Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5140764B2 - オレフィン重合用の触媒成分 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5140764B2 - オレフィン重合用の触媒成分 - Google Patents

オレフィン重合用の触媒成分 Download PDF

Info

Publication number
JP5140764B2
JP5140764B2 JP2011528293A JP2011528293A JP5140764B2 JP 5140764 B2 JP5140764 B2 JP 5140764B2 JP 2011528293 A JP2011528293 A JP 2011528293A JP 2011528293 A JP2011528293 A JP 2011528293A JP 5140764 B2 JP5140764 B2 JP 5140764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerization
catalyst
catalyst component
prepolymerized
solid catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011528293A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012503691A (ja
JP2012503691A5 (ja
Inventor
コリーナ,ジャンニ
ファイト,アンナ
フスコ,オフェーリア
モリーニ,ジャンピエロ
ペドリアリ,ロレーラ
スポート,ロサ
ヴィチェンツィ,パオロ
Original Assignee
バーゼル・ポリオレフィン・イタリア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ
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 バーゼル・ポリオレフィン・イタリア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ filed Critical バーゼル・ポリオレフィン・イタリア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ
Publication of JP2012503691A publication Critical patent/JP2012503691A/ja
Publication of JP2012503691A5 publication Critical patent/JP2012503691A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5140764B2 publication Critical patent/JP5140764B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F10/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0201Oxygen-containing compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0272Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing elements other than those covered by B01J31/0201 - B01J31/0255
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • B01J31/143Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron of aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • B01J31/38Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of titanium, zirconium or hafnium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Description

