Способ получения катализаторного компонента для полимеризации олефинов

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ получения катализаторного компонента для полимеризации, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где x больше 0 и меньше 2, y равно 2-x и каждый Alk независимо означает алкильную группу с 1-8 атомами углерода, приводят в контакт с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода или с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода и спиртом в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводят в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора.

2. Способ по п.1, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где х больше 0 и меньше 2, у равно 2-х и каждый Alk независимо означает алкильную группу с 1-8 атомами углерода, приводят в контакт с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводят в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора.

3. Способ по любому из пп.1-2, в котором по меньшей мере одна из алкильных групп представляет собой группу этила.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором по меньшей мере одна из алкоксидных групп в тетраалкоксиде титана представляет собой группу этила.

5. Способ по п.4, в котором алкоксид титана представляет собой тетраэтоксид титана.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором диспергатор представляет собой гептан.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором температура при обработке соединения формулы Mg(OAlk)xCly тетраалкоксидом титана или тетраалкоксидом титана и спиртом находится в интервале от -10 до 50шC.

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором молярное отношение тетраалкоксида титана к Mg(OAlk)xCly находится между 0,02 и 0,5.

9. Способ по любому из пп.1-8, в котором спирт представляет собой этанол.

10. Способ по любому из пп.1-9, в котором молярное отношение спирта к Mg(OAlk)xCly находится между 0,02 и 0,5.

11. Способ по любому из пп.1-10, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly получают таким способом, в котором металлический магний подвергают контакту с органическим галоидом RX, где R означает органическую группу, содержащую до 20 атомов углерода, a X означает галид, с образованием первого продукта реакции, после чего полученный растворенный первый продукт реакции отделяют от твердых остаточных продуктов, а затем к первому продукту реакции добавляют содержащее алкоксигруппу или арилоксигруппу соединение силана, после чего образовавшийся осадок подвергают очистке с получением соединения формулы Mg(OAlk)xCly.

12. Способ по п.11, в котором соединение силана и первый продукт реакции одновременно вводят в смесительное устройство.

13. Катализатор полимеризации, включающий катализаторный компонент, полученный способом по любому из пп.1-12, и сокатализатор.

14. Катализатор по п.13, в котором сокатализатор представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее металл из 1, 2, 12 или 13 группы Периодической системы элементов.

15. Способ полимеризации одного или нескольких олефинов в присутствии катализатора по любому из пп.13-14.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что олефин представляет собой пропилен или смесь пропилена и этилена.

 

