Способ получения полиэтилена Советский патент 1982 года по МПК C08F110/02 C10M7/14 

(.54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к получению полиэтилена, который может использоваться в качестве смазочных масел или их компонентов.

Известен способ получения полиолефинов полимеризацией высших линейных гшьфа -олефинов на катализаторе хлористый алюминий - нитроалкан при 80-125®С (возможна модификация четыреххлористым титаном, спиртом с последующим гидрированием. Качество получаемых масел рекомендуемых в качестве гидравлических жидкостей, следующее: температуру застывания ниже -Ъ 4 С, вяз кость при 9 9 с 4 16 сСт, индекс вязкости вьйде 120 ГЦ.

Однако этот способ основан на использовании высших олефинов, для получения которых необходимы сложные многостадийные процессы термического крекинга парафина или олигомеризации этилена.

Избестен также способ получения масел полимеризацией высших олефинов -Ct-C j с применением в качестве катализатора соединений алюминия при введении в нагретую мономернует смесь 0,7-1,5 мас.% алкилхлорида и повышении температуры до 150-170°С

выдерживании при этой .температуре 30-40 мк и введении 0,3-1,0 мас.% от реакционной смеси Хлористого алюминия. Процесс полимеризации проводят при 110-130 С.

Синтезированные по зтому способу полиолефины обладают индексом вязкости при 8 сСт и невысокой динамической вязкостью при -40°С

10 140-180 П 123.

В известном сгюсобе для получения масел используются высшие альфаолефины, что требует осуществления целого ряда процессов для их синте15за.

Известен также способ Получения смазочных масел путем полимеризации высших альфа-олефинов с применением в качестве катализатора хлористого

20 алюминия, процесс полимеризации проводят при 70-170°С в присутствии 0,5-10 мае % (от мономера ) алкилзамещенного ароматического углеводорода .

