DE1040245B - Process for the polymerization of ethylene or propylene - Google Patents
Process for the polymerization of ethylene or propyleneInfo
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Description
Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder Propylen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Polymerisation von Äthylen oder Propylen allein oder von Äthylen im Gemisch mit Propylen oder anderen Monoolefinen zu Produkten mit Molekuilargewichten von wenigstens 300 in Gegenwart eines oxydischen Katalysators, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Ausgangsstoff bei Temperaturen zwischen 75 und 325° C in Gegenwart eines Borhydrids eines Metalls, dessen Elektronegativität nach der Skala von Pauling mindestens 1 beträgt und dessen Borhydridverbindung mit Wasser bei 25° C unter Bildung von Wasserstoff heftig reagiert, und mindestens eines Oxyds eines Metalls der Gruppe V1 a des Periodischen Systems polymerisiert bzw. mischpolymerisiert.Process for the polymerization of ethylene or propylene object of the invention is a process for the polymerization of ethylene or propylene alone or of ethylene mixed with propylene or other monoolefins to form products with molecular weights of at least 300 in the presence of an oxide catalyst, which is characterized in that the starting material at temperatures between 75 and 325 ° C in the presence of a borohydride of a metal whose electronegativity according to the Pauling scale is at least 1 and its borohydride compound with Water reacts violently at 25 ° C with the formation of hydrogen, and at least one Oxide of a metal of group V1 a of the periodic table polymerizes or copolymerized.
Die Ausbeuten an, festem Polymerisat sind im Vergleich zu Verfahren, die man bisher bei alleiniger Verwendung von Oxyden der Metalle der Gruppe VI a mit Wertigkeitsstufen unter 6 erhalten konnte, wesentlich erhöht. Erfindungsgemäß entstehen hauptsächlich hochmolekulare, unter normalen Bedingungen feste Polvmerisate.The yields of solid polymer are in comparison to processes which have hitherto been used with the sole use of oxides of the metals of group VI a with value levels below 6, significantly increased. According to the invention The result is mainly high molecular weight polymers that are solid under normal conditions.
Das Verfahren wird bei Temperaturen zwischen etwa 75 und 325-- C, vorzugsweise etwa 130 und 260 C, und bei Drücken zwischen etwa Atmosphärendruck und 1050 at oder höher, vorzugsweise zwischen etwa 14 und 350 at oder bei etwa 70 at, durchgeführt. Die bei der katalytischen Umwandlung erzeugten, unter normalen Bedingungen festen Stoffe neigen dazu, sich auf und in dein festen Katalysator anzusammeln. Es ist deshalb zweckmäßig, der Reaktionszone ein flüssiges Medium zuzuführen, das einerseits als Reaktionsmedium und andererseits als Lösungsmittel für die festen Reaktionsprodukte dient. Geeignete flüssige Reaktionsmedien für die Polymerisation sind verschiedene, besonders aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol, Toluol oder die Xylole. Bei der Polymerisation von, Propylen werden weniger leicht alkylierbare Reaktionsmedien, z. B. Cycloparaffine, wie Cyclohexa,n oder Dekalin (Dekahydronaphthalin), oder Paraffine. z. B. Isooctan, bevorzugt.The process is carried out at temperatures between about 75 and 325-- C, preferably about 130 and 260 C, and at pressures between about atmospheric pressure and 1050 at or higher, preferably between about 14 and 350 at or at about 70 at. Those produced in the catalytic conversion are below normal Conditions of solids tend to build up on and in your solid catalyst. It is therefore advantageous to feed a liquid medium to the reaction zone which on the one hand as a reaction medium and on the other hand as a solvent for the solid Reaction products is used. Suitable liquid reaction media for the polymerization are various, particularly aromatic hydrocarbons, e.g. B. benzene, toluene or the xylenes. During the polymerization of propylene, they become less easily alkylatable Reaction media, e.g. B. Cycloparaffins, such as cyclohexa, n or decalin (decahydronaphthalene), or paraffins. z. B. isooctane, preferred.
Die: Überführung von äthylen- oder propylenhaltigem Gas kann auch in Abwesenheit eines flüssigen Reaktionsmediums oder Lösungsmittels durchgeführt werden. Es muß dann der Katalysator, auf dem sich das feste polymere Umwandlungsprodukt angesammelt hat, von Zeit zu Zeit innerhalb oder außerhalb der Umwandlungszone behandelt werden, um die Umwandlungsprodukte zu entfernen und ihn, wenn nötig, zum weiteren Gebrauch zu reaktivieren oder zu regenerieren.The: Transfer of ethylene or propylene-containing gas can also carried out in the absence of a liquid reaction medium or solvent will. It must then be the catalyst on which the solid polymeric conversion product is deposited has accumulated, treated from time to time inside or outside the conversion zone to remove the conversion products and, if necessary, to further Use to reactivate or regenerate.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch eine außerordentliche Wandelbarkeit sowohl hinsichtlich der Verfahrensbedingungen als auch der mit ihm herstellbaren Produkte gekennzeichnet. Mit Hilfe des Verfahrens kann man zu schmierfettähnlichen Äthylenpolymerisaten mit einem ungefähren Molekulargewicht zwischen 300 und 700, zu wachsähnlichen Äthylenhomopolymerisaten mit einer ungefähren spezifischen Viskosität (105) zwischen etwa 1000 und 10000 und zu zähen, harzartigen Äthylenhomopolym.erisaten mit einer ungefähren spezifischen Viskosität ( - 105) zwischen 10000 und mehr als 300000 [(?irel - 1) - 105] gelangen. Unter dem Ausdruck »zähes, harzartiges Polyäthylen« wird ein Polymerisat verstanden, dessen Versprödungspunkt unter - 50° C liegt (ASTM Method D 746 -51 T), dessen Kerbschlagzähigkeit größer als 0,28mkg pro etwa 5 cm Kerbe ist (ASTM Method D 256 -47 T - Izod) und dessen Mindestdehnung bei Raumtemperatur (25° C) 100°/o beträgt.The method according to the invention is extraordinarily versatile both with regard to the process conditions and those that can be produced with it Products marked. With the help of the procedure one can get to grease-like Ethylene polymers with an approximate molecular weight between 300 and 700, to wax-like ethylene homopolymers with an approximate specific viscosity (105) between about 1000 and 10000 and too tough, resinous ethylene homopolyers with an approximate specific viscosity (-105) between 10000 and more than 300,000 [(? Irel - 1) - 105] arrive. Under the expression "tough, resinous polyethylene" is understood to mean a polymer whose embrittlement point is below - 50 ° C (ASTM Method D 746-51 T), the notched impact strength of which is greater than 0.28 mkg per approximately 5 cm Notch is (ASTM Method D 256 -47 T - Izod) and its minimum elongation at room temperature (25 ° C) is 100 ° / o.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann benutzt werden, um die Mischpolymerisation, von Äthylen mit anderen Monoolefinen, wie Propylen, n-Butylenen; Isobutylen, tert.-Butyläthylen,, gewöhnlich in Mengen zwischen 1 und 25 Volumprozent, bezogen auf das Gewicht des Äthy Jens, durchzuführen.The process according to the invention can be used to carry out the interpolymerization, of ethylene with other monoolefins such as propylene, n-butylenes; Isobutylene, tert-butylethylene, usually in amounts between 1 and 25 volume percent based on the weight of the Ethy Jens to perform.
Die Metallborhy dride, die in denn vorliegenden Verfahren benutzt werden, reagieren mit Wasser bei 25° C unter Bildung von Wasserstoff heftig. Unter dieser heftigen Reaktion mit Wasser soll eine schnelle, zuweilen praktisch augenblickliche Reaktion verstanden werden. Als Borhydride, die hier angewandt werden können, kommen die des Lithiums, Magnesiums, Berylliums, Aluminiums, Thoriums, Hafniums, Zirkoniums und Urans in Frage. Diese reaktionsfähigen Borhydride zeichnen sich alle ferner durch das Vermögen aus, mehrwertige Metallsalze, z. B. das Ti in Ti C14, zu dreiwertigem Ti reduzieren zu können. Sie sind ferner dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Borhydrid verbundenen Metalle eine Elektronegativität nach der Skala von P au 1 i ng von mindestens 1 haben (vgl. L. P aul i ng, »The Nature of the Chemical Bond«, Cornel University Press [1939] S.64, und D. T. Hurd, »Chemistry of the Hydrides«, John Wiley & Sons, Inc., N. Y.,1952, sowie Hoekstra und Katz, I. Am. Chem. Soc., 71, S.2488 bis 2492, Juli 1949).The metal borohydride used in the present process react violently with water at 25 ° C to form hydrogen. Under this violent reaction with water is said to be rapid, and at times practically instantaneous Reaction can be understood. As boron hydrides that can be used here come those of lithium, magnesium, beryllium, aluminum, thorium, hafnium, zirconium and uranium in question. These reactive borohydrides are all also notable through the ability to produce polyvalent metal salts, e.g. B. the Ti in Ti C14, to trivalent To be able to reduce Ti. They are also characterized in that the Borohydride linked metals have an electronegativity on the scale of P au 1 i ng of at least 1 (cf. L. P aul i ng, "The Nature of the Chemical Bond", Cornel University Press [1939] p.64, and D. T. Hurd, "Chemistry of the Hydrides", John Wiley & Sons, Inc., N.Y., 1952 and Hoekstra and Katz, I. Am. Chem. Soc., 71, pp. 2488 to 2492, July 1949).
Die Verwendung eines reaktionsfähigen Metallborhydrids in der Reaktionszone ist in mehrfacher Hinsicht von praktischer Bedeutung, besonders beim Vergleich mit Verfahren, bei denen der Metalloxydka.talysator nur allein verwendet wird. So können in Gegenwart sowohl des reaktionsfähigen Metallborhydrids als auch des Metalloxydkatalysators hohe Ausbeuten an festen Polymerisaten erhalten werden. Der Metalloxydkatalysator kann in Gegenwart großer Mengen des flüssigen. Reaktionsmediums wirken, er behält seine starke Polymerisationsaktivität über lange Zeiträume hinweg bei (Lebensdauer des Katalysators). Die gewünschten. physikalischen und chemischen Eigenschaften der Polymerisate können leicht durch Einstellung der betreffenden Reaktionsbedingungen erzielt werden; diesbezügliche Einzelheiten gehen aus der Beschreibung und den, späteren Beispielen hervor.The use of a reactive metal borohydride in the reaction zone is of practical importance in several ways, especially when compared to Processes in which the metal oxide analyzer is only used on its own. So can in the presence of both the reactive metal borohydride and the metal oxide catalyst high yields of solid polymers can be obtained. The metal oxide catalyst can in the presence of large amounts of the liquid. Reaction medium act, he retains its strong polymerization activity over long periods of time (lifetime of the catalytic converter). The desired. physical and chemical properties the polymers can easily be adjusted by adjusting the reaction conditions in question be achieved; related details can be found in the description and the later examples.
Die Funktion oder die Funktionen des reaktionsfähigen Metallborhydrids in, dem vorliegenden Verfahren sind nicht ganz klar. Das reaktionsfähige Metallborhydrid steigert die Wirkung der Oxydkatalysatoren von Metallen der Gruppe V1 a und erhöht dadurch die Polymerisatausbeu.te zuweilen erstaunlich.The function or functions of the reactive metal borohydride in, the present proceedings are not entirely clear. The reactive metal borohydride increases the effect of the oxide catalysts of metals of group V1 a and increases as a result, the polymer yield is sometimes astonishing.