Текст

Смотреть все

011828 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение касается способа получения катализаторного компонента для полимеризации. Изобретение также касается катализатора полимеризации, включающего катализаторный компонент, а также изобретение касается полимеризации олефинов в присутствии катализатора полимеризации, включающего катализаторный компонент. Уровень техники Катализаторные компоненты для получения полиолефинов, таких, к примеру, как полипропилен,широко известны, причем основными элементами для получения таких катализаторных компонентов являются магнийсодержащее соединение и нанесенное на него соединение титана. Получение таких катализаторных компонентов описано, к примеру, в WO-A-96/32427. В этой публикации раскрыт способ из 3 стадий, в котором на первых двух стадиях получают Mg-содержащий носитель, после чего Mgсодержащий носитель обрабатывают тетрахлоридом титана. Выход катализатора, получаемого этим способом, относительно низок. Целью изобретения является создание способа получения катализаторного компонента для полимеризации, а также получение катализатора полимеризации, включающего этот катализаторный компонент, с более высоким выходом катализатора при полимеризации олефинов, при этом сохраняющего другие необходимые характеристики, такие, к примеру, как высокая объемная плотность и узкий разброс значений параметров. Сущность изобретения Способ по изобретению отличается тем, что соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где х больше 0 и меньше 2, у равно 2-х и каждый Alk независимо означает алкильную группу, приводится в контакт с тетраалкоксидом титана и/или спиртом в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводится в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора. Преимуществом способа по настоящему изобретению является то, что катализатор с более высокой активностью получается, если перед приведением в контакт с тетрахлоридом титана твердый магнийсодержащий носитель формулы Mg(OAlk)xCly обрабатывают тетраалкоксидом титана Ti(OAlk)4 и/или спиртом AlkOH в присутствии инертного диспергатора. Более высокая активность полученного катализаторного компонента означает более высокий выход полиолефина на 1 г катализатора. Более высокая активность снижает затраты на катализатор при получении полиолефина. В общем случае алкильная группа Alk в Mg(OAlk)xCly представляет собой алкильную группу с 1-8 атомами углерода. Алкильная группа может быть линейной или разветвленной. Предпочтительно по меньшей мере одна из алкильных групп представляет собой этил. Более предпочтительно каждая алкильная группа представляет собой этил. Предпочтительно тетраалкоксид титана содержит 4-32 атома С. Алкоксидная группа тетраалкоксида титана может быть как линейной, так и разветвленной. Все четыре алкоксидные группы могут быть одинаковыми или разными. Эти соединения тетраалкоксида титана могут использоваться сами по себе или в сочетании. Предпочтительно по меньшей мере одна из алкоксидных групп в тетраалкоксиде титана представляет собой этоксигруппу. Более предпочтительно тетраалкоксид титана представляет собой тетраэтоксид титана. Подходящие спирты включают, к примеру, линейные или разветвленные спирты с 1-8 атомами С. Спирты могут использоваться по одному или в сочетании. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения спирт представляет собой этанол. Предпочтительно инертный диспергатор представляет собой углеводородный растворитель. Растворителем может быть, к примеру, алифатический или ароматический углеводород с 1-20 атомами С. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения диспергатор представляет собой гептан. Молярное отношение тетраалкоксида титана к Mg(OAlk)xCly может колебаться в широких пределах, к примеру, между 0,02 и 0,5. Предпочтительно молярное отношение заключается между 0,07 и 0,2. Предпочтительно молярное отношение спирта к Mg(OAlk)xCly заключается между 0,02 и 0,5. Более предпочтительно это отношение заключается между 0,07 и 0,2. Предпочтительно температура при обработке соединения формулы Mg(OAlk)xCly тетраалкоксидом титана и/или спиртом находится в интервале от -10 до 50C, более предпочтительно в интервале от -5 до 40C и наиболее предпочтительно в интервале между 0 до 30C. Предпочтительно по меньшей мере один из компонентов реакции вносится дозировано по времени,к примеру, на протяжении от 0,5 до 4 ч, в особенности на протяжении 1-2,5 ч. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения способ по изобретению отличается тем, что соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где х больше 0 и меньше 2, у равно 2-х и каждый Alk независимо означает алкильную группу с 1-8 атомами углерода, приводится в контакт с тетраалкоксидом титана в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводится в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора.-1 011828 Исходя из твердого продукта (Mg(OAlk)xCly) с контролируемой морфологией, после обработкиTi(OAlk)4 получают промежуточный твердый продукт реакции (Mg(OAlk)xClyaTi(OAlk)4) в соответствии с уравнением Mg(OAlk)xCly + TiOAlk4Mg(OAlk)xClyaTi(OAlk)4, где а зависит от выбранного молярного отношения, как описано в дальнейшем. Этот промежуточный продукт реакции впоследствии приводится в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора. При желании спирт может быть добавлен до, во время или после обработки Ti(OAlk)4 либо в их комбинации. В предпочтительном воплощении изобретения сначала добавляется спирт к соединению формулыMg(OAlk)xCly, после чего добавляется тетраалкоксид. Спирт и тетраалкоксид предпочтительно вносят медленно, к примеру, на протяжении 0,5-4 ч, наиболее предпочтительно на протяжении 1-2,5 ч каждый. Молярное отношение TiCl4/Mg при контакте между промежуточным продуктом и тетрахлоридом титана предпочтительно