25

Получаемое по этому способу масло имеет вязкость при 8-16 сСт и темгтерутуру завтывания минус -45 С. Масло рекомендуемся как базовый компонент моторных масел северных сор30тов С 33. Данкьтй способ получения Мсюел также базируе-гся на применений в ка честве сырья высших олефинов,, для синтеза и выделения которых необход ряд сложных процессов. Известен также способ получения низкозастывающих синтетических масе предложенных для эксплуатации машин и станков в северных районах. Спосо получения масла осуществляют путем каталйтич еской олигомеризации высши олефинов в массе или среде органических растворителей при 100-200С в присутствии алгомосиликатного катализатора, содержащего окислы различных металлов. Выход масла доставляет 25-60%, вязкость при 100° 2,6-4,4 сСт, индекс вязкости 102-14 температура застывания (-48 С-54/с 4. Недостатком этого способа являетс применение высших альфа-олефинов, ка сырья для получения масел, так как для этого требуется проведение целого ряда технологических .-.рпераций - синтеза, выделения и ректификации альфа-олефинов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полиэтилена полимеризацией этилена в присутствии в качестве катализатора соединения алюминия. Полимеризацию этилена осуществляют при давлении до 100 атм, 70-250 С в присутствии хлористого алюминия, взятого в количестве 0,7-4 мас.% и никеля на носителе в количестве до 0,02 мас.% на хлористый алюминий Получаемые по этому способу полиолефины рекомендуются к применению,как смазочные масла с индексом вязкости 102-104, температурой застывания (-24) (-2б)°С С5 . Однако по известному способу не удается получить полиолефины с улучшенными сочетаниями вязкостпо-температурных свойств: высоким индексом вязкости, и низкой температурой застывания . Целью изобретения является улучшение вязкостно-температурных свойст конечного продукта. Эта цель достигается тем, что согласно способу получения полиэтилена пблимеризацией этилена в присутствии в качестве катализатора соединения алюминия, процесс полимеризации осуществляют в присутствии в качестве катализатора смеси 1-4мас на этилен триэтилалюминия и 10-80мас на алю1-линий алкилов цинка, бора или кадмия в пересчете на металл при 130-250°С и давлении 40-250 атм с последующим добавлением хлористого алюглиния или его комплекса с органическими соединениями и завершением процесса полимеризации при 80-200°С При этом в качестве комплекса хлористого алюминия с органическими соединениямииспользуют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диётиловым эфиром и осуществляют процесс в присутствии 0,5-3 мас.% комплекса на полимеризат. Согласно способу осуществляют полимеризацию этилена при повышенной температуре и давлении в две ступени, на первой ступени в присутствии смеси катализаторов триэ,тилалюминия и алкилов указанных 1непереходных металлов при 130-250с и давлении 4d-250 атм, с добавлением на второй ступени в полимеризат хло-ч ристого алюминия или его комплекса с органическими соединениями, реакционную смесь перемешивают при 80-200°х: в течение 0,5-5 ч охлаждают, отделяют от катализатора, нейтрализуют и выделяют продукт. Пример Этилен подвергают полимеризации в реакторе из нержавеющей .стали с электромагнитной мешалкой при 170°С, давлений 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 1 г (1 мас.% на этилен) и диэтилцинка, взятого в количестве .0,045 г,соответствующем 10 мас.% непереходного металла на алйминий.В ре акциолную смесь при температуре 80°С добавляют комплекс хлористого алюминия с толуолом в количестве 0,039 (0,5 мас.% ) и перемешивают при 120°С в течение 5 ч. Из полученного катализата путем дистилляции выделяют целевой продукт, выкипающий выше З50с, с выходом70 мас.% на полимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и получают полиолефины со следующими свойствами: Вязкость кинематическая, сСт, при 100°С ,2 50°С 25,1 Индекс вязкости 113 Температура застывания, С-54 Полиолефины, полученные по известному способу, имеют индекс вязкости 102, температуру застывания -26с. П р и м е р 2, Этилен подвергают полимеризации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройством при , давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 1,43 г, соответствующем 80 мас.% непереходного металла на алюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом спирте в количестве Г1 (Змас,%)и перемешивают при в-течение 5ч. Из катализата выделяют целевой продукт с температурой кипения . (с выходом 79,0 мас.% на полимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и получают полиолефины со следующими свойствами: Вязкость кинематическая,- сСт, при 100 С 50°С Индекс вязкости Температура застывания, с П р и м .е р 3. Этилен подвергаю полимеризации в реакторе с перемеши вающим электромагнитным устройством при , давлении 250 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 18 г 14 мас.% на этилен } и триэтилбора, взятого в колинестве 23,55 г, соответствующем бО мас,% непереходного металла на сшюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюмини в бензоле в количестве 9 г (2,5мас. }и перемешивают при 200°С в течение 0,5 ч. Из катализата путем дистилля ции выделяют целевой продукт, выкипающий выше 350°С, с выходом 75 мас на полимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и получают полиолефи ны со следующими свойствами: Вязкость кинематическая, сСт, при Индекс вязкости 120 Температура застывания, С Пример Этилен подвергаю полимеризации в реакторе с перемеши ваю1чим устройством при , давле нии 250 ат в присутствии триалкилал миния, взятого в количестве 15,3 г (.3,4 мас.% на этилен ) и диэтилкадмия, взятого в количестве 0,55 г, соответствующем ГО мас.% непереходн го металла на алюминий. В реакционнуго смесь добавляют комплекс хлорис того алюминия в диэтиловом эфире в количест1ве 9,7 г (3 мас.%) и перемешивают при 130°С в течение 5 ч. И катализата путем дистилляции выделя целевой продукт, выкипающий выше с выходом 80 мас.% на полимериэат. Остаток подвергают гидрогени зации и получают полиолефины со сле дующими свойствами: Вязкость кинематичес-. кая, сСт, при 100°С 9,2 Индекс вязкости 119 Температура застыв.ания, с-52 П р и м е р 5, Этилен подвергаю полимеризации в реакторе с перемеши вающим электромагнитным устройством при , давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в к личестве 1,2 г (.1 мас.% на этилен) и диэтилцинка, взятого в количестве 0,053 г, соответствующем 10 мас.% непереходного металла на алюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом спирте в количестве ,84г; (.0,8мас.%) перемешивают при з течение 5ч. з катализата выделяют целевой про- . укт с выходом 75 мас.% на полимеризат. После гидрирования получают поиолефины со следующими свойствами: Вязкость кинематическая, сСт, при 100° С 10 ,-5 Индекс вязкости 115 Температура застывания, °С -52 П р и м е р 6. Этилен подвергат полимеризации на первой ступени в условиях, описанных в примере 5. На второй ступени в реакционную -смесь добавляют хлористый аляминий в количестве 0,84 (0,8 мас.%) и перемешивают при 80°С в течение 5 ч. Из катализ ата выделяют целевой продукт с выходом 74 мас.% на полимеризат. Посе гидрогенизации получают полиолефины со следующими свойствами: Вязкость кинематическая, сСт , при 100°С 11,2 Индекс вязкости 110 Температура застывания, °С-52 Из примеров 1-6 следует, что полиолефины, получаемые Jio предлагаем зму способу, обладают высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания. При использовании таких полиолефинов в качестве базовых компонентов моторных масел,может быть достигнута экономия топлива около. 5% на 1 км пробега машины. Формула изобретения 1.Способ получения .полиэтилена, полимеризацией этилена в присутствии в качестве катализатора соединения алюминия, отличающийся тем, что, с целью улучшения вязкостно-температурных свойств .конечного продукта, процесс полимеризации осуществляют вприсутствии в качестве катализатора смеси 1-4 мас.% на этилен триэтилалюминия и 10-80 мас.% на алюминий алкилов цинка, бора или Кс1Дмия в пересчете на металл при 130250 С и давлении 40-250 атм с последующим добавлением хлористого алкминия или его комплекса с органически-. ми соединениями и завершением процесса полимеризации при 80-200С. 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве комплекса хлористого алюминия с ор ганическими соединениями используют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диэтилоилм эфиром и процесс осуществляют в присутствии 0,5-3 мас.% комплекса на полимеризат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5. Патент ГДР 49604, кл.1201/06, опублик. 1966 ( прототип ).