本発明は、特定の化学特性を有し、Mg、Ti、及び芳香族ジカルボン酸のエステルから選択される電子ドナーを含む、オレフィン、特にプロピレンの重合用の予備重合された触媒成分(prepolymerized catalyst components)に関する。本発明の触媒成分は、オレフィン、特にプロピレンを重合するための気相プロセスにおいて用いるのに特に適している。
気相反応器の挙動は当該技術において周知である。正しく運転すると、この種の重合技術によって良好な特性を有するポリマーを比較的低い設備コストで与えることができる。気相反応器においては、反応器の処理量は、流動床から除去することができる重合熱の量に比例する。熱は再循環気体を用いて交換され、幾つかのプロセスにおいては部分的な凝縮が起こり、得られる液体がポリマー床中に注入される。この場合は、プロセスは凝縮モードで運転していると言うことができる。
反応器の処理量は、一般に気体の質量流量を流動化ガスの限界速度によって許される値まで上昇させることによってその最大値まで押し上げられる。この限界値を超えると、ポリマー粒子の相当部分が再循環ガスによって同伴される。その結果、ガス再循環パイプ及びファンの被覆が起こり、熱交換器チューブ及び分配グリッドが閉塞する。その結果、メンテナンスコストがより高くなり、製造時間がより長くなり、生産量の低減も伴う。
同伴速度は粒径及び密度に直接関係する。粒子がより大きく及び/又はより高密度であると流動化ガスの速度がより高くなり、したがって気体速度を最適にするためには、小さなポリマーフラクションを回避する一方でポリマー密度を最終的な用途グレードによって許される最大値以下に保持しなければならない。
小さなポリマーフラクション、いわゆる微粉は、重合の初期段階中の高い活性のために触媒が不規則に破砕するようになる場合に生成する。これらの問題を解決するためには、インラインで重合される触媒前駆体を用いる、即ち連続的に予備重合して予備重合された触媒を第1の重合反応器に供給するように構成されているプロセスに統合されている予備重合ユニットを用いることが推奨されることは、当業者に公知で、EP−A−541760のような多くの公報において記載されている。予備重合のために触媒粒子はより大きくなり、それらの抵抗力も増加して重合条件下で破砕する傾向が減少するようになる。その結果、触媒によってより大きなポリマー粒子を製造することができ、微粉の形成も減少する。この解決法によって良好な結果が与えられるが、これは、第1の重合反応器に接続されている予備重合ユニットを備える重合プラントにしか適用できない。実際、予備重合ユニットを備えていないプラントを改造することは不可能であるか又は過度に高い設備コストを伴うであろう。したがって、これらのプラントには、別のバッチ予備重合ユニットからの予備重合された触媒を供給しなければならない。しかしながら、貯蔵後に用いられる予備重合された触媒は、一般に経時変化の問題を有する。WO−99/48929においては、Ti、Mg、ハロゲン、及び電子ドナー化合物を含む固体触媒成分を含むことを特徴とし、エチレンプレポリマーの量が固体触媒成分1gあたり100g以下となるような程度にエチレンと予備重合した予備重合された触媒成分を使用することが記載されている。電子ドナーは、芳香族モノ又はジカルボン酸のエーテル及びエステル(ベンゾエート、フタレート)などの種々のタイプの種類の中から選択することができる。この文献によれば、エチレンとの予備重合によって、触媒の貯蔵に関係する経時変化現象による活性の損失を減少又は完全に回避することが可能になる。一般的に言うと、任意のタイプの内部電子ドナーを、0.01〜1、好ましくは0.05〜0.5のMgClに対するモル比で用いる。触媒のMg/Tiのモル比に関しては臨界値はない。内部ドナーとして商業的に最も広く用いられているものであるフタル酸のエステルをベースとする触媒系に関する実施例1〜2及び比較例3を考慮すると、活性は完全には満足できないことが分かる。
EP−A−541760 WO−99/48929
更に、予備重合された触媒の油状スラリーを含む貯蔵ドラムは、時には、触媒のいくらかのアリコートがドラムの壁又は底のいずれかに接着してとどまるので完全に除去するのは不可能である。勿論、これによって除去プロセスがより困難になるか又は部分的に作動不良になり、いずれの欠点も商業的なプラントの運転においては許容できない。
ここで驚くべきことに、Mg/Tiのモル比及び内部ドナー/Mgのモル比を狭い明確に定義された範囲内に保持すると、特にオレフィンの気相重合における予備重合された触媒の活性を大きく向上させ、上記記載の除去の問題を少なくとも最小にすることができることが見出された。したがって、本発明の対象は、ID/Mgのモル比が0.025〜0.065の範囲であり、Mg/Tiのモル比が13より高くなるような量の、Mg、Ti、ハロゲン、及び芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルから選択される電子ドナー(ID)を含むことを特徴し、固体触媒成分1gあたり50g以下の量のエチレンポリマーを含む固体触媒成分を含む、オレフィンCH=CHR(ここで、Rは水素又はC〜C12ヒドロカルビル基である)の重合用の予備重合された触媒成分である。