Vor dieser Erfindung waren Oxyde von Molybdän mit einer Wertigkeit unter 6 als Katalysatoren für die Polymerisation von Äthylen zu unter normalen Bedingungen festen Polymerisaten bekannt, die lediglich auf einem der drei schwierig reduzierbaren Metalloxyde: y-Aluminiumoxyd, Titanoxyd und Zirkoniumoxyd aufgebracht waren. In Gegenwart von reaktionsfähigen Metallborhydriden können die Metalloxydkatalysatoren der Gruppe VI a nicht nur auf Aluminiumoxyd, Titanoxyd oder Zirkoniurnoxvd aufgebracht werden, sie können vielmehr auch auf vielen anderen Trägern zur Polymerisation von äthylenhaltigen Ausgangsstoffen zwecks Bildung von unter normalen Bedingungen festen Polymerisaten, z. B. auf Kieselsäureträgern, wie Kieselsäuregel, Kieselgur, Diatomeenerde; Kieselsäure-Aluminiumoxyd, Aluminiumsilikaten, den verschiedenen Tonen und Bleicherden aufgebracht sein.. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines schwierig reduzierbaren Metalloxyds als Träger für den Meta,lloxydkatalysator, z. B. von y-Aluminiumoxyd.Prior to this invention, oxides of molybdenum were valued under 6 as catalysts for the polymerization of ethylene to under normal conditions solid polymers known that only on one of the three difficult to reduce Metal oxides: y-aluminum oxide, titanium oxide and zirconium oxide were applied. In The metal oxide catalysts can use reactive metal borohydrides of group VI a not only applied to aluminum oxide, titanium oxide or zirconium oxide Rather, they can also be used on many other carriers for the polymerization of Ethylene-containing raw materials for the purpose of forming solid substances under normal conditions Polymers, e.g. B. on silica carriers, such as silica gel, kieselguhr, diatomaceous earth; Silica-aluminum oxide, aluminum silicates, the various clays and bleaching earths be applied .. The use of a difficult reducible is particularly advantageous Metal oxide as a carrier for the metal oxide catalyst, e.g. B. of y-aluminum oxide.
Die in dem Verfahren angewandte Menge von reaktionsfähigem Metallborhydrid kann zwischen etwa 0,005 und 2 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil des Metalloxydkatalysators (d. h. Gesamtgewicht des festen Katalysators) schwanken. Die optimalen Mengen können in besonderen Fällen durch einfache Teste in kleinem Umfange mit den jeweiligen Ausgangsmaterialien, dem flüssigen Reaktionsmedium, einem bestimmten Verhältnis von Reaktionsmedium zu Katalysator, dem Katalysator, der Temperatur, dem Druck und der Art des gewünschten Produktes leicht bestimmt werden. Gewöhnlich wird Li B H4 in Mengen zwischen etwa 0,05 und 2 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil MalybdänoxydkataJysator bei Verhältnissen zwischen etwa 5 und 2000 Volumina flüssigen Reaktionsmediums pro Gewichtsteil Molybdünoxydkatalysator angewandt.The amount of reactive metal borohydride used in the process can be between about 0.005 and 2 parts by weight per part by weight of the metal oxide catalyst (i.e. total solid catalyst weight) will vary. The optimal amounts can in special cases by simple tests on a small scale with the respective Starting materials, the liquid reaction medium, a certain ratio from reaction medium to catalyst, the catalyst, the temperature, the pressure and the type of product desired can easily be determined. Usually, Li B becomes H4 in amounts between about 0.05 and 2 parts by weight per part by weight of molybdenum oxide catalyst at ratios between about 5 and 2000 volumes of liquid reaction medium per Part by weight of molybdenum oxide catalyst applied.
Die jeweiligen Mengen Träger im Verhältnis zum katalytischen Metalloxyd können in verhältnismäßig weiten Grenzen in der Weise schwanken, daß jede Komponente in Mengen von wenigstens etwa 1 Gewichtsprozent vorhanden ist. Die üblichen Metalloxyd-Träger-Verhältnisse liegen im Bereich von etwa 1 : 20 bis 1 : 1 bzw. ungefähr hei 1 : 10. Es werden z. B. fertige Aluminiumoxyd-Metalloxyd-Katalysatoren mit 1 bis 80010, vorzugsweise etwa. 5 bis 35% bzw. etwa l00/0 katalytischem Metalloxyd auf dein Träger angewandt.The respective amounts of carrier in relation to the catalytic metal oxide can vary within relatively wide limits in such a way that each component is present in amounts of at least about 1 percent by weight. The usual metal oxide to carrier ratios range from about 1:20 to 1: 1 or about 1:10 z. B. finished aluminum oxide-metal oxide catalysts with 1 to 80010, preferably approximately. 5 to 35% or about 100/0 catalytic metal oxide applied to the support.
Die als Träger für die Katalysatoren dienenden y-Aluminium-, Titan- und Zirkoniumoxyde können nach den, verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden. Desgleichen können die Oxyde des Molybdäns oder anderer Metalle der Gruppe VIa in diese Träger nach irgendeinem bekannten Verfahren eingebracht oder auf ihnen abgelagert werden.The y-aluminum, titanium- and zirconium oxides can be prepared by various known methods will. Likewise, the oxides of molybdenum or other metals of the group VIa incorporated in or on these supports by any known method be deposited.
Das Molybdän oder irgendeine andere Molybdän-Sauerstoff-Verbindung, z. B. Kobaltmolybdat, kann dem Katalysatorträger nach jedem bekannten Verfahren einverleibt werden, z. B. durch Imprägnierung, gleichzeitige Fällung, eine Art Gelierung und/oder Adsorption. Die Katalysatormasse und/oder der fertige Katalysator können in der bei der Herstellung von Katalysatoren für die Hydroforinierung bekannten Weise in der Wärme stabilisiert werden. Kobaltmolybdatkatalysatoren können nach den USA.-Patentschriften 2 393 288 und 2,486 361 hergestellt werden. Ebenso können Kobalt-, Calcium-, Nickel- und Kupfersalze der Chromi-, Chromo-, Wolfram- und Uransäuren mit oder ohne Träger angewandt werden.The molybdenum or any other molybdenum-oxygen compound, z. B. cobalt molybdate, the catalyst support by any known method be incorporated, e.g. B. by impregnation, simultaneous precipitation, a kind of gelation and / or adsorption. The catalyst mass and / or the finished catalyst can known in the manufacture of catalysts for hydroforming Way to be stabilized in the heat. Cobalt molybdate catalysts can according to U.S. Patents 2,393,288 and 2,486,361. Likewise can Cobalt, calcium, nickel and copper salts of chromic, chromic, tungsten and uranium acids can be used with or without a carrier.
Der Katalysator kann mit Siliciumdioxyd (USA.-Patentschriften 2437532/3) oder mit Aluminiumorthophosphat (USA.-Patentschriften 2440236 und 2441297) oder anderen bekannten Stabilisatoren oder Modifizierungsmitteln stabilisiert werden. Der Katalysator kann Calciumoxyd enthalten (USA.-Patentschriften 2442172 und 2447043) oder aber die Masse kann in Form eines Zink-Aluminat-Spinells (USA.-Patentschrift 2447016) vorliegen, und sie kann beträchtliche Mengen Zirkoniumoxyd oder Titanoxyd enthalten (USA.-Patentschriften 2437531/2). Oxyde anderer Metalle, z. B. des Magnesiums, Nickels, Zinks, Vanadiums, Thoriums, Eisens usw., können in kleinen. d. h. unter 10 Gewichtsprozent liegenden Mengen. auf den ganzen Katalysator bezogen, vorhanden sein.The catalyst can be stabilized with silica (U.S. Patents 2437532/3) or with aluminum orthophosphate (U.S. Patents 2440236 and 2441297) or other known stabilizers or modifiers. The catalyst can contain calcium oxide (U.S. Patents 2442172 and 2447043) or the mass can be in the form of a zinc-aluminate spinel (U.S. Patent 2447016) and it can contain considerable amounts of zirconium oxide or titanium oxide (U.S. Patents 2437531/2). Oxides of other metals, e.g. B. of magnesium, nickel, zinc, vanadium, thorium, iron, etc., can be in small. ie amounts below 10 percent by weight. based on the entire catalyst, be present.
Obwohl, wie bereits festgestellt, die Metalloxydkatalysatoren bei ihrer Verwendung in Gegenwart eines reaktionsfähigen Metallborhydrids keiner Reduktionsbehandlung unterworfen zu werden brauchen, empfiehlt sich dennoch eine solche Reduktion. Diese reduzierende Behandlung des Oxyds eines 6wertigen, aus der GruppeVIa stammenden Metalls wird vorzugsweise mit Wasserstoff durchgeführt; es können aber auch andere Reduktionsmittel, z. B. Kohlenmonoxyd, Gemische von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd (Wassergas, Synthesegas usw.), Schwefeldioxvd. , Schwefelwasserstoff, reduzierende Kohlenwasserstoffe usw. angewandt werden. Wasserstoff kann als Reduktionsmittel bei Temperaturen zwischen etwa 350 und 850° C besonders zwischen 450 und 650° C dienen. Der Wasserstoffpartialdruck bei der Reduktion kann zwischen einem Unterdruck von z. B. etwa 0,007 at (absolut) und verhältnismäßig hohen Drücken, z. B. bis 210 at oder selbst höher, schwan-ken. Die einfachste Reduktion kann mit Wasserstoff bei etwa Atmosphärendruck durchgeführt werden. Die teilweise Reduktion des Metalloxydkatalysators, in welchem das Metall in seiner 6wertigen Form vorliegt, kann in Gegenwart des als Aktivator wirkenden, beanspruchten reaktionsfähigen Metallborhydrids vor der Polymerisation erfolgen.Although, as already stated, the metal oxide catalysts do not need to be subjected to a reduction treatment when they are used in the presence of a reactive metal borohydride, such a reduction is nevertheless recommended. This reducing treatment of the oxide of a hexavalent metal from Group VIa is preferably carried out with hydrogen; but it can also use other reducing agents such. B. carbon monoxide, mixtures of hydrogen and carbon monoxide (water gas, synthesis gas, etc.), sulfur dioxide. , Hydrogen sulfide, reducing hydrocarbons, etc. can be used. Hydrogen can serve as a reducing agent at temperatures between about 350 and 850 ° C, especially between 450 and 650 ° C. The hydrogen partial pressure in the reduction can be between a negative pressure of, for. B. about 0.007 at (absolute) and relatively high pressures, e.g. B. up to 210 atm or even higher, fluctuate . The simplest reduction can be carried out with hydrogen at around atmospheric pressure. The partial reduction of the metal oxide catalyst, in which the metal is present in its hexavalent form, can take place in the presence of the reactive metal borohydride which is claimed and which acts as an activator before the polymerization.
Es wurde beobachtet, daß eine Induktionsperiode vor der Äthylenpolymerisation ausgeschaltet oder wesentlich reduziert werden kann, wenn man. den Wasserstoff in das mit Lösungsmittel. Äthylen, dem Metalloxydkatalysator und Borhydrid beschickte Reaktionsgefäß unter Druck, z. B. bei 0,7 bis 63 at, vorzugsweise 7 bis 28 at, einpreßt. Unter diesen Bedingungen wird nur ein kleiner Teil des Äthylens zu Äthan reduziert.It was observed that an induction period prior to ethylene polymerization can be turned off or significantly reduced if one. the hydrogen in the one with solvent. Charged with ethylene, the metal oxide catalyst and borohydride Reaction vessel under pressure, e.g. B. at 0.7 to 63 at, preferably 7 to 28 at, is injected. Under these conditions only a small part of the ethylene is reduced to ethane.
Lithiumaluminiumhydrid, ein außergewöhnlich wirksames Reduktionsmittel, reduziert und aktiviert Oxyde von 6wertigen Metallen der Gruppe VI a enthaltende Katalysatoren selbst. bei 35° C, obwohl im allgemeinen Temperaturen zwischen. 100 und 300° C angewandt werden. Bei der praktischen Durchführung z. B. wird ein freies oder chemisch gebundenes Mo03 (z. B. als CDM004 gebunden.) enthaltender Katalysator mit einer Suspension von Li A1 H4 in einem flüssigen Kohlenwasserstofflösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von etwa 0.01 bis 1 Li A1 H4 zu festern Katalysator behandelt. N atriumhydrid (oder Natrium+H,) wirkt auf Katalysatoren aus Oxyden 6wertiger Metalle der Gruppe VI a, z. B. 11o 03, bei Temperaturen über etwa 180° C reduzierend und kann in denselben Mengenverhältnissen wie Li A.1 H4 angewandt werden. Das reaktionsfähige Metallborhydrid der vorliegenden Erfindung kann unter praktisch den gleichen Bedingungen zur teilweisen Reduktion von aus Metalloxyden der Gruppe VI a bestehenden Katalysatoren benutzt werden, wie Li A1 H4.Lithium aluminum hydride, an exceptionally effective reducing agent, reduces and activates oxides of 6-valent metals containing group VI a Catalysts themselves. At 35 ° C, although generally temperatures between. 100 and 300 ° C can be used. In the practical implementation z. B. becomes a free or chemically bound Mo03 (e.g. bound as CDM004.) containing catalyst with a suspension of Li A1 H4 in a liquid hydrocarbon solvent in a weight ratio of about 0.01 to 1 Li A1 H4 to solid catalyst treated. N atrium hydride (or sodium + H,) acts on catalysts made from oxides of 6-valent Group VI a metals, e.g. B. 11o 03, reducing at temperatures above about 180 ° C and can be used in the same proportions as Li A.1 H4. The responsive one Metal borohydride of the present invention can be made under practically the same conditions for the partial reduction of catalysts consisting of metal oxides of group VI a can be used, such as Li A1 H4.