составляет от 10 до 100, наиболее предпочтительно от 10 до 50. Примеры подходящих внутренних доноров включают карбоновые кислоты, ангидриды карбоновых кислот, эфиры карбоновых кислот, галогенангидриды карбоновых кислот, спирты, простые эфиры, кетоны, амины, амиды, нитрилы, альдегиды, алкоголяты, сульфонамиды, простые и сложные тиоэфиры и другие органические соединения, содержащие гетероатом типа азота, кислорода, серы и/или фосфора. Молярное отношение внутреннего донора к магнию при обработке промежуточного продукта тетрахлоридом титана может колебаться в широких пределах, к примеру, между 0,05 и 0,75. Предпочтительно это молярное отношение заключается между 0,1 и 0,4. Примерами подходящих карбоновых кислот являются муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, изомасляная кислота, акриловая кислота, метакриловая кислота,малеиновая кислота, фумаровая кислота, винная кислота, циклогексанмонокарбоновая кислота, цис-1,2 циклогександикарбоновая кислота, фенилкарбоновая кислота, толуолкарбоновая кислота, нафталинкарбоновая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота и/или тримеллитовая кислота. В качестве примера ангидридов карбоновых кислот можно привести ангидриды вышеуказанных кислот, такие, к примеру, как ангидрид уксусной кислоты, ангидрид масляной кислоты и ангидрид метакриловой кислоты. Подходящими примерами эфиров карбоновых кислот являются формиаты, к примеру бутилформиат; ацетаты, к примеру, этилацетат и бутилацетат; акрилаты, к примеру этилакрилат, метилакрилат и изобутилакрилат; бензоаты, к примеру метилбензоат и этилбензоат; метил-n-толуат; этилнафтоат и фталаты, к примеру монометилфталат, дибутилфталат, диизобутилфталат, диаллилфталат и/или дифенилфталат. Примерами подходящих галогенангидридов карбоновых кислот являются галогенангидриды вышеприведенных карбоновых кислот, например ацетилхлорид, ацетилбромид, пропионилхлорид, бутаноилхлорид, бутаноилйодид, бензоилбромид, п-толуилхлорид и/или фталоилдихлорид. Примерами подходящих спиртов являются метанол, этанол, бутанол, изобутанол, ксиленол и бензиловый спирт. Примерами подходящих простых эфиров являются диэтиловый эфир, дибутиловый эфир, диизоамиловый эфир, анизол и этилфениловый эфир, 2,2-диизобутил-1,3-диметоксипропан, 2,2-дициклопентил 1,3-диметоксипропан, 2-этил-2-бутил-1,3-диметоксипропан, 2-изопропил-2-изопентил-1,3-диметоксипропан и/или 9,9-бис(метоксиметил)флуорен. Также можно использовать тройные эфиры. Примерами других органических соединений, содержащих гетероатом, являются 2,2,6,6-тетраметилпиперидин, 2,6-диметилпиперидин, 2-метилпиридин, 4-метилпиридин, имидазол, бензонитрил,анилин, диэтиламин, дибутиламин, тиофенол, 2-метилтиофен, изопропилмеркаптан, диэтиловый тиоэфир, дифениловый тиоэфир, тетрагидрофуран, диоксан, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, анизол,ацетон, трифенилфосфин, трифенилфосфит, диэтилфосфат и/или дифенилфосфат. Предпочтительно внутренним донором является дибутилфталат. Наиболее предпочтительно внутренним донором является ди-н-бутилфталат. При контакте между промежуточным продуктом и тетрахлоридом титана предпочтительно используется инертный диспергатор. Диспергатор может быть выбран, к примеру, из группы алифатических или ароматических углеводородных соединений, содержащих, к примеру, 4-20 атомов С. Диспергатор предпочтительно выбирают таким образом, чтобы практически все побочные продукты растворялись в диспергаторе. К подходящим диспергаторам относятся, к примеру, алифатические и ароматические углеводороды и галогенированные ароматические растворители, содержащие, к примеру, 4-20 атомов С. Подходящими примерами являются толуол, бензол, гептан и хлорбензол. Температура реакции при контакте между промежуточным продуктом и тетрахлоридом титана предпочтительно заключается между 50 и 150C, наиболее предпочтительно между 60 и 120C. При более высоких или низких температурах уменьшается активность катализаторного компонента, полученного в соответствии со способом изобретения. Полученный продукт реакции подвергают очистке, обычно с помощью инертного алифатического или ароматического углеводорода либо галогенированного арома-2 011828 тического соединения,получая катализаторный компонент по изобретению. При желании реакция и последующая очистка может быть повторена один или несколько раз. Получение магнийсодержащего носителя, имеющего формулу Mg(OAlk)xCly, хорошо известно в уровне техники, причем описано несколько методов, к примеру, в патенте US 5262573 и в приведенных там ссылках. В предпочтительном воплощении такой магнийсодержащий носитель получают, к примеру, как описано в WO-A-96/32427 и WO-A-01/23441, в которых магнийсодержащий носитель получают посредством: а) стадии образования реактива Гриньяра, в которой металлический магний подвергается контакту с органическим галоидом RX, где R означает органическую группу, предпочтительно ароматическую группу, содержащую, к примеру, до 20 атомов углерода, a X означает галид, после чего образовавшийся растворенный первый продукт реакции отделяется от твердых остаточных продуктов, а затем б) содержащее алкоксигруппу или арилоксигруппу соединение силана подвергается контакту с полученным первым продуктом реакции, после чего образовавшийся осадок подвергается очистке. Предпочтительно на стадии б) используется реактор с мешалкой. Стадия образования реактива Гриньяра в способе получения катализаторного компонента по изобретению проводится путем контактирования металлического магния с органическим галоидом RX. Можно использовать все формы металлического магния. Предпочтительно используют мелкоизмельченный металлический магний, например порошок магния. Для обеспечения быстрой реакции магний предпочтительно нагревают в атмосфере азота перед использованием. R в органическом галоиде RX означает