлорид магния, в качестве соединения переходного металла - никельалюминиевые соединения общей формулы
(i C4H9)RnNiCl•Al(i - C4H9)2Cl,
где R бутадиен, изопрен или аллен;
n 3-10,
наносят суспензию тетрахлорида титана, закрепленного на дихлориде магния, в пентане или гексане и раствор никельалюминиевого соединения в гептане, бензоле или толуоле на дигидратированную двуокись кремния при атомном отношении титан: никель от 0,34 до 6,20, титан: магний от 0,03 до 0,40, содержании титана от 0,07 до 1,00 мас. на 100 мас. двуокиси кремния.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2070205C1

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ВЕЩЕСТВ ПЕРЕГОНКОЙ 2011
  • Айхельманн Роберт
  • Алексеев Александер
RU2573432C2
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1
Патент ЕПВ N 0215916, кл
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1

RU 2 070 205 C1

Авторы

Мушина Е.А.

Габутдинов М.С.

Гавриленко И.Ф.

Фролов В.М.

Кренцель Б.А.

Юсупов Н.Х.

Черевин В.Ф.

Вахбрейт А.З.

Солодянкин С.А.

Медведева Ч.Б.

Махина Т.К.

Даты

1996-12-10Публикация

1991-02-04Подача