An die Reduktion des Metalloxyds der Gruppe V I a kann sich eine Analyse mit Cerisu,lfat-Sch.wefelsäure-Lösung zur genauen Bestimmung der durchschnittlichen Wertigkeitsstufe des Molybdäns oder eines anderen Metalloxyds in dem Ka.taJysa,tor anschließen. Zur Bestimmung der Durchschnittsvalenz der Metalle, z. B. des teilweise reduzierten Mo03 auf einem schwierig reduzierbaren Metalloxyd, z. B. ;,-Aluminiumoxyd, muß man den Gesamtgehalt an Molybdän und die Zahl der Milliäduiva.lente eines Standard-Oxydationsmittels, die zur Reoxyda,tion des teilweise reduzierten Molybdänoxyds zu M003 notwendig sind, kennen. Ein geeignetes Oxydationsverfahren besteht darin, daß man ungefähr 1 g des feingemahlenen, frisch, reduzierten Katalysators in einen mit Glasstopfen versehenen 250-ccm-Erlenmeyerkolben abwiegt und dazu 25 ccm einer 0,1 n-Cerisulfatlösung und 25 ccm einer Schwefelsäure (1 : 1) gibt. Dieses Gemisch läßt man bei Raumtemperatur unter öfteren Umrühren 4 Tage stehen. Der feste Rückstand wird dann abfiltriert und die überschüssige Cerisulfa.tlösung durch Zusatz überschüssiger Standard-Ferrosalzlösung bestimmt, die ihrerseits mit einer normalen Cerisalzlösung unter Benutzung eines Ferro-ortho-Phenanthrolin-Indikators titriert wird. Das gesamte \folvbdän in der Probe wird durch Auflösung der Probe in einer Schwefelsäure-Phosphorsäure-Lösung, Reduktion des Molybdäns in, einem Jones-Reduktionsappa,rat, Aufnehmen der reduzierten Lösung in Ferri-Alaun und Titration des erhaltenen Ferro-Ions mit Standard-Cerisulfatlösung bestimmt. Aus den erhaltenen Werten kann die Oxydationsstufe des Molybdänoxyds bestimmt werden.An analysis can be carried out on the reduction of the metal oxide of group VIa with Cerisu, lfat-sulfuric acid solution for the exact determination of the average Valence level of the molybdenum or another metal oxide in the Ka.taJysa, tor connect. To determine the average valence of the metals, e.g. B. the partially reduced Mo03 on a difficult to reducible metal oxide, e.g. B.;, - aluminum oxide, one must determine the total content of molybdenum and the number of Milliäduiva.lente of a standard oxidizing agent, which are necessary for reoxidation of the partially reduced molybdenum oxide to M003, know. A suitable oxidation method is that about 1 g of the finely ground, fresh, reduced catalyst in a glass stopper Weigh 250 cc Erlenmeyer flask and add 25 cc of 0.1 N cerium sulfate solution and 25 cc of a sulfuric acid (1: 1) are there. This mixture is left at room temperature stand for 4 days, stirring frequently. The solid residue is then filtered off and the excess Cerisulfa.tlösung by adding excess standard ferrous salt solution determined who in turn with a normal cerium salt solution using a Ferro-ortho-phenanthroline indicator is titrated. The entire \ folvbdän in the Sample is made by dissolving the sample in a sulfuric acid-phosphoric acid solution, Reduction of the molybdenum in, a Jones reduction apparatus, taking in the reduced Solution in ferric alum and titration of the ferrous ion obtained with standard cerium sulfate solution certainly. The oxidation state of the molybdenum oxide can be determined from the values obtained will.
Die partielle Reduktion des Molybdänoxyds oder eines anderen Trioxyds eines Metalls der Gruppe VI a wird so weit durchgeführt, da.ß die durchschnittliche Valenzstufe des katalytischen Metalls in dem Katalysator zwischen etwa 2 und. 5,5, vorzugsweise etwa 3 und 5, liegt.The partial reduction of molybdenum oxide or some other trioxide of a metal of group VI a is carried out so far that the average Valence level of the catalytic metal in the catalyst between about 2 and. 5.5, preferably about 3 and 5.
Die hier beschriebene Reduktion ist nicht nur bei frischen Katalysatoren zweckmäßig, sie ist ebenso notwendig bei Katalysatoren, die durch die Polymerisation verhältnismäßig inaktiv geworden sind. Wie noch ausgeführt werden wird, muß das in der Polymerisationsreaktion gebildete Polymerisat in Abständen oder ununterbrochen von den Katalysatorteilchen, vorzugsweise mit Hilfe von Lösungsmitteln, entfernt werden. Es ist gewöhnlich notwendig oder zweckmäßig, einen Katalysator zu reduzieren, der auf diese Weise bis zu einem gewissen Grade von dem Polymerisat befreit worden ist, ehe er weiter in der Polymerisation benutzt wird. Wenn ein Katalysator nicht länger genügend aktiv durch einfache Entfernung des Polymerisats und Reduktion mit einem reduzierenden Gas in der hier beschriebenen Weise gemacht werden kann, wird er durch Extraktion mit Wasser oder verdünnten Säuren und anschließendes Abbrennen verbrennbarer Ablagerungen mit Sauerstoff vor der eigentlichen Reduktion regeneriert. Unter Umständen kann auch eine Entgiftung der Katalysatoren durch Behandlung mit verdünnten wäßrigen Lösungen von Persäuren, wie z. B. Permolybdän-, Pervanadin- oder Perwolfra.msäure, und anschließende Reduktion des Katalysators mit `Vasserstoff angezeigt sein.The reduction described here is not only applicable to fresh catalysts expedient, it is also necessary in the case of catalysts that result from the polymerization have become relatively inactive. As will be explained, it must Polymer formed in the polymerization reaction at intervals or continuously removed from the catalyst particles, preferably with the aid of solvents will. It is usually necessary or appropriate to reduce a catalyst, which has been freed from the polymer to a certain extent in this way before it is further used in the polymerization. If a catalyst doesn't longer enough active by simply removing the polymer and reducing with a reducing gas can be made in the manner described here he by extraction with water or dilute acids and subsequent burning combustible deposits are regenerated with oxygen before the actual reduction. Under certain circumstances, the catalysts can also be detoxified by treating them with dilute aqueous solutions of peracids, such as. B. Permolybdenum, Pervanadine or perwolfric acid, and subsequent reduction of the catalyst with hydrogen be displayed.
Die Katalysatoren, können in verschiedenen Formen und Größen, z. B. als Pulver, Körnchen, kleine Kügelchen, zerbrochene Filterkuchen, Klümpchen:, Plätzchen u. dgl., angewandt werden. Eine geeignete Form für die Katalysatoren ist die von Körnchen, die eine Größe von 58 bis 1460 Maschen je cm2 haben. Sowohl den Metalloxydkataly sator als auch das feste \letallborhydrid enthaltende Plätzchen oder Körnchen können im vorliegenden. Verfahren angewandt werden.The catalysts can come in various shapes and sizes, e.g. B. as powder, granules, small globules, broken filter cakes, lumps :, cookies and the like. A suitable form for the catalysts is that of Granules with a size of 58 to 1460 meshes per cm2. Both the metal oxide catalyst sator as well as the solid \ letallborhydrid containing cookies or granules can in the present. Procedures are applied.
Als Ausgangsmaterial für den vorliegenden Polymerisationsprozeß können auch äthylenhaltige Gase, die Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, wie sie in den Raffineriegasen enthalten sind, also z. B. Methan., Äthan, Propan usw. enthalten, verwendet werden. Es empfiehlt sich jedoch, als Ausgangsstoff ein Äthylen zu verwenden. das so rein und, konzentriert wie nur irgend möglich ist.As a starting material for the present polymerization process can also ethylene-containing gases, the hydrogen and hydrocarbons, such as those in the Refinery gases are included, so z. B. Methane., Ethane, Propane etc. contain, be used. However, it is advisable to use an ethylene as the starting material. that is as pure and focused as humanly possible.
Zweckmäßig ist es, die Berührung der Katalysatoren mit Sauerstoff. Kohlensäure, Wasser oder Schwefelverbindungen auf ein Minimum zu beschränken oder ganz zu vermeiden.It is useful to keep the catalysts in contact with oxygen. Keep carbonic acid, water or sulfur compounds to a minimum or to be avoided entirely.
Die gemeinsame Verwendung einer Polymerisationstemperatur zwischen etwa 220 und 260° C und eines flüssigen Kohlenwasserstoffes, z. B. von Benzol, Xylol. Dekalin (Dekahydronaphtha.Iin) oder Methyldeka,lin, als Reaktionsmedium zwecks Erzeugung von Äthylenpolymerisaten mit spezifischen Viskositäten (. 1f) im Durchschnitt zwischen etwa 10 000 und 30 000 in kontinuierlicher Arbeitsweise bei verhältnismäßig langlaufenden einmaligen. Durchsätzen und reinen Katalysatoren ist zweckmäßig.The common use of a polymerization temperature between about 220 and 260 ° C and a liquid hydrocarbon, e.g. B. from benzene, xylene. Decalin (Dekahydronaphtha.Iin) or Methyldeka, lin, as a reaction medium for the purpose of production of ethylene polymers with specific viscosities (. 1f) on average between about 10,000 and 30,000 in continuous operation at relatively long-running unique. Throughputs and pure catalysts is appropriate.
Die Kontaktzeit oder Durchsatzgeschwinäigkeit bei dem Polymerisationsverfahren wird unter Berücksichtigung der anderen Variablen in diesem Verfahren, der Katalysatoren, der speziellen Art des gewünschten Produktes und des bei einem gegebenen Versuch oder Durchgang über diesen Katalysator gewünschten Ausmaßes der Äthylenumwandlung festgelegt. Im allgemeinen kann diese Veränderliche leicht bestimmt werdcrt, um zu den erwünschten Ergebnissen zrt gclangcn. Wenn man die aus Äthylen bestehenden Ausgangsstoffe ununterbrochen zu und von den Katalysatoren fließen läßt, liegen die geeigneten Stundendurchflußgeschwindigkeiten gewöhnlich zwischen, etwa 0.1 und 10, vorzugsweise etwa 0,5 und 5, am besten bei etwa 2 Volumen ÄthylendösunglStunde! Volumen Katalysator. Als Reaktionsmedium dient gewöhnlich ein aromatischer Kohlenwasserstoff, z. B. Benzol, 1ylol oder Tetralin (Tetrahydronaphthalin), oder ein cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff, z. B. Dekalin. (Dekahydronaphthalin). Die Menge Äthylen in solchen Lösungen kann zwischen etwa 2 und 50, vorzugsweise 2 und 10, oder beispielsweise zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent schwanken.The contact time or throughput rate in the polymerization process taking into account the other variables in this process, the catalysts, the particular type of product desired and that of a given experiment or passing over this catalyst to the desired extent of ethylene conversion set. In general, this variable can easily be determined in order to The desired results were achieved. When you consider the ethylene Uninterrupted flow of raw materials to and from the catalysts lie the suitable hourly flow rates usually between, about 0.1 and 10, preferably about 0.5 and 5, preferably about 2 volumes of ethylene solution per hour! Volume catalyst. An aromatic hydrocarbon is usually used as the reaction medium, z. B. benzene, 1ylene or tetralin (tetrahydronaphthalene), or a cycloaliphatic Hydrocarbon, e.g. B. decalin. (Decahydronaphthalene). The amount of ethylene in such Solutions can be between about 2 and 50, preferably 2 and 10, or for example vary between 5 and 10 percent by weight.