органическую группу, предпочтительно содержащую от 1 до 20 атомов углерода, a X предпочтительно означает хлор или бром. Примерами органической группы R являются метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил,трет-бутил, гексил, октил, фенил, толил, ксилил, мезитил и бензил. Можно использовать и комбинации из двух или нескольких органических галоидов RX. Предпочтительно R означает ароматическую группу,к примеру группу фенила. Предпочтительно RX означает хлорбензол. Магний и органический галоид RX можно подвергать реакции друг с другом и без применения отдельного диспергатора, при этом органический галоид RX используется в избытке. Органический галоидRX и магний также можно привести в контакт друг с другом в присутствии инертного диспергатора. Примеры подходящих диспергаторов включают алифатические, алициклические или ароматические диспергаторы, содержащие от 4 до 20 атомов углерода. Предпочтительно в качестве органического галоида RX используется избыток хлорбензола. Таким образом, хлорбензол служит и диспергатором, и органическим галоидом RX. Предпочтительно на стадии образования реактива Гриньяра в реакционной смеси присутствует и простой эфир. Примеры подходящих эфиров включают диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, дибутиловый эфир, диизобутиловый эфир, диизоамиловый эфир, диаллиловый эфир, тетрагидрофуран и анизол. Предпочтительно эфир представляет собой дибутиловый эфир и/или диизоамиловый эфир. Соотношение органический галоид/эфир влияет на активность катализаторного компонента. Более конкретно, оно влияет на эффективность полимеризации и морфологию катализатора. Объемное отношение органического галоида к эфиру, например, отношение хлорбензол/дибутиловый эфир, может варьировать в широких пределах, например, между 75:25 и 35:65. При снижении отношения органический галоид/эфир, к примеру, отношения хлорбензол/дибутиловый эфир, уменьшается объемная плотность порошка полиолефина, полученного с помощью катализаторного компонента, а при повышении отношения органический галоид/эфир уменьшается количество растворенного первого продукта реакции. Соотношение, при котором получаются наилучшие результаты, зависит от конкретных реагентов и выбранных условий, и специалист может легко его определить. Например, при использовании хлорбензола и дибутилового эфира наилучшие результаты получали тогда, когда объемное отношение хлорбензол/дибутиловый эфир заключалось между 70:30 и 50:50. Можно добавить небольшое количество йода и/или алкилгалида, чтобы повысить скорость протекания реакции между металлическим магнием и органическим галоидом RX. Примерами подходящих алкилгалидов являются бутилхлорид, бутилбромид и 1,2-дибромэтан. Если органический галоид RX представляет собой алкилгалид, то предпочтительно применяется йод или 1,2-дибромэтан. Температура реакции на стадии образования реактива Гриньяра может колебаться, к примеру, между 20 и 150C, а продолжительность реакции может колебаться, к примеру, между 0,5 и 20 ч. По завершении образования реактива Гриньяра растворенный первый продукт реакции отделяют от твердых остаточных продуктов. Предпочтительно на стадии б) соединение силана и первый продукт реакции вносят в смесительное устройство одновременно с тем, чтобы улучшить морфологию частиц катализатора, в особенности крупных частиц катализатора, как описано в WO-A-01/23441. При этом "морфология" означает не только форму частиц катализатора, но также и распределение частиц по размерам, содержание мелочи, сыпучесть порошка и объемную плотность частиц катализатора. Кроме того, хорошо известно, что порошок-3 011828 полиолефина, полученный при полимеризации с применением компонента катализатора, имеет ту же морфологию, что и катализаторный компонент (так называемый "эффект репродукции", например, см. S.van der Ven, Polypropylene and other Polyolefins, Elsevier 1990, p. 8-10). Соответственно, получаются почти круглые частицы полимера, имеющие соотношение длина/диаметр (1/d) менее 2 и хорошую сыпучесть порошка."Одновременное внесение" означает то, что первый продукт реакции и соединение силана вносят таким образом, что молярное отношение Mg/Si практически не меняется при внесении этих соединений в смесительное устройство. Соединение силана и первый продукт реакции можно вносить в смесительное устройство непрерывно или периодически. Предпочтительно соединение силана и первый продукт реакции вносят в смесительное устройство непрерывно. Смесительное устройство может иметь различные формы; так, смесительное устройство может быть таким, в котором соединение силана предварительно смешивается с первым продуктом реакции, а также оно может представлять собой реактор, в котором протекает реакция между соединением силана и первым продуктом реакции. Предпочтительно соединение силана и первый продукт реакции предварительно смешивают перед внесением смеси в реактор на стадии б). При этом образуется катализаторный компонент с такой морфологией, которая ведет к получению частиц полимера с наилучшей морфологией (высокая объемная плотность, узкое распределение частиц по размерам, (практически) не содержат мелочи, отличная сыпучесть). Молярное отношение Si/Mg на стадии б) может варьировать в широких пределах, например, от 0,2 до 20. Предпочтительно молярное отношение Si/Mg составляет от 0,4 до 1,0. Предпочтительно содержащий алкоксигруппу или арилоксигруппу силан представляет собой соединение или смесь соединений общей формулы SiR1nOR2 4-n, где n равно 0, 1, 2 или 3, предпочтительноn равно 0 или 1, каждый R1 независимо означает группу алкила, алкенила или арила, необязательно содержащего один или несколько гетероатомов, к примеру О, N, S или P, содержащего, к примеру, 1-20 атомов С, а каждый R2 независимо означает группу алкила или арила, необязательно содержащего один или