好ましくは、ID/Mgのモル比は0.030〜0.055、最も好ましくは0.035〜0.050の範囲である。好ましい態様においては、Mg/Tiのモル比は14より高く、最も好ましくは15より高い。特に、これは15〜30の範囲である。
好ましくは、エチレンポリマーの量は固体触媒成分1gあたり0.1〜15gの範囲であり、より好ましくはかかる量は0.5〜5g、特に0.5〜3gの範囲である。
その予備重合していない形態の固体触媒成分は、水銀法によって測定して0.45cm/g〜1cm/g、好ましくは0.5cm/g〜0.9cm/g、より好ましくは0.6〜0.9cm/gの範囲の、1μm又はそれより小さい半径を有する孔による多孔度を有することも特徴とする。
電子ドナー化合物(ID)は、好ましくは、場合によっては置換されているフタル酸のC〜C20アルキルエステルから選択される。C〜Cの線状又は分岐アルキルエステルが特に好ましい。具体例は、ジエチルフタレート、ジ−n−プロピルフタレート、ジ−n−ブチルフタレート、ジ−n−ペンチルフタレート、ジ−i−ペンチルフタレート、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート、エチル−イソブチルフタレート、エチル−n−ブチルフタレート、ジ−n−ヘキシルフタレート、ジイソブチルフタレートである。
本発明の固体触媒成分において、Mg、Ti、及びハロゲン原子は、好ましくは、少なくとも1つのTi−ハロゲン結合を有するチタン化合物及びMgハロゲン化物から誘導される。マグネシウムハロゲン化物は、好ましくはチーグラー・ナッタ触媒用の担体として特許文献から広く知られている活性形態のMgClである。特許USP−4,298,718及びUSP−4,495,338は、これらの化合物をチーグラー・ナッタ触媒反応において用いることを最初に記載したものである。オレフィンの重合用の触媒の成分において担体又は共担体として用いられる活性形態のマグネシウム二ハロゲン化物は、非活性ハロゲン化物のスペクトルにおいて現れる最も強度の高い回折線が強度低下して、その最大強度がより強度の高い線のものに対してより低い角度に向かって移動しているハロによって置換されているX線スペクトルを有することを特徴とすることがこれらの特許から公知である。
本発明の触媒成分において用いる好ましいチタン化合物は、式:Ti(OR)n−y(式中、nはチタンの価数であり、yは1〜nの間の数であり、Xはハロゲンであり、Rは1〜10個の炭素原子を有する炭化水素基である)のものの中から選択される。これらの中で、TiCl及びTiClが最も好ましい。
固体触媒成分の製造は幾つかの方法にしたがって行うことができる。
好ましい方法によれば、固体触媒成分は、上記記載の式のチタン化合物、好ましくはTiClを、式:MgCl・pROH(式中、pは0.1〜6、好ましくは2〜3.5の数であり、Rは1〜18個の炭素原子を有する炭化水素基、好ましくはエチルである)を有する付加体から誘導される塩化マグネシウムと反応させることによって製造することができる。この付加体は、付加体と非混和性の不活性炭化水素の存在下において、付加体の融点(100〜130℃)において撹拌条件下で操作して、アルコールと塩化マグネシウムとを混合することによって、好適な球状形態で製造することができる。次に、エマルジョンを速やかにクエンチし、それによって球状粒子の形態で付加体の固化を起こさせる。所望の平均粒径は、剪断応力を用いて系に与えるエネルギーを調節することによって得られる。一般的に言うと、より小さい粒子は、溶融MgCl−アルコール付加体を不活性炭化水素と混合する段階における剪断応力、したがって攪拌の程度を増加させることによって得ることができる。
系に与えるエネルギーによって、付加体の球状粒子の平均径を5〜100μmで変化させることができ、これは最も通常的には最終触媒の所望の用途に応じて10〜90μmの範囲である。
付加体の粒径分布(SPAN)は、一般に、式:(P90−P10)/P50(ここで、同じ方法にしたがって求められる粒径分布曲線において、P90は、粒子の全体積の90%がこの値よりも小さい直径を有するような直径の値であり;P10は、粒子の全体積の10%がこの値よりも小さい直径を有するような直径の値であり;P50は、粒子の全体積の50%がこの値よりも小さい直径を有するような直径の値である)によって計算して1.5より小さい。付加体粒子、予備重合していない触媒成分、及び予備重合された触媒成分の平均粒径(APS)、並びに更にそれらの粒径分布は、特性分析セクションにおいて記載する光学回折に基づく方法を用いて求める。
粒径分布は、WO−02/051544の教示にしたがうことによって本質的に狭くすることができる。しかしながら、この方法に代えて、或いはSPANを更に狭くするために、流体流の機械的篩別及び/又は水簸のような適当な手段によって最も大きい及び/又は最も微細なフラクションを排除することができる。