Beobachtet wurde, daß bei einem Abfallen der Äthylenkonzentration in dem flüssigen Reaktionsmedium unter etwa 2 Gewichtsprozent das Molekulargewicht und die Schmelzviskosität der polymeren Produkte scharf absinken. Die Geschwindigkeit der Äthylenpolymerisation nimmt mit zunehmender Konzentration des Äthylens in dem flüssigen Reaktionsmedium zu. Die Geschwindigkeit der Äthylenpolymerisation unter Bildung hochmolekularer normalerweise fester Polymerisate ist jedoch vorzugsweise nicht derart, daß diese Polymerisa.te in Mengen entstehen. die ihre Löslichkeit in denn flüssigen. Reaktionsmedium, die gewöhnlich bei 5 bis 7 Gewichtsprozent liegt, unter den Reaktionsbedingungen übersteigen, ungeachtet der Mengen polymerer Produkte, die daneben noch von dem Katalysator adsorbiert werden. Obwohl Äthylenkonzentrationen in, dem flüssigen Reaktionsmedium vcn über 10 Gewichtsprozent angewandt werden können, werden doch Lösungen des Äthylcnpclymerisats von über 5 bis 10 % in dem Reaktionsmedium sehr viskos und sind schwer zu handhaben. und eine erhebliche Spaltung der festen .\Ictalloxydkatalysatorteilchen oder -fragmente kann eiiitretcit. die zur Folge hat, daß der Katalysator mit der Lösung der Polymerisationsprodukte in feiner \'crtcilung übergeht, wodurch erhebliche Katalysator-\-t rlustc iin Reaktionsgefäß entstehen.It was observed that when the ethylene concentration fell in the liquid reaction medium below about 2 weight percent the molecular weight and the melt viscosity of the polymeric products drop sharply. The speed the ethylene polymerization decreases with increasing concentration of ethylene in the liquid reaction medium to. The rate of ethylene polymerization below However, formation of high molecular weight, normally solid polymers is preferred not in such a way that these polymers are produced in large quantities. which their solubility in then liquid. Reaction medium, which is usually 5 to 7 percent by weight, under the reaction conditions, regardless of the amounts of polymeric products, which are also adsorbed by the catalyst. Though ethylene concentrations in, the liquid reaction medium of over 10 percent by weight can be used, but solutions of the ethyl alcohol of more than 5 to 10% in the reaction medium very viscous and difficult to handle. and a substantial split in the solid Octal oxide catalyst particles or fragments can enter. which entail has that the catalyst with the solution of the polymerization products in fine \ 'crtcilung passes over, causing considerable catalyst loss in the reaction vessel.
licini ansatzweisen Verfahren werden Betriebszeiten zwischen i/- und etwa 10 Stunden, gewöhnlich zwischen 1 und etwa 4 Stunden angewandt, wobei der Autoklav mit Äthylen in dem Maße beschickt wird, wie der Druck infolge Umwandlung des Äthylens al;fii1lt.licini rudimentary procedures are operating times between i / - and about 10 hours, usually between 1 and about 4 hours, using the autoclave is charged with ethylene to the same extent as the pressure due to conversion of the ethylene al; fii1lt.
Das (ic-wichtsverhältnis von Lösungsmittel zu Katalysator kann im Falle von Fließsystemen im Bereich von etwa 5 bis etwa 2000 oder selbst höher, vorzugsweise zwischen etwa 50 und 1000, schwanken. Die Anwendung hoher Verhältnisse Lösungsmittel zu Katalysator, die durch die Gegenwart eines reaktionsfähigen Metallborhydrids in der Reaktionszone möglich gemacht werden kann, ist zur Erreichung hoher Polvmerisatausbeuten sehr wichtig.The (ic-weight ratio of solvent to catalyst can be in In the case of flow systems in the range of from about 5 to about 2000 or even higher, preferably between about 50 and 1000. The use of high proportions of solvents to catalyst created by the presence of a reactive metal borohydride can be made possible in the reaction zone is to achieve high polymerizate yields very important.
Äthylen, Propylen oder ihre Gemische können in der Gasphase und in Abwesenheit eines flüssigen Reaktionsmediums in Gegenwart der reaktionsfähigen Metallborhydride und der Metalloxyde polymerisiert werden. Zur Vervollständigung des Ablaufs der gewünschten Polymerisationsreaktion kann man dann den festen Katalysator z. B. durch Extraktion mit geeigneten Lösungsmitteln behandeln, um aus ihm die festen Polymerisationsprodukte zu gewinnen. Im Interesse erhöhter Olefinumwan.dlungsgeschwindigkeiten und ununterbrochener Gewinnung fester Produkte aus dem Katalysator empfiehlt es sich, die Umwandlung von Äthylen in Gegenwart eines geeigneten flüssigen Reaktionsmediums zu bewirken. Das flüssige Reaktionsmedium kann außerdem dazu verwandt werden, um das Olefin mit dem Katalysator durch Herstellung einer Lösung des Olefins in dem flüssigen Reaktionsmedium in Berührung zu bringen.Ethylene, propylene or their mixtures can be in the gas phase and in Absence of a liquid reaction medium in the presence of the reactive metal borohydrides and the metal oxides are polymerized. To complete the process of the desired polymerization reaction you can then use the solid catalyst z. B. by Treat extraction with suitable solvents to remove solid polymerization products from it to win. In the interest of increased olefin conversion rates and uninterrupted Obtaining solid products from the catalyst, it is recommended that the conversion of ethylene in the presence of a suitable liquid reaction medium. The liquid reaction medium can also be used to add the olefin the catalyst by preparing a solution of the olefin in the liquid reaction medium to bring in touch.
Es können verschiedene Gruppen von Kohlenwasserstoffen oder deren Gemischen, die unter den Polymerisationsbedingungen des vorliegenden Verfahrens flüssig und, praktisch inert sind, angewandt werden. Aus der Reihe der aromatischen Kohlenwasserstoffe, besonders der Aromaten mit einem Ring, seien genannt: Benzol, Toluol, Kylole, Mesitylen und Xylol-p-Cymol-Geniische. Ferner kann Tetrahydronaphthalin angewandt werden. Schließlich können aromatische Kohlenwasserstoffe angewandt werden, zu denen Äthylbenzol, Isopropylbenzol, n-Propyll:enzol, sek.-Butylbenzol, tert.-Butylbenzol, Äthyltoluol. Äthylxylole, Hemimellitol, Pseudocumol, Prehnitol, Isodurol, Diäthylbenzole, Isoamylbenzol gehören. Geeignete aromatische Kohlenwasserstofffraktionen können durch selektive Extraktion von aromatischen Naphthas, aus der Hydroformierung als Destillat oder Bodenprodukte, aus den Fraktionen der Spaltprozesse usw. erhalten werden.There can be different groups of hydrocarbons or their Mixtures made under the polymerization conditions of the present process liquid and, practically inert, can be used. From the aromatic series Hydrocarbons, especially the aromatics with a ring, are: Benzene, Toluene, kylenes, mesitylene and xylene-p-cymene genes. Tetrahydronaphthalene can also be used can be applied. Finally, aromatic hydrocarbons can be used, to which ethylbenzene, isopropylbenzene, n-propyl: enzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, Ethyl toluene. Ethylxylenes, Hemimellitol, Pseudocumene, Prehnitol, Isodurol, Diethylbenzenes, Isoamylbenzene. Suitable aromatic hydrocarbon fractions can by selective extraction of aromatic naphthas, from hydroforming as Distillate or bottoms obtained from the fractions of the fission processes, etc. will.
Es können auch gewisse Alkylnaphthaliiie angewandt werden, die unter den vorliegenden Polymerisationsbedingungen flüssig sind, z. B. 1-Methylnaphthalin, 2-Isopropylnaphtlia:lin, 1-n-Amylnaphthalin bzw. in der Technik anfallende Fraktionen, die diese Kohlenwasserstofte enthalten.Certain alkylnaphthalenes can also be used, which are listed under the present polymerization conditions are liquid, e.g. B. 1-methylnaphthalene, 2-isopropylnaphthalene: lin, 1-n-amylnaphthalene or fractions arising in technology, which contain these hydrocarbons.
Im vorliegenden Verfahren können auch gewisse Gruppen von aliphatischen Kohlenwasserstoffen als flüssige Reaktionsmedien benutzt werden. So sind verschiedene gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane und Cycloalkane) geeignet, die unter den Polymerisa._ tionsbedingungen flüssig sind. Es können entweder reine Alkane bzw. Cycloa.lkane oder technisch zugängliche, von Katalysatorgiften befreite Gemische angewandt werden. So eignen sich z. B. Stra.ight-r-un-Benzine oder Kerosene, die Alkane und Cvcloa.lkane enthalten. Besonders können flüssige oder verflüssigte Alkane benutzt werden, z. B. n-Pentasi, n-Hexan, 2,3-Diniethylbutan, n-Octan, Isooctan (2,2,4-Tri methylpentan), ri-Decan, n-Dodecan, Cyclohexan.. Methylcyclohexan, Dimethylcyclopentan, Äthylcyclohexan, Dekalin (Dekahydronaphthalin), Illethyldekalin. Dimethyldekalin_ Angewandt werden können als flüssiges Reaktionsmedium auch flüssige Olefine, z. B. n-Hexane, Cyclohexen, 1-Octen, Hexadecene.In the present process, certain groups of aliphatic Hydrocarbons are used as liquid reaction media. So are different Saturated hydrocarbons (alkanes and cycloalkanes) are suitable, which are listed under the Polymerisa._ tion conditions are liquid. Either pure alkanes or Cycloa.lkane can be used or technically accessible mixtures freed from catalyst poisons can be used. So are z. B. Stra.ight-r-un-Benzine or Kerosene, the alkanes and Cvcloa.lkane contain. In particular, liquid or liquefied alkanes can be used, e.g. B. n-Pentasi, n-hexane, 2,3-diniethylbutane, n-octane, isooctane (2,2,4-tri methylpentane), ri-decane, n-dodecane, cyclohexane .. methylcyclohexane, dimethylcyclopentane, ethylcyclohexane, Decalin (decahydronaphthalene), illethyl decaline. Dimethyldekalin_ be applied can also be used as the liquid reaction medium liquid olefins such. B. n-hexanes, cyclohexene, 1-octene, hexadecenes.
Die normalerweise festen Polymerisationsprodukte, die auf der Katalysatoroberfläche zurückgehalten werden, oder die schmierfettähnlichen Äthylenpolymerisate können in gewisser Weise selbst wie ein verflüssigtes Reaktionsmedium fungieren; es ist aber höchst zweckmäßig, in diesem Falle dann, wie erwähnt, einen die Viskosität herabsetzenden Kohlenwasserstoff zur Reaktionszone zu geben.The normally solid polymerization products that are on the catalyst surface be retained, or the grease-like ethylene polymers can to a certain extent act like a liquefied reaction medium themselves; it is but most expedient, in this case, as mentioned, the viscosity to give reducing hydrocarbon to the reaction zone.
Das flüssige Reaktionsmedium soll durch Säurehehandlung, z. B. mit wasserfreier Toluolsulfonsäure, Schwefelsäure:, oder durch gleichwertige- l')ehandlungen, z. B. finit Aluminiumhalogeniden oder anderen Frie.del-Crafts-Katalysatoren, Maleinsäureanhydrid, Ca.lciuin, Calciumhydrid, Natrium oder anderer. Alkalimetallen, Alkalihydriden, Lithiumalumin.iumhydrid, Wasserstoff und Hydrierungskatalysatoren, Filtration durch eine Säule von Kupferkörnern oder Metallen der VIII. Gruppe usw. oder durch Kombination solcher Behandlungen von Katalysatorgiften befreit werden.The liquid reaction medium should be treated with acid, e.g. B. with anhydrous toluenesulfonic acid, Sulfuric acid:, or by equivalent l ') actions, e.g. B. finite aluminum halides or other Frie.del-Crafts catalysts, Maleic anhydride, Ca.lciuin, calcium hydride, sodium or others. Alkali metals, Alkali hydrides, lithium aluminum hydride, hydrogen and hydrogenation catalysts, Filtration through a column of copper grains or Group VIII metals, etc. or can be freed from catalyst poisons by a combination of such treatments.