несколько гетероатомов, к примеру, О, N, S или P, содержащего, к примеру, 1-20 атомов С. Предпочтительно силан представляет собой тетраэтоксисилан. Продолжительность предварительного смешивания может варьировать в широких пределах, например, от 0,1 до 300 с. Предпочтительно предварительное смешивание выполняется в течение от 1 до 50 с. Температура во время предварительного смешивания не играет особой роли и может, к примеру,колебаться от 0 до 80C; предпочтительно температура заключается между 10 и 50C. Реакция между соединением силана и первым продуктом реакции может, к примеру, проводиться при температуре между -20 и 100C; предпочтительно при температуре от 0 до 80C. Продукт, полученный при реакции между соединением силана и первым продуктом реакции, обычно подвергается очистке путем промывания инертным растворителем, например, углеводородньм растворителем, имеющим, к примеру, 1-20 атомов С. Он очень подходит в качестве исходного материала в способе настоящего изобретения для получения катализаторного компонента. Изобретение также касается катализатора полимеризации, включающего катализаторный компонент по изобретению и сокатализатор. Предпочтительно композиция катализатора также включает внешний донор. Получение полиолефинов происходит при полимеризации одного или нескольких олефинов одновременно или поочередно в присутствии катализатора, включающего катализаторный компонент по изобретению, сокатализатор и необязательно внешний донор. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что снижается содержание отходов металла в полученном полимере. Олефины могут представлять собой, к примеру, моно- и диолефины, содержащие от 2 до 10 атомов углерода, например этилен, пропилен, бутилен, гексен, октан и/или бутадиен. Согласно предпочтительному воплощению изобретения олефин представляет собой пропилен или смесь пропилена и этилена. Обычно сокатализатор представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее металл из 1, 2, 12 или 13 группы Периодической системы элементов (Handbook of Chemistry and Physics, 70th Edition, CRC Press, 1989-1990). Предпочтительно сокатализатор представляет собой алюминийорганическое соединение. Алюминийорганическое соединение может представлять собой, к примеру, соединение формулы AlR33, где каждый R3 независимо означает алкильную группу, содержащую, к примеру, 1-10 атомов С, либо арильную группу, содержащую, к примеру, 4-20 атомов С. Подходящими примерами алюминийорганического соединения являются триметилалюминий, триэтилалюминий, этилдиметилалюминий, триизобутилалюминий, метилэтилбутилалюминий и/или триоктилалюминий. Согласно предпочтительному воплощению изобретения сокатализатором является триэтилалюми-4 011828 ний. Примерами возможных внешних доноров являются, к примеру, соединения, описанные выше в качестве внутренних доноров, которые могут использоваться при получении катализаторного компонента. Также в качестве внешнего донора можно использовать кремнийорганические соединения. Можно использовать и смеси внешних доноров. Примерами кремнийорганических соединений, пригодных в качестве внешнего донора, являются соединения или смеси соединений общей формулы SiR4 nOR54-n, где n равно 0, 1 или 3, предпочтительноn равно 1 или 2, каждый R4 независимо означает группу алкила, алкенила или арила, необязательно содержащего один или несколько гетероатомов, к примеру О, N, S или P, и содержащего, к примеру, 1-20 атомов С, а каждый R5 независимо означает группу алкила или арила, необязательно содержащего один или несколько гетероатомов, к примеру О, N, S или P, и содержащего, к примеру, 1-20 атомов С, например, тетраметоксисилан, тетраэтоксисилан, метилтриметоксисилан, метилтрибутоксисилан, этилтриэтоксисилан, фенилтриэтоксисилан, диэтилдифеноксисилан, н-пропилтриэтоксисилан, диизопропилдиметоксисилан, диизобутилдиметоксисилан, н-пропилтриметоксисилан, циклогексилметилдиметоксисилан,циклопентилдиметоксисилан, изобутилизопропилдиметоксисилан, фенилтриметоксисилан, дифенилдиметоксисилан, трифторпропилметилдиметоксисилан, бис(пергидроизохинолино)диметоксисилан, дициклогексилдиметоксисилан, динорборнилдиметоксисилан, ди(н-пропил)диметоксисилан, диизопропилдиметоксисилан, ди(н-бутил)диметоксисилан и/или диизобутилдиметоксисилан. Предпочтительно кремнийорганическое соединение представляет собой н-пропилтриметоксисилан,циклогексилметилдиметоксисилан, диизопропилдиметоксисилан или диизобутилдиметоксисилан. Молярное отношение металла в сокатализаторе к Ti при полимеризации может варьировать, к примеру, от 5 до 2000. Предпочтительно это отношение заключается между 50 и 300. Молярное отношение алюминий/донор в полимеризационной смеси предпочтительно заключается между 0,1 и 200, более предпочтительно между 1 и 100. Полимеризация может проводиться в газовой фазе или в жидкой фазе (объемной или суспензии). В случае полимеризации в жидкой фазе присутствует диспергирующее вещество. К подходящим диспергирующим веществам относятся, к примеру, н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан, гексан, гептан, октан, циклогексан, бензол, толуол, ксилол и жидкий пропилен. Условия полимеризации, такие, к примеру, как температура и продолжительность полимеризации,давление мономера, отсутствие примесей в катализаторе, выбор среды полимеризации при проведении ее в суспензии, применение ингредиентов типа водорода для контролирования молекулярного веса полимера и другие условия хорошо известны специалистам в этой области. Температура полимеризации может варьировать в широких пределах, к примеру, между 0 и 120C; предпочтительно между 40 и 100C. Давление во время полимеризации, к примеру, заключается между 0,1 и 6 МПа, предпочтительно между 0,5 и 3 МПа. Молекулярный вес полиолефина, получаемого при полимеризации, можно контролировать добавлением во время полимеризации