付加体粒子は、Ti化合物と直接反応させることができ、或いは、アルコールのモル数が一般に3よりも低く、好ましくは0.1〜2.5の間である付加体が得られるように、予め熱制御脱アルコール化(80〜130℃)にかけることができる。Ti化合物との反応は、付加体粒子(脱アルコール化又はそのまま)を冷TiCl(一般に0℃)中に懸濁し;混合物を80〜130℃に加熱し、この温度に0.5〜2時間保持することによって行うことができる。TiClによる処理は1回以上行うことができ、好ましくは少なくとも2回行う。電子ドナー化合物は、TiClによる処理中に加えることができる。これは、TiClによる同じ処理中に一緒に、或いは2以上の処理中に別々に加えることができる。いずれの場合においても、ドナーはこの段階において、0.08〜0.14、より好ましくは0.09〜0.13の範囲のID/Mg比を有するようなMgCl・pROHに対する量で用いなければならない。
上記の方法にしたがって得られる固体触媒成分は、一般に20〜500m/gの間、好ましくは50〜400m/gの間の表面積(BET法による)、及び0.2cm/gより大きく、好ましくは0.2〜0.6cm/gの間の全多孔度(BET法による)を示す。
上記記載の製造法においては、芳香族ジカルボン酸のエステルはそのまま加えることができ、或いは他の方法においては、例えばエステル化、エステル交換等のような公知の化学反応を用いて所望の電子ドナー化合物中で変化させることができる適当な前駆体を用いることによってその場で得ることができる。
予備重合は通常はAl−アルキル化合物の存在下で行う。
アルキル−Al化合物(B)は、好ましくは、例えばトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウム化合物の中から選択される。また、トリアルキルアルミニウムと、アルキルアルミニウムハロゲン化物、アルキルアルミニウム水素化物、或いはアルキルアルミニウムセスキクロリド、例えばAlEtCl及びAlEtClとの混合物を用いることもできる。トリ−n−オクチルアルミニウムを用いることが特に好ましい。
少量のアルキル−Al化合物を用いて予備重合を行うことが特に有利であることが見出された。特に、かかる量は、0.001〜10、好ましくは0.005〜5、より好ましくは0.01〜2.5の範囲のAl/触媒の重量比を有するようなものであってよい。また、ケイ素化合物、エーテル、エステル、アミン、複素環式化合物、ケトン、及び上記で報告する一般式(I)の1,3−ジエーテルから選択される外部ドナーを用いることもできる。しかしながら、触媒活性をより長時間保つためには、外部ドナーを用いないで予備重合を行うことが有利であることが見出された。
予備重合は、液相(スラリー又は溶液)中又は気相中において、一般に50℃より低く、好ましくは−20〜40℃の間、より好ましくは−10〜30℃の間の温度で行うことができる。好ましくは、これは特に液体炭化水素から選択される液体希釈剤中で行う。これらの中で、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタンが好ましい。本発明の予備重合された触媒は、特性分析セクションにおいて記載のように測定して0.30〜0.45g/cm、好ましくは0.35〜0.40g/cmの範囲のみかけ密度を有することを更に特徴とする。本発明の予備重合された触媒は、非常に高い活性に加えて、除去の後にドラム内に残留する非常に少ない量の触媒によって表される取扱い性の観点で向上した挙動も示す。みかけ密度を有する予備重合された触媒は、固体触媒成分が特定のID/Mg及びMg/Tiのモル比を有するようにすることによって得られ、これは、反応器装填量、温度、アルミニウムアルキル濃度、及び攪拌速度の注意深く制御された予備重合条件下で操作することによって得ることができる。特に、比較的低い反応器装填量、比較的高い攪拌速度、低いアルミニウムアルキル及びエチレン濃度において長い反応時間操作することにより、みかけ密度を低下させる凝集粒子の形成が回避されるか又は最小になる。特に、予備重合するモノマーの全量を、8時間より長く、好ましくは10時間より長く、特に15時間より長い時間で供給することが好ましい。
予備重合の程度は、エチレンポリマーの量が固体触媒成分1gあたり50g以下となるようなものである。したがって、本発明によれば、プレポリマーという用語は、固体触媒成分1gあたり50g以下、好ましくは0.1〜15gの量で生成させたエチレンポリマーを意味し、より好ましくはかかる量は固体触媒成分1gあたり0.5〜5g、特に0.5〜3gの範囲である。
予備重合の程度は、公知の技術にしたがって重合するモノマーの量を監視することによって容易に制御することができる。本発明によれば、固体触媒成分はエチレンと予備重合するが、少量のC〜C10オレフィンコモノマーをそれと一緒に重合することができる。しかしながら、最終エチレンポリマー中のそれらの量は15重量%未満でなければならない。
予備重合によって、予備重合された触媒成分の最終平均粒径を、元の予備重合していない固体触媒成分のものよりも大きく、好ましくは15〜150μm、好ましくは20〜100μmの範囲にすることができる。