Die Xvlole wurden durch Kochen am Rückfluß mit einem Gemisch von 1-1o0 3-A1203-Katalysa.tor und Li A1 H4 (50 ccm Xvlol-1 g Kata.lysator-0,2 g Li A1 H4) bei Atmosphärendruck und anschließende Destillation der Xylole gereinigt. Eine noch wirksamere Reinigung des Lösungsmittels kann durch Erhitzen auf etwa 225 bis 250° C mit entweder Natrium und Wasserstoff oder NaH in einem Druckgefäß erreicht werden.The Xvlole were refluxed with a mixture of 1-1o0 3-A1203 catalyst and Li A1 H4 (50 ccm Xvlol-1 g catalyst-0.2 g Li A1 H4) Purified at atmospheric pressure and subsequent distillation of the xylenes. One more More effective cleaning of the solvent can be achieved by heating to about 225 to 250 ° C can be achieved with either sodium and hydrogen or NaH in a pressure vessel.
Die Temperatur während. des Äthylenumwa:n.dlungsprozesses kann leicht mit Hilfe der großen flüssigen Masse mit verhältnismäßig hoher Wärmekapazität in der Reaktionszone eingestellt werden. Das flüssige Reaktionsmedium kann durch Wärmeaustausch innerhalb oder außerhalb der Reaktionszone gekühlt werden. Bemerkt sei jedoch., daß in einigen Fällen das Lösungsmittel als Gasphase anwesend sein kann,.The temperature during. of the ethylene circulation process can easily with the help of the large liquid mass with relatively high heat capacity in the reaction zone can be adjusted. The liquid reaction medium can be exchanged by heat be cooled inside or outside the reaction zone. However, it should be noted., that in some cases the solvent may be present as a gas phase.
Wenn als Lösungsmittel z. B. Nylole! angewandt werden, kann unter den Reaktionsbedingungen eine geringe Alkylierung derselben; durch Äthylen. erfolgen. Propylen ist ein noch weit stärkeres Alkylie:rungsmittel als Äthylen. Wenn daher Propylen in der Beschickung vorhanden ist, empfiehlt es sich, ein nichtalkylierl>ares Lösungsmittel, z. B. Dekaliri,, zu benutzen. Das Alkylat (Alkylierungsprodukt) wird in dem vorliegenden. Verfahren mit dem Fett entfernt, es kann, daraus durch fraktionierte Destillation. abgetrennt und gegebenenfalls in die Polymerisationszone zurückgeführt werden.If as a solvent z. B. Nylole! can be applied under low alkylation of the reaction conditions; by ethylene. take place. Propylene is an even stronger alkylating agent than ethylene. If therefore If propylene is present in the feed, it is advisable to use a non-alkylating agent Solvents, e.g. B. Dekaliri ,, to use. The alkylate (alkylation product) is in the present. Process with the fat removed, it can, from it through fractionated Distillation. separated off and optionally returned to the polymerization zone will.
Die Zeichnung erläutert ein Verfahren, nach dein die Erfindung durchgeführt werden kann. Man; leitet das olefinische Beschickungsmaterial, z. B. Äthylen oder ein Äthylen-Propylen-Geniisch, durch den Kompressor 10, in welchem der Druck auf einer geeigneten Höhe, z. B. zwischen 35 und 140 a:t, gebracht wird, und von. dort in die Kammer 11, die mit einem geeigneten. Reduktionsmittel, z. B. metallischem Kupfer von 150° C, beschickt ist, und dann in die Kammer 12, die mit einem Entwässerungsmittel, z. B. adsorhierendem Aluminiumoxyd, wasserfreiem Calciumsulfat, Kieselsäuregel oder einem gleichwertigen Trocknungsmittel, versehen ist. Aus der Kammer 12 wird das getrocknete Beschickungsmaterial in. die Kammer 13 geleitet, in. der es von Kohlensäure befreit wird. Die Kammer 13 ist mit einem geeigneten Reagens, z. B. mit auf Asbest niedergeschlagenem Natriumhydroxyd oder mit irgendeinem anderen wirksamen. Kohlensäure aufnehmenden Mittel versehen. Nach Verlassen der Kammer 13 kann die Beschickung gegebenenfalls noch weiter getrocknet werden. Die so gereinigte Beschickung enthält gewöhnlich weniger als 50 Teile pro Million Sauerstoff und besitzt einen Taupunkt unter -45° C. Die gereinigte Beschickung wird dann in einen Absorber 14 geleitet, in welchem es im Gegenstrom mit Lösungsmittel zusammentrifft. Dieses Lösungsmittel oder flüssige Reaktionsmedium kann in den Absorber mit Hilfe der Pumpe 15 durch die Ven:tille-itung 16 und den Wärmeaustauscher 17 geleitet werden., in welchem die Beschickung auf eine geeignete Absorptionstcinpera.tur, gewöhnlich zwischen etwa 15 und 35' C gcliracht wird. Es können auch höhere. oder tiefer( Temperaturen angewandt werden. Umlauflösungstnittel aus Leitung 61 kann ebenfalls in den Absorber geleitet werden, oder es kann als einziges Ahscrpticnsniccliuni angewandt werden. In dem Absorber 14 wird eine Lösung erzeugt, die zwischen etwa 2 und 30 °!o Olefin, z. B. etwa 7 Gewichtsprozent Äthylen. enthält, und von dort durch die Ventilleitung; 18 zur endgültigen Reinigung in die Kammer 19 al;gezcgen. Diese Kammer kann ein aktives Metall oder 3'Ietallhydrid, z. B. Natrium oder ein anderes Alkalinietall, ein Erdalkalimetall, ein Alkalihydrid oder ein Erdalkalihydrid, enthalten. Am besten wird sie mit Calciumhydrid gefüllt. Diese Kammer 19 wird auf Temperaturen zwischen etwa, 100 und 280° C gebracht. Wenn die Beschickung rein genug ist, kann die Kammer 19 durch nicht in der Zeichnung vermerkte Leitungen umgangen und die Beschickung unmittelbar in das Reaktionsgefäß 25 eingeführt werden.The drawing explains a method according to which the invention can be carried out. Man; directs the olefinic feed, e.g. B. ethylene or an ethylene-propylene geniisch, by the compressor 10, in which the pressure is at a suitable level, e.g. B. between 35 and 140 a: t, is brought, and from. there in the chamber 11, which with a suitable. Reducing agents, e.g. B. metallic copper of 150 ° C, is charged, and then into the chamber 12, which is filled with a dehydrating agent, for. B. adsorptive aluminum oxide, anhydrous calcium sulfate, silica gel or an equivalent desiccant is provided. The dried charge material is passed from the chamber 12 into the chamber 13, in which it is freed from carbonic acid. The chamber 13 is filled with a suitable reagent, e.g. B. with sodium hydroxide deposited on asbestos or with any other effective. Provide carbonic acid absorbing agents. After leaving the chamber 13, the load can optionally be dried further. The so purified feed usually contains less than 50 parts per million oxygen and has a dew point below -45 ° C. The purified feed is then passed into an absorber 14 where it meets solvent in countercurrent. This solvent or liquid reaction medium can be directed into the absorber by means of the pump 15 through the valve 16 and the heat exchanger 17, in which the feed is brought to a suitable absorption temperature, usually between about 15 and 35 ° C will. It can also be higher. or lower (temperatures may be used. Circulating solvent from line 61 can also be passed into the absorber, or it can be used as the only vacuum. 7 percent by weight ethylene, and from there through the valve line 18 for final cleaning into the chamber 19 a1. This chamber can contain an active metal or 3′-metal hydride, e.g. Alkaline earth metal, an alkali hydride or an alkaline earth hydride. It is best filled with calcium hydride. This chamber 19 is brought to temperatures between about, 100 and 280 ° C. If the charge is clean enough, the chamber 19 can through not shown in the drawing indicated lines are bypassed and the charge introduced directly into the reaction vessel 25.
Aus der Kammer 19 werden das Äthylen und das Lösungsmittel in die Leitung 20 und von dort durch die Pumpe 21 in den Erhitzer 22 geleitet, in welchem sie auf die z. B. zwischen. 200 und, 275° C liegende Polymerisationstemp.eratur gebracht werden. Von dem Erhitzer 22 gelangt die Beschickung durch Leitung 23 und von dort durch Leitung 24 in den unteren Teil der Reaktionskammer 25. Obwohl eine große Zahl geeigneter Reaktionsbehälter angewandt werden kann, wird hier ein besonderer Autoklav benutzt, der durch in geeigneter Weise angebrachte Prallplatten26 inobere unduntereKammerabschnitte eingeteilt ist. In den unteren Teil des Reaktionsgefäßes reicht ein Rührer 27. An den Wänden des Autoklavs sind geeignete Pradlplatten 28 angebracht. Der Rührer vermag zwischen 20 und. 1000 Umdrehungen pro Minute zu machen. Er wird meist mit 650 Umdrehungen betrieben. Aus dieser Anordnung geht hervor, daß der Katalysator, das reaktionsfähige Meta@llborhydrid und das olefinische Material und das flüssige Reaktionsmedium in dein unteren Teil des Reaktionsgefäßes 25 in hohem Maße miteinander vermischt werden. Das Reaktionsgefäß 25 kann zu Beginn mit dem als Katalysator wirkenden Metalloxyd aus der Gruppe VI a und dem Metaljborhydrid, z. B. Li B H4, durch einen Fülltrichter oder entsprechende Vorrichtungen beschickt werden, während der Reaktion können weitere Mengen Metalloxydkatalysator und Metallbarhydride, wenn erforderlich, in Zwischenräumen auf geeignete Weise zugegeben werden..From the chamber 19, the ethylene and the solvent are in the Line 20 and from there passed through the pump 21 into the heater 22, in which they on the z. B. between. The polymerization temperature is 200 and 275 ° C to be brought. From the heater 22 the feed passes through line 23 and from there through line 24 into the lower part of the reaction chamber 25. Although a large number of suitable reaction vessels can be used, here becomes a special one Autoclave is used, which is inobere by appropriately attached baffle plates26 and is divided into lower chamber sections. In the lower part of the reaction vessel All that is needed is a stirrer 27. There are suitable Pradl plates 28 on the walls of the autoclave appropriate. The stirrer is capable of between 20 and. To make 1000 revolutions per minute. It is usually operated at 650 revolutions. From this arrangement it can be seen that the catalyst, the reactive metal borohydride and the olefinic material and the liquid reaction medium in the lower part of the reaction vessel 25 in are mixed together to a high degree. The reaction vessel 25 can start with the metal oxide from group VI a, which acts as a catalyst, and the metal borohydride, z. B. Li B H4, charged through a hopper or corresponding devices during the reaction, additional amounts of metal oxide catalyst and metal barhydrides, if necessary, added in a suitable manner at intervals ..