водорода или любого иного агента, пригодного для этой цели. Полимеризация может проводиться в непрерывном режиме или периодически. Изобретением предусматриваются способы полимеризации в суспензии, в объеме жидкости и в газовой фазе, многостадийные способы из каждого из этих типов процесса полимеризации или комбинации из различных типов процесса полимеризации в виде многостадийного способа. Предпочтительно способ полимеризации представляет собой одностадийный процесс в газовой фазе или многостадийный, к примеру, 2-стадийный процесс в газовой фазе, при этом на каждой стадии применяется процесс в газовой фазе. Примеры способов полимеризации в газовой фазе включают как системы смесевых реакторов, так и реакторов с псевдоожиженным слоем; такие способы хорошо известны в этой области техники. Типичные системы реакторов для полимеризации -олефинов в газовой фазе включают мкость реактора, в которую можно вносить мономеры -олефинов и систему катализатора и которая содержит перемешиваемый слой образующихся частиц полимера. В ЕР-А-398698 раскрыт способ получения полимеров олефинов путем полимеризации олефинов в присутствии катализатора, включающего твердый катализаторный компонент, полученный при реакции с нагреванием между Mg(OR1)n(OR2)2-n, соединением титана и соединением кремния Si(OR4)4, и с контактом полученного продукта реакции с TiXm(OR5)4-m и соединением-донором электронов. Способ по настоящему изобретению отличен, поскольку в ЕР-А-398698, среди прочего, применяетсяMg(OR1)n(OR2)2-n и соединение кремния Si(OR4)4, тогда как в способе по настоящему изобретению применяется хлорсодержащее соединение Mg(OAlk)xCly и отсутствует соединение кремния при реакции между соединением формулы Mg(OAlk)xCly и тетраалкоксидом титана и/или спиртом в присутствии инертного диспергатора. В US-A-5229342 раскрыто получение раствора комплексного соединения магнияMg3Ti(ORm)(B(OR4n при реакции между металлическим магнием, тетраэтоксидом титана, триэтилбора-5 011828 том, хлоридом железа (III) и этанолом. В отличие от способа по настоящему изобретению, в US-A5229342 в качестве основных отличительных признаков описано, среди прочего, использование металлического магния вместо Mg(OAlk)xCly, продукта в растворе вместо твердого продукта и борсодержащего соединения Mg3Ti(ORm)(B(OR4n вместо хлорсодержащего соединения Mg(OAlk)xClyaTi(OAlk)4. Далее изобретение будет раскрыто на примерах, которыми оно не ограничивается. Примеры Пример I. I.A. Стадия образования реактива Гриньяра. Колбу, снабженную дефлегматором и воронкой, заполняли порошком магния (24,3 г, 1 моль). Колбу продували азотом. Магний нагревали при 80C в течение 1 ч, после чего добавляли смесь дибутилового эфира (170 мл) и хлорбензола (60 мл). Затем в реакционную смесь последовательно добавляли йод(0,03 г) и н-хлорбутан (3 мл). После исчезновения окраски йода температуру повышали до 97 С и медленно добавляли хлорбензол (220 мл) на протяжении 2,5 ч. Образовавшуюся при этом темную реакционную смесь перемешивали еще 8 ч при 97 С. Затем перемешивание и нагревание прекращали и оставляли на 48 ч для оседания твердого материала. При декантации раствора над осадком получали раствор фенилмагнийхлорида (PhxMgCl2-x, продукт реакции I.A.) с концентрацией 1,36 моль Mg/л. Этот раствор использовали для дальнейшего получения катализатора.I.B. Получение соединения формулы Mg(OAlk)xCly. Раствор продукта реакции из стадии I (200 мл, 0,272 моль Mg) и 100 мл раствора тетраэтоксисилана(TES) в дибутиловом эфире (DBE) (33,4 мл TES и 66,6 мл DBE) охлаждали до 15C, а затем подавали одновременно в смесительное устройство объемом 0,45 мл, снабженное мешалкой и рубашкой. После этого смесь из продукта реакции I.A. и раствора TES вводили в реактор. Смесительное устройство (минимиксер) охлаждали до 10C холодной водой, циркулирующей в рубашке минимиксера. Продолжительность контакта реагентов составляла 13 с в минимиксере и соединительной трубке между минимиксером и реактором. Скорость перемешивания в минимиксере составляла 1000 об./мин. Образовавшаяся в минимиксере смесь поступала в реактор на 0,7 л с мешалкой. В реактор предварительно вносили 100 млDBE и охлаждали до 5C. Продолжительность подачи реагентов составляла 1 ч. Скорость перемешивания в реакторе составляла 200 об./мин. По завершении подачи реагентов реакционную смесь выдерживали при 5C в течение 0,5 ч, а затем нагревали до 60C и держали при этой температуре 1 ч. Затем прекращали перемешивание и оставляли для оседания твердого вещества. Надосадочную жидкость удаляли декантированием. Твердое вещество промывали три раза с помощью 300 мл гептана. В результате получали бледно-желтое твердое веществоI.C. Активация с помощью тетраалкоксида титана. Стеклянную колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, в инертной атмосфере азота при 0C заполняли суспензией из 5 г продукта реакции I.B., диспергированного в 60 мл гептана. После этого подавали раствор из 1,57 мл тетраэтоксида титана (TET) в 20 мл гептана при 25 С на протяжении 1 ч. Соотношение TET/Mg = 0,2. Суспензию медленно доводили до 30 С в течение 90 мин и выдерживали при этой температуре еще 2 ч. Наконец, декантировали надосадочную жидкость из твердого вещества (5,5 г), которое промывали один раз с помощью 90 мл гептана при 30C. В результате получали продукт реакции III, суспендированный в 15 мл гептана.I.D. Получение катализаторного компонента. Реактор продували азотом и вносили в него 125 мл тетрахлорида титана. Реактор нагревали до 115 С и с перемешиванием вносили в него суспензию, содержащую -5,5 г продукта реакции III в 15 мл гептана. Затем реакционную смесь выдерживали при 115C в течение 15 мин и добавляли в реактор 2,4 мл дибутилфталата. Затем реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 105 мин. Затем прекращали перемешивание и