予備重合していない形態の触媒成分の粒子は、好ましくは球状の形態を有し、これは最大直径と最小直径との間の比が1.5より低く、好ましくは1.3より低いことを意味する。
本発明による予備重合された固体触媒成分は、それらを公知の方法によって有機アルミニウム化合物と反応させることによって、オレフィンの重合において用いる。
特に、本発明の対象は、
(i)上記で開示した予備重合された固体触媒成分;及び
(ii)アルキルアルミニウム化合物;
の間の反応の生成物を含む、オレフィン:CH=CHR(式中、Rは水素又はC〜C12ヒドロカルビル基である)の重合用の触媒である。
アルキル−Al化合物(ii)は、好ましくは、例えばトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウム化合物の中から選択される。また、場合によっては上記で示したトリアルキルアルミニウムと混合して、アルキルアルミニウムハロゲン化物、アルキルアルミニウム水素化物、或いはアルキルアルミニウムセスキクロリド、例えばAlEtCl及びAlEtClを用いることもできる。
プロピレンの重合において用いる場合には、アイソタクチシティー及びキシレン不溶性の高い値を得るためには、上記の触媒系を外部ドナー(iii)と組み合わせて用いることができる。
好適な外部電子ドナー化合物としては、ケイ素化合物、エーテル、エステル、アミン、複素環式化合物、特に2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ケトン、及び上記で報告した一般式(I)の1,3−ジエーテルが挙げられる。
好ましい外部ドナー化合物の種類は、式:R Si(OR(式中、a及びbは0〜2の整数であり、cは1〜3の整数であり、(a+b+c)の合計は4であり;R、R、及びRは、場合によってはヘテロ原子を含む、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、シクロアルキル、又はアリール基である)のケイ素化合物のものである。aが1であり、bが1であり、cが2であり、R及びRの少なくとも1つが、場合によってはヘテロ原子を含む3〜10個の炭素原子を有する分岐のアルキル、シクロアルキル、又はアリール基から選択され、RがC〜C10アルキル基、特にメチルであるケイ素化合物が特に好ましい。かかる好ましいケイ素化合物の例は、メチルシクロヘキシルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチル−t−ブチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、(2−エチルピペリジニル)−t−ブチルジメトキシシラン、(2−エチルピペリジニル)テキシルジメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2−エチルピペリジニル)ジメトキシシラン、メチル(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)ジメトキシシランである。更に、aが0であり、cが3であり、Rが、場合によってはヘテロ原子を含む分岐のアルキル又はシクロアルキルであり、Rがメチルであるケイ素化合物も好ましい。かかる好ましいケイ素化合物の例は、シクロヘキシルトリメトキシシラン、t−ブチルトリメトキシシラン、及びテキシルトリメトキシシランである。
電子ドナー化合物(iii)は、0.1〜500、好ましくは1〜300、より好ましくは3〜100の有機アルミニウム化合物と電子ドナー化合物(iii)との間のモル比を与えるような量で用いる。
したがって、
(i)上記記載の予備重合された固体触媒成分;
(ii)アルキルアルミニウム化合物;及び
(iii)場合によっては電子ドナー化合物(外部ドナー);
の間の反応の生成物を含む触媒の存在下で行う、オレフィン:CH=CHR(式中、Rは水素又はC〜C12ヒドロカルビル基である)の(共)重合方法は、本発明の更なる対象を構成する。
重合プロセスは、公知の方法、例えば希釈剤として不活性炭化水素溶媒を用いるスラリー重合、或いは反応媒体として液体モノマー(例えばプロピレン)を用いるバルク重合にしたがって行うことができる。しかしながら、上述したように、より高い収率を、高い値の嵩密度によって示される有益なモルホロジー特性と組み合わせて得ることができる気相重合プロセスにおいてかかる触媒系を用いることが特に有利であることが見出された。
また、例えば、まず液相段階において比較的高い結晶度のプロピレンホモ又はコポリマーを製造し、次に第1段階からの生成物の存在下で行うそれに続く気相段階において比較的低い結晶度のプロピレンコポリマーを製造することができる、逐次の異なる重合段階を適用することができる。この種の生成物は、通常はプロピレンヘテロ相コポリマーとも呼ばれる。
気相プロセス又は段階は、1以上の流動床又は機械攪拌床反応器内で操作して行うことができる。流動床反応器においては、通常は、移送速度よりも高くない速度の流動化ガス流によって流動化を得る。その結果、流動化粒子の床を反応器のおおまかに制限された区域内において見ることができる。また、かかる触媒は、少なくとも2つの相互接続重合区域を含む気相重合装置内で用いることができる。かかる重合プロセスはヨーロッパ特許EP−782587に記載されている。