Gegebenenfalls kann ein. Teil des vorgetrockneten Lösungsmittels durch die Ventilleitung 29 und den Erhitzer 30 geschickt werden, in welchem es auf eine Temperatur zwischen etwa 150 und 300° C erhitzt wird, um von dort in eine mit den Praljplatten: 32, dem Rührer 33 und einem Einlaß 34 für das AlkaIimetall versehene Kontaktkammer 31 zu gelangen. In dicscr Kon.taktkaminer 31 wird eine innige Dispersion des Alkalimetalls in dem Lösungsmittel hergestellt und aus der oberen verhältnismäßig ruhigen Zone der Kontaktkammer 31 durch die Ventilleitung 35 in die Leitung 24 abgezogen, um durch die Pumpe 36 in das Reaktionsgefäß 25 gedrückt zu werden. Ein. anderes sehr brauchbares Verfahren zur Reinigung des Lösungsmittels in der Kontaktkammer 31 besteht darin" dieses Lösungsmittel finit einem Alka:lihydrid, gewöhnlich NaH, und einem aus 10 Gewichtsprozent Mo 03 auf y-Aluminiumoxyd bestehenden Katalysator zu reinigen, wobei man etwa 3 bis 10 Gewichtsprozent aufgebrachte n Metalloxyds pro Gewichtsteil Alkalihydrid anwendet, und zwar bei eitler Temperatur zwischen etwa 135 und 270° C und einer Durchsatzgeschwindigkeit zwischen, etwa 1/E und 10 Volumen Lösung/StundeA'olunien Katalysator.If necessary, a. Part of the predried solvent through the valve line 29 and the heater 30 are sent, in which it is on a Temperature between about 150 and 300 ° C is heated to from there in one with the Praljplatten: 32, the stirrer 33 and an inlet 34 for the alkali metal Contact chamber 31 to reach. In this Kon.taktkaminer 31 is an intimate dispersion of the alkali metal in the solvent and made from the above proportionately quiet zone of the contact chamber 31 withdrawn through the valve line 35 into the line 24, to be pressed into the reaction vessel 25 by the pump 36. A. other very useful method of cleaning the solvent in the contact chamber 31 consists in "this solvent finite an alkali: lihydride, usually NaH, and a catalyst consisting of 10 percent by weight Mo 03 on γ-alumina to clean, with about 3 to 10 weight percent applied n metal oxide per Part by weight of alkali hydride applies, at an idle temperature between about 135 and 270 ° C and a throughput rate between, about 1 / E and 10 volumes Solution / hour A'olunien catalyst.
In dein Reaktionsgefäß 25 wird die Polymerisation von Ätiiyleul oder die Mischpolymerisation von Äthylen mit anderen Monooletinen, z. B. Propylen, bei geeigneten Temperaturen und Drücken bewirkt. Die übliche Kcizentration des Äthylens in dem Lösungsmittel. welches in das Reaktionsgefäß eintritt, liegt gewöhnlich bei 10 Gewichtsprozent, während die aus dem Reaktionsgefäß abfließende Flüssigkeit gewöhnlich eine 2- bis 5gewichtsprozentige Lösung von festem Polymerisat in dem Lösungsmittel darstellt. Wenn man ein Homopolymerisat des Äthylens herzustellen wünscht. das eine Schmelzviskosität von 2 # 105 bis etwa 5 - 105 Poises aufweist, liegen die besten Temperaturen zwischen etwa 230 und 275° C. Die Reaktionszeit kann zwischen etwa. 10 und 100 Minuten schwanken.In your reaction vessel 25, the polymerization of Ätiiyleul or the copolymerization of ethylene with other monooletins, e.g. B. propylene causes suitable temperatures and pressures. The usual concentration of ethylene in the solvent. which enters the reaction vessel is usually included 10 percent by weight, while the liquid flowing out of the reaction vessel is usually a 2 to 5 weight percent solution of solid polymer in the solvent represents. If you want to produce a homopolymer of ethylene. the one Having melt viscosity from 2 # 105 to about 5-105 poises are the best Temperatures between about 230 and 275 ° C. The reaction time can be between about. Vary 10 and 100 minutes.
Selbstverständlich kann man statt des einen Reaktionsgefäßes eine Anzahl von Reaktionsgefäßen benutzen, die entweder parallel oder in Reihe geschaltet sind. Bei #'rwendu.g von Reaktionsgefäßen e# in Reihenschaltung sind Variationen in der Temperatur und im Druck, in der Oleffinkonzentration, im Lösungsmittel und in der Katalysa,torkonzentration möglich, so daß sowohl das mittlere Molekulargewicht und der Molekulargewichtsbereich des Produktes als auch das Ausmaß der Umwandlung in jeder Stufe noch genauer eingestellt werden können. Bei der Verwendung einer Anzahl miteinander verbundener Reaktionsgefäße mit den- . dazugehörigen Nebenleitungen und Ventilen kann man auch jedes Reaktionsgefäß aus dem System abschalten, wenn es gereinigt oder repariert werden muß.Of course, one can instead of the one reaction vessel Use a number of reaction vessels connected either in parallel or in series are. If reaction vessels are turned around in series there are variations in temperature and pressure, in olefin concentration, in solvent and in the catalyst concentration possible, so that both the average molecular weight and the molecular weight range of the product as well as the degree of conversion can be set even more precisely in each stage. When using a Number of interconnected reaction vessels with the. associated secondary lines and valves you can also turn off each reaction vessel from the system, if it needs to be cleaned or repaired.
Der obere Teil des Reaktionsgefäßes 25 stellt eine ruhige Absetzzone dar, in dir sich feine Katalysatorteilchen und Metallbörhydrid aus der Lösung des polymeren Produktes in denn. Reaktionslösungsmittel abscheiden und unter dem Einfluß der Schwere, in den unteren, in Bewegung befindlichen Teil des Reaktionsgefäßes zurückkehren. Die verhältnismäßig klare Lösung der Reaktionsprodukte in dem Lösungsmittel wird aus dem oberen Teil des Reaktionsgefäßes 25 durch die Leitung 37 und ,das Ausgleichsventil 38 abgezogen, in welchem der Druck auf etwa 1 bis etwa 17,5 at abzusinken. vermag. Das Gemisch wird durch das Ventil 38 horizontal in eine Trennvorrichtung (z. B. von der Art eines Zyklons) 39 geleitet, in welchem eine Temperatur von wenigstens 150° C aufrechterhalten wird. Aus dieser Trennvorrichtung 39 wird ein Gas, das eine wesentliche Menge an von Giften befreitem Äthylen enthält, durch die. Ventilleitung 40 abgezogen. In die Trennvorrichtung 39 kann durch Leitung 51 heißes Lösungsmittel eingeführt werden. uni eine Abscheidung des Polymerisats an den Wänden der Trennvorrichtung zu verhindern. Nach einer bevorzugten Arbeitsweise wird die klare aus dem Reaktionsgefäß 25 abfließende Flüssigkeit durch das Ventil 38 bis auf den Dampfdruck des Lösungsmittels hefüntergespannt, während die Temperatur im Abscheider 39 bei etwa 200° C bleibt. Bei dieser Arbeitsweise wird praktisch alles Äthylen und ein wesentlicher Teil des Benzols aus dem Abfluß (aus dem ReaktiönsgefäB,25) entfernt und kann (durch nicht eingc.,zeichictx,tT,eitungeii-rrii't Hilfe einer Pumpe) wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeleitet werden. Die verhältnismäßig konzentrierte Polymerisatlösung kann wie nachstehend beschrieben behandelt werd.The upper part of the reaction vessel 25 represents a quiet settling zone in which fine catalyst particles and metal borohydride from the solution of the polymeric product are in then. Separate the reaction solvent and, under the influence of gravity, return to the lower, moving part of the reaction vessel. The relatively clear solution of the reaction products in the solvent is withdrawn from the upper part of the reaction vessel 25 through the line 37 and the equalizing valve 38, in which the pressure drops to about 1 to about 17.5 atm. able. The mixture is passed horizontally through valve 38 into a separator (e.g. cyclone type) 39 in which a temperature of at least 150 ° C is maintained. From this separator 39 is a gas containing a substantial amount of poison-free ethylene, through the. Valve line 40 withdrawn. Hot solvent can be introduced into the separator 39 through line 51. to prevent the polymer from depositing on the walls of the separator. According to a preferred mode of operation, the clear liquid flowing out of the reaction vessel 25 is pressurized through the valve 38 to the vapor pressure of the solvent, while the temperature in the separator 39 remains at about 200.degree. In this procedure, practically all of the ethylene and a substantial part of the benzene are removed from the drain (from the reaction vessel, 25) and can be returned to the reaction vessel (by means of a pump not included, drawing, tT, eitungeii-rrii't) will. The relatively concentrated polymer solution can be treated as described below.
Die Lösung des Polymerisats indem Lösungsmittel wird aus dem Abscheider 39 durch die Ventilleitung 41 in das Filter 42 abgezogen., in welchem alle feinen Katalysatorteilchen, die bis hierher gelangt sein können, abgetrennt und durch die Ventilleitung 43 abgezogen werden. Gegebenenfalls kann die Polynierisatlösung der Wirkung eines Ultraschallvibrators unterworfen werden, durch den die Zusammenballung der sehr feinen Katalysatorteilchen bewirkt wird. so daß diese leichter abfiltriert werden können.The solution of the polymer in the solvent is released from the separator 39 withdrawn through the valve line 41 into the filter 42., In which all fine Catalyst particles that may have reached this point are separated and replaced by the Valve line 43 can be withdrawn. Optionally, the Polynierisatlösung can Effect of an ultrasonic vibrator, through which the agglomeration the very fine catalyst particles is effected. so that this is more easily filtered off can be.
Die Lösung des polymeren Produktes wird vom Filter 42 durch Leitung 44 in den Kühler 45 abgezogen, in welchem ihre Temperatur auf etwa 20 bis 90° C eingestellt wird, worauf sie durch Leitung 46 auf das Filter 47 gelangt. Das feste polymere Produkt wird vorn Filter 47 bei 48 entfernt und das Lösungsmittel bzw. Reaktionsmedium durch Leitung 49 abgezogen, von wo ein Teil durch die Ventilleitung 50 aus dem System herausgenommen und ein anderer Teil durch Ventilleitung 51, die Pumpe 52 und den Erhitzer 53 in den Abscheider 39 gelangt, während der Rest durch Ventilleitung 54 in dieFraktioniervorrichtting 55 fließt.The solution of the polymeric product is collected from the filter 42 by conduit 44 withdrawn into the cooler 45, in which its temperature is reduced to about 20 to 90 ° C is set, whereupon it passes through line 46 to the filter 47. The solid polymer product is removed from filter 47 at 48 and the solvent or Reaction medium withdrawn through line 49, from where a portion through the valve line 50 taken out of the system and another part through valve line 51, the Pump 52 and the heater 53 enters the separator 39, while the rest through Valve line 54 flows into fractionator 55.
Die Fällung des Polymerisats aus der Lösung in Leitung 44 kann durch Zusatz von Nichtlösungsmitteln, wie niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen, z. B. Propan, Alkoholen, Ketonen (Aceton) usw., eingeleitet werden. Das bei 48 entfernte polymere Produkt des Verfahrens kann verschiedenen Behandlungen unterworfen «-erden, um es für die Umwandlung in das technische Endprodukt vorzubereiten.. So kann es in verschiedener Weise behandelt werden, uni das eingeschlossene Lösungsmittel zu entfernen; es kann zu bandähnlichen Gebilden verpreßt, getrocknet usw. werden.The precipitation of the polymer from the solution in line 44 can through Addition of nonsolvents such as low-boiling hydrocarbons, e.g. B. Propane, alcohols, ketones (acetone), etc., are introduced. The one distant at 48 polymeric product of the process can be subjected to various treatments to prepare it for the transformation into the technical end product .. So it can be treated in various ways, including the enclosed solvent remove; it can be pressed into tape-like structures, dried, etc.
