203566. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olefinpolimerizációs katalizátorkomponens előállítására
HU 203566B Találmányunk a korábbiaknál jobb aktivitású és szelektivitású, szilárd, olefinpolimerizációs katalizátorkomponens készítésére vonatkozik. A szakterületen számos olyan, olefinpolimerizációs katalizátort javasoltak már, amelyekben legalább magnéziumot, titánt és halogént, elsősorban klórt tartalmazó, szüárd katalizátor komponenst valamilyen, aktiváló hatású, szerves alumínium-vegyülettel társítanak. Ezeket hordozóra felvitt katalizátoroknak vagy katalizátorrendszereknek nevezhetjük. Az Uyen kompozíciók aktivitása és sztereospecifikus hatása általában javítható a szilárd komponens valamüyen elektrondonorral (Lewis-bázis) való társításával és valamilyen, harmadik katalizátorkomponensként alkalmazott, elektrondonorként viselkedő szüárd katalizátor komponenssel, amely az aktiváló, szerves alumínium-vegyület egészével vagy egy részével komplexvegyületet képezhet. Az egyszerűség kedvéért leírásunk további részében az ilyen katalizátorok titántartalmú komponensét „prokatalizátor”-nak, az önmagában vagy valamilyen elektrondonorral részben vagy egészben komplexvegyületté alakított szerves alumíniumvegyületet „kokatalizátor”-nak és az önmagában vagy a szerves alumíniumvegyülettel részben vagy egészben komplexvegyületté alakított elektrondonor-vegyületet „szelektivitás szabályozó szer”-nek (SCA) nevezzük. Ilyen típusú, hordozóra felvitt katalizátorokat számos szabadalmi leírásban ismertetnek. A szakterületen korábban ismertetett, Uycn típusú katalizátorrendszerek általában nagy kitermelésű olefinpolimerizálást eredményeznek, és propüén vagy magasabb szénatomszámú alfa-olefinek polimerizálásakor ezek a katalizátorok a sztereoreguláris polimerképződésre szelektív hatásúak. Napjainkban is folytatódik azonban a termelékenységet és a sztereoreguláris polimerképződést javító katalizátorok kutatása. A szakemberek kutatási célja olyan nagy aktivitású katalizátorrendszerek kifejlesztése, amelyek az olefinpolimerek kitermelését annyira megnövelik, hogy szükségtelenné válik a maradó katalizátor kivonására alkalmazott művelet. Propilén és magasabb szénatomszámú olefinek polimerizációjánál ugyanilyen fontos cél olyan katalizátorrendszerek kifejlesztése, amelyek izotaktikus vagy más sztereospecif ikus termék szelektív képződését teszik lehetővé úgy, hogy nem szükséges az ataktikus katalizátorkomponensek eltávolítása. A számos, aktív katalizátorrendszert felépítő kémiai kombinációs lehetőség ellenére a gyakorlati megfontolások bizonyos, előnyös komponensekre terelték a szakemberek figyelmét. Prokatalizátorként tipikusan négyértékü fémet tartalmazó magnézium-kloridot, elektrondonorként valamüyen aromás észtert, műit pl. etil-benzoátot vagy etü-ptoluátot alkalmaznak. A kokatalizátor tipikusan valamüyen alumínium-trialkil-vegyület, mint pl. alumínium-trietü- vagy tributil-vegyület, amelyet gyakran úgy alkalmaznak, hogy szelektivitás szabályozószerrel legalább részben komplex formájúvá alakítják. A szelektivitás szabályozó szer tipikusan valamilyen aromás észter, mint pl. etü-p-metoxibenzoát (etü-anizát) vagy raetü-p-toluát. 1 A kokatalizátor és a szelektivitás szabályozószer kiválasztása a katalizátorrendszerek teljesítőképessége, a prokatalizátor kiválasztása pedig elsősorban a katalizátorrendszerek aktivitás és termelékenység javító hatása miatt fontos. Ilyen prokatalizátorok előnyös előállítási eljárását ismertetik a 4 329 253,4 393 182,4 400 302 és 4 414 132. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban. A prokatalizátorok előállítása úgy történik, hogy magnézium-vegyületet, titántetrakloridot és elektrondonort reagáltatnak valamüyen halogémszénh idrogén-vegyület jelenlétében. Az így kapott, szilárd, szemcsés anyagot további mennyiségű titán-tetrakloriddal érintkeztetik, majd a feleslegben lévő titán-tetrakloridot valamilyen könnyű szénhidrogénnel, pl. izooktánnal és izopentánnal kimossák, és szárítják. Az így készített prokatalizátor polimerizációs aktivitása (polimer termelékenysége) és sztereospecifikus hatása (izotaktikus polimertartalom) kiváló. Azonban néhány felhasználási terület az aktivitás és szelektivitás további növelését igényli. Találmányunk olyan prokatalizátor előállítási eljárására vonatkozik, amely olefinek, mint pl. propilén polimerizálásánál alkalmazva nagyon nagy aktivitást és szelektív hatást mutat. A találmányunk szerinti eljárás olyan, olefinek polimerizációjához használatos, szüárd katalizátorkomponens előállítására vonatkozik, amely magnéziumot, titánt és halogént tartalmaz, és előállítása a következő műveletekből áü: a) MgR’R” általános képletű vegyület halogénezése — a képletben R’ és R” jelentése 1 -8 szénatomos alkoxi-csoport — négyértékű titánt tartalmazó halogén-vegyülettel (TiCU) és ún. első elektrondonorvegyülettel; bt) a kapott, halogénezett vegyület érintkeztetése a négyvegyértékű titánt tartalmazó halogénvegyülettel (TiCU), c) az így kezelt, halogénezett vegyület mosása valamüyen inert, folyékony szénhidrogénnel; oly módon, hogy az a) vagy a bt) műveletben egy ún. második elektrondonort alkalmazunk, és a bt) műveletben kapott terméket b2) műveletben a négyértékű titánt tartalmazó halogénvegyülettel (TiCU) érintkeztetjük 40-140 “C hőmérsékleten, majd az így kezelt terméket c) műveletben mossuk. Az a) műveletben a halogénezést előnyösen valamüyen halogén-szénhidrogén, mint pl. klór-benzol jelenlétében végezzük. A találmányunk szerinti eljárással így olyan, szilárd katalizátorkomponenst állítunk elő, amely prokatalizátor kompozíció tartalmaz legalább még egy belső elektrondonort és/vagy a benne lévő első elektrondonor egy részét egy ún. második elektrondonorral cseréljük ki. Ahogyan a következőkben ismertetésre kerülő példákban kapott adatokból látható, a találmányunk szerinti eljárással készített katalizátorok legfőbb előnyei a nagyobb termelékenységben és a katalizátor aktivitás kisebb mértékű csökkenésében mutatkoznak. A nagyobb termelékenységet az mutatja, hogy egy tipikusan 2 órán át, egy adott titánmennyiséggel vagy egy adott katalizátormennyiséggel végzett polimerizáció 20%-kal nagyobb polimer 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