本発明の予備重合された触媒の使用は、上流の予備重合区域を備えていない流動床反応器において特に有利であることを注目すべきである。それにもかかわらず、これは、固体触媒成分1gあたり約20kgの活性と合わせて0.43g/cmより高い嵩密度を有するポリマー、特にプロピレンポリマーを得ることができる。
重合は、一般に40〜120℃、好ましくは40〜100℃、より好ましくは50〜90℃の温度で行う。重合は気相中で行い、運転圧力は一般に0.5〜5MPaの間、好ましくは1〜4MPaの間である。バルク重合においては、運転圧力は一般に1〜8MPaの間、好ましくは1.5〜5MPaの間である。
本発明を限定することなくより良好に例示するために以下の実施例を与える。
特性分析
XIの測定:
2.5gのポリマーを攪拌下135℃において250mLのo−キシレン中に30分間溶解し、次に溶液を25℃に冷却し、30分後に不溶のポリマーを濾過した。得られた溶液を窒素流中で蒸発させ、残渣を乾燥し、秤量して可溶性ポリマーの割合、次に差によってXI%を求めた。
付加体及び触媒の平均粒径:
"Malvern Instr. 2600"装置を用いて、単色レーザー光の光学回折の原理に基づく方法によって求めた。平均径はP50として与えた。
ポリマーの平均粒径:
ASTM−E−11−87にしたがって、それぞれNo.5、7、10、18、35、及び200の、6つの篩の組を備えるCombustion Engineering Endecottから入手できるTyler Testing Sieve Shaker RX-29モデルBを用いることによって求めた。
みかけ密度の測定:
Tudapetrolによって販売されている100gのWinog 70オイルをメスシリンダー内に導入した。続いて、秤量量(30〜40g)の予備重合された触媒試料を導入し、24時間沈降させた。この時間の後、触媒の充填床の高さを測定し、幾何学的計算によってその占有体積を求めた。触媒試料の重量を占有体積で割ることによってみかけ密度を得た。
実施例
実施例1
固体触媒成分の製造:
WO−98/44009の実施例2に記載の方法にしたがって、しかしながらより大きな規模で操作し、25μmの平均粒径を有する付加体が得られるように攪拌条件を設定して初期量の小球状MgCl・2.8COHを製造した。窒素でパージした500mLの四つ口丸底フラスコ中に、0℃において攪拌しながら、250mLのTiCl、及び上記に記載のようにして製造した15gの小球状付加体を導入した。フラスコを40℃に加熱し、DIBP/Mgの比が0.111となるような量のジイソブチルフタレート(DIBP)を加えた。温度を100℃に昇温して2時間保持し、次に攪拌を停止し、固体生成物を沈降させ、上澄み液を吸い出した。
次に、TiClによる処理を120℃の温度において2回以上繰り返して、DIBPの使用を省いた。得られた固体60℃のを無水ヘキサンで6回洗浄し(6×100mL)、次に真空下で乾燥した。触媒成分の特性及びプロピレン重合試験手順の結果を表1に報告する。
予備重合された触媒の製造:
60Lのステンレススチール反応器中に、20℃の温度において、35Lのヘキサン、及び約80rpmで攪拌しながら上記に記載のようにして製造した1500gの球状触媒を導入した。内部温度を一定に保持しながら、ヘキサン中の24gのトリ−n−オクチルアルミニウム(TNOA)を、室温において反応器中に(ゆっくりと)導入した。次に、エチレンを同じ温度において反応器中に一定流で18時間注意深く導入した。触媒1gあたり1gのポリマーの理論転化率に達したとみなされた時点で重合を停止した。T=20℃における3回のヘキサン洗浄(50g/L)の後、得られた予備重合された触媒を乾燥し、分析した。これは固体触媒1gあたり1.3gのポリエチレンを含んでおり、そのみかけ密度は0.390g/cmであった。
比較例1
実施例1に記載したものと同じ手順を行った。相違点は、より多量のDIBPを用いて0.15のID/Mgのモル比にしたことであった。最終触媒の特性を表1に示す。
比較例2
WO−99/48929の実施例1にしたがって予備重合された触媒を製造した。最終触媒の特性を表1に示す。
気相プロピレン重合:
プロピレンヘテロ相コポリマーを製造するための重合手順:
2つの直列に接続されている気相反応器を含んで構成されているパイロットプラント内でヘテロ相プロピレンコポリマーを製造した。連続及び一定の流れで別々に、表2に報告する量及び条件下で、プロピレン流中の予備重合された触媒成分、アルミニウムトリエチル(TEAL)、外部ドナーとしてジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPMS)、水素(分子量調整剤として用いる)、及びモノマーを供給することによって重合を開始した。
第2の反応器から排出されるポリマー粒子を水蒸気処理にかけて、反応性モノマー及び揮発性物質を除去し、次に乾燥した。
Figure 0005140764
Figure 0005140764