In der Fraktioniervorrichtung 55 wird das Lösungsmittel bzw. flüssige Reaktionsmedium verdampft und, als Kopfprodukt durch Leitung 56 abgeführt, wobei ein Teil aus dem System durch die l,'eritilleitung 57 herausgenommen werden kann, obwohl vorteilhafter die Flüssigkeit durch die Ventilleitung 58 in den, Kühler 59 geführt wird, in weichem ihre Temperatur auf etwa 20 bis 80° C gebracht wird, von wo aus sie in die Pumpe 60 gelangt. Die Pumpe 60 preßt die Flüssigkeit durch die Ventilleitung 61- und den Wärmeaustauscher 17 in den Absorber 14, uni eine Lösung von frischen Ätliylenausgangsstoffen. für das Polymerisationsverfahren herzustellen. Ein Teil der Lösung wird ferner durch die Pumpe 60, durch die Ventilleitung 62 in den oberen Teil des Absorbers 63 gepreßt. Wieder in Umlauf befindliche Gase aus der Trennvorrichtung 39 und Leitung 40 werden durch die Ventilleitung 64 und den Kompressor 65 über die Leitung 66 in den unteren Teil des Absorbers 63 geführt, in welchem Äthylen selektiv in dem Lösungsmittel absorbiert wird, um auf diese U'eise eine Lösung zu erzeugen, deren Konzentration an Äthylen zwischen etwa 2 und 10 Gewichtsprozent liegt, die aus dein Absorber 63 durch die Ventilleitung 67 in die Leitung 20 entladen wird, von wo aus sie in den Reaktionsbehälter 25 gelangt Die nicht absorbierten Gase werden ans dem Absorber 63 durch die Ventilleitung 68 herausgenommen.In the fractionation device 55, the solvent or liquid Reaction medium evaporated and discharged as top product through line 56, wherein a part can be taken out of the system through the l'eritilleitung 57, although it is more advantageous to pass the liquid through the valve line 58 into the cooler 59 is performed, in which their temperature is brought to about 20 to 80 ° C, of where it gets into the pump 60. The pump 60 presses the liquid through the Valve line 61 and the heat exchanger 17 in the absorber 14, one solution of fresh ethylene source materials. for the polymerization process. A portion of the solution is also supplied by the pump 60, through the valve line 62 in FIG the upper part of the absorber 63 is pressed. Circulating gases out again the separator 39 and line 40 are through the valve line 64 and the Compressor 65 passed via line 66 into the lower part of absorber 63, in which ethylene is selectively absorbed in the solvent in order to this U'eise to produce a solution whose concentration of ethylene is between about 2 and 10 percent by weight which are discharged from your absorber 63 through the valve line 67 into the line 20 from where it enters the reaction vessel 25. The unabsorbed Gases are taken out of the absorber 63 through the valve line 68.
Flüssige Reaktionsprodukte mit Siedepunkten über dem Siedebereich des -Reaktionsmediums können aus der Fraktioniervorrichtung 55 und dein Verfahren durch Ventilleitung 69 entladen werden, vorzugsweise schickt man sie aber durch die Ventilleitung 70 in eine zweite Fraktioniervorrichtung 71. Ein in, verhältnismäßig kleiner Menge erzeugtes Nebenprodukt des vorliegenden Polymerisationsverfahrens bei Anwendung eines alkylierbaren aromatischen Kohlenwasserstoffes, z. B. von Xylo1, als Lösungsmittel ist ein durch Umsetzung dieses alkylierbaren aromatischen Kohlenwasserstoffes mit Äthylen (oder Propy len, wenn dieses ein Bestandteil der Beschickung war) gebildetes Alkylat. Diese alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffe werden in. dem Turm 71 verdampft und fraktioniert und. durch Leitung 72 Herausgenommen. Es ist gewöhnlich zweckmäßig, wenigstens einen Teil des Alkylats durch Ventilleitung 73 in die Leitung 41 zurückzuführen, um es als Verdünnungs- und Lösungsmittel in dem Filter 42 zu benutzen. Der Rest des Alkylats kann aus dem System durch Ventilleitung 74 abgeleitet oder er kann in dcii Kreislauf zurückgeleitet werden, um ihn als einen Teil des flüssigen Reaktionsmediums in der Reaktionsvorrichtung 25 zu verwenden.Liquid reaction products with boiling points above the boiling range of the reaction medium can be obtained from the fractionation device 55 and the method be discharged through valve line 69, preferably send one but it through the valve line 70 into a second fractionation device 71. A By-product of the present polymerization process produced in a relatively small amount when using an alkylatable aromatic hydrocarbon, e.g. B. from Xylo1, the solvent used is an aromatic hydrocarbon which can be alkylated by reaction of this formed with ethylene (or propylene if this was part of the feed) Alkylate. These alkylated aromatic hydrocarbons are stored in tower 71 evaporated and fractionated and. taken out through line 72. It is common expediently, at least part of the alkylate through valve line 73 into the line 41 returned to it as a diluent and solvent in the filter 42 use. The remainder of the alkylate can be drained from the system through valve line 74 or it can be returned to the dcii circuit to be part of the liquid reaction medium in the reaction device 25 to use.
Vcrhältn.ismäßig kleine Mengen von niedriginolekularen schmierfettähnlichen, Äth.ylenpolymerisaten entstehen bei deni Polyinerisationsverfahren vorliegender Erfindung: sie werden als Bodenfraktion aus dein Turm 71 durch die Ventilleitung 75 abgezogen.Relatively small amounts of low molecular weight grease-like, Ethylene polymers are produced in the polymerization processes in question Invention: they are extracted as a soil fraction from your tower 71 through the valve line 75 deducted.
Bei einem anderen Arheitsverfahren im Anschluß an die Filtration der feinen Katalysatorteilchen in dein Filter 42 wird die verdünnte Lösung der Äthylenpolyinerisate in, dem Lösungsmittel, z. B. Benzol, in einen Turm eingeführt, der heißes Wasser oder ein Gemisch von Wasser und Dampf enthält, wobei die Temperatur so hoch ist, daß das Lösungsniittel (oder ein azeotropes Gemisch- von Lösungsmittel und Wasser) aus der Lösung schnell abdestilliert und ein wäßriger Schlamm des festen Polymerisats finit etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent Polymerisat gebildet wird. Dieser wäßrige Polymerisa.tschlamm kann in der üblichen Weise konzentriert werden, uni ihn auf einen Gehalt von etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent Polymerisat zu bringen, der dann zentrifugiert werden kann, um ein Polvmerisat zu erhalten., das nur eine kleine Menge Wasser enthält und in jeder üblichen Vorrichtung gründlich getrocknet werden kann. Das bei dieser schnellen Destillation als Kopfprodukt übergehende Lösungsmittel kann kondensiert, aus einer Schicht flüssigen Wassers abgetrennt, zwecks weiterer Trocknung destilliert und. schließlich mit Hilfe von Trocknungsmitteln, z. B. Kieselsäu.regel oder Tonerdegel, gründlich getrocknet werden. ehe man es in den Speicher oder die Polymerisation.szone zurückleitet.In another work process following the filtration of the fine catalyst particles in your filter 42 is the dilute solution of Äthylenpolyinerisate in, the solvent, e.g. B. Benzene, introduced into a tower of hot water or contains a mixture of water and steam, the temperature being so high that the solvent (or an azeotropic mixture of solvent and water) rapidly distilled from the solution and an aqueous sludge of the solid polymer finite about 1 to 5 weight percent polymer is formed. This aqueous Polymerisa.tschlamm can be concentrated in the usual way, to a content of about Bring 10 to 15 percent by weight of polymer, which is then centrifuged to obtain a polymer that contains only a small amount of water and can be dried thoroughly in any conventional device. That with this one rapid distillation overhead solvent can be condensed, separated from a layer of liquid water, distilled for further drying and. finally with the help of desiccants, e.g. B. silica rule or alumina gel, thoroughly dried. before putting it into storage or the polymerisation zone returns.
Nach einem anderen Verfahren wird die, Polvmerisat:lösung in einem aromatischen Lösungsmittel, aus der die feine Katalv satorteilchen entfernt worden sind, zur Trockne versprüht.Another process is the, Polvmerisat: solution in one aromatic solvent from which the fine catalyst particles have been removed are sprayed to dryness.
Bei der Erörterung der folgenden Beispiele wird die bedeutende Wirkung der reaktionsfähigen Meta,llborhydride als Aktivatoren der Palymerisation auf Grund. folgender >;Überlegungen offenbar. In den. Versuchen, die ohne einen Aktivator unter Verwendung eines aus 8 Gewichtsprozent vorreduzierten Molybdänoxyds auf i,-Aluminiumoxyd bestehenden Katalysators und eines Verhältnisses von reinen Xv lolen zu Katalysator (ccm/g) von 5 durchgeführt wurden, wurden pro Gramm Katalysator bei 230° C und. einem anfänglichen Äthylendruck von 70 at 0,5 g feste Äthylenpolymere erhalten, wobei immer wieder Äthylen in das Reaktionsgefäß aufgedrückt wurde, bis kein weiteres Äthvlen mehr von dem Reaktionsgemisch absorbiert werden konnte. Es konnte kein festes Polymerisat erzeugt werden, wenn getrocknetes und von Kohlensäure befreites Äthylen. bei einem Partialdruck von etwa 46 at mit 2,0 g eines Wolf ramoxyd-Zirkoniumoxyd-Katalysators (der mit Wasserstoff bei 450° C und Atmosphärendruck vorreduziert worden war) bei 250°C 21 Stunden lang in Berührung gebracht wurde.When discussing the following examples, the significant effect becomes the reactive metal borohydrides as activators of the polymerization due to. following>; considerations apparently. In the. Try taking that without an activator Use of a molybdenum oxide pre-reduced from 8 percent by weight to i, -aluminium oxide existing catalyst and a ratio of pure Xv lolen to catalyst (ccm / g) of 5 were performed per gram of catalyst at 230 ° C and. an initial ethylene pressure of 70 at 0.5 g of solid ethylene polymers obtained, ethylene was repeatedly pressed into the reaction vessel until no further one Äthvlen could be absorbed more of the reaction mixture. It couldn't be solid Polymer produced when dried and de-carbonated ethylene. at a partial pressure of about 46 at with 2.0 g of a tungsten oxide-zirconium oxide catalyst (which had been pre-reduced with hydrogen at 450 ° C and atmospheric pressure) 250 ° C for 21 hours.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Das Reaktionsgefäß war in jedem Falle ein Druckgefäß mit einem Fassungsvermögen von 250 ccm und einem magnetisch betriebenen Rührer. Durch einen ständigen Stickstoffstrom wurde die Luft während der Beschickung aus dem Reaktionsgefäß verdrängt. Restliche Luft wurde aus dem Autoklav mit Hilfe von Wasserstoff ausgespült, ehe die Reaktion einsetzte. Beispiel 1 Es wurde 1 g Katalysator aus 8 Gewichtsprozent Molybdän auf v-Aluminumoxyd nach Vorreduktion mit Wasserstoff bei 480° C eingesetzt. Der Katalysator wurde in Form eines Filterkuchens angewandt, der auf eine Maschengröße von 58 bis 1050 pro qcm gebracht worden war. Weiter wurde das Reaktionsgefäß mit 0,2 g Lithiumborhydrid und 100 ccm gereinigten Xylolen als Lösungsmittel beschickt. Der Inhalt des Gefäßes wurde unter geringem Wasserstoffdruck auf 249° C erhitzt, dann wurde Äthylen bis zu einem Partialdruck von etwa 58 at eingeführt, wobei der Inhalt gerührt wurde. In das Reaktionsgefäß wird dann von Zeit zu Zeit Äthylen eingeleitet, um den anfänglichen Partialdruck aufrechtzuerhalten. Die Reaktion war nach 345 Minuten beendet. Es wurden 9,3 g eines Polymerisats erhalten, das sich in einen zähen biegsamen Film umwandeln ließ; das Polymerisat hatte eine spezifische Viskosität (17 rel - 1 - 105) von 24600. eine Schmelzviskosität von 1,4 - 106 Poises und eine Dichte bei 24° C von 0,963. Daneben waren 0,40g eines fettähnlichen Polymerisats und 1,0g alkylierte Xvlole entstanden.The following examples are intended to illustrate the invention. The reaction vessel in each case was a pressure vessel with a capacity of 250 ccm and a magnetically operated stirrer. A constant stream of nitrogen displaced the air from the reaction vessel during charging. Residual air was purged from the autoclave with the aid of hydrogen before the reaction started. Example 1 1 g of catalyst composed of 8 percent by weight molybdenum on γ-aluminum oxide after pre-reduction with hydrogen at 480 ° C. was used. The catalyst was applied in the form of a filter cake which had been brought to a mesh size of 58 to 1050 per square cm. The reaction vessel was further charged with 0.2 g of lithium borohydride and 100 cc of purified xylenes as solvents. The contents of the vessel were heated to 249 ° C. under low hydrogen pressure, then ethylene was introduced to a partial pressure of about 58 atm while the contents were stirred. Ethylene is then introduced into the reaction vessel from time to time in order to maintain the initial partial pressure. The reaction was over after 345 minutes. 9.3 g of a polymer were obtained which could be converted into a tough, flexible film; The polymer had a specific viscosity (17 rel - 1 - 105) of the 24,600th a melt viscosity from 1.4 to 106 poises, and a density at 24 ° C of 0.963. In addition, 0.40 g of a fat-like polymer and 1.0 g of alkylated Xvlole were formed.