оставляли для оседания твердого вещества. Надосадочную жидкость удаляли декантацией, после чего твердый продукт промывали хлорбензолом (125 мл) при 100C в течение 20 мин. Затем удаляли промывочный раствор декантацией, после чего добавляли смесь тетрахлорида титана(62,5 мл) и хлорбензола (62,5 мл). Реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 30 мин, после чего оставляли для оседания твердого вещества и повторяли еще раз последнюю обработку. Полученное твердое вещество промывали пять раз с помощью 150 мл гептана при 60C, после чего получали катализаторный компонент, суспендированный в гептане.I.E. Полимеризация пропилена. Полимеризацию пропилена проводили в реакторе из нержавеющей стали (объемом 0,7 л) в гептане(300 мл) при температуре 70C, общем давлении 0,7 МПа и в присутствии водорода (55 мл) в течение 1 ч в присутствии катализатора, включающего катализаторный компонент согласно стадии I.D., триэтилалюминий и пропилтриметоксисилан. Концентрация катализаторного компонента составляла 0,033 г/л; концентрация триэтил-алюминия составляла 4,0 ммоль/л и концентрация пропилтриметоксисилана составляла 0,4 ммоль/л. Данные по производительности катализатора при полимеризации пропилена представлены в табл. 1. Частицы полученного порошка полимера имели круглую форму.-6 011828 Пример II. Повторяли пример I за исключением того, что на стадии I.C. использовали 0,79 мл тетраэтоксида титана (Ti/Mg = 0,1). Результаты представлены в табл. 1. Пример III. Повторяли пример I за исключением того, что на стадии I.C. использовали 0,39 мл тетраэтоксида титана (Ti/Mg = 0,05). Результаты представлены в табл. 1. Пример IV. Повторяли пример I за исключением того, что стадию I.C. выполняли, как описано ниже. Стеклянную колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, в инертной атмосфере азота при 0C заполняли суспензией из 5 г продукта реакции I.В., диспергированного в 60 мл гептана. После этого подавали раствор из 0,33 мл этанола (EtOH/Mg = 0,15) в 20 мл гептана с перемешиванием на протяжении 1 ч. После выдерживания реакционной смеси при 0C в течение 30 мин добавляли раствор из 1,18 мл тетраэтоксида титана (TET/Mg = 0,15) в 20 мл гептана при 0C в течение 1 ч. Суспензию медленно доводили до 30C в течение 90 мин и выдерживали при этой температуре еще 2 ч. Наконец, декантировали надосадочную жидкость из твердого продукта реакции (5,5 г), который промывали один раз с помощью 90 мл гептана при 30C. Результаты представлены в табл. 1. Пример V. Повторяли пример IV за исключением того, что на стадии I.C. использовали 0,28 мл этанола(EtOH/Mg = 0,125) и 0,79 мл тетраэтоксида титана (Ti/Mg = 0,1). Результаты представлены в табл. 1. Пример VI. Повторяли пример IV за исключением того, что на стадии I.C. использовали 0,22 мл этанола(EtOH/Mg = 0,1) и 0,99 мл тетраэтоксида титана (Ti/Mg = 0,125). Результаты представлены в табл. 1. Пример VII. Повторяли пример IV за исключением того, что на стадии I.C. использовали 0,22 мл этанола(EtOH/Mg = 0,1) и 0,79 мл тетраэтоксида титана (Ti/Mg = 0,1). Результаты представлены в табл. 1. Пример VIII. Повторяли пример IV за исключением того, что стадию I.C. выполняли, как описано ниже. Стеклянную колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, в инертной атмосфере азота при 20C заполняли суспензией из 5 г продукта реакции I.B., диспергированного в 60 мл гептана. После этого подавали раствор из 0,22 мл этанола (EtOH/Mg = 0,1) в 20 мл гептана с перемешиванием на протяжении 1 ч. После выдерживания реакционной смеси при 20C в течение 30 мин добавляли раствор из 0,79 мл тетраэтоксида титана (TET/Mg = 0,1) в 20 мл гептана в течение 1 ч. Суспензию медленно доводили до 30 С в течение 90 мин и выдерживали при этой температуре еще 2 ч. Наконец, декантировали надосадочную жидкость из твердого продукта реакции, который промывали один раз с помощью 90 мл гептана при 30C. Результаты представлены в табл. 1. Пример IX. Повторяли пример IV за исключением того, что стадию I.C. выполняли, как описано ниже. Стеклянную колбу на 250 мл, снабженную механической мешалкой, в инертной атмосфере азота при 0C заполняли суспензией из 5 г продукта реакции I.B., диспергированного в 60 мл гептана. После этого подавали раствор из 0,22 мл этанола (EtOH/Mg = 0,1) и 0,99 мл тетраэтоксида титана (TET/Mg = 0,125) в 20 мл гептана с перемешиванием на протяжении 1 ч. Суспензию медленно доводили до 30C в течение 90 мин и выдерживали при этой температуре еще 2 ч. Наконец, декантировали надосадочную жидкость из твердого продукта реакции (5,5 г), который промывали один раз с помощью 90 мл гептана при 30C. Результаты представлены в табл. 1. Сравнительный пример А. Повторяли пример I, но без стадии активации I.C. Результаты представлены в табл. 1. Пример X. Повторяли пример VII за исключением того, что стадию I.D. выполняли, как описано ниже. Реактор продували азотом и вносили в него тетрахлорид титана (87,5 мл). Реактор нагревали до 115 С и с перемешиванием вносили в него суспензию, содержащую 5 г продукта реакции III в 15 мл гептана. Затем реакционную смесь выдерживали при 115C в течение 15 мин и добавляли в реактор 2 мл дибутилфталата. Затем реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 105 мин. Затем прекращали перемешивание и оставляли для оседания твердого вещества. Надосадочную жидкость удаляли декантацией, после чего твердый продукт промывали хлорбензолом (87,5 мл) при 100C в течение 20 мин. Затем удаляли промывочный раствор декантацией, после чего добавляли смесь тетрахлорида титана (44 мл) и хлорбензола (44 мл). Реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 30 мин, после чего оставляли для оседания твердого вещества и повторяли еще раз последнюю обработку. Полученное твердое вещество промывали пять раз с помощью 150 мл гептана при 60C, после чего получали катализаторный компонент, суспендированный в гептане. Результаты представлены в табл. 1.