Claims (2)

  1. ID/Mgのモル比が0.025〜0.065の範囲であり、Mg/Tiのモル比が14より高くなるような量の、Mg、Ti、及びハロゲン原子、並びに芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルから選択される電子ドナー(ID)を含む固体触媒成分を含み、固体触媒成分1gあたり50g以下の量のエチレンポリマーを含む、オレフィン重合用の予備重合された触媒成分。
  2. 0.30〜0.45g/cmの範囲のみかけ密度を有する、請求項1に記載の予備重合された触媒成分。
JP2011528293A 2008-09-26 2009-09-17 オレフィン重合用の触媒成分 Expired - Fee Related JP5140764B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08165213 2008-09-26
EP08165213.3 2008-09-26
US19512908P 2008-10-03 2008-10-03
US61/195,129 2008-10-03
PCT/EP2009/062056 WO2010034664A1 (en) 2008-09-26 2009-09-17 Catalyst components for the polymerization of olefins

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012503691A JP2012503691A (ja) 2012-02-09
JP2012503691A5 JP2012503691A5 (ja) 2012-11-08
JP5140764B2 true JP5140764B2 (ja) 2013-02-13

Family

ID=41416073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011528293A Expired - Fee Related JP5140764B2 (ja) 2008-09-26 2009-09-17 オレフィン重合用の触媒成分

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10125200B2 (ja)
EP (1) EP2331584B1 (ja)
JP (1) JP5140764B2 (ja)
KR (1) KR101599685B1 (ja)
CN (1) CN102164969B (ja)
BR (1) BRPI0919385B1 (ja)
ES (1) ES2399011T3 (ja)
RU (1) RU2493175C2 (ja)
WO (1) WO2010034664A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2583985A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-24 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Catalyst components for the polymerization of olefins
EP2607386A1 (en) 2011-12-23 2013-06-26 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Pre-polymerized catalyst components for the polymerization of olefins
EP2607387A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-26 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Pre-polymerized catalyst components for the polymerization of olefins
US20180258199A1 (en) * 2015-09-11 2018-09-13 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Process for the preparation of catalyst components for the polymerization of olefins
CN109563191B (zh) * 2016-08-03 2021-03-19 住友化学株式会社 多相丙烯聚合材料的制造方法
US20240218091A1 (en) * 2021-04-06 2024-07-04 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Pre-polymerized catalyst components for the polymerization of olefins
US20240209125A1 (en) 2021-04-16 2024-06-27 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Prepolymerized catalyst components for the polymerization of olefins
CA3231623A1 (en) 2021-09-20 2023-03-23 Dow Global Technologies Llc Process of making catalytically-active prepolymer composition and compositions made thereby