Bei einer @@'iederholung dieses Versuches konnte bei Ersatz des Lithiumborhvdrids durch die gleiche Gewichtsmenge Natriumborhydrid bei 247° C, einem Äthylenpartialdruck von etwa 56at und innerhalb von 12 Stunden kein festes Polymerisat erhalten werden;, es entstanden 1,46 g eines fettähnlichen Polymerisats und 2,33 g alkylierte Xylole. Das Natrium hat nach der Paulingschen Skala eine Elektronegativität von 0,9, und N a B H4 reagiert mit Wasser bei gewöhnlichen Temperaturen (0 bis 25° C) nur sehr langsam. Beispiel 2 Bei einer Wiederholung des Beispiels 1 wurde das Lithiumborhydrid zwecks Erzeugung eines festen Äthylenpol_vnierisats durch Magnesiumborhvdrid ersetzt. Das Verfahren und das entstandene Produkt entsprachen völlig dem Beispiel 1. Beispiel 3 Bei einer Wiederholung des Beispiels 1 wurde das Lithiumborhvdrid zwecks Erzeugung eines festen Äthvlenpolymerisats durch Aluminiumborhvdrid ersetzt. Das Verfahren und das entstandener Produkt entsprachen völlig dem Beispiel 1. Beispiel 4 In- -das Reaktionsgefäß wurden 2,0 g eines Katalysators eingebracht, der aus 20 Gewichtsprozent Woffrainoxvd -auf Zirl;oniumoxvd bestand und eine Maschengröße von 130 pro qcm hatte (er war bei 450 C und Atmosphärendruck mit Wasserstoff vorreduziert worden), 0,5g Lithiumborhydrid und 100ccin Isooctan. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde unter Rühren bei einem schwachen Wasserstoffdruck auf 250 C (2rliitzt; hierzu wurde Äthylen bis zu einem Partialdruck von etwa 50 at gegeben, der über 17 Stunden lang aufrechterhalten wurde. Irrhalten wurden 2,36 g feste; Polymerisat, 0,74 g fettähnliches Polynieri>at und 1,3 g Alkylierungsprodukt. Beispiel 5 Das Reaktionsgefäß wird mit 2.0g des Wolfranioxyd-Zirkoniumoxyd-Katalysators des Beispiels 4, 0,5 g Lithiuniliorhvdrid und 100 ccm Dekalin, das mit Kieselsäuregel behandelt war, beschickt. Unter einem schwachen Wasserstoffdruck wird der Inhalt unter Rühren auf 225° C erhitzt und danach mit Äthylen bis zu einem Partialdruek von etwa 66,5 at beschickt. Die Reaktion läuft 20 Stunden, während welcher Zeit Äthylen je nach Bedarf zwecks Aufrechterhaltung des anfänglichen Partialdruckes nachgegeben wird. Erhalten wurden 8,9 g eines festen Äthylenpolymerisats, das einen zähen und biegsamen Film zu bilden vermochte, eine Schmelzviskosität von 1,8 - 105 Poises und eine Dichte (bei 24° C) von 0.9608 hatte. Ein Alkylat (Alkylierungsprodukt) des Dekalins entstand als 1Vebenprodukt in einer Menge von 1,0 g. Beispiel 6 Das Beispiel 5 wurde wiederholt, nur wurde Lithiunil)orhydrid durch Magnesiumborhydrid ersetzt. Es entstand ein zähes, biegsames Äthylenpolymerisat. Beispiel 7 Das Beispiel 6 wurde wiederholt, nur wurde L.ithiumliorhydrid durch Aluminiumborhydrid ersetzt. Es entstand ein zähes, biegsames Äthylenpolymerisat.When this experiment was repeated, the lithium borohydride was replaced by the same amount by weight of sodium borohydride at 247 ° C., an ethylene partial pressure of about 56at and no solid polymer was obtained within 12 hours; 1.46 g of a fat-like polymer were obtained and 2.33 grams of alkylated xylenes. According to the Pauling scale, sodium has an electronegativity of 0.9, and N a B H4 only reacts very slowly with water at normal temperatures (0 to 25 ° C). Example 2 In a repetition of Example 1, the lithium borohydride was replaced by magnesium borohydride in order to produce a solid ethylene polymer. The process and the resulting product corresponded completely to Example 1. Example 3 In a repetition of Example 1, the lithium borohydride was replaced by aluminum borohydride in order to produce a solid ethylene polymer. The process and the resulting product corresponded completely to Example 1. Example 4 In the reaction vessel were introduced 2.0 g of a catalyst which consisted of 20 percent by weight Woffrainoxvd - on Zirl; oniumoxvd and had a mesh size of 130 per square cm (it was at 450 C and atmospheric pressure with hydrogen), 0.5g lithium borohydride and 100ccin isooctane. The contents of the reaction vessel were heated to 250 ° C. with stirring under a weak hydrogen pressure; to this, ethylene was added up to a partial pressure of about 50 atm, which was maintained for 17 hours. The result was 2.36 g of solid; polymer, 0, 74 g of fat-like polymer and 1.3 g of alkylation product Example 5 The reaction vessel is charged with 2.0 g of the wolfran oxide-zirconium oxide catalyst from Example 4, 0.5 g of lithium chloride and 100 cc of decalin which has been treated with silica gel The contents are heated with stirring to 225 ° C. under a weak hydrogen pressure and then charged with ethylene up to a partial pressure of about 66.5 atm. The reaction runs for 20 hours, during which time ethylene is added as required to maintain the initial partial pressure. This gave 8.9 g of a solid ethylene polymer which was able to form a tough and flexible film, a melt viscosity of 1.8-105 Poises and a density (at 24 ° C) of 0.9608. An alkylate (alkylation product) of decalin was obtained as a by-product in an amount of 1.0 g. Example 6 Example 5 was repeated, except that lithium borohydride was replaced by magnesium borohydride. A tough, flexible ethylene polymer was produced. Example 7 Example 6 was repeated, except that lithium borohydride was replaced by aluminum borohydride. A tough, flexible ethylene polymer was produced.
In den obigen Beispielen bedeutet »spezifische Viskosität« - (relative Viskosität - 1) - 105 und »relative Viskosität« das Verhältnis der Ausflußzeit einer Lösung von 0.125 g Polymerisat in 100 ccm gereinigten lvlolen bei 110' C aus einem Viskosimeter zu der Ausflußzeit von 100 ccm reiner lylole bei 110 °C. Die Schmelzviskosität wird nach dem Verfahren von 1) i e n e > und K 1 e m m . j. Appl. Phys., 17. S. 458 bis 471 (1946), bestimmt.In the examples above, "specific viscosity" means - (relative Viscosity - 1) - 105 and "relative viscosity" the ratio of the outflow time of a Solution of 0.125 g of polymer in 100 ccm of purified vials at 110 ° C. from a Viscometer at the outflow time of 100 ccm of pure lylenes at 110 ° C. The melt viscosity becomes i e n e> and K 1 e m m according to the procedure of 1). j. Appl. Phys., 17th p. 458 to 471 (1946), determined.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Polymerisate können den verschiedenen Nachbehandlungen unterworfen werden. Sie können gepreßt, mechanisch verwalzt, zu Filmen verarbeitet, gegossen bzw. zu Schwämmen oder Latices verarbeitet werden. I?s können ihnen Antioxydantien, Stabilisatoren. Füllstoffe, Streckmittel, Weichmacher, Pigmente. Insektizide und Fungizide einverleibt werden. Die Polyäthylene können als Üfiherzugsmittel oder Bindemittel angewandt werden.The polymers produced by the process according to the invention can be subjected to the various post-treatments. They can be pressed, mechanically rolled, processed into films, cast or processed into sponges or latices will. I? S can give them antioxidants, stabilizers. Fillers, extenders, Plasticizers, pigments. Insecticides and fungicides are incorporated. The polyethylene can be used as pulling agents or binders.
Die erfindungsgemäßen Polymerisate, besonders jene mit hohen spezifischen Viskositäten, können mit den niedrigermolekularen Polyäthylenen vermischt werden, um diesen die Steifheit oder Biegsamkeit oder andre gewünschte Eigenschaften der erfindungsgeni"ßen Produkte zu verleihen. In ähnlicher Weise köni.cn die nach den erfindungsgemäßen Verfahren herg:stellten festen, harzartigen Produkte in jedem gewünschten Mengenverhältnis mit Kohlenwasserstoffölen, Wachsen, wie z. B. Paraffinwachsen und Petro-Tatuni, mit Esterwachsen, mit hochmolekularen Polybutylenen und mit anderen organischen Stoffen verini,;cht werden. Kleine zwischen 0.01 und 1°/o der nach dein vorliegenden Verfahren hergestellten verschiedenen Ätlivlenpolvmerisate liegende -Mengen können in Schmierölen gelöst oder dispergiert werden, um den Viskositätsindex zu erhöhen und den Ölverbrauch herabzusetzen, wenn diese mit Zusatz versehenen Öle in Motoren angewandt werden.The polymers according to the invention, especially those with high specific Viscosities can be mixed with the lower molecular weight polyethylenes, around this the stiffness or flexibility or other desired properties of the to lend inventive products. In a similar way, those according to the Processes of the invention produced solid, resinous products in each desired quantitative ratio with hydrocarbon oils, waxes, such as. B. Paraffin waxes and Petro-Tatuni, with ester waxes, with high molecular weight polybutylenes and with others organic matter verini,; cht to be. Small between 0.01 and 1 ° / o that of yours present process produced various Ätlivlenpolvmerisate lying - Amounts can be dissolved or dispersed in lubricating oils to increase the viscosity index increase and decrease oil consumption when these oils are added can be used in engines.
Die nach dem vorliegenden Verfahren erzeugten. ein llolekulargewicht von 50 000 oder mehr aufweisenden 1'olyinerisate können in kleinen Mengen zur wesentlichen Erhöhung der Viskosität von leichtfließenden Kohlenwasserstoffölen und als Gelierungsmittel für derartige Öle benutzt werden.Those generated by the present process. a molecular weight of 50,000 or more 1'olyinerisate can be used in small amounts to the essential Increasing the viscosity of easily flowing hydrocarbon oils and as a gelling agent be used for such oils.
Die erfindungsgemäßen Polymerisate können verschiedenen chemischen Reaktionen unterworfen werden; nian kann sie halogenieren und wieder enthalogenieren. z. B. durch Behandlung mit Stilfurylchlorid sulfohalogenieren, ferner sulfonieren.The polymers according to the invention can have various chemical properties Be subjected to reactions; nian can halogenate them and dehalogenate them again. z. B. sulfohalogenate by treatment with stilfuryl chloride, also sulfonate.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1040245XA | 1952-12-06 | 1952-12-06 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2212155A (en) * | 1938-11-01 | 1940-08-20 | Du Pont | Process for polymerizing ethylene |
| DE813214C (en) * | 1943-11-03 | 1951-09-10 | Ici Ltd | Process for the production of solid and semi-solid polymers and copolymers of ethylene |
| DE836711C (en) * | 1936-02-04 | 1952-04-15 | Ici Ltd | Process for the production of semi-solid and solid polymers of ethylene |
| GB682420A (en) * | 1949-06-10 | 1952-11-12 | Du Pont | Improvements in or relating to the polymerisation of ethylene |
-
1953
- 1953-12-07 DE DEST7442A patent/DE1040245B/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE836711C (en) * | 1936-02-04 | 1952-04-15 | Ici Ltd | Process for the production of semi-solid and solid polymers of ethylene |
| US2212155A (en) * | 1938-11-01 | 1940-08-20 | Du Pont | Process for polymerizing ethylene |
| DE813214C (en) * | 1943-11-03 | 1951-09-10 | Ici Ltd | Process for the production of solid and semi-solid polymers and copolymers of ethylene |
| GB682420A (en) * | 1949-06-10 | 1952-11-12 | Du Pont | Improvements in or relating to the polymerisation of ethylene |
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