-7 011828 Пример XI. Повторяли пример VII за исключением того, что стадию D выполняли, как описано ниже. Реактор продували азотом и вносили в него смесь тетрахлорида титана (50 мл) и толуола (50 мл). Затем в него добавляли суспензию, содержащую 5 г продукта реакции I.C. в 15 мл гептана, с перемешиванием при 25 С. Реактор нагревали до 115 С, реакционную смесь выдерживали при 115C в течение 15 мин и добавляли в реактор 1,65 мл дибутилфталата. Затем реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 1 ч. Затем прекращали перемешивание и оставляли для оседания твердого вещества. Надосадочную жидкость удаляли декантацией, после чего твердый продукт промывали толуолом (100 мл) при 100C в течение 20 мин. Затем удаляли промывочный раствор декантацией, после чего добавляли смесь тетрахлорида титана (50 мл) и толуола (50 мл). Реакционную смесь выдерживали при 115 С в течение 30 мин, после чего оставляли для оседания твердого вещества и повторяли еще раз последнюю обработку. Полученное твердое вещество промывали пять раз с помощью 150 мл гептана при 60C, после чего получали катализаторный компонент, суспендированный в гептане. Результаты представлены в табл. 1. Пример XII. Повторяли пример XI за исключением того, что вместо хлорбензола использовали толуол при выполнении стадии I.D. Результаты представлены в табл. 1. Таблица 1Ti означает содержание титана в мас.% в катализаторном компоненте. Активность в кг РР/гкат означает количество полученного полипропилена на 1 г катализаторного компонента. Весовое содержание атактического полипропилена (аРР) определяли следующим образом. 100 мл фильтрата (у мл), полученного при разделении порошка полипропилена (х г) и гептана, высушивали на паровой бане, а затем под вакуумом при 60C. При этом получали z г аРР. Общее количество аРР (q г) равно (y/100)z. Весовое содержание аРР равно (q/(q+x100%. Объемную плотность (ОП) порошка полипропилена определяли согласно ASTM D1895. Разброс порошка полипропилена определяли согласно ASTM D1921, метод А. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения катализаторного компонента для полимеризации, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где x больше 0 и меньше 2, y равно 2-x и каждый Alk независимо означает алкильную группу с 1-8 атомами углерода, приводят в контакт с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода или с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода и спиртом в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводят в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора. 2. Способ по п.1, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly, где х больше 0 и меньше 2, у равно 2-х и каждый Alk независимо означает алкильную группу с 1-8 атомами углерода, приводят в контакт с тетраалкоксидом титана с 4-32 атомами углерода в присутствии инертного диспергатора с образованием промежуточного продукта реакции, а промежуточный продукт реакции приводят в контакт с тетрахлоридом титана в присутствии внутреннего донора. 3. Способ по любому из пп.1-2, в котором по меньшей мере одна из алкильных групп представляет собой группу этила. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором по меньшей мере одна из алкоксидных групп в тетраал-8 011828 коксиде титана представляет собой группу этила. 5. Способ по п.4, в котором алкоксид титана представляет собой тетраэтоксид титана. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором диспергатор представляет собой гептан. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором температура при обработке соединения формулыMg(OAlk)xCly тетраалкоксидом титана или тетраалкоксидом титана и спиртом находится в интервале от 10 до 50C. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором молярное отношение тетраалкоксида титана кMg(OAlk)xCly находится между 0,02 и 0,5. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором спирт представляет собой этанол. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором молярное отношение спирта к Mg(OAlk)xCly находится между 0,02 и 0,5. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором соединение формулы Mg(OAlk)xCly получают таким способом, в котором металлический магний подвергают контакту с органическим галоидом RX, где R означает органическую группу, содержащую до 20 атомов углерода, a X означает галид, с образованием первого продукта реакции, после чего полученный растворенный первый продукт реакции отделяют от твердых остаточных продуктов, а затем к первому продукту реакции добавляют содержащее алкоксигруппу или арилоксигруппу соединение силана, после чего образовавшийся осадок подвергают очистке с получением соединения формулы Mg(OAlk)xCly. 12. Способ по п.11, в котором соединение силана и первый продукт реакции одновременно вводят в смесительное устройство. 13. Катализатор полимеризации, включающий катализаторный компонент, полученный способом по любому из пп.1-12, и сокатализатор. 14. Катализатор по п.13, в котором сокатализатор представляет собой металлоорганическое соединение, содержащее металл из 1, 2, 12 или 13 группы Периодической системы элементов. 15. Способ полимеризации одного или нескольких олефинов в присутствии катализатора по любому из пп.13-14. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что олефин представляет собой пропилен или смесь пропилена и этилена.

МПК / Метки

МПК: C08F 10/06, C08F 4/658

Метки: получения, компонента, олефинов, способ, полимеризации, катализаторного

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-11828-sposob-polucheniya-katalizatornogo-komponenta-dlya-polimerizacii-olefinov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ получения катализаторного компонента для полимеризации олефинов</a>

Похожие патенты