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE363977B (ja) 1968-11-21 1974-02-11 Montedison Spa
YU35844B (en) 1968-11-25 1981-08-31 Montedison Spa Process for obtaining catalysts for the polymerization of olefines
JPS63159411A (ja) * 1986-12-23 1988-07-02 Mitsubishi Petrochem Co Ltd エチレン−オレフイン共重合体の製造法
JP2940684B2 (ja) * 1989-12-29 1999-08-25 三井化学株式会社 オレフィン重合用固体状触媒成分およびこの触媒成分を用いたオレフィンの重合方法
FR2660926B1 (fr) * 1990-04-11 1992-07-31 Bp Chemicals Snc Prepolymere d'alpha-olefine contenant un metal de transition et procede de polymerisation d'alpha-olefine en phase gazeuse mettant en óoeuvre le prepolymere.
IT1246614B (it) 1991-06-03 1994-11-24 Himont Inc Procedimento per la polimerizzazione in fase gas delle olefine
JP2682305B2 (ja) * 1991-10-29 1997-11-26 住友化学工業株式会社 オレフィン重合体の製造方法
JP3491853B2 (ja) * 1994-05-19 2004-01-26 三井化学株式会社 オレフィン重合用固体状チタン触媒成分、その調製方法、これを含むオレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法
US6034189A (en) * 1994-05-19 2000-03-07 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Solid titanium catalyst component for olefin polymerization, process for preparation of the same, olefin polymerization catalyst and process for olefin polymerization
IT1275573B (it) 1995-07-20 1997-08-07 Spherilene Spa Processo ed apparecchiatura per la pomimerizzazione in fase gas delle alfa-olefine
IL127230A (en) 1997-03-29 2004-07-25 Montell Technology Company Bv Magnesium dichloride-alcohol adducts, process for their preparation and catalyst components obtained therefrom
ES2364330T3 (es) * 1998-03-23 2011-08-31 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Componentes catalíticos prepolimerizados para la polimerización de olefinas.
IT1301990B1 (it) * 1998-08-03 2000-07-20 Licio Zambon Catalizzatori per la polimerizzazione delle olefine.
SG124236A1 (en) * 2000-03-30 2006-08-30 Sumitomo Chemical Co Prepolymerization catalyst for use in gas phase polymerization of olefins and process for producing the same
WO2002051544A1 (en) 2000-12-22 2002-07-04 Basell Poliolefine Italia S.P.A. Process for the preparation of a spherical support comprising a mg dihalide
KR100431455B1 (ko) * 2001-03-12 2004-05-14 이춘식 음식보관용기 고정장치
US20030022786A1 (en) * 2001-05-03 2003-01-30 Epstein Ronald A. Catalyst for propylene polymerization
BR0205612B1 (pt) 2001-06-13 2011-09-06 componente catalìtico sólido, catalisador e processo para a (co)polimerização de olefinas.
DE60232745D1 (de) * 2001-06-26 2009-08-06 Basell Poliolefine Srl Verfahren zur Herstellung von Katalysator-Komponenten für die Olefinpolymerisation
JP2004002742A (ja) * 2002-04-04 2004-01-08 Mitsui Chemicals Inc オレフィン重合用固体状チタン触媒成分、オレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法
CN1726080A (zh) 2002-12-18 2006-01-25 巴塞尔聚烯烃意大利有限公司 氯化镁基加合物及由其制备的催化剂组分
EP1626996B1 (en) * 2003-05-29 2017-04-26 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Process for the preparation of a catalyst component and components therefrom obtained
US8344079B2 (en) * 2007-12-31 2013-01-01 Basf Corporation Molar ratio modifications to larger polyolefin catalysts

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012503691A (ja) 2012-02-09
CN102164969B (zh) 2015-11-25
KR101599685B1 (ko) 2016-03-04
US10125200B2 (en) 2018-11-13
EP2331584B1 (en) 2012-11-21
RU2493175C2 (ru) 2013-09-20
ES2399011T3 (es) 2013-03-25
BRPI0919385A8 (pt) 2017-09-12
US20110251352A1 (en) 2011-10-13
BRPI0919385B1 (pt) 2019-06-04
KR20110069120A (ko) 2011-06-22
BRPI0919385A2 (pt) 2016-01-19
WO2010034664A1 (en) 2010-04-01
CN102164969A (zh) 2011-08-24
RU2011116316A (ru) 2012-11-10
EP2331584A1 (en) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5140764B2 (ja) オレフィン重合用の触媒成分
US9453088B2 (en) Catalyst components for the polymerization of olefins
KR101697558B1 (ko) 올레핀 중합용 예비중합된 촉매 성분
CN110072896B (zh) 用来聚合烯烃的催化剂组分以及由其获得的催化剂
JP6633184B2 (ja) オレフィン重合用触媒成分の製造方法
JP6841814B2 (ja) オレフィン重合用予備重合触媒成分
CN101918457B (zh) 具有改进的性能的高度有规立构的聚丙烯
EP2630170A1 (en) Catalyst system for the polymerization of olefins
JP2009527607A (ja) オレフィンの重合用の触媒成分
EP2794676B1 (en) Catalyst system for the polymerization of olefins
JP7749024B2 (ja) オレフィン重合用予備重合触媒成分

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120914

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120914

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20120914

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120921

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20121011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5140764

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees